圆锥曲线整理
1.圆锥曲线的定义:
(1)椭圆:|MF 1|+|MF 2|=2a (2a >|F 1F 2|); (2)双曲线:||MF 1|-|MF 2||=2a (2a <|F 1F 2|); (3)抛物线:|MF |=d .
圆锥曲线的定义是本部分的一个重点内容,在解题中有广泛的应用,在理解时
要重视“括号”内的限制条件:椭圆中,与两个定点F 1,F 2的距离的和等于常数2a ,且此常数2a 一定要大于21F F ,当常数等于21F F 时,轨迹是线段F 1F 2,当常数小于21F F 时,无轨迹;双曲线中,与两定点F 1,F 2的距离的差的绝对值等于常数2a ,且此常数2a 一定要小于|F 1F 2|,定义中的“绝对值”与2a <|F 1F 2|不可忽视。若2a =|F 1F 2|,则轨迹是以F 1,F 2为端点的两条射线,若2a ﹥|F 1F 2|,则轨迹不存在。若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。
2.圆锥曲线的标准方程(标准方程是指中心(顶点)在原点,坐标轴为对称轴时的标准位置的方程):
(1)椭圆:焦点在x 轴上时12222=+b
y a x (0a b >>),焦点在y 轴上时22
22b x a y +=1
(0a b >>)。
(2)双曲线:焦点在x 轴上:2222b y a x - =1,焦点在y 轴上:22
22b
x a y -=1(0,0a b >>)。
(3)抛物线:开口向右时22(0)y px p =>,开口向左时22(0)y px p =->,开口向上时
22(0)x py p =>,开口向下时22(0)x py p =->。
注意:1.圆锥曲线中求基本量,必须把圆锥曲线的方程化为标准方程。
2.圆锥曲线焦点位置的判断(首先化成标准方程,然后再判断):
椭圆:由x 2
,y
2
分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。
双曲线:由x 2,y 2
项系数的正负决定,焦点在系数为正的坐标轴上; 抛物线:焦点在一次项的坐标轴上,一次项的符号决定开口方向。 在椭圆中,a 最大,2
2
2
a b c =+,在双曲线中,c 最大,2
2
2
c a b =+。
3.与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1有相同渐近线的双曲线方程也可设为x 2a 2-y 2
b 2=λ(λ≠0),渐近线方程为y =±
b a x 的双曲线方程也可设为x 2a 2-y 2b 2=λ(λ≠0).要求双曲线x 2a 2-y 2
b 2=λ(λ≠0)的渐近线,只需令λ=0即可.
4.直线与圆锥曲线的位置关系的判断是利用代数方法,即将直线的方程与圆锥曲线的方程联立,根据方程组解的个数判断直线与圆锥曲线的位置关系.
解决直线与圆锥曲线问题的通法 (1)设方程及点的坐标.
(2)联立直线方程与曲线方程得方程组,消元得方程. (3)应用韦达定理及判别式.
(4)结合已知、中点坐标公式、斜率公式及弦长公式求解.
5.若直线与圆锥曲线交于两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),且直线P 1P 2的斜率为k ,则弦长|P 1P 2|=1+k 2|x 1-x 2|=
1+1
k 2|y 1-y 2|(k ≠0).|x 1-x 2|,|y 1-y 2|的求法,通
常使用根与系数的关系,需要作下列变形:|x 1-x 2|=(x 1+x 2)2-4x 1x 2,|y 1-y 2|=(y 1+y 2)2-4y 1y 2.
6.与圆锥曲线的弦的中点有关的问题 (1)通法.联立方程利用根与系数的关系
(2)“点差法”.点差法的作用是用弦的中点坐标表示弦所在直线的斜率. 点差法的步骤:
①将两交点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)的坐标代入曲线的方程.
②作差消去常数项后分解因式得到关于x 1+x 2,x 1-x 2,y 1+y 2,y 1-y 2的关系式. ③应用斜率公式及中点坐标公式求解.
特别提醒:因为0?>是直线与圆锥曲线相交于两点的必要条件,故在求解有关弦长、对称问题时,务必别忘了检验0?>!
6.求曲线方程的基本方法有:
(1)直译法:建系、设动点、列式、化简、证明(可以省略),此法适用于较简单的问题;
(2)定义法:如果能够确定动点的轨迹满足已知曲线的定义,则可由曲线的定义直接写出轨迹方程;
(3)相关点法(坐标代换法):若动点P (x ,y )依赖于另一动点Q (x 1,y 1),而Q (x 1,y 1)又在某已知曲线上,则可先写出关于x 1,y 1的方程,再根据x 1,y 1与x ,y 的关系求出P (x ,y )的轨迹方程;
(4)待定系数法:若已知曲线的形状(如椭圆、双曲线等),可用待定系数法; (5)点差法:求与圆锥曲线的弦的中点有关的问题,可以设出两个端点坐标,并将其代入圆锥曲线方程,再作差;
(6)交轨法:先根据条件求出两条动曲(直)线的交点,然后消去其中的参数即得轨迹方程.
7.常见类型转化:
①“以弦AB 为直径的圆过点0”
?OA OB ⊥ ?121K K ?=-(提醒:需讨论K 是否存在)?0OA OB ?= ? 12120x x y y +=
②“点在圆内、圆上、圆外问题”?“钝角、直角、锐角问题”?“向量的数量积小于、等于、大于0问题”?1212x x y y +<0;1212x x y y +=0; 1212x x y y +>0 ③“等角、角平分、角互补问题”?斜率关系(120K K +=或12K K =);
例如: EF 平分AEB ∠?0AE BE K K +=
一、圆锥曲线的定义及标准方程,性质及应用
例1. (1)如图,已知圆O 的方程为x 2+y 2=100,点A 的坐标为(-6,0),M 为圆O 上的任
意一点,AM 的垂直平分线交OM 于点P,则点P 的轨迹方程( )
A.x 225 +y
2
16 =1 B. x 225 -y 2
16 =1 C.(x+3)225 + y 2
16 =1
D. (x+3)225 - y 2
16 =1
解:由于
P
为
AM
的垂直平分线上的点,|PA|=|PM|所以
|PA|+|PO|=|PM|+|PO|=|OM|=R=10>|OA|=6根据椭圆的定义知:P 点轨迹方程为x 2
25
+y 2
16
=1.所以选A (2)设F 为抛物线y 2=4x 的焦点,A ,B ,C 为该抛物线上三点,若F A →+FB →+FC →
=0,则|F A →|+|FB
→|+|FC →|=( ) A .9 B .6 C .4 D .3 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 3),
抛物线焦点为F (1,0),准线方程为x =-1. 由已知得x 1+x 2+x 3=3,y 1+y 2+y 3=0, 而|F A |=x 1-(-1)=x 1+1, |FB |=x 2-(-1)=x 2+1, |FC |=x 3-(-1)=x 3+1,
∴|F A|+|FB|+|FC|
=x1+1+x2+1+x3+1=(x1+x2+x3)+3=3+3=6.
例2.(1)若双曲线
x2
a2-
y2
b2=1(a>0,b>0)与直线y=3x无交点,则离心率e的取值
范围为()
A.(1,2) B.(1,2] C.(1,5) D.(1,5]
(2)函数y=3-
3
4x
2的图象上至少存在不同的三点到(1,0)的距离构成等比数
列,则公比的取值范围是________.
(3)设双曲线的一个焦点为F,虚轴的一个端点为B,如果直线FB与该双曲线
的一条渐近线垂直,那么此双曲线的离心率为()
(A
(B(C(D
(4)椭圆
22
22
1()
x y
a b
a b
+
=>>0的右焦点F,其右准线与x轴的交点为A,在椭圆
上存在点P满足线段AP的垂直平分线过点F,则椭圆离心率的取值范围是()
(A)
?
??
(B)1
0,
2
??
?
??
(C))1,1(D)1,1
2
??
?
???
222
22
22
51(0,0)-,0)(0)
9
1
,(),
2
x y a
a b F c c x y
a b
E FE
OE OF OP
-=>>>+=
∈
=+
()过双曲线的左焦点(作圆
的切线,
切点为直线交双曲线右支于点P,若则双曲线的离心率为()
(6)一只双曲线
22
12
22
1(0,0),.
x y
a b F F
a b
-=>
>的左右焦点分别为O为双曲线的中心,
P是双曲线右支上的点,
12
PF F
?的内切圆的圆心为I,且圆I与x 轴相切与点A,过
2
F
作直线PI的垂线,垂足为B,若双曲线的离心率则
( )
A.OB OA
= B.OA= C.OA OB
= D.OA OB
与关系不确定
[解析] (1)因为双曲线的渐近线方程为y=±
b
a x,要使直线y=3x与双曲线无交
点,则直线y=3x,应在两渐近线之间,所以有
b
a≤3,即b≤3a,所以b
2≤3a2,
c2-a2≤3a2,即c2≤4a2,e2≤4,所以1 (2)函数y=3- 3 4x 2可变为 x2 4+ y2 3=1(y≥0),(1,0)为椭圆的右焦点,上半椭圆 上点到右焦点距离的最大值和最小值分别为3和1.此数列为正项数列;要使等比数 列公比最大,只要首项最小,末项最大即可,所以公比最大值为3,要使等比数列 公比最小,只要首项最大,末项最小即可,所以最小值为 3 3. (3)【解析】选 D.不妨设双曲线的焦点在x轴上,设其方程为: 22 22 1(0,0) x y a b a b -=>>,则一个焦点为(,0),(0,) F c B b 一条渐近线斜率为: b a ,直线FB的斜率为: b c -,()1 b b a c ∴?- =-,2b ac ∴= 220 c a ac --=,即e2-e-1=0,所以e=或e=(舍去) (4)解析:由题意,椭圆上存在点P,使得线段AP的垂直平分线过点F, 即F点到P点与A点的距离相等 而|F A|= 22 a b c c c -= |PF|∈[a-c,a+c] 于是 2 b c ∈[a-c,a+c] 即ac-c2≤b2≤ac+c2 (5)答案:B (6) 答案:C 解析:依题意设内切圆与1212PF ,PF ,FF 的切点分别为M,N,A. 122,PF PF a -= 且1122,,,PM PN FM F A F N F A ===12122PF PF F A F A a ∴-=-=。 设A 的横坐标为x ,可得c+x-(c -x )=2a,即x=a,所以OA a =; 延长21,F B PF Q 交于则B 为2F Q 中点,O 为12F F 的中点,又因为 121 2,PF PF FQ a -==,OB a OA OB ∴=∴= 三、直线与圆锥曲线的位置关系 例3 .过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线交该抛物线于A ,B 两点,O 为坐标原点.若|AF |=3,则△AOB 的面积为( ) A.22 B. 2 C.32 2 D .2 2 变式题 过抛物线y 2=2px 焦点F 作直线l 交抛物线于A ,B 两点,O 为坐标原点,则△OAB 为( ) A .锐角三角形 B .直角三角形 C .不确定 D .钝角三角形 例3[答案] C [解析] 如图,设A (x 0,y 0)(y 0<0).易知抛物线y 2=4x 的焦点为F (1,0),抛物线的准线方程为x =-1,故由抛物线的定义得|AF |=x 0-(-1)=3,解得x 0=2,所以 y 0=-22,故点A (2,-22).则直线AB 的斜率为k =-22-0 2-1 =-22,直线 AB 的方程为y =-22x +22,联立??? y =-22x +22, y 2=4x , 消去y 得2x 2-5x +2 =0,由x 1x 2=1,得A ,B 两点横坐标之积为1,所以点B 的横坐标为1 2.再由抛物线 的定义得||BF =12-()-1=32,||AB =||AF +||BF =3+32=9 2. 又因为点O 到直线AB 的距离为d =22 3, 所以S △AOB =12×92×223=32 2. 变式题 [答案] D [解析] 设点A ,B 的坐标为(x 1,y 1),(x 2,y 2),则OA →·OB →=(x 1,y 1)· (x 2,y 2)=x 1x 2 +y 1y 2=p 24-p 2=-3 4p 2<0,所以∠AOB 为钝角,故△OAB 一定为钝角三角形. 五、圆锥曲线背景下的定点问题 [例5](2012年·福建卷)如图,椭圆E :x 2a 2+y 2 b 2=1(a >b >0)的左焦点为F 1,右焦点 为F 2,离心率e =1 2.过F 1的直线交椭圆于A 、B 两点,且△ABF 2的周长为8. (1)求椭圆E 的方程; (2)设动直线l :y =kx +m 与椭圆E 有且只有一个公共点P ,且与直线x =4相交于点Q .试探究:在坐标平面内是否存在定点M ,使得以PQ 为直径的圆恒过点M ?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,说明理由. [解析] (1)因为|AB |+|AF 2|+|BF 2|=8, 即|AF 1|+|F 1B |+|AF 2|+|BF 2|=8. 又|AF 1|+|AF 2|=|BF 1|+|BF 2|=2a , 所以4a =8,a =2. 又因为e =12,即c a =1 2,所以c =1, 所以b =a 2-c 2= 3. 故椭圆E 的方程是x 24+y 2 3=1. (2)由???? ?y =kx +m ,x 24+y 23 =1,消去y 得(4k 2+3)x 2+8kmx +4m 2-12=0. 因为动直线l 与椭圆E 有且只有一个公共点P (x 0,y 0),所以m ≠0且Δ=0,即64k 2m 2-4(4k 2+3)(4m 2-12)=0, 化简得4k 2-m 2+3=0. (*) 所以P (-4k m ,3 m ). 由???x =4,y =kx +m , 得Q (4,4k +m ) 假设平面内存在定点M 满足条件,由图形对称性知,点M 必在x 轴上. 设M (x 1,0),则0MP MQ ?=对满足(*)式的m ,k 恒成立. 因为MP =(-4k m -x 1,3 m ),MQ =(4-x 1,4k +m ), 由0MP MQ ?=,得 -16k m +4kx 1m -4x 1+x 21 +12k m +3=0, 整理,得(4x 1-4)k m +x 21-4x 1+3=0. (* *) 由于(* *)式对满足(*)式的m ,k 恒成立, 所以???4x 1-4=0,x 21-4x 1+3=0, 解得x 1=1. 故存在定点M (1,0),使得以PQ 为直径的圆恒过点M . 跟踪练习 22221(0)(10),-12 17 QB 16 x y C a b F a b l x QA +=>>?=-已知椭圆:的右焦点,且点(,()求椭圆C 的标准方程;(2)已知动直线过点F,且与椭圆C 交于A,B 两点,试问轴上是否存在定点Q,使得恒成立?若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由 解析:(1)由题意知,c=1 根据椭圆定义得,2a a ==即所以2 211b =-=,所以椭圆C 的标准方程为2 212 x y += (2)假设在x 轴上存在定点Q (m,0),使得7 16 QA QB ?=- 恒成立。 当直线70(,0)(,0)16 l A B m m ?=-的斜率为时, 解得5 4 m =± 当直线(122 l B -的斜率不存在时,A(1, , 由于5575 1+1+,44164 m ?≠-≠-((,所以 当直线(1)l l y k x =-的斜率存在且不为0时,设直线的方程为 与椭圆方程联立得2222(12)4220k x k x k +-+-= 2122 2212k x x k -=+ 2122412k x x k +=+ 2 12212k y y k -=+ 2242257 121616 k QA QB k --∴?=+=-+ 法二: 假设存在,设Q (t,0)则1122()()QA QB x ty x ty ?=-?- 2222 1212122 (14)27 ()1216 t t k t x x t x x t y y k -++-=-+++==-+ 221425214 t t t t -+∴=?=- 六、圆锥曲线背景下的定值问题 例6:(2012·湖南卷)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1上的点均在圆C 2:(x -5)2 +y 2=9外,且对C 1上任意一点M ,M 到直线x =-2的距离等于该点与圆C 2上点的距离的最小值. (1)求曲线C 1的方程; (2)设P (x 0,y 0)(y 0≠±3)为圆C 2外一点,过P 作圆C 2的两条切线,分别与曲线C 1相交于点A ,B 和C ,D .证明:当P 在直线x =-4上运动时,四点A ,B ,C ,D 的纵坐标之积为定值. 解:(1)方法1:设M 的坐标为(x ,y ),由已知得 |x +2|=(x -5)2+y 2-3, 易知圆C 2上的点位于直线x =-2的右侧, 于是x +2>0,所以(x -5)2+y 2=x +5. 化简得曲线C 1的方程为y 2=20x . 方法2:由题设知,曲线C 1上任意一点M 到圆心C 2(5,0)的距离等于它到直线x =-5的距离,因此,曲线C 1是以(5,0)为焦点,直线x =-5为准线的抛物线,故其方程为y 2=20x . (2)证明:当点P 在直线x =-4上运动时,P 的坐标为(-4,y 0),又y 0≠±3,则过P 且与圆C 2相切的直线的斜率k 存在且不为0,每条切线都与抛物线有两个交点,切线方程为y -y 0=k (x +4),即kx -y +y 0+4k =0. 于是|5k +y 0+4k |k 2+1 =3.整理得 72k 2+18y 0k +y 2 0-9=0. ① 设过P 所作的两条切线P A ,PC 的斜率分别为k 1,k 2,则k 1,k 2是方程①的两个实根,故 k 1+k 2=-18y 072=-y 0 4. ② 由??? k 1x -y +y 0+4k 1=0,y 2=20x , 得k 1y 2-20y +20(y 0+4k 1)=0. ③ 设四点A ,B ,C ,D 的纵坐标分别为y 1,y 2,y 3,y 4,则y 1,y 2是方程③的两个实根,所以 y 1·y 2=20(y 0+4k 1)k 1 . ④ 同理可得 y 3·y 4=20(y 0+4k 2) k 2 . ⑤ 于是由②,④,⑤三式得 y 1y 2y 3y 4=400(y 0+4k 1)(y 0+4k 2) k 1k 2 = 400[y 2 0+4(k 1+k 2)y 0+16k 1k 2] k 1k 2 =400[y 20-y 2 0+16k 1k 2]k 1k 2 =6 400. 所以,当P 在直线x =-4上运动时,四点A ,B ,C ,D 的纵坐标之积为定值6 400. 跟踪训练 已知双曲线C :x 2-y 22=1,过圆O :x 2+y 2=2上任意一点作圆的切线l ,若l 交双 曲线于A ,B 两点,证明:∠AOB 的大小为定值. 证明 当切线的斜率不存在时,切线方程为x =±2. 当x =2时,代入双曲线方程,得y =±2, 即A (2,2),B (2,-2),此时∠AOB =90°. 同理当x =-2时,∠AOB =90°. 当切线的斜率存在时,设切线方程为y =kx +b , 则 |b |1+k 2=2,即b 2=2(1+k 2 ). 由直线方程和双曲线方程消掉y , 得(2-k 2)x 2-2kbx -(b 2+2)=0, 由于直线l 与双曲线交于A ,B 两点,故2-k 2≠0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=2kb 2-k 2,x 1x 2=-(b 2+2)2-k 2 , y 1y 2=(kx 1+b )(kx 2+b )=k 2 x 1x 2+kb (x 1+x 2)+b 2 =-k 2b 2-2k 22-k 2+2k 2b 22-k 2+2b 2-k 2b 2 2-k 2 = 2b 2-2k 2 2-k 2 , 故x 1x 2+y 1y 2=-b 2-22-k 2+2b 2-2k 22-k 2=b 2-2(1+k 2) 2-k 2. 由于b 2=2(1+k 2), 故x 1x 2+y 1y 2=0,即OA →·OB → =0,∠AOB =90°. 综上可知,若l 交双曲线A ,B 两点,∠AOB 的大小为定值. 七、圆锥曲线背景下的最值问题 例7 已知圆C 的方程为x 2+y 2=4,过点M (2,4)作圆C 的两条切线,切点分别 为A ,B ,直线AB 恰好经过椭圆T :x 2a 2+y 2 b 2=1(a >b >0)的右顶点和上顶点. (1)求椭圆T 的方程; (2)若直线l 与椭圆T 相交于P ,Q 两不同点,直线l 方程为y =kx +3(k >0),O 为坐标原点,求△OPQ 面积的最大值. 解:(1)由题意:一条切线方程为x =2,设另一条切线方程为y -4=k (x -2), 则|4-2k |k 2+1=2,解得k =34,此时切线方程为y =34x +52,切线方程与圆方程联立 得:x =-65,y =8 5,则直线AB 的方程为x +2y =2. 令x =0,解得y =1,∴b =1;令y =0,得x =2,∴a =2. 故所求椭圆方程为x 24+y 2 =1. (2)联立???? ? y =kx +3,x 24 +y 2=1.整理得(1+4k 2)x 2+83kx +8=0, Δ=(83k )2-32(1+4k 2)>0,即2k 2-1>0. 令P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),则x 1+x 2=-83k 1+4k 2,x 1x 2 =8 1+4k 2 , 原点到直线l 的距离为d =31+k 2,|PQ |=1+k 2 |x 1-x 2|, ∴S △OPQ =12|PQ |·d =32|x 1-x 2|=3 2(x 1+x 2)2-4x 1x 2 =26·2k 2-1(1+4k 2)2=26·2k 2-1 4(2k 2-1)2+12(2k 2-1)+9 =26· 1 4(2k 2 -1)+12+92k 2 -1≤1. 当且仅当k = 5 2 时取等号,则△OPQ 面积的最大值为1. 变式:在平面直角坐标系xOy 中,过定点C (0,p )作直线与抛物线x 2=2py (p >0)相 交于A ,B 两点. (1)若点N 是点C 关于坐标原点O 的对称点,求△ANB 面积的最小值; (2)是否存在垂直于y 轴的直线l ,使得l 被以AC 为直径的圆截得的弦长恒为定值?若存在,求出l 的方程,若不存在,说明理由. (1)设直线AB的斜率为k,A(x1,y1)B(x2,y2),由题意知:C(0,p),N(0,-p),则l的方程为y=kx+p,与x2=2py联立消去y得,x2-2pkx-2p2=0. 所以x1+x2=2pk,x1x2=-2p2………………………………2分 又因为S △ANB =S △ANC +S △BNC ,CN=2p. 所以S △ANB = 1 2×2p|x1-x2|=p(x1+x2) 2-4x 1 x2=2p2k2+2.…………4分 所以,当k=0时,(S △ABN )min=22p2.…………………………6分 (2)易得以AC为直径的圆的方程为(x-0)(x-x1)+(y-p).(y-y1)=0 (8) 分 假设满足条件的直线l存在,其方程为y=a,代入圆的方程,整理得 x2-x1x+(a-p)(a-y1)=0. 设直线l与圆的交点为P(x3,y3),Q(x4,y4).由弦长公式并结合根与系数的关系,得PQ=|x3-x4|=4(a- p 2)y1+4a(p-a)=2(a- p 2)y1+a(p-a).……………………………12分 由此知,当a= p 2时,PQ=p为定值,故满足条件的直线l存在,其方程为y=p 2. 九.与圆的综合应用 已知直线l1:4x:-3y+6=0和直线l2x=-p/2:.若拋物线C:y2=2px上的点到直线l1 和直线l 2 的距离之和的最小值为2. (I )求抛物线C的方程; (II)若以拋物线上任意一点M为切点的直线l与直线l2交于点N,试问在x轴上是否存在定点Q,使Q点在以MN为直径的圆上,若存在,求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由. 解:(Ⅰ)由定义知 2 l为抛物线的准线,抛物线焦点坐标)0, 2 ( p F 由抛物线定义知抛物线上点到直线 2 l的距离等于其到焦点F的距离. 所以抛物线上的点到直线 1 l和直线 2 l的距离之和的最小值为焦点F到直线 1 l的距离.……2分 所以 5 6 2 2 + = p ,则p=2,所以,抛物线方程为x y4 2=.………………4分 (Ⅱ)设M) , ( y x,由题意知直线l斜率存在,设为k,且0 k≠,所以直线l方程为 )x -(-00x k y y =, 代入x y 42=消x 得:.0-44-2 002=+ky y y ky 由2 000 2 16-4(4-)0,.k y ky k y ?=== 得………………6分 所以直线l 方程为)x -(2-000x y y y =,令x=-1,又由02 04x y =得)24-,1(0 20y y N - 设)0,1x Q (则)24 -,-1(-),,-(0 20 1010y y x QN y x x QM ==由题意知0,QM QN ?=……8分 20011-4-)(-1-)02 y x x x +=即(,把02 04x y =代入左式, 得:02-x x )x -112 101=++x (,……………10分 因为对任意的0x 等式恒成立, 所以12 111-0, x x -20. x =?? +=? 所以11=x 即在x 轴上存在定点Q (1,0)在以MN 为直径的圆上.……………12分 跟踪训练:设圆F 以抛物线P :24y x =的焦点F 为圆心,且与抛物线P 有且只有一个公共点. (I )求圆F 的方程; (Ⅱ)过点M (-1,0)作圆F 的两条切线与抛物线P 分别交于点A ,B 和C ,D ,求经过 A , B , C , D 四点的圆 E 的方程. 解:(Ⅰ)设圆F 的方程为(x -1)2+y 2=r 2(r >0). 将y 2=4x 代入圆方程,得(x +1)2=r 2,所以x =-1-r (舍去),或x =-1+r . 圆与抛物线有且只有一个公共点,当且仅当-1+r =0,即r =1. 故所求圆F 的方程为(x -1)2+y 2=1. …4分 (Ⅱ)设过点M (-1,0)与圆F 相切的斜率为正的一条切线的切点为T . 连结TF ,则TF ⊥MT ,且TF =1,MF =2,所以∠TMF =30°. …6分 直线MT 的方程为x =3y -1,与y 2=4x 联立,得y 2-43y +4=0. 记直线与抛物线的两个交点为A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),则 y 1+y 2=43,y 1y 2=4,x 1+x 2=3(y 1+y 2)-2=10. …8分 从而AB 的垂直平分线的方程为y -23=-3(x -5). 令y =0得,x =7.由圆与抛物线的对称性可知圆E 的圆心为E (7,0).…10分 |AB |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2]=(1+3)[(y 1+y 2)2-4y 1y 2]=82. 又点E 到直线AB 的距离d =7-0+1 2=4,所以圆E 的半径R =(42)2+42=43. 因此圆E 的方程为(x -7)2+y 2=48.