本题导读
本题考查抛物线与圆的综合。核心在于用韦达定理与向量数量积证垂直,再由弦长确定圆面积并求最小值。
📌【题干】
Question
(2004年重庆卷(文)) 设 是一常数,过点 的直线与抛物线 交于相异两点 、,以线段 为直径作圆 ( 为圆心).试证抛物线顶点在圆 的圆周上;并求圆 的面积最小时直线 的方程.
🔍【思路分析】
破题导航
- 设直线 ,交点 , 是 的两根。
- ,,,故 ,。
- 顶点 在以 为直径的圆上;圆面积 , 即 时最小。
✅【答案】
Success
(1) 证明见解析
(2) 直线 的方程为
✍【详细解析】
Abstract
(1)记抛物线顶点为 .所取直线过 且与抛物线交于相异两点,故它不平行于 轴,可设其方程为 .设交点为 、,则 是方程 的两个不等实根,故 ,,且 .于是 ,故 ,即 .由直径所对圆周角为直角的逆定理,顶点 在以 为直径的圆 上。 (2)由根差与判别式,,又 ,故 .圆 半径为 ,其面积 .令 ,则 ,等号当且仅当 ,即 ,此时直线 的方程为 ,圆 的面积最小。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:抛物线与圆面积最值
- 核心方法:设直线 ,交点 ,,,,故 ,顶点 在圆 上;, 即 时最小
- 避坑指南:直径所对圆周角为直角,证 用数量积为零; 当 取等,勿漏 对应直线
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 源于抛物线与圆,教材”圆锥曲线”
- 结论推广: 一般化: 顶点在直径圆上;圆面积由弦长定;韦达定理证垂直,弦长定圆面积求最值
🔗【关联脉络】
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