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已知定点A(0,a)(a>0),直线l1:y=-a交y轴于点B,记过点A且与直线l1相切的圆的圆心为点C

(Ⅰ)求动点C的轨迹E的方程;

(Ⅱ)设倾斜角为α的直线l2过点A,交轨迹E于两点P、Q,交直线l1于点R

(1)若tanα=1,且ΔPQB的面积为,求a的值;

(2)若α∈[],求|PR|·|QR|的最小值.

答案:
解析:

  解法一:(Ⅰ)连CA,过CCDl1,垂足为D,由已知可得|CA|=|CD|,

  ∴点C的轨迹是以A为焦点,l1为准线的抛物线,

  ∴轨迹E的方程为x2=4ay  (4分)

  (Ⅱ)直线l2的方程为y=kx+a,与抛物线方程联立消去yx2-4akx-4a2=0.

  记P(x1y1),Q(x2y2),

  则x1x2=4akx1x2a2<0  (6分)

  (1)若tanα=1,即k=1,此时x1x2=4ax1x2=-4a2

  ∴SΔBPQSΔABPSΔABQa|x1|+a|x2|=a|x2x1|

  =aaa=4a2  (8分)

  ∴4a2,注意到a>0,∴a  (9分)

  (2)因为直线PA的斜率k≠0,易得点R的坐标为(,-a)  (10分)

  |PR|·|QR|=·=(x1y1a)·(x2y2a)

  =(x1)(x2)+(kx1+2a)(kx2+2a)

  =(1+k2)x1x2+(+2ak)(x1x2)++4a2

  =-4a2(1+k2)+4ak(+2ak)++4a2=4a2(k2)+8a2≥8a2+8a2=16a2

  又α∈[],∴k∈[,1],

  当且仅当k2,即k=1时取到等号  (12分)

  从而|PR|·|QR|的最小值为16a2  (14分)


练习册系列答案
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已知定点A(0,
3
)
,点B在圆F:x2+(y-
3
)2=16
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(1)求动点P的轨迹E的方程;
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1
4
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