Question

在直角坐標(biāo)系xOy中，曲線C₁的點(diǎn)均在C₂：（x-5）²+y²=9外，且對C₁上任意一點(diǎn)M，M到直線x=-2的距離等于該點(diǎn)與圓C₂上點(diǎn)的距離的最小值．
（Ⅰ）求曲線C₁的方程；
（Ⅱ）設(shè)P（x₀，y₀）（y₀≠±3）為圓C₂外一點(diǎn)，過P作圓C₂的兩條切線，分別與曲線C₁相交于點(diǎn)A，B和C，D．證明：當(dāng)P在直線x=-4上運(yùn)動時，四點(diǎn)A，B，C，D的縱坐標(biāo)之積為定值．
（Ⅲ）設(shè)P（-4，1）為圓C₂外一點(diǎn)，過P作圓C₂的兩條切線，分別與曲線C₁相交于點(diǎn)A，B和C，D．證明：四點(diǎn)A，B，C，D的縱坐標(biāo)之積為定值．

Answer 1

分析：（Ⅰ）由題設(shè)知，曲線C₁上任意一點(diǎn)M到圓心C₂（5，0）的距離等于它到直線x=-5的距離，根據(jù)拋物線的定義，可得求曲線C₁的方程；
（Ⅱ）設(shè)切線方程為y-y₀=k（x+4），與拋物線方程聯(lián)立，利用韋達(dá)定理，即可得出結(jié)論；
（Ⅲ）因?yàn)楫?dāng)P（-4，1）在直線x=-4上，所以由（Ⅱ）知結(jié)論成立．

解答：（Ⅰ）解：由題設(shè)知，曲線C₁上任意一點(diǎn)M到圓心C₂（5，0）的距離等于它到直線x=-5的距離，
因此，曲線C₁是以（5，0）為焦點(diǎn)，直線x=-5為準(zhǔn)線的拋物線，
故其方程為y²=20x．
（Ⅱ）證明：當(dāng)點(diǎn)P在直線x=-4上運(yùn)動時，P的坐標(biāo)為（-4，y₀），
又y₀≠±3，則過P且與圓C₂相切得直線的斜率存在且不為0，每條切線都與拋物線有兩個交點(diǎn)，
切線方程為y-y₀=k（x+4），即kx-y+y₀+4k=0．于是

|5k+y0+4k|

k2+1

=3
整理得72k2+18y0k+y02-9=0①
設(shè)過P所作的兩條切線PA，PC的斜率分別為k₁，k₂，則k₁，k₂是方程①的兩個實(shí)根，
故k₁+k₂=-

18y0

72

=-

y0

4

②
由

k1x-y+y0+4k1=0 y2=20x

得k1y2-20y+20(y0+4k1)=0 ③
設(shè)四點(diǎn)A，B，C，D的縱坐標(biāo)分別為y₁，y₂，y₃，y₄，則是方程③的兩個實(shí)根，
所以y₁y₂=

20(y0+4k1)

k1

④
同理可得y₃y₄=

20(y0+4k2)

k2

⑤
于是由②，④，⑤三式得y₁y₂y₃y₄=

20(y0+4k1)

k1

•

20(y0+4k2)

k2

=

400(y02-y02+16k1k2)

k1k2

=6400．
所以，當(dāng)P在直線x=-4上運(yùn)動時，四點(diǎn)A，B，C，D的縱坐標(biāo)之積為定值6400．
（Ⅲ）證明：因?yàn)楫?dāng)P（-4，1）在直線x=-4上，
所以由（Ⅱ）知四點(diǎn)A，B，C，D的縱坐標(biāo)之積為定值6400．

點(diǎn)評：本題考查拋物線的定義，考查拋物線的切線，考查學(xué)生分析解決問題的能力，難度大．