题目
已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F(1,0),直线l与该抛物线交于A,B两点(点A在第一象限),以AB为直径的圆E与抛物线C的准线相切于点D.若|AD|=sqrt(3)|BD|,则点E到y轴的距离为( )A. (16)/(3)B. (13)/(3)C. (8)/(3)D. (5)/(3)
已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F(1,0),直线l与该抛物线交于A,B两点(点A在第一象限),以AB为直径的圆E与抛物线C的准线相切于点D.若$|AD|=\sqrt{3}|BD|$,则点E到y轴的距离为( )
- A. $\frac{16}{3}$
- B. $\frac{13}{3}$
- C. $\frac{8}{3}$
- D. $\frac{5}{3}$
题目解答
答案
D
【分析】求得抛物线的焦点和准线方程,设直线l的方程x=my+t与抛物线的方程联立,运用韦达定理和弦长公式、直线和圆相切的条件可得t的值,结合等腰三角形的性质可得直线的倾斜角为∠MAF,从而可求得m的值,由此确定E的坐标,即可得点E到y轴的距离.
【详解】过A作AM垂直于准线为M

抛物线C:y2=2px的焦点为F(1,0),所以$\frac{p}{2}=1$,即p=2,抛物线为y2=4x
准线方程为x=-1,
设直线l的方程为x=my+t,与抛物线的方程联立,可得y2-4my-4t=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),可得y1+y2=4m,y1⋅y2=-4t
则${x}_{1}+{x}_{2}=m({y}_{1}+{y}_{2})+2t=4{m}^{2}+2t$,
所以AB的中点为E(2m2+t,2m),
$|AB|=\sqrt{1+{m}^{2}}|{y}_{1}-{y}_{2}|=\sqrt{1+{m}^{2}}⋅\sqrt{16{m}^{2}+16t}$,
由圆E与准线相切,可得$2{m}^{2}+t+1=\frac{1}{2}\sqrt{1+{m}^{2}}⋅\sqrt{16{m}^{2}+16t}$,
两边平方,化简可得t=1,
即直线l的方程为x=my+1,可得直线l经过焦点F,则E(2m2+1,2m)
由圆E与准线相切于D,可得AD⊥BD,
由DE⊥准线x=-1,且|AE|=|DE|,
可得∠ADE=∠DAE=∠MAD,
即∠MAF=2∠DAE,
由$|AD|=\sqrt{3}|BD|$,可得$tan∠DAB=\frac{|BD|}{|AD|}=\frac{\sqrt{3}}{3}$,
即有∠DAB=30°,∠MAF=60°,
直线l的斜率为$tan60°=\sqrt{3}$,所以$m=\frac{1}{\sqrt{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}$,则$E(\frac{5}{3},\frac{2\sqrt{3}}{3})$
所以点E到y轴的距离为$\frac{5}{3}$.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:本题考查求抛物线焦点弦性质运用,解题关键是设直线方程,将直线方程代入抛物线方程整理后应用韦达定理求出x1+x2/y1+y2,从而得焦点弦中点坐标.再根据切线性质与弦长关系,得到所要求的等量关系.考查了学生的运算求解能力,逻辑推理能力.属于中档题.
【分析】求得抛物线的焦点和准线方程,设直线l的方程x=my+t与抛物线的方程联立,运用韦达定理和弦长公式、直线和圆相切的条件可得t的值,结合等腰三角形的性质可得直线的倾斜角为∠MAF,从而可求得m的值,由此确定E的坐标,即可得点E到y轴的距离.
【详解】过A作AM垂直于准线为M

抛物线C:y2=2px的焦点为F(1,0),所以$\frac{p}{2}=1$,即p=2,抛物线为y2=4x
准线方程为x=-1,
设直线l的方程为x=my+t,与抛物线的方程联立,可得y2-4my-4t=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),可得y1+y2=4m,y1⋅y2=-4t
则${x}_{1}+{x}_{2}=m({y}_{1}+{y}_{2})+2t=4{m}^{2}+2t$,
所以AB的中点为E(2m2+t,2m),
$|AB|=\sqrt{1+{m}^{2}}|{y}_{1}-{y}_{2}|=\sqrt{1+{m}^{2}}⋅\sqrt{16{m}^{2}+16t}$,
由圆E与准线相切,可得$2{m}^{2}+t+1=\frac{1}{2}\sqrt{1+{m}^{2}}⋅\sqrt{16{m}^{2}+16t}$,
两边平方,化简可得t=1,
即直线l的方程为x=my+1,可得直线l经过焦点F,则E(2m2+1,2m)
由圆E与准线相切于D,可得AD⊥BD,
由DE⊥准线x=-1,且|AE|=|DE|,
可得∠ADE=∠DAE=∠MAD,
即∠MAF=2∠DAE,
由$|AD|=\sqrt{3}|BD|$,可得$tan∠DAB=\frac{|BD|}{|AD|}=\frac{\sqrt{3}}{3}$,
即有∠DAB=30°,∠MAF=60°,
直线l的斜率为$tan60°=\sqrt{3}$,所以$m=\frac{1}{\sqrt{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}$,则$E(\frac{5}{3},\frac{2\sqrt{3}}{3})$
所以点E到y轴的距离为$\frac{5}{3}$.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:本题考查求抛物线焦点弦性质运用,解题关键是设直线方程,将直线方程代入抛物线方程整理后应用韦达定理求出x1+x2/y1+y2,从而得焦点弦中点坐标.再根据切线性质与弦长关系,得到所要求的等量关系.考查了学生的运算求解能力,逻辑推理能力.属于中档题.