| 模型 | 模型答案 | 正确答案 |
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| 金声玉亮2.0 | (1)【解析】 首先,根据题意,抛物线 $C$ 的顶点在原点 $O$,焦点在 $x$ 轴上。设抛物线的标准方程为 $y^2 = 4ax$,其中 $a$ 为焦距。 直线 $l: x = 1$ 交抛物线 $C$ 于 $P$ 和 $Q$ 两点。将 $x = 1$ 代入抛物线方程 $y^2 = 4ax$,得到 $y^2 = 4a$,即 $y = \pm 2\sqrt{a}$。因此,$P(1, 2\sqrt{a})$ 和 $Q(1, -2\sqrt{a})$。 根据题意,$OP \perp OQ$,即 $P$ 和 $Q$ 关于 $x$ 轴对称,满足垂直关系。 已知点 $M(2,0)$,且 $\odot M$ 与 $l$ 相切。设 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^2 + y^2 = r^2$。由于 $\odot M$ 与 $l$ 相切,圆心到直线 $l$ 的距离等于半径 $r$。圆心到直线 $l$ 的距离为 $|2-1| = 1$,所以 $r = 1$。 因此,$\odot M$ 的方程为 $(x-2)^2 + y^2 = 1$。 接下来,我们需要确定抛物线 $C$ 的参数 $a$。由于 $P(1, 2\sqrt{a})$ 和 $Q(1, -2\sqrt{a})$,我们可以利用垂直关系来验证 $a$ 的值。根据抛物线的定义,焦点到准线的距离为 $a$,而 $P$ 和 $Q$ 的 $y$ 坐标分别为 $2\sqrt{a}$ 和 $-2\sqrt{a}$,满足垂直关系。 因此,抛物线 $C$ 的方程为 $y^2 = 4x$,即 $a = 1$。 <eoe> 【答案】抛物线 $C$ 的方程为 $y^2 = 4x$,圆 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^2 + y^2 = 1$。<eoa> (2)【解析】 设 $A_1, A_2, A_3$ 是抛物线 $C$ 上的三个点,且直线 $A_1A_2$ 和 $A_1A_3$ 均与 $\odot M$ 相切。我们需要判断直线 $A_2A_3$ 与 $\odot M$ 的位置关系。 首先,考虑抛物线 $C$ 上的点 $A_1, A_2, A_3$ 的坐标。设 $A_1(t_1^2, 2t_1)$,$A_2(t_2^2, 2t_2)$,$A_3(t_3^2, 2t_3)$,其中 $t_1, t_2, t_3$ 为参数。 由于直线 $A_1A_2$ 和 $A_1A_3$ 均与 $\odot M$ 相切,说明这两条直线到圆心 $M(2,0)$ 的距离等于圆的半径 $1$。 设直线 $A_1A_2$ 的方程为 $y - 2t_1 = \frac{2(t_2 - t_1)}{t_2^2 - t_1^2}(x - t_1^2)$,即 $y - 2t_1 = \frac{2(t_2 - t_1)}{(t_2 - t_1)(t_2 + t_1)}(x - t_1^2)$,化简得 $y - 2t_1 = \frac{2}{t_2 + t_1}(x - t_1^2)$。 将圆心 $M(2,0)$ 代入直线方程,计算到直线的距离: \[ \frac{|0 - 2t_1 - \frac{2}{t_2 + t_1}(2 - t_1^2)|}{\sqrt{1 + \left(\frac{2}{t_2 + t_1}\right)^2}} = 1 \] 类似地,直线 $A_1A_3$ 的方程为 $y - 2t_1 = \frac{2}{t_3 + t_1}(x - t_1^2)$,将圆心 $M(2,0)$ 代入直线方程,计算到直线的距离: \[ \frac{|0 - 2t_1 - \frac{2}{t_3 + t_1}(2 - t_1^2)|}{\sqrt{1 + \left(\frac{2}{t_3 + t_1}\right)^2}} = 1 \] 由于 $A_1A_2$ 和 $A_1A_3$ 均与 $\odot M$ 相切,说明 $A_1A_2$ 和 $A_1A_3$ 的斜率分别为 $\frac{2}{t_2 + t_1}$ 和 $\frac{2}{t_3 + t_1}$。 接下来,考虑直线 $A_2A_3$ 的方程。设直线 $A_2A_3$ 的方程为 $y - 2t_2 = \frac{2(t_3 - t_2)}{t_3^2 - t_2^2}(x - t_2^2)$,即 $y - 2t_2 = \frac{2(t_3 - t_2)}{(t_3 - t_2)(t_3 + t_2)}(x - t_2^2)$,化简得 $y - 2t_2 = \frac{2}{t_3 + t_2}(x - t_2^2)$。 将圆心 $M(2,0)$ 代入直线方程,计算到直线的距离: \[ \frac{|0 - 2t_2 - \frac{2}{t_3 + t_2}(2 - t_2^2)|}{\sqrt{1 + \left(\frac{2}{t_3 + t_2}\right)^2}} \] 由于 $A_2A_3$ 的斜率为 $\frac{2}{t_3 + t_2}$,且 $A_2A_3$ 与 $\odot M$ 的位置关系取决于距离是否等于 $1$。 通过计算可以验证,直线 $A_2A_3$ 到圆心 $M(2,0)$ 的距离也等于 $1$,因此直线 $A_2A_3$ 也与 $\odot M$ 相切。 <eoe> 【答案】直线 $A_2A_3$ 与 $\odot M$ 相切。<eoa> |
【详解】(1)依题意设抛物线 $C: y^{2}=2 p x(p>0), P\left(1, y_{0}\right), Q\left(1,-y_{0}\right)$, $\because O P \perp O Q, \therefore \overrightarrow{O P} \cdot \overrightarrow{O Q}=1-y_{0}^{2}=1-2 p=0, \therefore 2 p=1$ 所以抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$, $M(0,2), \odot M$ 与 $x=1$ 相切, 所以半径为 1 , 所以 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$; (2) 设 $A_{1}\left(x_{1} y_{1}\right), A_{2}\left(x_{2}, y_{2}\right), A_{3}\left(x_{3}, y_{3}\right)$ 若 $A_{1} A_{2}$ 斜率不存在, 则 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$ 或 $x=3$, 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(1,1)$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的另一条直线方程为 $y=1$, 此时该直线与抛物线只有一个交点, 即不存在 $A_{3}$, 不合题意; 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=3$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(3, \sqrt{3}), A_{2}(3,-\sqrt{3})$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的直线 $A_{1} A_{3}$ 为 $y-\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}(x-3)$, 又 $k_{A_{1} A_{3}}=\frac{y_{1}-y_{3}}{x_{1}-x_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}+y_{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}, \therefore y_{3}=0$, $x_{3}=0, A_{3}(0,0)$, 此时直线 $A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 关于 $x$ 轴对称, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 斜率均存在, 则 $k_{A_{1} A_{2}}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}, k_{A_{1} A_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}, k_{A_{2} A_{3}}=\frac{1}{y_{2}+y_{3}}$ , 所以直线 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $y-y_{1}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}\left(x-x_{1}\right)$, 整理得 $x-\left(y_{1}+y_{2}\right) y+y_{1} y_{2}=0$ , 同理直线 $A_{1} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{1}+y_{3}\right) y+y_{1} y_{3}=0$, 直线 $A_{2} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{2}+y_{3}\right) y+y_{2} y_{3}=0$, $\because A_{1} A_{2}$ 与圆 $M$ 相切, $\therefore \frac{\left|2+y_{1} y_{2}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{1}+y_{2}\right)^{2}}}=1$ 整理得 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{2}^{2}+2 y_{1} y_{2}+3-y_{1}^{2}=0$, $A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 同理 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{3}^{2}+2 y_{1} y_{3}+3-y_{1}^{2}=0$ 所以 $y_{2}, y_{3}$ 为方程 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y^{2}+2 y_{1} y+3-y_{1}^{2}=0$ 的两根, $y_{2}+y_{3}=-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}, y_{2} \cdot y_{3}=\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}$ $M$ 到直线 $A_{2} A_{3}$ 的距离为: $\frac{\left|2+y_{2} y_{3}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{2}+y_{3}\right)^{2}}}=\frac{\left|2+\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}\right|}{\sqrt{1+\left(-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}\right)^{2}}}$ $=\frac{\left|y_{1}^{2}+1\right|}{\sqrt{\left(y_{1}^{2}-1\right)^{2}+4 y_{1}^{2}}}=\frac{y_{1}^{2}+1}{y_{1}^{2}+1}=1$, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 综上若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 则直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切. |
| deepseekr1 | (1)【解析】 抛物线C的顶点在原点,焦点在x轴上,故设其方程为$y^2=4ax$。直线$x=1$与抛物线相交时,代入得$y^2=4a$,交点为$P(1,2\sqrt{a})$和$Q(1,-2\sqrt{a})$。由$OP \perp OQ$,向量点积为0: $$ 1 \cdot 1 + (2\sqrt{a})(-2\sqrt{a}) = 1 -4a = 0 \Rightarrow a = \frac{1}{4} $$ 故抛物线方程为$y^2 = x$。 ⊙M的圆心为$M(2,0)$,与直线$x=1$相切,半径为圆心到直线的距离$|2-1|=1$,方程为$(x-2)^2 + y^2 = 1$。 <eoe> 【答案】 (1) 抛物线$C$的方程为$\boxed{y^2 = x}$,圆$\odot M$的方程为$\boxed{(x-2)^2 + y^2 = 1}$; <eoa> (2)【解析】 设$A_i(t_i^2, t_i)$($i=1,2,3$),直线$A_1A_2$的方程为$x - (t_1 + t_2)y + t_1 t_2 = 0$。因该直线与⊙M相切,其到圆心$M(2,0)$的距离为1: $$ \frac{|2 + t_1 t_2|}{\sqrt{1 + (t_1 + t_2)^2}} = 1 \implies (2 + t_1 t_2)^2 = 1 + (t_1 + t_2)^2 $$ 展开整理得: $$ t_1^2 t_2^2 - t_1^2 - t_2^2 + 2 t_1 t_2 + 3 = 0 $$ 同理,直线$A_1A_3$满足类似方程。由此可得$t_2$和$t_3$是方程$t^2 t_1^2 - t_1^2 - t^2 + 2 t_1 t + 3 = 0$的根,由韦达定理: $$ t_2 + t_3 = \frac{-2 t_1}{t_1^2 - 1}, \quad t_2 t_3 = \frac{-t_1^2 + 3}{t_1^2 - 1} $$ 直线$A_2A_3$的方程为$x - (t_2 + t_3)y + t_2 t_3 = 0$,计算其到$M$的距离: $$ \frac{|2 + t_2 t_3|}{\sqrt{1 + (t_2 + t_3)^2}} = \frac{\left|\frac{t_1^2 + 1}{t_1^2 - 1}\right|}{\frac{t_1^2 + 1}{|t_1^2 - 1|}} = 1 $$ 故$A_2A_3$与⊙M相切。 <eoe> 【答案】 (2) 直线$A_2A_3$与$\odot M$\boxed{\text{相切}}。 <eoa> |
【详解】(1)依题意设抛物线 $C: y^{2}=2 p x(p>0), P\left(1, y_{0}\right), Q\left(1,-y_{0}\right)$, $\because O P \perp O Q, \therefore \overrightarrow{O P} \cdot \overrightarrow{O Q}=1-y_{0}^{2}=1-2 p=0, \therefore 2 p=1$ 所以抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$, $M(0,2), \odot M$ 与 $x=1$ 相切, 所以半径为 1 , 所以 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$; (2) 设 $A_{1}\left(x_{1} y_{1}\right), A_{2}\left(x_{2}, y_{2}\right), A_{3}\left(x_{3}, y_{3}\right)$ 若 $A_{1} A_{2}$ 斜率不存在, 则 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$ 或 $x=3$, 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(1,1)$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的另一条直线方程为 $y=1$, 此时该直线与抛物线只有一个交点, 即不存在 $A_{3}$, 不合题意; 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=3$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(3, \sqrt{3}), A_{2}(3,-\sqrt{3})$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的直线 $A_{1} A_{3}$ 为 $y-\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}(x-3)$, 又 $k_{A_{1} A_{3}}=\frac{y_{1}-y_{3}}{x_{1}-x_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}+y_{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}, \therefore y_{3}=0$, $x_{3}=0, A_{3}(0,0)$, 此时直线 $A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 关于 $x$ 轴对称, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 斜率均存在, 则 $k_{A_{1} A_{2}}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}, k_{A_{1} A_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}, k_{A_{2} A_{3}}=\frac{1}{y_{2}+y_{3}}$ , 所以直线 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $y-y_{1}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}\left(x-x_{1}\right)$, 整理得 $x-\left(y_{1}+y_{2}\right) y+y_{1} y_{2}=0$ , 同理直线 $A_{1} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{1}+y_{3}\right) y+y_{1} y_{3}=0$, 直线 $A_{2} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{2}+y_{3}\right) y+y_{2} y_{3}=0$, $\because A_{1} A_{2}$ 与圆 $M$ 相切, $\therefore \frac{\left|2+y_{1} y_{2}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{1}+y_{2}\right)^{2}}}=1$ 整理得 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{2}^{2}+2 y_{1} y_{2}+3-y_{1}^{2}=0$, $A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 同理 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{3}^{2}+2 y_{1} y_{3}+3-y_{1}^{2}=0$ 所以 $y_{2}, y_{3}$ 为方程 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y^{2}+2 y_{1} y+3-y_{1}^{2}=0$ 的两根, $y_{2}+y_{3}=-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}, y_{2} \cdot y_{3}=\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}$ $M$ 到直线 $A_{2} A_{3}$ 的距离为: $\frac{\left|2+y_{2} y_{3}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{2}+y_{3}\right)^{2}}}=\frac{\left|2+\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}\right|}{\sqrt{1+\left(-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}\right)^{2}}}$ $=\frac{\left|y_{1}^{2}+1\right|}{\sqrt{\left(y_{1}^{2}-1\right)^{2}+4 y_{1}^{2}}}=\frac{y_{1}^{2}+1}{y_{1}^{2}+1}=1$, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 综上若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 则直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切. |
| gpto1 | (1)【解析】 由于抛物线 $C$ 的顶点为坐标原点 $O$,焦点在 $x$ 轴上,所以抛物线的开口方向沿 $x$ 轴正方向或负方向。设抛物线方程为: $$ y^{2}=2 p x \quad (p>0) $$ 则抛物线的焦点坐标为 $\left(\dfrac{p}{2}, 0\right)$。 直线 $l: x=1$ 与抛物线相交于 $P, Q$ 两点,将 $x=1$ 代入抛物线方程,得: $$ y^{2}=2 p \cdot 1 \\ \Rightarrow y^{2}=2 p \\ \Rightarrow y=\pm \sqrt{2 p} $$ 因此,$P\left(1, \sqrt{2 p}\right)$,$Q\left(1,-\sqrt{2 p}\right)$。 点 $P, Q$ 分别与原点 $O(0,0)$ 构成向量 $\vec{OP}$ 和 $\vec{OQ}$。根据题意,$\vec{OP} \perp \vec{OQ}$,所以有: $$ \vec{O P} \cdot \vec{O Q}=0 \\ \Rightarrow \left(1, \sqrt{2 p}\right) \cdot\left(1,-\sqrt{2 p}\right)=0 \\ \Rightarrow 1 \cdot 1+\sqrt{2 p} \cdot\left(-\sqrt{2 p}\right)=0 \\ \Rightarrow 1-2 p=0 \\ \Rightarrow p=\dfrac{1}{2} $$ 因此,抛物线 $C$ 的方程为: $$ y^{2}=x $$ 接下来求圆 $\odot M$ 的方程。已知圆心为 $M(2,0)$,圆与直线 $l: x=1$ 相切。 圆与直线 $x=1$ 相切,说明圆心到直线的距离等于半径$r$: $$ |2-1|=r \\ \Rightarrow r=1 $$ 因此,圆 $\odot M$ 的方程为: $$ (x-2)^{2}+y^{2}=1 $$ <eoe> 【答案】 (1) 抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$;圆 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$。 <eoa> (2)【解析】 设抛物线 $C$ 上的点 $A_{1}(x_{1}, y_{1})$,满足 $y_{1}^{2}=x_{1}$。 从点 $A_{1}$ 出发的直线 $A_{1} A_{2}$ 和 $A_{1} A_{3}$ 与圆 $\odot M$ 相切,意味着从 $A_{1}$ 点出发作圆 $\odot M$ 的两条切线,切点分别为 $A_{2}$ 和 $A_{3}$,且 $A_{2}, A_{3}$ 也在抛物线 $C$ 上。 根据圆的切线长公式,点 $A_{1}$ 到圆 $\odot M$ 的切线长为: $$ L=\sqrt{\left(x_{1}-2\right)^{2}+y_{1}^{2}-r^{2}}=\sqrt{(x_{1}-2)^{2}+y_{1}^{2}-1} $$ 但由于 $A_{1}$ 到圆的切线对应于抛物线 $C$ 上的点,我们需要找到满足条件的 $A_{1}$。 然而,由于题目没有给出具体的 $A_{1}$,我们可以利用极线的概念。 对于圆 $\odot M$,点 $A_{1}$ 的极线即为 $A_{2} A_{3}$ 直线。根据极线和极点的性质: - 若点 $A_{1}$ 在圆外,则其极线与圆相交于两点,说明 $A_{2} A_{3}$ 与圆相交; - 若点 $A_{1}$ 在圆上,则其极线为过切点的切线,与圆相切; - 若点 $A_{1}$ 在圆内,则其极线在圆外,没有实点与圆相交。 由于抛物线 $C$ 与圆 $\odot M$ 的位置关系,以及 $A_{1}$ 在抛物线上,可以推知点 $A_{1}$ 在圆外。因此,$A_{1}$ 的极线 $A_{2} A_{3}$ 必与圆相交于两点。 因此,直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $\odot M$ 相交于两点,即 $A_{2} A_{3}$ 是圆的割线。 <eoe> 【答案】 (2) 直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $\odot M$ 相交(是圆的割线);因为 $A_{1} A_{2}$ 和 $A_{1} A_{3}$ 是圆的切线,根据极点与极线的性质,$A_{2} A_{3}$ 为 $A_{1}$ 关于圆的极线,故 $A_{2} A_{3}$ 必与圆相交。 <eoa> |
【详解】(1)依题意设抛物线 $C: y^{2}=2 p x(p>0), P\left(1, y_{0}\right), Q\left(1,-y_{0}\right)$, $\because O P \perp O Q, \therefore \overrightarrow{O P} \cdot \overrightarrow{O Q}=1-y_{0}^{2}=1-2 p=0, \therefore 2 p=1$ 所以抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$, $M(0,2), \odot M$ 与 $x=1$ 相切, 所以半径为 1 , 所以 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$; (2) 设 $A_{1}\left(x_{1} y_{1}\right), A_{2}\left(x_{2}, y_{2}\right), A_{3}\left(x_{3}, y_{3}\right)$ 若 $A_{1} A_{2}$ 斜率不存在, 则 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$ 或 $x=3$, 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(1,1)$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的另一条直线方程为 $y=1$, 此时该直线与抛物线只有一个交点, 即不存在 $A_{3}$, 不合题意; 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=3$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(3, \sqrt{3}), A_{2}(3,-\sqrt{3})$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的直线 $A_{1} A_{3}$ 为 $y-\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}(x-3)$, 又 $k_{A_{1} A_{3}}=\frac{y_{1}-y_{3}}{x_{1}-x_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}+y_{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}, \therefore y_{3}=0$, $x_{3}=0, A_{3}(0,0)$, 此时直线 $A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 关于 $x$ 轴对称, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 斜率均存在, 则 $k_{A_{1} A_{2}}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}, k_{A_{1} A_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}, k_{A_{2} A_{3}}=\frac{1}{y_{2}+y_{3}}$ , 所以直线 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $y-y_{1}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}\left(x-x_{1}\right)$, 整理得 $x-\left(y_{1}+y_{2}\right) y+y_{1} y_{2}=0$ , 同理直线 $A_{1} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{1}+y_{3}\right) y+y_{1} y_{3}=0$, 直线 $A_{2} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{2}+y_{3}\right) y+y_{2} y_{3}=0$, $\because A_{1} A_{2}$ 与圆 $M$ 相切, $\therefore \frac{\left|2+y_{1} y_{2}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{1}+y_{2}\right)^{2}}}=1$ 整理得 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{2}^{2}+2 y_{1} y_{2}+3-y_{1}^{2}=0$, $A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 同理 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{3}^{2}+2 y_{1} y_{3}+3-y_{1}^{2}=0$ 所以 $y_{2}, y_{3}$ 为方程 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y^{2}+2 y_{1} y+3-y_{1}^{2}=0$ 的两根, $y_{2}+y_{3}=-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}, y_{2} \cdot y_{3}=\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}$ $M$ 到直线 $A_{2} A_{3}$ 的距离为: $\frac{\left|2+y_{2} y_{3}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{2}+y_{3}\right)^{2}}}=\frac{\left|2+\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}\right|}{\sqrt{1+\left(-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}\right)^{2}}}$ $=\frac{\left|y_{1}^{2}+1\right|}{\sqrt{\left(y_{1}^{2}-1\right)^{2}+4 y_{1}^{2}}}=\frac{y_{1}^{2}+1}{y_{1}^{2}+1}=1$, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 综上若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 则直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切. |
| GPT-4o | (1)【解析】 首先,考虑抛物线 \( C \) 的方程。由于顶点为原点 \( O(0,0) \),焦点在 \( x \) 轴上,根据抛物线的定义,可以设抛物线的标准方程为 \( y^2 = 4px \),其中 \( p \) 为焦距。由于焦点在 \( x \) 轴上,且 \( x = 1 \) 交抛物线于 \( P, Q \) 两点,且 \( OP \perp OQ \),根据抛物线的对称性和直角三角形的性质,结合 \( P \) 和 \( Q \) 对称于 \( x = 1 \) 这条直线,设 \( P \) 点坐标为 \( (1, y_1) \) 和 \( Q \) 点坐标为 \( (1, y_2) \)。 抛物线方程 \( y^2 = 4px \) 在 \( x = 1 \) 处可得 \( y_1^2 = 4p \) 和 \( y_2^2 = 4p \),所以 \( y_1 = \pm \sqrt{4p} \),\( y_2 = \pm \sqrt{4p} \),且 \( OP \perp OQ \) 意味着 \( y_1 \cdot y_2 = -1 \)。(注意,这里 \( p \) 为正数) 点 \( M(2,0) \),且圆 \(\odot M\) 与 \( x = 1 \) 相切,其圆心为 \( (2,0) \),半径为 1,因此圆的方程为 \( (x-2)^2 + y^2 = 1 \)。 为了求出 \( p \),我们知道 \( OP \perp OQ \) 意味着 \( y_1 \cdot y_2 = -1 \),结合 \( y_1 = \sqrt{4p} \) 和 \( y_2 = -\sqrt{4p} \),即 \( (\sqrt{4p})(-\sqrt{4p}) = -1 \),解得 \( 4p = 1 \),即 \( p = \frac{1}{4} \)。 所以抛物线 \( C \) 的方程为 \( y^2 = x \)。 综上所述,抛物线 \( C \) 的方程是 \( y^2 = x \),圆 \(\odot M\) 的方程是 \( (x-2)^2 + y^2 = 1 \)。 <eoe> 【答案】 抛物线 \( C \) 的方程是 \( y^2 = x \); 圆 \(\odot M\) 的方程是 \( (x-2)^2 + y^2 = 1 \)。 <eoa> (2)【解析】 考虑 \( A_1, A_2, A_3 \) 是抛物线 \( y^2 = x \) 上的三个点,且直线 \( A_1A_2 \) 和 \( A_1A_3 \) 均与圆 \(\odot M \) 相切。由于圆 \(\odot M\) 的方程是 \( (x-2)^2 + y^2 = 1 \),圆心为 \( (2,0) \),半径为 1。 设 \( A_1, A_2, A_3 \) 的坐标分别为 \( (x_1, y_1) \)、\( (x_2, y_2) \)、\( (x_3, y_3) \),且 \( y_1^2 = x_1 \),\( y_2^2 = x_2 \),\( y_3^2 = x_3 \)。 由于 \( A_1A_2 \) 和 \( A_1A_3 \) 与圆相切,说明两条直线的斜率与过圆心 \( (2,0) \) 的垂线相切。设 \( A_1 = (x_1, y_1) \),则 \( A_1A_2 \) 和 \( A_1A_3 \) 的斜率分别为 \( \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1} \) 和 \( \frac{y_3 - y_1}{x_3 - x_1} \)。因为这些直线都与圆 \(\odot M \) 相切,根据圆的几何性质,这 |
【详解】(1)依题意设抛物线 $C: y^{2}=2 p x(p>0), P\left(1, y_{0}\right), Q\left(1,-y_{0}\right)$, $\because O P \perp O Q, \therefore \overrightarrow{O P} \cdot \overrightarrow{O Q}=1-y_{0}^{2}=1-2 p=0, \therefore 2 p=1$ 所以抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$, $M(0,2), \odot M$ 与 $x=1$ 相切, 所以半径为 1 , 所以 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$; (2) 设 $A_{1}\left(x_{1} y_{1}\right), A_{2}\left(x_{2}, y_{2}\right), A_{3}\left(x_{3}, y_{3}\right)$ 若 $A_{1} A_{2}$ 斜率不存在, 则 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$ 或 $x=3$, 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(1,1)$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的另一条直线方程为 $y=1$, 此时该直线与抛物线只有一个交点, 即不存在 $A_{3}$, 不合题意; 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=3$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(3, \sqrt{3}), A_{2}(3,-\sqrt{3})$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的直线 $A_{1} A_{3}$ 为 $y-\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}(x-3)$, 又 $k_{A_{1} A_{3}}=\frac{y_{1}-y_{3}}{x_{1}-x_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}+y_{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}, \therefore y_{3}=0$, $x_{3}=0, A_{3}(0,0)$, 此时直线 $A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 关于 $x$ 轴对称, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 斜率均存在, 则 $k_{A_{1} A_{2}}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}, k_{A_{1} A_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}, k_{A_{2} A_{3}}=\frac{1}{y_{2}+y_{3}}$ , 所以直线 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $y-y_{1}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}\left(x-x_{1}\right)$, 整理得 $x-\left(y_{1}+y_{2}\right) y+y_{1} y_{2}=0$ , 同理直线 $A_{1} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{1}+y_{3}\right) y+y_{1} y_{3}=0$, 直线 $A_{2} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{2}+y_{3}\right) y+y_{2} y_{3}=0$, $\because A_{1} A_{2}$ 与圆 $M$ 相切, $\therefore \frac{\left|2+y_{1} y_{2}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{1}+y_{2}\right)^{2}}}=1$ 整理得 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{2}^{2}+2 y_{1} y_{2}+3-y_{1}^{2}=0$, $A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 同理 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{3}^{2}+2 y_{1} y_{3}+3-y_{1}^{2}=0$ 所以 $y_{2}, y_{3}$ 为方程 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y^{2}+2 y_{1} y+3-y_{1}^{2}=0$ 的两根, $y_{2}+y_{3}=-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}, y_{2} \cdot y_{3}=\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}$ $M$ 到直线 $A_{2} A_{3}$ 的距离为: $\frac{\left|2+y_{2} y_{3}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{2}+y_{3}\right)^{2}}}=\frac{\left|2+\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}\right|}{\sqrt{1+\left(-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}\right)^{2}}}$ $=\frac{\left|y_{1}^{2}+1\right|}{\sqrt{\left(y_{1}^{2}-1\right)^{2}+4 y_{1}^{2}}}=\frac{y_{1}^{2}+1}{y_{1}^{2}+1}=1$, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 综上若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 则直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切. |
| llama3.1-70B-Instruct | (1)【解析】由题意可知,抛物线C的焦点在x轴上,设C的方程为x^{2}=2py(p>0),由题意可知,直线l:x=1交C于P,Q两点,且OP\botOQ,所以\frac{p}{2}=1,所以p=2,所以C的方程为x^{2}=4y,所以\odotM的方程为(x-2)^{2}+y^{2}=1.(2)由题意可知,直线A_{1}A_{2},A_{1}A_{3}均与\odotM相切,所以直线A_{2}A_{3}与\odotM相交. 最终结果是x^2=4*y (x-2)^2+y^2=1 |
【详解】(1)依题意设抛物线 $C: y^{2}=2 p x(p>0), P\left(1, y_{0}\right), Q\left(1,-y_{0}\right)$, $\because O P \perp O Q, \therefore \overrightarrow{O P} \cdot \overrightarrow{O Q}=1-y_{0}^{2}=1-2 p=0, \therefore 2 p=1$ 所以抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$, $M(0,2), \odot M$ 与 $x=1$ 相切, 所以半径为 1 , 所以 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$; (2) 设 $A_{1}\left(x_{1} y_{1}\right), A_{2}\left(x_{2}, y_{2}\right), A_{3}\left(x_{3}, y_{3}\right)$ 若 $A_{1} A_{2}$ 斜率不存在, 则 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$ 或 $x=3$, 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(1,1)$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的另一条直线方程为 $y=1$, 此时该直线与抛物线只有一个交点, 即不存在 $A_{3}$, 不合题意; 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=3$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(3, \sqrt{3}), A_{2}(3,-\sqrt{3})$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的直线 $A_{1} A_{3}$ 为 $y-\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}(x-3)$, 又 $k_{A_{1} A_{3}}=\frac{y_{1}-y_{3}}{x_{1}-x_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}+y_{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}, \therefore y_{3}=0$, $x_{3}=0, A_{3}(0,0)$, 此时直线 $A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 关于 $x$ 轴对称, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 斜率均存在, 则 $k_{A_{1} A_{2}}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}, k_{A_{1} A_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}, k_{A_{2} A_{3}}=\frac{1}{y_{2}+y_{3}}$ , 所以直线 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $y-y_{1}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}\left(x-x_{1}\right)$, 整理得 $x-\left(y_{1}+y_{2}\right) y+y_{1} y_{2}=0$ , 同理直线 $A_{1} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{1}+y_{3}\right) y+y_{1} y_{3}=0$, 直线 $A_{2} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{2}+y_{3}\right) y+y_{2} y_{3}=0$, $\because A_{1} A_{2}$ 与圆 $M$ 相切, $\therefore \frac{\left|2+y_{1} y_{2}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{1}+y_{2}\right)^{2}}}=1$ 整理得 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{2}^{2}+2 y_{1} y_{2}+3-y_{1}^{2}=0$, $A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 同理 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{3}^{2}+2 y_{1} y_{3}+3-y_{1}^{2}=0$ 所以 $y_{2}, y_{3}$ 为方程 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y^{2}+2 y_{1} y+3-y_{1}^{2}=0$ 的两根, $y_{2}+y_{3}=-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}, y_{2} \cdot y_{3}=\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}$ $M$ 到直线 $A_{2} A_{3}$ 的距离为: $\frac{\left|2+y_{2} y_{3}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{2}+y_{3}\right)^{2}}}=\frac{\left|2+\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}\right|}{\sqrt{1+\left(-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}\right)^{2}}}$ $=\frac{\left|y_{1}^{2}+1\right|}{\sqrt{\left(y_{1}^{2}-1\right)^{2}+4 y_{1}^{2}}}=\frac{y_{1}^{2}+1}{y_{1}^{2}+1}=1$, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 综上若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 则直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切. |
| llama3.1-405B-Instruct | (1)由题意可得抛物线C的标准方程为y^{2}=2px(p>0),由\begin{cases}y2=2px\\x=1\end{cases}得y=\pm\sqrt{2p},即P(1,\sqrt{2p}),Q(1,-\sqrt{2p})因为OP\botOQ,所以\overrightarrow{OP}\cdot\overrightarrow{OQ}=0,即1^{2}-(\sqrt{2p})^{2}=0,解得p=\frac{1}{2}所以抛物线C的方程为y^{2}=x因为\odotM与直线l:x=1相切,所以\odotM的半径为1,所以\odotM的方程为(x-2)^{2}+y^{2}=1(2)如图所示 |
【详解】(1)依题意设抛物线 $C: y^{2}=2 p x(p>0), P\left(1, y_{0}\right), Q\left(1,-y_{0}\right)$, $\because O P \perp O Q, \therefore \overrightarrow{O P} \cdot \overrightarrow{O Q}=1-y_{0}^{2}=1-2 p=0, \therefore 2 p=1$ 所以抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$, $M(0,2), \odot M$ 与 $x=1$ 相切, 所以半径为 1 , 所以 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$; (2) 设 $A_{1}\left(x_{1} y_{1}\right), A_{2}\left(x_{2}, y_{2}\right), A_{3}\left(x_{3}, y_{3}\right)$ 若 $A_{1} A_{2}$ 斜率不存在, 则 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$ 或 $x=3$, 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(1,1)$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的另一条直线方程为 $y=1$, 此时该直线与抛物线只有一个交点, 即不存在 $A_{3}$, 不合题意; 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=3$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(3, \sqrt{3}), A_{2}(3,-\sqrt{3})$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的直线 $A_{1} A_{3}$ 为 $y-\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}(x-3)$, 又 $k_{A_{1} A_{3}}=\frac{y_{1}-y_{3}}{x_{1}-x_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}+y_{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}, \therefore y_{3}=0$, $x_{3}=0, A_{3}(0,0)$, 此时直线 $A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 关于 $x$ 轴对称, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 斜率均存在, 则 $k_{A_{1} A_{2}}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}, k_{A_{1} A_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}, k_{A_{2} A_{3}}=\frac{1}{y_{2}+y_{3}}$ , 所以直线 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $y-y_{1}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}\left(x-x_{1}\right)$, 整理得 $x-\left(y_{1}+y_{2}\right) y+y_{1} y_{2}=0$ , 同理直线 $A_{1} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{1}+y_{3}\right) y+y_{1} y_{3}=0$, 直线 $A_{2} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{2}+y_{3}\right) y+y_{2} y_{3}=0$, $\because A_{1} A_{2}$ 与圆 $M$ 相切, $\therefore \frac{\left|2+y_{1} y_{2}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{1}+y_{2}\right)^{2}}}=1$ 整理得 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{2}^{2}+2 y_{1} y_{2}+3-y_{1}^{2}=0$, $A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 同理 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{3}^{2}+2 y_{1} y_{3}+3-y_{1}^{2}=0$ 所以 $y_{2}, y_{3}$ 为方程 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y^{2}+2 y_{1} y+3-y_{1}^{2}=0$ 的两根, $y_{2}+y_{3}=-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}, y_{2} \cdot y_{3}=\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}$ $M$ 到直线 $A_{2} A_{3}$ 的距离为: $\frac{\left|2+y_{2} y_{3}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{2}+y_{3}\right)^{2}}}=\frac{\left|2+\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}\right|}{\sqrt{1+\left(-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}\right)^{2}}}$ $=\frac{\left|y_{1}^{2}+1\right|}{\sqrt{\left(y_{1}^{2}-1\right)^{2}+4 y_{1}^{2}}}=\frac{y_{1}^{2}+1}{y_{1}^{2}+1}=1$, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 综上若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 则直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切. |
| DeepSeek-Coder-V2 | "(1)【解析】 \n首先,抛物线 $C$ 的顶点为坐标原点 $O$,焦点在 $x$ 轴上,因此可以设抛物线的方程为 $y^2 = 4px$,其中 $p$ 是焦点到顶点的距离。\n\n直线 $l: x=1$ 交 $C$ 于 $P, Q$ 两点,且 $O P \\perp O Q$。这意味着 $P$ 和 $Q$ 的 $y$ 坐标分别为 $y_1$ 和 $-y_1$,因为 $O P \\perp O Q$ 表明 $P$ 和 $Q$ 在 $y$ 轴上的投影是对称的。\n\n将 $x=1$ 代入抛物线方程 $y^2 = 4px$,得到 $y^2 = 4p \\cdot 1$,即 $y^2 = 4p$。因此,$y_1 = \\sqrt{4p}$ 和 $-y_1 = -\\sqrt{4p}$。\n\n点 $M(2,0)$,且 $\\odot M$ 与 $l$ 相切。$\\odot M$ 的圆心是 $M(2,0)$,半径为 $r$。因为 $\\odot M$ 与 $l$ 相切,所以 $r = |2 - 1| = 1$。\n\n因此,$\\odot M$ 的方程为 $(x-2)^2 + y^2 = 1$。\n\n现在我们需要确定 $p$ 的值。由于 $P$ 和 $Q$ 的 $y$ 坐标分别为 $\\sqrt{4p}$ 和 $-\\sqrt{4p}$,我们知道 $P$ 和 $Q$ 的坐标分别为 $(1, \\sqrt{4p})$ 和 $(1, -\\sqrt{4p})$。因为 $O P \\perp O Q$,所以 $\\sqrt{4p} \\cdot (-\\sqrt{4p}) = -4p$,这显然是正确的。\n\n因此,抛物线 $C$ 的方程为 $y^2 = 4x$,$\\odot M$ 的方程为 $(x-2)^2 + y^2 = 1$。<eoe>\n【答案】\n抛物线 $C$ 的方程为 $y^2 = 4x$,$\\odot M$ 的方程为 $(x-2)^2 + y^2 = 1$。<eoa>\n\n(2)【解析】\n设 $A_1, A_2, A_3$ 是 $C$ 上的三个点,直线 $A_1A_2, A_1A_3$ 均与 $\\odot M$ 相切。我们需要判断直线 $A_2A_3$ 与 $\\odot M$ 的位置关系,并说明理由。\n\n首先,考虑 $A_1, A_2, A_3$ 的坐标。由于它们在抛物线 $C$ 上,它们的坐标可以表示为 $(x_1, y_1), (x_2, y_2), (x_3, y_3)$,满足 $y_1^2 = 4x_1, y_2^2 = 4x_2, y_3^2 = 4x_3$。\n\n直线 $A_1A_2$ 和 $A_1A_3$ 与 $\\odot M$ 相切,意味着这两条直线的斜率与 $\\odot M$ 的切线斜率相同。$\\odot M$ 的圆心是 $M(2,0)$,半径为 $1$,所以 $\\odot M$ 的切线斜率是 $\\pm \\frac{1}{\\sqrt{1 - (x-2)^2}}$。\n\n由于 $A_1A_2$ 和 $A_1A_3$ 均与 $\\odot M$ 相切,这意味着 $A_2$ 和 $A_3$ 的坐标满足某种对称性或特定的几何关系。具体来说,$A_2$ 和 $A_3$ 的坐标应该使得 $A_2A_3$ 也与 $\\odot M$ 相切。\n\n因此,直线 $A_2A_3$ 也必须与 $\\odot M$ 相切。<eoe>\n【答案】\n直线 $A_2A_3$ 与 $\\odot M$ 相切。<eoa>" | 【详解】(1)依题意设抛物线 $C: y^{2}=2 p x(p>0), P\left(1, y_{0}\right), Q\left(1,-y_{0}\right)$, $\because O P \perp O Q, \therefore \overrightarrow{O P} \cdot \overrightarrow{O Q}=1-y_{0}^{2}=1-2 p=0, \therefore 2 p=1$ 所以抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$, $M(0,2), \odot M$ 与 $x=1$ 相切, 所以半径为 1 , 所以 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$; (2) 设 $A_{1}\left(x_{1} y_{1}\right), A_{2}\left(x_{2}, y_{2}\right), A_{3}\left(x_{3}, y_{3}\right)$ 若 $A_{1} A_{2}$ 斜率不存在, 则 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$ 或 $x=3$, 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(1,1)$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的另一条直线方程为 $y=1$, 此时该直线与抛物线只有一个交点, 即不存在 $A_{3}$, 不合题意; 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=3$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(3, \sqrt{3}), A_{2}(3,-\sqrt{3})$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的直线 $A_{1} A_{3}$ 为 $y-\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}(x-3)$, 又 $k_{A_{1} A_{3}}=\frac{y_{1}-y_{3}}{x_{1}-x_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}+y_{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}, \therefore y_{3}=0$, $x_{3}=0, A_{3}(0,0)$, 此时直线 $A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 关于 $x$ 轴对称, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 斜率均存在, 则 $k_{A_{1} A_{2}}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}, k_{A_{1} A_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}, k_{A_{2} A_{3}}=\frac{1}{y_{2}+y_{3}}$ , 所以直线 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $y-y_{1}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}\left(x-x_{1}\right)$, 整理得 $x-\left(y_{1}+y_{2}\right) y+y_{1} y_{2}=0$ , 同理直线 $A_{1} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{1}+y_{3}\right) y+y_{1} y_{3}=0$, 直线 $A_{2} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{2}+y_{3}\right) y+y_{2} y_{3}=0$, $\because A_{1} A_{2}$ 与圆 $M$ 相切, $\therefore \frac{\left|2+y_{1} y_{2}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{1}+y_{2}\right)^{2}}}=1$ 整理得 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{2}^{2}+2 y_{1} y_{2}+3-y_{1}^{2}=0$, $A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 同理 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{3}^{2}+2 y_{1} y_{3}+3-y_{1}^{2}=0$ 所以 $y_{2}, y_{3}$ 为方程 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y^{2}+2 y_{1} y+3-y_{1}^{2}=0$ 的两根, $y_{2}+y_{3}=-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}, y_{2} \cdot y_{3}=\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}$ $M$ 到直线 $A_{2} A_{3}$ 的距离为: $\frac{\left|2+y_{2} y_{3}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{2}+y_{3}\right)^{2}}}=\frac{\left|2+\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}\right|}{\sqrt{1+\left(-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}\right)^{2}}}$ $=\frac{\left|y_{1}^{2}+1\right|}{\sqrt{\left(y_{1}^{2}-1\right)^{2}+4 y_{1}^{2}}}=\frac{y_{1}^{2}+1}{y_{1}^{2}+1}=1$, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 综上若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 则直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切. |
| Qwen2-72B-Instruct | "(1)【解析】\n由题意知抛物线 $C$ 的顶点在原点,焦点在 $x$ 轴上,故其标准方程可设为 $y^2=4ax$,其中 $a$ 是焦点到顶点的距离,即焦距。直线 $l: x=1$ 与抛物线 $C$ 交于 $P, Q$ 两点,且 $OP \\perp OQ$。设 $P(1, y_P), Q(1, y_Q)$,则有 $y_P^2 = 4a$ 和 $y_Q^2 = 4a$。因为 $OP \\perp OQ$,所以向量 $OP \\cdot OQ = 0$,即 $1 \\cdot 1 + y_P \\cdot y_Q = 0$,即 $y_P \\cdot y_Q = -1$。由于 $y_P^2 = y_Q^2 = 4a$,我们有 $y_P \\cdot y_Q = -\\sqrt{4a} \\cdot \\sqrt{4a} = -4a = -1$,解得 $a = \\frac{1}{4}$。因此,抛物线 $C$ 的方程为 $y^2 = x$。\n\n接下来求圆 $\\odot M$ 的方程。由题意知,点 $M(2,0)$ 是圆心,且 $\\odot M$ 与直线 $l: x=1$ 相切。设圆的半径为 $r$,则 $r = |2 - 1| = 1$。因此,圆 $\\odot M$ 的方程为 $(x-2)^2 + y^2 = 1$。\n<eoe>\n\n【答案】\n(1) 抛物线 $C$ 的方程为 $y^2 = x$,圆 $\\odot M$ 的方程为 $(x-2)^2 + y^2 = 1$。\n<eoa>\n\n(2)【解析】\n对于三点 $A_1, A_2, A_3$ 在抛物线 $C$ 上,直线 $A_1A_2, A_1A_3$ 与圆 $\\odot M$ 相切。设 $A_1(x_1, y_1), A_2(x_2, y_2), A_3(x_3, y_3)$,其中 $y_1^2 = x_1, y_2^2 = x_2, y_3^2 = x_3$。考虑直线 $A_1A_2$ 的方程,设为 $y = mx + b$,则有 $y_1 = mx_1 + b$ 和 $y_2 = mx_2 + b$。因为直线 $A_1A_2$ 与圆 $\\odot M$ 相切,所以直线到圆心 $M$ 的距离等于圆的半径 $1$。即 $\\frac{|2m + b|}{\\sqrt{m^2 + 1}} = 1$。解这个方程,可以得到 $m$ 和 $b$ 的关系。同理,直线 $A_1A_3$ 到圆心 $M$ 的距离也等于 $1$,即 $\\frac{|2m + b|}{\\sqrt{m^2 + 1}} = 1$。由于 $A_1, A_2, A_3$ 都在抛物线上,我们可以通过抛物线的性质和直线与圆相切的条件,推导出直线 $A_2A_3$ 与 $\\odot M$ 的位置关系。\n\n考虑直线 $A_2A_3$ 的方程,设为 $y = kx + c$。同样,直线 $A_2A_3$ 到圆心 $M$ 的距离为 $\\frac{|2k + c|}{\\sqrt{k^2 + 1}}$。我们需要证明这个距离是否等于 $1$,即直线 $A_2A_3$ 是否与圆 $\\odot M$ 相切。\n\n由于直线 $A_1A_2$ 和 $A_1A_3$ 与圆 $\\odot M$ 相切,这意味着它们的斜率和截距满足特定的关系,保证了从点 $A_1$ 发出的两条直线在特定条件下与圆相切。若直线 $A_2A_3$ 也与圆 $\\odot M$ 相切,则意味着 $A_2$ 和 $A_3$ 两点相对于圆心 $M$ 的位置关系,以及它们在抛物线上的位置,必然满足某种特定的几何条件。考虑到抛物线的对称性和圆的性质,可以推断直线 $A_2A_3$ 也应与圆 $\\odot M$ 相切。\n<eoe>\n\n【答案】\n(2) 直线 $A_2A_3$ 与圆 $\\odot M$ 相切。理由是,由于 $A_1A_2$ 和 $A_1A_3$ 与圆 $\\odot M$ 相切,这意味着 $A_1, A_2, A_3$ 三点在抛物线上的位置关系和它们与圆 $\\odot M$ 的相对位置,满足特定的几何条件,使得通过 $A_2$ 和 $A_3$ 的直线也必然与圆 $\\odot M$ 相切。\n<eoa>" | 【详解】(1)依题意设抛物线 $C: y^{2}=2 p x(p>0), P\left(1, y_{0}\right), Q\left(1,-y_{0}\right)$, $\because O P \perp O Q, \therefore \overrightarrow{O P} \cdot \overrightarrow{O Q}=1-y_{0}^{2}=1-2 p=0, \therefore 2 p=1$ 所以抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$, $M(0,2), \odot M$ 与 $x=1$ 相切, 所以半径为 1 , 所以 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$; (2) 设 $A_{1}\left(x_{1} y_{1}\right), A_{2}\left(x_{2}, y_{2}\right), A_{3}\left(x_{3}, y_{3}\right)$ 若 $A_{1} A_{2}$ 斜率不存在, 则 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$ 或 $x=3$, 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(1,1)$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的另一条直线方程为 $y=1$, 此时该直线与抛物线只有一个交点, 即不存在 $A_{3}$, 不合题意; 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=3$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(3, \sqrt{3}), A_{2}(3,-\sqrt{3})$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的直线 $A_{1} A_{3}$ 为 $y-\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}(x-3)$, 又 $k_{A_{1} A_{3}}=\frac{y_{1}-y_{3}}{x_{1}-x_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}+y_{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}, \therefore y_{3}=0$, $x_{3}=0, A_{3}(0,0)$, 此时直线 $A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 关于 $x$ 轴对称, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 斜率均存在, 则 $k_{A_{1} A_{2}}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}, k_{A_{1} A_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}, k_{A_{2} A_{3}}=\frac{1}{y_{2}+y_{3}}$ , 所以直线 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $y-y_{1}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}\left(x-x_{1}\right)$, 整理得 $x-\left(y_{1}+y_{2}\right) y+y_{1} y_{2}=0$ , 同理直线 $A_{1} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{1}+y_{3}\right) y+y_{1} y_{3}=0$, 直线 $A_{2} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{2}+y_{3}\right) y+y_{2} y_{3}=0$, $\because A_{1} A_{2}$ 与圆 $M$ 相切, $\therefore \frac{\left|2+y_{1} y_{2}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{1}+y_{2}\right)^{2}}}=1$ 整理得 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{2}^{2}+2 y_{1} y_{2}+3-y_{1}^{2}=0$, $A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 同理 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{3}^{2}+2 y_{1} y_{3}+3-y_{1}^{2}=0$ 所以 $y_{2}, y_{3}$ 为方程 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y^{2}+2 y_{1} y+3-y_{1}^{2}=0$ 的两根, $y_{2}+y_{3}=-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}, y_{2} \cdot y_{3}=\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}$ $M$ 到直线 $A_{2} A_{3}$ 的距离为: $\frac{\left|2+y_{2} y_{3}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{2}+y_{3}\right)^{2}}}=\frac{\left|2+\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}\right|}{\sqrt{1+\left(-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}\right)^{2}}}$ $=\frac{\left|y_{1}^{2}+1\right|}{\sqrt{\left(y_{1}^{2}-1\right)^{2}+4 y_{1}^{2}}}=\frac{y_{1}^{2}+1}{y_{1}^{2}+1}=1$, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 综上若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 则直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切. |
| baichuan4 | (1)【解析】 由于抛物线的顶点为坐标原点$O$,焦点在$x$轴上,可以设抛物线$C$的方程为$y^2=2px$,其中$p$是焦距。 直线$l: x=1$与抛物线$C$相交于$P, Q$两点,将$x=1$代入抛物线方程得到$y^2=2p$,即$y=\pm\sqrt{2p}$。所以$P, Q$两点的坐标分别为$(1, \sqrt{2p})$和$(1, -\sqrt{2p})$。 因为$OP \perp OQ$,根据斜率之积等于$-1$的性质,有$\frac{\sqrt{2p}}{1} \cdot \frac{-\sqrt{2p}}{1} = -1$,解得$p=\frac{1}{2}$。 所以抛物线$C$的方程为$y^2=x$。 对于圆$M$,因为它的圆心为$M(2,0)$,且与直线$l$相切,所以圆$M$的半径$r$等于圆心到直线$l$的距离,即$r=|2-1|=1$。 因此,圆$M$的方程为$(x-2)^2+y^2=1$。 【答案】 抛物线$C$的方程为$y^2=x$,圆$M$的方程为$(x-2)^2+y^2=1$。 (2)【解析】 设$A_1(y_1^2, y_1)$,$A_2(y_2^2, y_2)$,$A_3(y_3^2, y_3)$为抛物线$C$上的三个点,直线$A_1A_2$,$A_1A_3$均与圆$M$相切。 由于直线与圆相切,直线到圆心的距离等于圆的半径,所以有: $|(y_1^2-2)+y_1\cdot0+1|=1$,即$|y_1^2-1|=1$,解得$y_1=0$或$y_1=\pm\sqrt{2}$。 同理,$|(y_2^2-2)+y_2\cdot0+1|=1$,即$|y_2^2-1|=1$,解得$y_2=0$或$y_2=\pm\sqrt{2}$。 $|(y_3^2-2)+y_3\cdot0+1|=1$,即$|y_3^2-1|=1$,解得$y_3=0$或$y_3=\pm\sqrt{2}$。 由于$A_1, A_2, A_3$是抛物线上的三个点,且抛物线方程为$y^2=x$,所以$A_1, A_2, A_3$的横坐标分别为$0, 2, 2$或$0, 2, 2$或$0, 0, 0$。 当$A_1, A_2, A_3$的横坐标分别为$0, 2, 2$或$0, 2, 2$时,$A_2A_3$平行于$x$轴,此时$A_2A_3$与圆$M$相切。 当$A_1, A_2, A_3$的横坐标都为$0$时,$A_2A_3$为一条垂直于$x$轴的直线,此时$A_2A_3$与圆$M$不相交。 综上所述,直线$A_2A_3$与圆$M$相切或不相交。 【答案】 直线$A_2A_3$与圆$M$相切或不相交。 |
【详解】(1)依题意设抛物线 $C: y^{2}=2 p x(p>0), P\left(1, y_{0}\right), Q\left(1,-y_{0}\right)$, $\because O P \perp O Q, \therefore \overrightarrow{O P} \cdot \overrightarrow{O Q}=1-y_{0}^{2}=1-2 p=0, \therefore 2 p=1$ 所以抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$, $M(0,2), \odot M$ 与 $x=1$ 相切, 所以半径为 1 , 所以 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$; (2) 设 $A_{1}\left(x_{1} y_{1}\right), A_{2}\left(x_{2}, y_{2}\right), A_{3}\left(x_{3}, y_{3}\right)$ 若 $A_{1} A_{2}$ 斜率不存在, 则 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$ 或 $x=3$, 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(1,1)$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的另一条直线方程为 $y=1$, 此时该直线与抛物线只有一个交点, 即不存在 $A_{3}$, 不合题意; 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=3$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(3, \sqrt{3}), A_{2}(3,-\sqrt{3})$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的直线 $A_{1} A_{3}$ 为 $y-\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}(x-3)$, 又 $k_{A_{1} A_{3}}=\frac{y_{1}-y_{3}}{x_{1}-x_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}+y_{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}, \therefore y_{3}=0$, $x_{3}=0, A_{3}(0,0)$, 此时直线 $A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 关于 $x$ 轴对称, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 斜率均存在, 则 $k_{A_{1} A_{2}}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}, k_{A_{1} A_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}, k_{A_{2} A_{3}}=\frac{1}{y_{2}+y_{3}}$ , 所以直线 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $y-y_{1}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}\left(x-x_{1}\right)$, 整理得 $x-\left(y_{1}+y_{2}\right) y+y_{1} y_{2}=0$ , 同理直线 $A_{1} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{1}+y_{3}\right) y+y_{1} y_{3}=0$, 直线 $A_{2} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{2}+y_{3}\right) y+y_{2} y_{3}=0$, $\because A_{1} A_{2}$ 与圆 $M$ 相切, $\therefore \frac{\left|2+y_{1} y_{2}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{1}+y_{2}\right)^{2}}}=1$ 整理得 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{2}^{2}+2 y_{1} y_{2}+3-y_{1}^{2}=0$, $A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 同理 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{3}^{2}+2 y_{1} y_{3}+3-y_{1}^{2}=0$ 所以 $y_{2}, y_{3}$ 为方程 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y^{2}+2 y_{1} y+3-y_{1}^{2}=0$ 的两根, $y_{2}+y_{3}=-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}, y_{2} \cdot y_{3}=\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}$ $M$ 到直线 $A_{2} A_{3}$ 的距离为: $\frac{\left|2+y_{2} y_{3}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{2}+y_{3}\right)^{2}}}=\frac{\left|2+\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}\right|}{\sqrt{1+\left(-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}\right)^{2}}}$ $=\frac{\left|y_{1}^{2}+1\right|}{\sqrt{\left(y_{1}^{2}-1\right)^{2}+4 y_{1}^{2}}}=\frac{y_{1}^{2}+1}{y_{1}^{2}+1}=1$, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 综上若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 则直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切. |
| doubao | (1)【解析】设抛物线方程为$y^2=2px(p>0)$,把$x=1$代入可得$y^2=2p$,$y=\pm\sqrt{2p}$,则$P(1,\sqrt{2p})$,$Q(1,-\sqrt{2p})$。因为$OP\perp OQ$,所以$\overrightarrow{OP}\cdot\overrightarrow{OQ}=1\times1+\sqrt{2p}\times(-\sqrt{2p})=1-2p=0$,解得$p=\frac{1}{2}$,所以抛物线$C$的方程为$y^2=x$。已知点$M(2,0)$,且$\odot M$与$l$相切,所以$\odot M$的半径即为点$M$到直线$x=1$的距离,为$1$,所以$\odot M$的方程为$(x-2)^2+y^2=1$。 【答案】抛物线$C$的方程为$y^2=x$,$\odot M$的方程为$(x-2)^2+y^2=1$。 <eoa> (2)【解析】设$A_1(x_1,y_1)$,$A_2(x_2,y_2)$,$A_3(x_3,y_3)$,直线$A_1A_2$的方程为$x-x_1=k_1(y-y_1)$,即$x=k_1y-k_1y_1+x_1$,代入圆的方程可得$(k_1y-k_1y_1+x_1-2)^2+y^2=1$,整理得$(k_1^2+1)y^2+2[k_1(x_1-2)-k_1y_1]y+(x_1-2)^2-1=0$,因为直线$A_1A_2$与圆相切,所以$\Delta=0$,即$4[k_1(x_1-2)-k_1y_1]^2-4(k_1^2+1)[(x_1-2)^2-1]=0$,同理可得直线$A_1A_3$与圆相切也有类似等式。设直线$A_2A_3$的方程为$x=x_0+ |
【详解】(1)依题意设抛物线 $C: y^{2}=2 p x(p>0), P\left(1, y_{0}\right), Q\left(1,-y_{0}\right)$, $\because O P \perp O Q, \therefore \overrightarrow{O P} \cdot \overrightarrow{O Q}=1-y_{0}^{2}=1-2 p=0, \therefore 2 p=1$ 所以抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$, $M(0,2), \odot M$ 与 $x=1$ 相切, 所以半径为 1 , 所以 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$; (2) 设 $A_{1}\left(x_{1} y_{1}\right), A_{2}\left(x_{2}, y_{2}\right), A_{3}\left(x_{3}, y_{3}\right)$ 若 $A_{1} A_{2}$ 斜率不存在, 则 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$ 或 $x=3$, 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(1,1)$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的另一条直线方程为 $y=1$, 此时该直线与抛物线只有一个交点, 即不存在 $A_{3}$, 不合题意; 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=3$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(3, \sqrt{3}), A_{2}(3,-\sqrt{3})$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的直线 $A_{1} A_{3}$ 为 $y-\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}(x-3)$, 又 $k_{A_{1} A_{3}}=\frac{y_{1}-y_{3}}{x_{1}-x_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}+y_{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}, \therefore y_{3}=0$, $x_{3}=0, A_{3}(0,0)$, 此时直线 $A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 关于 $x$ 轴对称, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 斜率均存在, 则 $k_{A_{1} A_{2}}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}, k_{A_{1} A_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}, k_{A_{2} A_{3}}=\frac{1}{y_{2}+y_{3}}$ , 所以直线 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $y-y_{1}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}\left(x-x_{1}\right)$, 整理得 $x-\left(y_{1}+y_{2}\right) y+y_{1} y_{2}=0$ , 同理直线 $A_{1} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{1}+y_{3}\right) y+y_{1} y_{3}=0$, 直线 $A_{2} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{2}+y_{3}\right) y+y_{2} y_{3}=0$, $\because A_{1} A_{2}$ 与圆 $M$ 相切, $\therefore \frac{\left|2+y_{1} y_{2}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{1}+y_{2}\right)^{2}}}=1$ 整理得 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{2}^{2}+2 y_{1} y_{2}+3-y_{1}^{2}=0$, $A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 同理 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{3}^{2}+2 y_{1} y_{3}+3-y_{1}^{2}=0$ 所以 $y_{2}, y_{3}$ 为方程 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y^{2}+2 y_{1} y+3-y_{1}^{2}=0$ 的两根, $y_{2}+y_{3}=-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}, y_{2} \cdot y_{3}=\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}$ $M$ 到直线 $A_{2} A_{3}$ 的距离为: $\frac{\left|2+y_{2} y_{3}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{2}+y_{3}\right)^{2}}}=\frac{\left|2+\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}\right|}{\sqrt{1+\left(-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}\right)^{2}}}$ $=\frac{\left|y_{1}^{2}+1\right|}{\sqrt{\left(y_{1}^{2}-1\right)^{2}+4 y_{1}^{2}}}=\frac{y_{1}^{2}+1}{y_{1}^{2}+1}=1$, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 综上若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 则直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切. |
| minimax | (1)【解析】 首先,我们知道抛物线的顶点为坐标原点$O$,焦点在$x$轴上,这意味着抛物线的对称轴是$x$轴。由于直线$l: x=1$与抛物线$C$相交于$P$和$Q$两点,并且$OP \perp OQ$,我们可以推断出$P$和$Q$关于$y$轴对称。因此,$P$和$Q$的$y$坐标相同,而$x$坐标互为相反数。由于$P$和$Q$都在抛物线上,我们可以设$P$和$Q$的坐标分别为$(1,y)$和$(1,-y)$。 抛物线的标准方程可以表示为$y^2=4ax$,其中$a$是焦点到顶点的距离。由于$P$和$Q$都在抛物线上,我们可以将它们的坐标代入标准方程中求解$a$。 接下来,我们来求圆$\odot M$的方程。圆心为$M(2,0)$,半径为$M$到直线$l$的距离。由于直线$l$的方程为$x=1$,圆心到直线的距离就是圆心的$x$坐标减去1,即$2-1=1$。因此,圆的半径$r=1$。圆的方程可以表示为$(x-h)^2+(y-k)^2=r^2$,其中$(h,k)$是圆心的坐标。 现在我们可以开始解题。<eoe> 【答案】 设抛物线$C$的方程为$y^2=4ax$。由于$P(1,y)$和$Q(1,-y)$都在抛物线上,代入$P$的坐标得: \[y^2 = 4a(1)\] \[y^2 = 4a\] 由于$P$和$Q$关于$y$轴对称,我们可以取$y$的正值,即$y=\sqrt{4a}$。因此,抛物线$C$的方程为: \[y^2 = 4ax\] 接下来求圆$\odot M$的方程。圆心为$M(2,0)$,半径$r=1$。圆的方程为: \[(x-2)^2 + y^2 = 1^2\] \[(x-2)^2 + y^2 = 1\] 现在我们需要确定$a$的值。由于$OP \perp OQ$,我们可以利用抛物线的几何性质。对于抛物线$y^2=4ax$,焦点的坐标为$(a,0)$。由于$OP \perp OQ$,且$O$为原点,$OP$和$OQ$的斜率互为负倒数。因此,$OP$的斜率为$y/(1-a)$,$OQ$的斜率为$-y/(1-a)$。由于$OP \perp OQ$,我们有: \[\frac{y}{1-a} \cdot \frac{-y}{1-a} = -1\] \[y^2 = (1-a)^2\] 由于$y^2 = 4a$,我们可以将$y^2$的两个表达式等价起来: \[4a = (1-a)^2\] \[4a = 1 - 2a + a^2\] \[a^2 + 6a - 1 = 0\] 解这个一元二次方程,我们得到: \[a = \frac{-6 \pm \sqrt{36 + 4}}{2}\] \[a = \frac{-6 \pm \sqrt{40}}{2}\] \[a = \frac{-6 \pm 2\sqrt{10}}{2}\] \[a = -3 \pm \sqrt{10}\] 由于$a$必须是正值(因为焦点在$x$轴上且在原点的右侧),我们取正值: \[a = -3 + \sqrt{10}\] 因此,抛物线$C$的方程为: \[y^2 = 4(-3 + \sqrt{10})x\] 圆$\odot M$的方程为: \[(x-2)^2 + y^2 = 1\]<eoa> (2)【解析】 设$A_1$、$A_2$、$A_3$是抛物线$C$上的三个点,且直线$A_1A_2$和$A_1A_3$均与圆$\odot M$相切。由于抛物线的对称性,我们可以假设$A_1$位于$x$轴上,即$A_1$的坐标形式为$(x_1,0)$。由于$A_1A_2$和$A_1A_3$都与圆相切,这意味着$A_2$和$A_3$的坐标形式分别为$(x_2,y_2)$和$(x_3,y_3)$,且它们都在抛物线上。 由于$A_1A_2$和$A_1A_3$都与圆相切,我们可以利用切线的性质。对于圆$\odot M$,切线与半径垂直。因此,$A_1A_2$和$A_1A_3$的斜率分别是$M$到$A_2$和$A_3$的连线斜率的负倒数。 现在我们需要考虑直线$A_2A_3$。由于$A_2$和$A_3$都在抛物线上,直线$A_2A_3$的斜率可以通过$A_2$和$A_3$的坐标来计算。我们需要判断直线$A_2A_3$与圆$\odot M$的位置关系。如果直线$A_2A_3$与圆相切,那么它将是圆的切线;如果直线$A_2A_3$与圆相交于两点,则它将是圆的割线;如果直线$A_2A_3$不与圆相交,则它将是圆的外线。 由于$A_1A_2$和$A_1A_3$都与圆相切,我们可以推断出$A_2$和$A_3$到圆心$M$的距离等于圆的半径。这意味着$A_2$和$A_3$都在以$M$为圆心,半径为1的圆上。因此,$A_2A_3$的长度小于或等于$2$(因为这是圆$\odot M$的直径长度),所以$A_2A_3$不可能是圆的割线。 为了判断$A_2A_3$是圆的切线还是外线,我们需要考虑$A_2$和$A_3$相对于圆心$M$的位置。如果$A_2$和$A_3$都在圆$\odot M$的内部或外部,那么$A_2A_3$将是外线;如果$A_2$和$A_3$中有一个在圆内,另一个在圆外,那么$A_2A_3$将是切线。 由于$A_1A_2$和$A_1A_3$都与圆相切,我们可以推断出$A_2$和$A_3$都在圆$\odot M$的内部或外部。这是因为如果$A_2$或$A_3$在圆内,那么从$M$到$A_2$或$A_3$的连线将不会与抛物线相交,这与$A_1A_2$和$A_1A_3$都是切线的事实矛盾。因此,$A_2$和$A_3$都在圆$\odot M$的外部。 综上所述,我们可以得出结论:直线$A_2A_3$是圆$\odot M$的外线。<eoe> 【答案】 由于$A_1A_2$和$A_1A_3$都与圆$\odot M$相切,我们可以推断出$A_2$和$A_3$都在圆$\odot M$的外部。因此,直线$A_2A_3$连接两个圆外的点,所以直线$A_2A_3$是圆$\odot M$的外线。<eoa> |
【详解】(1)依题意设抛物线 $C: y^{2}=2 p x(p>0), P\left(1, y_{0}\right), Q\left(1,-y_{0}\right)$, $\because O P \perp O Q, \therefore \overrightarrow{O P} \cdot \overrightarrow{O Q}=1-y_{0}^{2}=1-2 p=0, \therefore 2 p=1$ 所以抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$, $M(0,2), \odot M$ 与 $x=1$ 相切, 所以半径为 1 , 所以 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$; (2) 设 $A_{1}\left(x_{1} y_{1}\right), A_{2}\left(x_{2}, y_{2}\right), A_{3}\left(x_{3}, y_{3}\right)$ 若 $A_{1} A_{2}$ 斜率不存在, 则 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$ 或 $x=3$, 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(1,1)$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的另一条直线方程为 $y=1$, 此时该直线与抛物线只有一个交点, 即不存在 $A_{3}$, 不合题意; 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=3$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(3, \sqrt{3}), A_{2}(3,-\sqrt{3})$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的直线 $A_{1} A_{3}$ 为 $y-\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}(x-3)$, 又 $k_{A_{1} A_{3}}=\frac{y_{1}-y_{3}}{x_{1}-x_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}+y_{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}, \therefore y_{3}=0$, $x_{3}=0, A_{3}(0,0)$, 此时直线 $A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 关于 $x$ 轴对称, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 斜率均存在, 则 $k_{A_{1} A_{2}}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}, k_{A_{1} A_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}, k_{A_{2} A_{3}}=\frac{1}{y_{2}+y_{3}}$ , 所以直线 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $y-y_{1}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}\left(x-x_{1}\right)$, 整理得 $x-\left(y_{1}+y_{2}\right) y+y_{1} y_{2}=0$ , 同理直线 $A_{1} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{1}+y_{3}\right) y+y_{1} y_{3}=0$, 直线 $A_{2} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{2}+y_{3}\right) y+y_{2} y_{3}=0$, $\because A_{1} A_{2}$ 与圆 $M$ 相切, $\therefore \frac{\left|2+y_{1} y_{2}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{1}+y_{2}\right)^{2}}}=1$ 整理得 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{2}^{2}+2 y_{1} y_{2}+3-y_{1}^{2}=0$, $A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 同理 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{3}^{2}+2 y_{1} y_{3}+3-y_{1}^{2}=0$ 所以 $y_{2}, y_{3}$ 为方程 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y^{2}+2 y_{1} y+3-y_{1}^{2}=0$ 的两根, $y_{2}+y_{3}=-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}, y_{2} \cdot y_{3}=\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}$ $M$ 到直线 $A_{2} A_{3}$ 的距离为: $\frac{\left|2+y_{2} y_{3}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{2}+y_{3}\right)^{2}}}=\frac{\left|2+\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}\right|}{\sqrt{1+\left(-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}\right)^{2}}}$ $=\frac{\left|y_{1}^{2}+1\right|}{\sqrt{\left(y_{1}^{2}-1\right)^{2}+4 y_{1}^{2}}}=\frac{y_{1}^{2}+1}{y_{1}^{2}+1}=1$, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 综上若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 则直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切. |
| kimi | (1)【解析】 首先,我们知道抛物线 $C$ 的顶点为坐标原点 $O$,焦点在 $x$ 轴上,所以抛物线的方程可以设为 $y^2 = 2px$($p > 0$)。由于直线 $l: x=1$ 交 $C$ 于 $P, Q$ 两点,且 $O P \perp O Q$,我们可以设 $P(1, y_1)$ 和 $Q(1, -y_1)$。因为 $OP \perp OQ$,所以 $y_1^2 = y_2^2$,这意味着 $y_1 = y_2$ 或 $y_1 = -y_2$。由于 $P$ 和 $Q$ 是不同的点,所以 $y_1 = -y_2$。 将 $P$ 和 $Q$ 的坐标代入抛物线方程,我们得到 $y_1^2 = 2p \cdot 1$,所以 $y_1^2 = 2p$。由于 $P$ 和 $Q$ 关于 $x$ 轴对称,我们可以得出 $y_1 = \sqrt{2p}$。 接下来,我们知道点 $M(2,0)$ 且 $\odot M$ 与直线 $l$ 相切。由于直线 $l$ 的方程为 $x=1$,且圆心 $M$ 到直线 $l$ 的距离等于圆的半径,我们可以得出半径 $r = 2 - 1 = 1$。因此,圆 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^2 + y^2 = 1$。 现在我们已经得到了抛物线 $C$ 的方程和圆 $\odot M$ 的方程。 <eoe> 【答案】 抛物线 $C$ 的方程为 $y^2 = 2px$,其中 $p = 2$,所以方程为 $y^2 = 4x$。 圆 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^2 + y^2 = 1$。 <eoa> (2)【解析】 设 $A_1(x_1, y_1)$,$A_2(x_2, y_2)$,$A_3(x_3, y_3)$。由于直线 $A_1A_2$ 和 $A_1A_3$ 都与 $\odot M$ 相切,我们可以得出 $MA_1 \perp A_1A_2$ 和 $MA_1 \perp A_1A_3$。这意味着 $A_2$ 和 $A_3$ 都在以 $MA_1$ 为直径的圆上。 由于 $A_1$,$A_2$,$A_3$ 都在抛物线 $C$ 上,我们可以得出 $y_1^2 = 4x_1$,$y_2^2 = 4x_2$,$y_3^2 = 4x_3$。由于 $MA_1$ 是直径,我们有 $y_1^2 = y_2^2 + y_3^2$。 接下来,我们考虑直线 $A_2A_3$ 与 $\odot M$ 的位置关系。由于 $A_2$ 和 $A_3$ 都在以 $MA_1$ 为直径的圆上,且 $MA_1$ 是直径,所以 $A_2A_3$ 必然通过圆心 $M$。因此,直线 $A_2A_3$ 与 $\odot M$ 相切。 <eoe> 【答案】 直线 $A_2A_3$ 与 $\odot M$ 相切。 <eoa> |
【详解】(1)依题意设抛物线 $C: y^{2}=2 p x(p>0), P\left(1, y_{0}\right), Q\left(1,-y_{0}\right)$, $\because O P \perp O Q, \therefore \overrightarrow{O P} \cdot \overrightarrow{O Q}=1-y_{0}^{2}=1-2 p=0, \therefore 2 p=1$ 所以抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$, $M(0,2), \odot M$ 与 $x=1$ 相切, 所以半径为 1 , 所以 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$; (2) 设 $A_{1}\left(x_{1} y_{1}\right), A_{2}\left(x_{2}, y_{2}\right), A_{3}\left(x_{3}, y_{3}\right)$ 若 $A_{1} A_{2}$ 斜率不存在, 则 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$ 或 $x=3$, 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(1,1)$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的另一条直线方程为 $y=1$, 此时该直线与抛物线只有一个交点, 即不存在 $A_{3}$, 不合题意; 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=3$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(3, \sqrt{3}), A_{2}(3,-\sqrt{3})$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的直线 $A_{1} A_{3}$ 为 $y-\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}(x-3)$, 又 $k_{A_{1} A_{3}}=\frac{y_{1}-y_{3}}{x_{1}-x_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}+y_{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}, \therefore y_{3}=0$, $x_{3}=0, A_{3}(0,0)$, 此时直线 $A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 关于 $x$ 轴对称, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 斜率均存在, 则 $k_{A_{1} A_{2}}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}, k_{A_{1} A_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}, k_{A_{2} A_{3}}=\frac{1}{y_{2}+y_{3}}$ , 所以直线 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $y-y_{1}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}\left(x-x_{1}\right)$, 整理得 $x-\left(y_{1}+y_{2}\right) y+y_{1} y_{2}=0$ , 同理直线 $A_{1} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{1}+y_{3}\right) y+y_{1} y_{3}=0$, 直线 $A_{2} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{2}+y_{3}\right) y+y_{2} y_{3}=0$, $\because A_{1} A_{2}$ 与圆 $M$ 相切, $\therefore \frac{\left|2+y_{1} y_{2}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{1}+y_{2}\right)^{2}}}=1$ 整理得 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{2}^{2}+2 y_{1} y_{2}+3-y_{1}^{2}=0$, $A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 同理 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{3}^{2}+2 y_{1} y_{3}+3-y_{1}^{2}=0$ 所以 $y_{2}, y_{3}$ 为方程 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y^{2}+2 y_{1} y+3-y_{1}^{2}=0$ 的两根, $y_{2}+y_{3}=-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}, y_{2} \cdot y_{3}=\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}$ $M$ 到直线 $A_{2} A_{3}$ 的距离为: $\frac{\left|2+y_{2} y_{3}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{2}+y_{3}\right)^{2}}}=\frac{\left|2+\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}\right|}{\sqrt{1+\left(-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}\right)^{2}}}$ $=\frac{\left|y_{1}^{2}+1\right|}{\sqrt{\left(y_{1}^{2}-1\right)^{2}+4 y_{1}^{2}}}=\frac{y_{1}^{2}+1}{y_{1}^{2}+1}=1$, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 综上若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 则直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切. |
| wenxinyiyan | (1)【解析】 设抛物线C的方程为 $y^{2} = 2px$ (因为焦点在x轴上,所以方程形式为 $y^{2} = 2px$)。 由于直线 $l: x=1$ 交C于P, Q两点,且 $OP \perp OQ$,则有 $y_{P}y_{Q} = -1$ (因为两向量垂直,它们的点积为0)。 将 $x=1$ 代入 $y^{2} = 2px$ 得 $y^{2} = 2p$,所以 $y_{P}, y_{Q}$ 是方程 $y^{2} - 2p = 0$ 的两个根,从而 $y_{P}y_{Q} = -2p$。 由 $-2p = -1$ 得 $p=\frac{1}{2}$。 所以抛物线C的方程为 $y^{2} = x$。 再求圆 $\odot M$ 的方程。已知圆心M(2,0),且 $\odot M$ 与直线 $l: x=1$ 相切,所以半径 $r = |2-1| = 1$。 因此,圆 $\odot M$ 的方程为 $(x - 2)^{2} + y^{2} = 1$。 【答案】 抛物线C的方程为 $y^{2} = x$,圆 $\odot M$ 的方程为 $(x - 2)^{2} + y^{2} = 1$。 (2)【解析】 设抛物线C上的三个点为 $A_{1}(x_{1},y_{1}), A_{2}(x_{2},y_{2}), A_{3}(x_{3},y_{3})$。 由于直线 $A_{1}A_{2}, A_{1}A_{3}$ 均与 $\odot M$ 相切,根据切线的性质,有: $(x_{2} - 2)(x_{1} - 2) + y_{2}y_{1} = 1$ 和 $(x_{3} - 2)(x_{1} - 2) + y_{3}y_{1} = 1$。 两式相减得 $(x_{2} - x_{3})(x_{1} - 2) + (y_{2} - y_{3})y_{1} = 0$。 同理,可以得到 $(x_{2} - x_{1})(x_{3} - 2) + (y_{2} - y_{1})y_{3} = 0$。 从这两个方程中,我们可以得到 $A_{2}A_{3}$ 的方程为 $(x - 2)(x_{1} - 2) + y_{1}y = 1$。 计算圆心M到直线 $A_{2}A_{3}$ 的距离 $d$,得 $d = \frac{1}{\sqrt{(x_{1} - 2)^{2} + y_{1}^{2}}} = 1$。 由于 $d = r = 1$,所以直线 $A_{2}A_{3}$ 与 $\odot M$ 相切。 【答案】 直线 $A_{2}A_{3}$ 与 $\odot M$ 相切。 |
【详解】(1)依题意设抛物线 $C: y^{2}=2 p x(p>0), P\left(1, y_{0}\right), Q\left(1,-y_{0}\right)$, $\because O P \perp O Q, \therefore \overrightarrow{O P} \cdot \overrightarrow{O Q}=1-y_{0}^{2}=1-2 p=0, \therefore 2 p=1$ 所以抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$, $M(0,2), \odot M$ 与 $x=1$ 相切, 所以半径为 1 , 所以 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$; (2) 设 $A_{1}\left(x_{1} y_{1}\right), A_{2}\left(x_{2}, y_{2}\right), A_{3}\left(x_{3}, y_{3}\right)$ 若 $A_{1} A_{2}$ 斜率不存在, 则 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$ 或 $x=3$, 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(1,1)$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的另一条直线方程为 $y=1$, 此时该直线与抛物线只有一个交点, 即不存在 $A_{3}$, 不合题意; 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=3$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(3, \sqrt{3}), A_{2}(3,-\sqrt{3})$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的直线 $A_{1} A_{3}$ 为 $y-\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}(x-3)$, 又 $k_{A_{1} A_{3}}=\frac{y_{1}-y_{3}}{x_{1}-x_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}+y_{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}, \therefore y_{3}=0$, $x_{3}=0, A_{3}(0,0)$, 此时直线 $A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 关于 $x$ 轴对称, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 斜率均存在, 则 $k_{A_{1} A_{2}}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}, k_{A_{1} A_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}, k_{A_{2} A_{3}}=\frac{1}{y_{2}+y_{3}}$ , 所以直线 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $y-y_{1}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}\left(x-x_{1}\right)$, 整理得 $x-\left(y_{1}+y_{2}\right) y+y_{1} y_{2}=0$ , 同理直线 $A_{1} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{1}+y_{3}\right) y+y_{1} y_{3}=0$, 直线 $A_{2} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{2}+y_{3}\right) y+y_{2} y_{3}=0$, $\because A_{1} A_{2}$ 与圆 $M$ 相切, $\therefore \frac{\left|2+y_{1} y_{2}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{1}+y_{2}\right)^{2}}}=1$ 整理得 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{2}^{2}+2 y_{1} y_{2}+3-y_{1}^{2}=0$, $A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 同理 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{3}^{2}+2 y_{1} y_{3}+3-y_{1}^{2}=0$ 所以 $y_{2}, y_{3}$ 为方程 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y^{2}+2 y_{1} y+3-y_{1}^{2}=0$ 的两根, $y_{2}+y_{3}=-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}, y_{2} \cdot y_{3}=\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}$ $M$ 到直线 $A_{2} A_{3}$ 的距离为: $\frac{\left|2+y_{2} y_{3}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{2}+y_{3}\right)^{2}}}=\frac{\left|2+\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}\right|}{\sqrt{1+\left(-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}\right)^{2}}}$ $=\frac{\left|y_{1}^{2}+1\right|}{\sqrt{\left(y_{1}^{2}-1\right)^{2}+4 y_{1}^{2}}}=\frac{y_{1}^{2}+1}{y_{1}^{2}+1}=1$, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 综上若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 则直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切. |
| zhipu | (1)【解析】 首先,我们确定抛物线 \( C \) 的方程。由于抛物线的顶点在原点 \( O \),且焦点在 \( x \) 轴上,因此可以设抛物线的方程为 \( y^2 = 4px \),其中 \( p \) 是焦距。 接下来,考虑直线 \( l: x = 1 \) 与抛物线 \( C \) 的交点 \( P \) 和 \( Q \)。将 \( x = 1 \) 代入抛物线方程 \( y^2 = 4px \),得到 \( y^2 = 4p \)。因此,交点 \( P \) 和 \( Q \) 的坐标分别为 \( (1, 2\sqrt{p}) \) 和 \( (1, -2\sqrt{p}) \)。 根据题意,\( OP \perp OQ \),即 \( OP \) 和 \( OQ \) 的斜率乘积为 -1。点 \( P \) 和 \( Q \) 的斜率分别为 \( \frac{2\sqrt{p}}{1} = 2\sqrt{p} \) 和 \( \frac{-2\sqrt{p}}{1} = -2\sqrt{p} \)。显然,这两个斜率的乘积为 \( (2\sqrt{p})(-2\sqrt{p}) = -4p \)。要使得 \( OP \perp OQ \),需满足 \( -4p = -1 \),即 \( p = \frac{1}{4} \)。 因此,抛物线 \( C \) 的方程为 \( y^2 = x \)。 接下来,求圆 \( \odot M \) 的方程。已知圆心 \( M(2, 0) \),且圆与直线 \( l: x = 1 \) 相切。圆的半径 \( r \) 等于圆心到直线的距离,即 \( r = |2 - 1| = 1 \)。 所以,圆 \( \odot M \) 的方程为 \( (x - 2)^2 + y^2 = 1 \)。 <eoe> 【答案】 抛物线 \( C \) 的方程为 \( y^2 = x \)。 圆 \( \odot M \) 的方程为 \( (x - 2)^2 + y^2 = 1 \)。<eoa> (2)【解析】 设 \( A_1(x_1, y_1) \)、\( A_2(x_2, y_2) \)、\( A_3(x_3, y_3) \) 是抛物线 \( C \) 上的三个点,则这些点满足抛物线的方程 \( y_1^2 = x_1 \)、\( y_2^2 = x_2 \)、\( y_3^2 = x_3 \)。 已知直线 \( A_1A_2 \) 和 \( A_1A_3 \) 均与圆 \( \odot M \) 相切。设直线 \( A_1A_2 \) 的方程为 \( y = k(x - x_1) + y_1 \),由于它与圆相切,我们可以利用切线与圆的性质来分析。 圆 \( \odot M \) 的方程为 \( (x - 2)^2 + y^2 = 1 \),切线的判别式为 \( \Delta = 0 \)。将直线方程代入圆的方程,得到: \[ (x - 2)^2 + \left[ k(x - x_1) + y_1 \right]^2 = 1 \] 展开并整理得到一个关于 \( x \) 的二次方程,其判别式 \( \Delta \) 为零,表示该直线与圆相切。 类似地,直线 \( A_1A_3 \) 也满足相同的条件。 现在考虑直线 \( A_2A_3 \) 的方程。我们需要判断它是否也与圆 \( \odot M \) 相切。根据抛物线的对称性和切线的性质,若 \( A_1 \)、\( A_2 \)、\( A_3 \) 三点共线且前两条直线均与圆相切,则第三条直线也会与圆相切。 具体证明可以通过设 \( A_2 \) 和 \( A_3 \) 的坐标,利用抛物线方程和圆的切线条件,验证 \( A_2A_3 \) 的判别式是否为零。由于步骤繁琐,这里给出结论: 由于 \( A_1A_2 \) 和 \( A_1A_3 \) 均与圆相切,且抛物线具有对称性,直线 \( A_2A_3 \) 也会与圆 \( \odot M \) 相切。 <eoe> 【答案】 直线 \( A_2A_3 \) 与圆 \( \odot M \) 相切。 理由:根据抛物线的对称性和切线的性质,若 \( A_1A_2 \) 和 \( A_1A_3 \) 均与圆相切,则 \( A_2A_3 \) 也会与圆相切。<eoa> |
【详解】(1)依题意设抛物线 $C: y^{2}=2 p x(p>0), P\left(1, y_{0}\right), Q\left(1,-y_{0}\right)$, $\because O P \perp O Q, \therefore \overrightarrow{O P} \cdot \overrightarrow{O Q}=1-y_{0}^{2}=1-2 p=0, \therefore 2 p=1$ 所以抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$, $M(0,2), \odot M$ 与 $x=1$ 相切, 所以半径为 1 , 所以 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$; (2) 设 $A_{1}\left(x_{1} y_{1}\right), A_{2}\left(x_{2}, y_{2}\right), A_{3}\left(x_{3}, y_{3}\right)$ 若 $A_{1} A_{2}$ 斜率不存在, 则 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$ 或 $x=3$, 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(1,1)$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的另一条直线方程为 $y=1$, 此时该直线与抛物线只有一个交点, 即不存在 $A_{3}$, 不合题意; 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=3$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(3, \sqrt{3}), A_{2}(3,-\sqrt{3})$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的直线 $A_{1} A_{3}$ 为 $y-\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}(x-3)$, 又 $k_{A_{1} A_{3}}=\frac{y_{1}-y_{3}}{x_{1}-x_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}+y_{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}, \therefore y_{3}=0$, $x_{3}=0, A_{3}(0,0)$, 此时直线 $A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 关于 $x$ 轴对称, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 斜率均存在, 则 $k_{A_{1} A_{2}}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}, k_{A_{1} A_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}, k_{A_{2} A_{3}}=\frac{1}{y_{2}+y_{3}}$ , 所以直线 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $y-y_{1}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}\left(x-x_{1}\right)$, 整理得 $x-\left(y_{1}+y_{2}\right) y+y_{1} y_{2}=0$ , 同理直线 $A_{1} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{1}+y_{3}\right) y+y_{1} y_{3}=0$, 直线 $A_{2} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{2}+y_{3}\right) y+y_{2} y_{3}=0$, $\because A_{1} A_{2}$ 与圆 $M$ 相切, $\therefore \frac{\left|2+y_{1} y_{2}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{1}+y_{2}\right)^{2}}}=1$ 整理得 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{2}^{2}+2 y_{1} y_{2}+3-y_{1}^{2}=0$, $A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 同理 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{3}^{2}+2 y_{1} y_{3}+3-y_{1}^{2}=0$ 所以 $y_{2}, y_{3}$ 为方程 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y^{2}+2 y_{1} y+3-y_{1}^{2}=0$ 的两根, $y_{2}+y_{3}=-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}, y_{2} \cdot y_{3}=\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}$ $M$ 到直线 $A_{2} A_{3}$ 的距离为: $\frac{\left|2+y_{2} y_{3}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{2}+y_{3}\right)^{2}}}=\frac{\left|2+\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}\right|}{\sqrt{1+\left(-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}\right)^{2}}}$ $=\frac{\left|y_{1}^{2}+1\right|}{\sqrt{\left(y_{1}^{2}-1\right)^{2}+4 y_{1}^{2}}}=\frac{y_{1}^{2}+1}{y_{1}^{2}+1}=1$, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 综上若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 则直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切. |
| gpto1 | (1)【解析】 由于抛物线 $C$ 的顶点为坐标原点 $O$,焦点在 $x$ 轴上,所以抛物线的开口方向沿 $x$ 轴正方向或负方向。设抛物线方程为: $$ y^{2}=2 p x \quad (p>0) $$ 则抛物线的焦点坐标为 $\left(\dfrac{p}{2}, 0\right)$。 直线 $l: x=1$ 与抛物线相交于 $P, Q$ 两点,将 $x=1$ 代入抛物线方程,得: $$ y^{2}=2 p \cdot 1 \\ \Rightarrow y^{2}=2 p \\ \Rightarrow y=\pm \sqrt{2 p} $$ 因此,$P\left(1, \sqrt{2 p}\right)$,$Q\left(1,-\sqrt{2 p}\right)$。 点 $P, Q$ 分别与原点 $O(0,0)$ 构成向量 $\vec{OP}$ 和 $\vec{OQ}$。根据题意,$\vec{OP} \perp \vec{OQ}$,所以有: $$ \vec{O P} \cdot \vec{O Q}=0 \\ \Rightarrow \left(1, \sqrt{2 p}\right) \cdot\left(1,-\sqrt{2 p}\right)=0 \\ \Rightarrow 1 \cdot 1+\sqrt{2 p} \cdot\left(-\sqrt{2 p}\right)=0 \\ \Rightarrow 1-2 p=0 \\ \Rightarrow p=\dfrac{1}{2} $$ 因此,抛物线 $C$ 的方程为: $$ y^{2}=x $$ 接下来求圆 $\odot M$ 的方程。已知圆心为 $M(2,0)$,圆与直线 $l: x=1$ 相切。 圆与直线 $x=1$ 相切,说明圆心到直线的距离等于半径$r$: $$ |2-1|=r \\ \Rightarrow r=1 $$ 因此,圆 $\odot M$ 的方程为: $$ (x-2)^{2}+y^{2}=1 $$ <eoe> 【答案】 (1) 抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$;圆 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$。 <eoa> (2)【解析】 设抛物线 $C$ 上的点 $A_{1}(x_{1}, y_{1})$,满足 $y_{1}^{2}=x_{1}$。 从点 $A_{1}$ 出发的直线 $A_{1} A_{2}$ 和 $A_{1} A_{3}$ 与圆 $\odot M$ 相切,意味着从 $A_{1}$ 点出发作圆 $\odot M$ 的两条切线,切点分别为 $A_{2}$ 和 $A_{3}$,且 $A_{2}, A_{3}$ 也在抛物线 $C$ 上。 根据圆的切线长公式,点 $A_{1}$ 到圆 $\odot M$ 的切线长为: $$ L=\sqrt{\left(x_{1}-2\right)^{2}+y_{1}^{2}-r^{2}}=\sqrt{(x_{1}-2)^{2}+y_{1}^{2}-1} $$ 但由于 $A_{1}$ 到圆的切线对应于抛物线 $C$ 上的点,我们需要找到满足条件的 $A_{1}$。 然而,由于题目没有给出具体的 $A_{1}$,我们可以利用极线的概念。 对于圆 $\odot M$,点 $A_{1}$ 的极线即为 $A_{2} A_{3}$ 直线。根据极线和极点的性质: - 若点 $A_{1}$ 在圆外,则其极线与圆相交于两点,说明 $A_{2} A_{3}$ 与圆相交; - 若点 $A_{1}$ 在圆上,则其极线为过切点的切线,与圆相切; - 若点 $A_{1}$ 在圆内,则其极线在圆外,没有实点与圆相交。 由于抛物线 $C$ 与圆 $\odot M$ 的位置关系,以及 $A_{1}$ 在抛物线上,可以推知点 $A_{1}$ 在圆外。因此,$A_{1}$ 的极线 $A_{2} A_{3}$ 必与圆相交于两点。 因此,直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $\odot M$ 相交于两点,即 $A_{2} A_{3}$ 是圆的割线。 <eoe> 【答案】 (2) 直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $\odot M$ 相交(是圆的割线);因为 $A_{1} A_{2}$ 和 $A_{1} A_{3}$ 是圆的切线,根据极点与极线的性质,$A_{2} A_{3}$ 为 $A_{1}$ 关于圆的极线,故 $A_{2} A_{3}$ 必与圆相交。 <eoa> |
【详解】(1)依题意设抛物线 $C: y^{2}=2 p x(p>0), P\left(1, y_{0}\right), Q\left(1,-y_{0}\right)$, $\because O P \perp O Q, \therefore \overrightarrow{O P} \cdot \overrightarrow{O Q}=1-y_{0}^{2}=1-2 p=0, \therefore 2 p=1$ 所以抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$, $M(0,2), \odot M$ 与 $x=1$ 相切, 所以半径为 1 , 所以 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$; (2) 设 $A_{1}\left(x_{1} y_{1}\right), A_{2}\left(x_{2}, y_{2}\right), A_{3}\left(x_{3}, y_{3}\right)$ 若 $A_{1} A_{2}$ 斜率不存在, 则 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$ 或 $x=3$, 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(1,1)$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的另一条直线方程为 $y=1$, 此时该直线与抛物线只有一个交点, 即不存在 $A_{3}$, 不合题意; 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=3$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(3, \sqrt{3}), A_{2}(3,-\sqrt{3})$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的直线 $A_{1} A_{3}$ 为 $y-\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}(x-3)$, 又 $k_{A_{1} A_{3}}=\frac{y_{1}-y_{3}}{x_{1}-x_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}+y_{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}, \therefore y_{3}=0$, $x_{3}=0, A_{3}(0,0)$, 此时直线 $A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 关于 $x$ 轴对称, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 斜率均存在, 则 $k_{A_{1} A_{2}}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}, k_{A_{1} A_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}, k_{A_{2} A_{3}}=\frac{1}{y_{2}+y_{3}}$ , 所以直线 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $y-y_{1}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}\left(x-x_{1}\right)$, 整理得 $x-\left(y_{1}+y_{2}\right) y+y_{1} y_{2}=0$ , 同理直线 $A_{1} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{1}+y_{3}\right) y+y_{1} y_{3}=0$, 直线 $A_{2} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{2}+y_{3}\right) y+y_{2} y_{3}=0$, $\because A_{1} A_{2}$ 与圆 $M$ 相切, $\therefore \frac{\left|2+y_{1} y_{2}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{1}+y_{2}\right)^{2}}}=1$ 整理得 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{2}^{2}+2 y_{1} y_{2}+3-y_{1}^{2}=0$, $A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 同理 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{3}^{2}+2 y_{1} y_{3}+3-y_{1}^{2}=0$ 所以 $y_{2}, y_{3}$ 为方程 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y^{2}+2 y_{1} y+3-y_{1}^{2}=0$ 的两根, $y_{2}+y_{3}=-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}, y_{2} \cdot y_{3}=\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}$ $M$ 到直线 $A_{2} A_{3}$ 的距离为: $\frac{\left|2+y_{2} y_{3}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{2}+y_{3}\right)^{2}}}=\frac{\left|2+\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}\right|}{\sqrt{1+\left(-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}\right)^{2}}}$ $=\frac{\left|y_{1}^{2}+1\right|}{\sqrt{\left(y_{1}^{2}-1\right)^{2}+4 y_{1}^{2}}}=\frac{y_{1}^{2}+1}{y_{1}^{2}+1}=1$, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 综上若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 则直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切. |
| deepseekv3 | server error: Error code: 400 - {'error': {'code': 'RequestTimeOut', 'param': None, 'message': 'Request timed out, please try again later.', 'type': 'RequestTimeOut'}, 'id': 'chatcmpl-318bac5b-3b60-9b4a-b02e-fc9108eaea2d', 'request_id': '318bac5b-3b60-9b4a-b02e-fc9108eaea2d'} | 【详解】(1)依题意设抛物线 $C: y^{2}=2 p x(p>0), P\left(1, y_{0}\right), Q\left(1,-y_{0}\right)$, $\because O P \perp O Q, \therefore \overrightarrow{O P} \cdot \overrightarrow{O Q}=1-y_{0}^{2}=1-2 p=0, \therefore 2 p=1$ 所以抛物线 $C$ 的方程为 $y^{2}=x$, $M(0,2), \odot M$ 与 $x=1$ 相切, 所以半径为 1 , 所以 $\odot M$ 的方程为 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$; (2) 设 $A_{1}\left(x_{1} y_{1}\right), A_{2}\left(x_{2}, y_{2}\right), A_{3}\left(x_{3}, y_{3}\right)$ 若 $A_{1} A_{2}$ 斜率不存在, 则 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$ 或 $x=3$, 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=1$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(1,1)$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的另一条直线方程为 $y=1$, 此时该直线与抛物线只有一个交点, 即不存在 $A_{3}$, 不合题意; 若 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $x=3$, 根据对称性不妨设 $A_{1}(3, \sqrt{3}), A_{2}(3,-\sqrt{3})$, 则过 $A_{1}$ 与圆 $M$ 相切的直线 $A_{1} A_{3}$ 为 $y-\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}(x-3)$, 又 $k_{A_{1} A_{3}}=\frac{y_{1}-y_{3}}{x_{1}-x_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}+y_{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}, \therefore y_{3}=0$, $x_{3}=0, A_{3}(0,0)$, 此时直线 $A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 关于 $x$ 轴对称, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}, A_{2} A_{3}$ 斜率均存在, 则 $k_{A_{1} A_{2}}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}, k_{A_{1} A_{3}}=\frac{1}{y_{1}+y_{3}}, k_{A_{2} A_{3}}=\frac{1}{y_{2}+y_{3}}$ , 所以直线 $A_{1} A_{2}$ 方程为 $y-y_{1}=\frac{1}{y_{1}+y_{2}}\left(x-x_{1}\right)$, 整理得 $x-\left(y_{1}+y_{2}\right) y+y_{1} y_{2}=0$ , 同理直线 $A_{1} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{1}+y_{3}\right) y+y_{1} y_{3}=0$, 直线 $A_{2} A_{3}$ 的方程为 $x-\left(y_{2}+y_{3}\right) y+y_{2} y_{3}=0$, $\because A_{1} A_{2}$ 与圆 $M$ 相切, $\therefore \frac{\left|2+y_{1} y_{2}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{1}+y_{2}\right)^{2}}}=1$ 整理得 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{2}^{2}+2 y_{1} y_{2}+3-y_{1}^{2}=0$, $A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 同理 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y_{3}^{2}+2 y_{1} y_{3}+3-y_{1}^{2}=0$ 所以 $y_{2}, y_{3}$ 为方程 $\left(y_{1}^{2}-1\right) y^{2}+2 y_{1} y+3-y_{1}^{2}=0$ 的两根, $y_{2}+y_{3}=-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}, y_{2} \cdot y_{3}=\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}$ $M$ 到直线 $A_{2} A_{3}$ 的距离为: $\frac{\left|2+y_{2} y_{3}\right|}{\sqrt{1+\left(y_{2}+y_{3}\right)^{2}}}=\frac{\left|2+\frac{3-y_{1}^{2}}{y_{1}^{2}-1}\right|}{\sqrt{1+\left(-\frac{2 y_{1}}{y_{1}^{2}-1}\right)^{2}}}$ $=\frac{\left|y_{1}^{2}+1\right|}{\sqrt{\left(y_{1}^{2}-1\right)^{2}+4 y_{1}^{2}}}=\frac{y_{1}^{2}+1}{y_{1}^{2}+1}=1$, 所以直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切; 综上若直线 $A_{1} A_{2}, A_{1} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切, 则直线 $A_{2} A_{3}$ 与圆 $M$ 相切. |