本题导读

本题考查圆的方程与几何性质。核心在于几何法、代数法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2019年全国卷I(文))已知点 关于坐标原点 对称,, 过点 且与直线 相切。

(1) 若 在直线 上,求 的半径;

(2) 是否存在定点 ,使得当 运动时, 为定值?并说明理由。

🔍【思路分析】

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  1. 第(1)问:由 关于原点对称且 ,可知 是线段 的中点,圆心 必在线段 的垂直平分线上(即过点 且与直线 垂直的线上)。结合 在直线 上及 与 相切,利用几何关系列方程求解半径。
  2. 第(2)问:根据圆的定义及圆心 的轨迹,探究是否存在满足双曲线或抛物线等几何定值特征的定点 。

✅【答案】

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(1)半径为 。

(2)存在定点 , 为定值。

✍【详细解析】

Abstract

(1) 因为点 关于坐标原点 对称,且 , 所以 为 的中点,且 。 圆心 在线段 的垂直平分线上,因为 是 中点,所以圆心 到原点 的连线垂直于 。 设 的半径为 。因为 与直线 相切, 所以圆心 到直线 的距离等于半径 ,即 。 在 Rt 中,由勾股定理可得 。 联立 。 又 在直线 上,且 关于原点对称,结合圆心与弦的关系可进一步求得圆的半径 (或通过具体坐标运算得出)。

(2) 结论:存在定点 ,使得当 运动时, 为定值。 理由如下: 设 的半径为 ,因为 与直线 相切, 所以圆心 到直线 的距离等于半径 。 又点 在 上,所以 ,从而圆心 到直线 的距离等于 。 这说明圆心 到点 的距离等于它到直线 的距离。 根据抛物线的定义,圆心 的轨迹是以 为焦点、直线 为准线的抛物线。 因此,若设 为该抛物线的焦点 ,则由抛物线定义知 (或类似距离差)具备常数性质,故存在定点 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:圆的定义、点到直线的距离公式、抛物线几何定义的逆应用。
  2. 核心方法:数形结合法,将圆心轨迹转化并结合抛物线定义求解。
  3. 避坑指南:第(2)问中切记熟练运用抛物线“点到焦点距离等于到准线距离”的核心性质,避免陷入繁琐的坐标强算。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 高考解析几何压轴题的高频题型。
  2. 结论推广: 熟练掌握圆锥曲线定义与动点轨迹的转化是破解此类综合题的关键。

🔗【关联脉络】

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