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已知点A(x1,y1),B(x2,y2)(x1x2≠0)是抛物线y2=2px(p>0)上的两个动点,O是坐标原点,向量,满足|+|=|-|,设圆C的方程为x2+y2-(x1+x2)x-(y1+y2)y=0.

(Ⅰ)证明线段AB是圆C的直径;

(Ⅱ)当圆C的圆心到直线x-2y=0的距离的最小值为

时,求p的值.

答案

(Ⅰ)证法一:∵|+|=|-|,

∴(+)2=(-)2,∴-=0

∴x1x2+y1y2=0.

    设点M(x,y)是以线段AB为直径的圆上的任意一点,则·=0.

    即(x-x1)·(x-x2)+(y-y1)·(y-y2)=0.整理得x2+y2-(x1+x2)x-(y1+y2)y=0.

    故线段AB是圆C的直径.

证法二:∵|+|=|+|,∴(+)2=(-)2,即·=0

∴x1x2+y1y2=0,

    若点M(x,y)在以线段为直径的圆上,则·=-1(x≠x1,x≠x2)去分母得(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0.

    展开得x2+y2-(x1+x2)x-(y1+y2)y=0,

    所以线段AB是圆C的直径.

证法三:∵|+|=|+|,∴+=0,∴x1x2+y1y2=0,

    以AB为直径的圆的方程是:(x-)2+(y-)2=[(x1-x2)2+(y1-y2)2],

    整理得x2+y2-(x1+x2)x-(y1+y2)y=0.

(Ⅱ)解法一:设圆C(x,y),则=2px1,=2px2(p>0).

∴x1x2=,又x1x2+y1y2=0,

∴x1x2=-y1y2,

∴-y1y2=,∵x1x2≠0,∴y1y2≠0,∴y1y2=-4p2,

∴x==(y21+)=(y21++2y1y2)-=(y2+2p2),

    所以圆心的轨迹方程为y2=px-2p2,

    设圆C到直线x-2y=0的距离为d,则

d==,当y=p时,d有最小值;由题设得=,

∴p=2.

解法二:设圆C的圆心为C(x,y),则,∵y21=2px1,=2px2,(p>0)

∴x1x2=,又∵x1x2+y1y2=0,∴x1x2=-y1y2.

∵x1x2≠0,∴y1y2=-4p2,∵x==(+)=(++2y1y2)-=(y2+2p2),所以圆心的轨迹方程为y2=px-2p2,

    设直线x-2y+m=0与x-2y=0的距离为,则m=±2,

    因为x-2y+2=0与y2=px-2p2无公共点,

    所以当x-2y-2=0与y2=px-2p2仅有一个公共点时,该点到x-2y=0的距离最小,最小值为,

消去x得,

y2-2py+2p2-2p=0有Δ=4p2-4(2p2-2p)=0.∵p>0,∴p=2.

解法三:设圆C的圆C(x,y),则,若圆心C到直线x-2y=0的距离为d,那么d=,

=2px1,=2px2(p>0),

∴x1x2=,又x1x2+y1y2=0,∴x1x2=-y1y2,∵x1x2≠0,

∴y1y2=-4p2,∴d

=

=,当y1+y2=2p时,d有最小值,由题意得=,∴p=2.

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