三、解答题
21.(本小题满分14分)
在平面直角坐标系
中,过定点
作直线与抛物线
(
)
相交于
两点.
(I)若点
是点
关于坐标原点
的对称点,求
面积的最小值;
(II)是否存在垂直于
轴的直线
,使得
被以
为直径的圆截得的
弦长恒为定值?若存在,求出
的方程;若不存在,说明理由.

(此题不要求在答题卡上画图)
本小题主要考查直线、圆和抛物线等平面解析几何的基础知识,考查综合运用数学知识进行推理
运算的能力和解决问题的能力.
解法1:(Ⅰ)依题意,点
的坐标为
,可设
,
直线
的方程为
,与
联立得
消去
得
.
由韦达定理得
,
.
于是
.
![]()
,
当
,
.
(Ⅱ)假设满足条件的直线
存在,其方程为
,
设
的中点为
,
与
为直径的圆相交于点
,
的中点为
,
则
,
点的坐标为
.
,
,
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![]()
,
![]()
.
令
,得
,此时
为定值,故满足条件的直线
存在,其方程为
,
即抛物线的通径所在的直线.
解法2:(Ⅰ)前同解法1,再由弦长公式得
![]()
,
又由点到直线的距离公式得
.
从而
,
当
时,
.
(Ⅱ)假设满足条件的直线
存在,其方程为
,则以
为直径的圆的方程
为
,
将直线方程
代入得
,
则
.
设直线
与以
为直径的圆的交点为
,
则有
.
令
,得
,此时
为定值,故满足条件的直线
存在,其方程为
,
即抛物线的通径所在的直线.
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