每日一题[3321]面积坐标公式

已知 $O$ 为坐标原点,抛物线 $\Gamma:~ y^2=2 p x$($p>0$),点 $B,C$ 在 $\Gamma$ 上.当 $\triangle OBC$ 为等边三角形时,其重心为 $(4,0)$.

1、求 $\Gamma$ 的方程;

2、已知点 $P(2,2)$,直线 $PB,PC$ 是圆 $D:(x-2)^2+y^2=\dfrac 45$ 的两条切线,求 $\triangle PBC$ 的面积. 

解析

1、当 $\triangle OBC$ 为等边三角形时,重心 $G(4,0)$,于是 $BC$ 的中点坐标为 $(6,0)$,因此抛物线过点 $\left(6,2\sqrt 3\right)$,进而 $p=1$,$\Gamma$ 的方程为 $y^2=2x$.

2、根据题意,过点 $P$ 的圆 $D$ 的双切线方程\[ PB\cup PC:~\left(4-\dfrac 45\right)\cdot \left((x-2)^2+y^2-\dfrac 45\right)=\left(2y-\dfrac 45\right)^2,\]整理得(注意直线 $PB,PC$ 的斜率互为相反数,且均经过 $P(2,2)$)\[PB\cup PC:~(2x+y-6)(2x-y-2)=0,\]设 $B(2b^2,2b)$,$C(2c^2,2c)$,$P(2t^2,2t)$,其中 $t=1$,不妨设 $b>c$,则直线 $PB,PC$ 的斜率分别为 $\dfrac{1}{t+b},\dfrac{1}{t+c}$,于是 $(b,c)=\left(-\dfrac 12,-\dfrac 32\right)$,因此 $\triangle PBC$ 的面积\[\begin{split}\triangle PBC]&=2p^2|(t-b)(b-c)(c-t)|\\ &=2\cdot |b-c|\cdot |t^2-(b+c)+bc|\\ &=2\cdot 1\cdot \left|1+2+\dfrac 34\right|\\ &=\dfrac{15}2.\end{split}\]

 

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