21.(本题满分12分)已知正方形ABCD的外接圆方程为 x2+y2-24x+a=0 (a<144),正方形一边CD所在直线的方向向量为(3,1),

(1)求正方形对角线AC与BD所在直线的方程;

(2)若顶点在原点焦点在x轴的抛物线E经过正方形在x轴上方的两个顶点A、B,求抛物线E的方程。

(3) 设点N(1,2),过点(5,-2)的直线与抛物线E交于另外两点S、T.试判断三角形的形状?(锐角、钝角或直角三角形)并证明之.

解(1)由可知圆心M的坐标为(12,0),            依题意: , ,

 MA、 MB的斜率k满足:,解得:      (2分) 

∴所求AC方程为:x+2y-12=0     BD方程为:2x-y-24=0 ……………(4分)

(2) 设MB、 MA的倾斜角分别为θ1,θ2,则tanθ1=2,tanθ2=

设圆半径为r,则 …………(6分)

再设抛物线方程为?y2=2px  (p>0)?,由于A, B两点在抛物线上,

? 

得抛物线方程为?y2=4x.?           ……………(8分)

(3)[证明]设T(t2,2t)、S(s2,2s),s≠t,s≠1,t≠1,则直线ST的方程为

化简得2x-(s+t)y+2st=0.由于直线ST过点(5-2),故2×5-(s+t)(-2)+2st=0,

即(s+1)(t+1)=-4.              ……………(10分)

因此

所以∠TNS=90°.从而△NTS是直角三角形.           ……………  (12分)

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