问题 填空题

设点P是曲线y=x2上的一个动点,曲线y=x2在点P处的切线为l,过点P且与直线l垂直的直线与曲线y=x2的另一交点为Q,则PQ的最小值为______.

答案

P(x0x02),由y=x2y|x=x0=2x0

所以过点P且与直线l垂直的直线方程为y-x02=-

1
2x0
(x-x0).

联立y=x2得:2x0x2+x-2x03-x0=0

设Q(x1,y1),则x0+x1=-

1
2x0
,所以x1=-
1
2x0
-x0

y1=x12=(-

1
2x0
-x0)2=
1
4x02
+x02+1.

所以|PQ|=

(x1-x0)2+(y1-y0)2

=

(-
1
2x0
-2x0)2+(
1
4x02
+1)2

=

1
4x02
+2+4x02+
1
16x04
+
2
4x02
+1

4x02+
1
16x04
+
3
4x02
+3

令t=4x02>0

g(t)=t+

1
t2
+
3
t
+3.

g(t)=1-

2
t3
-
3
t2
=
(t+1)2(t-2)
t3

当t∈(0,2)时,g(t)<0,g(t)为减函数,

当t∈(2,+∞)时,g(t)>0,g(t)为增函数,

所以g(t)min=g(2)=

27
4

所以PQ的最小值为

3
3
2

故答案为

3
3
2

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