问题 解答题

定长为3的线段AB的两端点在抛物线y2=x上移动,记线段AB的中点为M,求点M到y轴的最短距离,并求此时点M的坐标.

答案

设A(x1,y1),B(x2,y2),AB长度为3,

那么x1=y12,x2=y22,(1)

32=(x2-x12+(y2-y12=(y22-y122+(y2-y12=(y2-y12[(y2+y12+1](2)

线段AB的中点M(x,y)到y轴的距离为x=

x1+x2
2
=
1
2
(
y21
+
y22
)=
1
4
[(y1-y2)2+((y1+y2)2+1)-1]
1
4
[2
(y1-y2)2((y1+y2)2+1)
-1]

由(2)得x≥

1
4
(2×3-1)=
5
4
,并且当(y1-y22=(y1+y22+1=3(3)

时x取得最小值x0=

5
4

下证x能达到最小值,根据题意不妨设y1>y2,由(3)得

y1-y2=
3
y1+y2
2

由此解得y1,y2,由(1)解得x1,x2,所以x可取得最小值

5
4

相应的M点纵坐标y0=

y1+y2
2
2
2

∴M点坐标为(

5
4
2
2
)或(
5
4
,-
2
2
)

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