问题
解答题
已知长为m(m>0)的线段P1P2两端点上在y2=4x上移动.
(1)求P1P2中点M的轨迹方程;
(2)求M点到y轴距离的最小值及对应点M的坐标.
答案
(1)设P1(t12,2t1),P2(t22,2t2),P1P2中点为M(x,y),则
x=
(1 2
+t 21
)…①y=t1+t2…②t 22
而|P1P2|=m∴(t12-t22)2+(2t1-2t2)2=m2…③
由①,②,③(4x-y2)(y2+4)=m2…④
这就是P1P2中点的轨迹方程.
(2)由④:x=
(y2+1 4
)=m2 y2+4
[(y2+4)+1 4
]-1.m2 y2+4
∵y2+4∈[4,+∞)
当m≥4时,(y2+4)+
≥2m,当仅当y2+4=m,即y=±m2 y2+4
时,m-4
取“=”号.此时:xmin=
.M点的坐标为(m-2 2
,±m-2 2
).m-4
当m<4时,由x-
=m2 16
(y2+1 4
-m2 y2+4
)=m2 4 y2(4y2+16-m2) 16(y2+4)
∵0<m<4∴y2+16-m2>0,当仅当y=0时,x-
=0m2 16
此时,xmin=
,对应M点(m2 16
,0)m2 16
∴当m≥4时,M到y轴距离最小值为
,M点坐标为(m-2 2
,±m-2 2
).m-4
当0<m<4时,M到y轴距离最小值为
,M点坐标为(m2 16
,0)m2 16