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
(
t21
+
t22
)…①y=t1+t2…②

而|P1P2|=m∴(t12-t222+(2t1-2t22=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=

1
4
(y2+
m2
y2+4
)=
1
4
[(y2+4)+
m2
y2+4
]-1.

∵y2+4∈[4,+∞)

当m≥4时,(y2+4)+

m2
y2+4
≥2m,当仅当y2+4=m,即y=±
m-4
时,

取“=”号.此时:xmin=

m-2
2
.M点的坐标为(
m-2
2
,±
m-4
)

当m<4时,由x-

m2
16
=
1
4
(y2+
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-

m2
16
=0

此时,xmin=

m2
16
,对应M点(
m2
16
,0)

∴当m≥4时,M到y轴距离最小值为

m-2
2
,M点坐标为(
m-2
2
,±
m-4
)

当0<m<4时,M到y轴距离最小值为

m2
16
,M点坐标为(
m2
16
,0)

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