若A、B是抛物线y2=4x上的不同两点,弦AB(不平行于y轴)的垂直平分线与x轴相交于点P,则称弦AB是点P的一条“相关弦”;
(I)求点P(4,0)的“相关弦”的中点的横坐标;
(II)求点P(4,0)的所有“相关弦”的弦长的最大值.
(I)设AB为点P(4,0)的任意一条“相关弦”,且点A(x1,y1),B(x2,y2),则=4x1,=4x2,
弦AB的垂直平分线方程为y-=-(x-),
由题意它与x轴相交于点P(4,0),
令y=0⇒4=+,
∴4=+⇒4=2+⇒=2,
∴点P(4,0)的“相关弦”的中点的横坐标为2.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可设中点为(2,ym),这里ym=
直线AB的斜率k====,
∴弦AB所在直线的方程是y-ym=(x-2)⇒y=x+(ym-),
代入y2=4x中,整理得x2-x+(ym-)2=0⇒4x2-16x+(ym-)2=0(*)
则x1、x2是方程(*)的两个实根,且x1+x2=4,x1x2=,
设点P(4,0)的“相关弦”AB的弦长为l,则l2=(x1-x2)2+(y1-y2)2,
∴l2=(1+)(x1-x2)2=(1+)[(x1+x2)2-4x1x2]=(1+)[16-(ym-)2],
∴l2=-+4+32=-(-2)2+36,
∴lmax=6.