如圖,三條直線a、b、c兩兩平行,直線a、b間的距離為p,直線b、c間的距離為
p
2
,A、B為直線a上的兩個定點,且AB=2p,MN是在直線b上滑動的長度為2p的線段.
(1)建立適當?shù)钠矫嬷苯亲鴺讼,求△AMN的外心C的軌跡E;
(2)當△AMN的外心C在E上什么位置時,使d+BC最?最小值是多少?(其中,d為外心C到直線c的距離)
以直線b為 x軸,以過點A且與b直線垂直的直線為y軸,建立直角坐標系,
由題意A(0,p),設△AMN的外心C(x,y),則M(x-p,0)N(x+p,0),
由題意有|CA|=|CM|.∴
x2+(y-p)2
=
(x-x+p)2+y2
,
解得x2=2py,它是以原點為頂點、y軸為對稱軸、開口向上的拋物線.
(2)不難得到,直線c是軌跡E的準線,由拋物線的定義可知,d=|CF|,
其中F(0.
p
2
),是拋物線的焦點,
所以d+|BC|=|CF|+|BC|,
由兩點距離可知直線段最短,
線段BF與軌跡E的交點就為所求的使d+|BC|最小點,
由兩點式方程可求直線BF的方程為:y=
1
4
x+
1
2
p,與x2=2py聯(lián)立,
得C(
1
4
p(1+
17
),
9+
17
16
p
).
故當△AMN的外心C在E上
C(
1
4
p(1+
17
),
9+
17
16
p
)時,d+|BC|最小,
最小值|BF|=
17
2
p
練習冊系列答案
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1
4
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1
4
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3
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3
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