题目内容
已知平面内一动点P到点F(1,0)的距离与点P到y轴的距离的差等于1.(1)求动点P的轨迹C的方程.
(2)过点F作两条斜率存在且互相垂直的直线l1、l2,设l1与轨迹C交于A、B两点,l2与轨迹C交于D、E两点,求|FA|•|FB|+|FC|•|FD|的最小值.
【答案】分析:(1)根据平面内一动点P到点F(1,0)的距离与点P到y轴的距离的差等于1,可得当x≥0时,点P到F的距离等于点P到直线x=-1的距离,所以动点P的轨迹为抛物线;当x<0时,y=0也满足题意;
(2)设l1的方程为y=k(x-1)与抛物线方程联立,设A(x1,y1),B(x2,y2),利用韦达定理可得x1+x2=2+,x1x2=1,x3+x4=2+4k2,x3x4=1,从而可得|FA||FB|+|FD||FE|=8+4(k2+)≥16,由此即可得到结论.
解答:解:(1)∵平面内一动点P到点F(1,0)的距离与点P到y轴的距离的差等于1
∴当x≥0时,点P到F的距离等于点P到直线x=-1的距离,
∴动点P的轨迹为抛物线,方程为y2=4x(x≥0)
当x<0时,y=0
∴动点P的轨迹C的方程为y2=4x(x≥0)或y=0(x<0)
(2)由题意知,直线l1的斜率存在且不为0,设为k,则l1的方程为y=k(x-1)
与抛物线方程联立,消元可得k2x2-(2k2+4)x+k2=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2是上述方程的两个实根,所以x1+x2=2+,x1x2=1
∵l1⊥l2,∴l2的斜率为
设D(x3,y3),E(x4,y4),则同理可得x3+x4=2+4k2,x3x4=1
∴|FA||FB|+|FD||FE|=(x1+1)(x2+1)+(x3+1)(x4+1)=8+4(k2+)≥16(当且仅当k=±1时取等号)
∴|FA|•|FB|+|FC|•|FD|的最小值为16.
点评:本题考查轨迹方程,考查直线与抛物线的位置关系,解题的关键是确定抛物线的方程,利用韦达定理解题.
(2)设l1的方程为y=k(x-1)与抛物线方程联立,设A(x1,y1),B(x2,y2),利用韦达定理可得x1+x2=2+,x1x2=1,x3+x4=2+4k2,x3x4=1,从而可得|FA||FB|+|FD||FE|=8+4(k2+)≥16,由此即可得到结论.
解答:解:(1)∵平面内一动点P到点F(1,0)的距离与点P到y轴的距离的差等于1
∴当x≥0时,点P到F的距离等于点P到直线x=-1的距离,
∴动点P的轨迹为抛物线,方程为y2=4x(x≥0)
当x<0时,y=0
∴动点P的轨迹C的方程为y2=4x(x≥0)或y=0(x<0)
(2)由题意知,直线l1的斜率存在且不为0,设为k,则l1的方程为y=k(x-1)
与抛物线方程联立,消元可得k2x2-(2k2+4)x+k2=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2是上述方程的两个实根,所以x1+x2=2+,x1x2=1
∵l1⊥l2,∴l2的斜率为
设D(x3,y3),E(x4,y4),则同理可得x3+x4=2+4k2,x3x4=1
∴|FA||FB|+|FD||FE|=(x1+1)(x2+1)+(x3+1)(x4+1)=8+4(k2+)≥16(当且仅当k=±1时取等号)
∴|FA|•|FB|+|FC|•|FD|的最小值为16.
点评:本题考查轨迹方程,考查直线与抛物线的位置关系,解题的关键是确定抛物线的方程,利用韦达定理解题.
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