题目内容

已知直线l过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F,且交于A、B两点,求|AB|的最小值.

思路解析:设出适当的变量,建立关于|AB|的函数关系式,利用函数求最值.

解法一:设直线l的方程是my=x-(m∈R),A(x1,y1),B(x2,y2),F(,0).

得y2=2p(my+).

∴y2-2pmy-p2=0.

∴y1+y2=2pm,y1y2=-p2.

∴|AB|=

=

=

=

=

=2p(m∈R

=2p(1+m2)≥2p(1+0)=2p.

∴|AB|min=2p.

解法二:设A(x1,y1),B(x2,y2).

则|AF|=x1+,|BF|=x2+.

∴|AB|=|AF|+|BF|=x1+x2+p.

∵y2=2px(p>0),

∴x1≥0,x2≥0.

∴x1+x2≥2.

设直线l:my=x-(m∈R),

得y2=2p(my+).

∴y2-2pmy-p2=0.∴y1+y2=2pm,y1y2=-p2.

∴x1x2=(my1+)(my2+

=m2y1y2+m(y1+y2)+

=m2(-p2)+m(2pm)+

=.

∴x1+x2≥2=p.

∴|AB|=x1+x2+p≥p+p=2p.

∴|AB|min=2p.

解法三:如图所示.设直线l的倾斜角为θ,则直线l的方程是

ycosθ=(x-)sinθ.

设A(x1,y1)、B(x2,y2),

消去y,得x2sin2θ-p(1+cos2θ)x+sin2θ=0,

∴x1+x2=.

∴|AB|=|AF|+|FB|=x1-+x2+=+p=≥2p.

∴|AB|min=2p.

深化升华

    本题解答可以得到结论:通径是焦点弦长的最小值,即焦点弦长的最小值是通径长2p.


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