题目内容

如图,三条直线,b,c两两平行,直线间的距离为,直线b,c间的距离为,A,B为直线上的两个定点,且AB=2,MN是在直线b上滑动的长度为2的线段.

(1)建立适当的直角坐标系,求△AMN的外心C的轨迹E;

(2)当△AMN的外心在E上什么位置时,使d+BC最小?最小值是多少?(其中d为外心C到直线c的距离)

解:(1)以直线b为轴,以过点A且与直线b垂直的直线为轴建立平面直角坐标系,

由题意有A(0,),△AMN的外心为C(),则M(,0),

    N(+,0),由题意有|CA|=|CM|,

    ∴

    化简,得,这是以原点为顶点、轴为对称轴、开口向上的抛物线.

(2)不难知道,直线c恰为轨迹E的准线,

由抛物线的定义知,d=|CF|,其中F(0,)是抛物线的焦点.

∴d+|BC|=|CF|+|BC|.由两点间直线段最短知,

线段BF与轨迹E的交点即为所求的使d+|BC|最小的点.

由两点式方程可求得直线BF的方程为

把它与联立,得C(),最小值|BF|=

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