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.
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(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(
一
,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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