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  • 已知圓M:x2+y2-4x=0及一條拋物線,拋物線頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)是M的圓心F,

    已知圓M:x2+y2-4x=0及一條拋物線,拋物線頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)是M的圓心F,
    過(guò)F作傾斜角為α的直線l,l與拋物線及圓自上而下交于A、B、C、D四點(diǎn),α為何值時(shí),AB+CD 有最小值?并求出這個(gè)最小值.
    數(shù)學(xué)人氣:974 ℃時(shí)間:2019-10-10 00:58:38
    優(yōu)質(zhì)解答
    本題考查的知識(shí)點(diǎn)比較多,解答步驟如下:
    根據(jù)圖像所求表達(dá)式設(shè)為s,則有:
    s=AD-BC,其中AD為拋物線的焦點(diǎn)弦,其長(zhǎng)設(shè)為m,BC為圓的弦,其長(zhǎng)設(shè)為n.
    所以:s=m-n
    根據(jù)題意,直線l的斜率為tana記為k,經(jīng)過(guò)圓心(2,0),所以其方程為:
    y=k(x-2),代入圓的方程消去y,求出x可得到直線與圓的兩個(gè)交點(diǎn)B、C的橫坐標(biāo)依次為:x1=2+2/√(k^2+1),x2=2-2/√(k^2+1).
    根據(jù)圓的弦長(zhǎng)公式可得到:
    n=√(1+k^2)*|x1-x2|,代入x1,x2,得到:
    =√(1+k^2)*4/√(k^2+1)
    =4,
    有關(guān)圓的弦長(zhǎng)的計(jì)算推理請(qǐng)參考:
    根據(jù)拋物線的焦點(diǎn)弦長(zhǎng)計(jì)算公式,可得到:
    m=2p/(sin^2a)
    =8/[(1-cos2a)/2]
    =16/(1-cos2a)
    有關(guān)焦點(diǎn)弦長(zhǎng)的推理公式,請(qǐng)參考:
    所以:
    s=m-n=16/(1-cos2a)-4
    所以當(dāng)a=90度時(shí),s有最小值,
    smin=16/2 -4=4.
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