如图,P是抛物线C:x 2 =2y上一点,F为抛物线的焦点,直线l过点P且与抛物线交于另一点Q,已知P(x 1 ,y 1

如图,P是抛物线C:x 2 =2y上一点,F为抛物线的焦点,直线l过点P且与抛物线交于另一点Q,已知P(x 1 ,y 1 ),Q(x 2 ,y 2 ).
(1)若l经过点F,求弦长|PQ|的最小值;
(2)设直线l:y=kx+b(k≠0,b≠0)与x轴交于点S,与y轴交于点T
①求证:
|ST|
|SP|
+
|ST|
|SQ|
=|b|(
1
y 1
+
1
y 2
)

②求
|ST|
|SP|
+
|ST|
|SQ|
的取值范围.
mooooon 1年前 已收到1个回答 举报

ggcc6719 幼苗

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(1)∵F为抛物线的焦点,∴ F(0,
1
2 )
设直线 l:y=kx+
1
2 ,
联立

y=kx+
1
2
x 2 =2y ,得x 2 -2kx-1=0(﹡)
则|PQ|= |PF|+|QF|=( y 1 +
1
2 )+( y 2 +
1
2 )= y 1 + y 2 +1=k( x 1 + x 2 )+2 .
由(﹡)得x 1 +x 2 =2k,带入上式得|PQ|=2k 2 +2≥2,当仅当k=0时|PQ|的最小值为2;
(2)证明:如图,
①分别过P,Q作PP′⊥x轴,QQ′⊥x轴,垂足分别为P′,Q′,

|ST|
|SP| +
|ST|
|SQ| =
|OT|
| P / P| +
|OT|
| Q / Q| =
|b|
| y 1 | +
|b|
|y
2 | =|b|(
1
y 1 +
1
y 2 )
②联立

y=kx+b
y=
1
2 x 2 ,消去x,得y 2 -2(k 2 +b)y+b 2 =0(﹟)
则 y 1 + y 2 =2( k 2 +b), y 1 y 2 = b 2 .
(方法1)

|ST|
|SP| +
|ST|
|SQ| =|b|(
1
y 1 +
1
y 2 )≥2|b|

1

y 1 y 2 =2|b|

1
b 2 =2
而y 1 ,y 2 可取一切不相等的正数∴
|ST|
|SP| +
|ST|
|SQ| 的取值范围为(2,+∞).
(方法2)
|ST|
|SP| +
|ST|
|SQ| =|b|(
1
y 1 +
1
y 2 )=|b|
y 1 + y 2
y 1 y 2 =|b|
2( k 2 +b)
b 2
当b>0时,上式=
2 k 2
b +2>2 ;
当b<0时,上式=
2( k 2 +b)
-b .
由(﹟)式△>0得k 2 +2b>0即k 2 >-2b
于是
|ST|
|SP| +
|ST|
|SQ| >
2(-2b+b)
-b =2
综上,
|ST|
|SP| +
|ST|
|SQ| 的取值范围为(2,+∞).

1年前

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