已知抛物线y2=6x上的两个动点A(x1,y1)和B(x2,y2),其中x1≠x2且x1+x2=4.线段AB的垂直平分线

1个回答

  • 解题思路:(1)设线段AB的中点为M(x0,y0),则kAB=y2−y1x2−x1=y2−y1y226−y216=6y2+y1=3y0.线段AB的垂直平分线的方程是y−y0=−y03(x−2),由此能求出直线AB的垂直平分线经过定点C(5,0).(2)直线AB的方程x=y03(y−y0)+2,代入y2=6x得y2−2y0y+2y20−12=0,由此利用两点间距离公式和点到直线距离公式能求出△ABC面积的表达式.(3)由(2)知S△ABC=1312(9+y20)(24−2y20)(9+y20),由此利用均值定理能求出当且仅当9+y20=24−2y20时,△ABC面积的最大值为1437.

    (1)

    设线段AB的中点为M(x0,y0),

    则 x0=

    x1+x2

    2=2,y0=

    y1+y2

    2,kAB=

    y2−y1

    x2−x1=

    y2−y1

    y22

    6−

    y21

    6=

    6

    y2+y1=

    3

    y0.

    线段AB的垂直平分线的方程是y−y0=−

    y0

    3(x−2),①

    由题意知x=5,y=0是①的一个解,

    所以线段AB的垂直平分线与x轴的交点C为定点,

    且点C坐标为(5,0).

    所以直线AB的垂直平分线经过定点C(5,0).…(4分)

    (2)由①知直线AB的方程为y−y0=

    3

    y0(x−2),

    即 x=

    y0

    3(y−y0)+2,②

    ②代入y2=6x得y2=2y0(y-y0)+12,即y2−2y0y+2

    y20−12=0,③

    依题意,y1,y2是方程③的两个实根,且y1≠y2

    所以△=4

    y20−4(2

    y20−12)=−4

    y20+48>0,−2

    3<y0<2

    3.

    |AB|=

    (x1−x2)2+(y1−y2)2

    =

    (1+(

    y0

    3)2)(y1−y2)2

    =

    (1+

    y20

    9)[(y1+y2)2−4y1y2]

    =

    (1+

    y20

    9)(4

    y20−4(2

    y20−12))

    =

    2

    3

    (9+

    y20)(12−

    y20).

    定点C(5,0)到线段AB的距离h=|CM|=

    (5−2)2+(0−y0)2=

    9+

    y20.

    ∴S△ABC=

    1

    2|AB|•h=

    1

    3

    (9+

    y20)(12−

    y20)•

    9+

    y20…(8分)

    (3)由(2)知S△ABC=

    1

    3

    1

    2(9+

    y20)(24−2

    y20)(9+

    y20)

    1

    3

    1

    2(

    9+

    y20+24−2

    y20+9+

    y20

    3)3=

    14

    3

    7,…(11分)

    当且仅当9+

    y20=24−2

    y20,

    即y0=±

    5,A(

    6+

    35

    3,

    5+

    7),B(

    6−

    35

    3,

    5−

    7)

    或A(

    6+

    35

    3,−(

    5+

    7)),B(

    6−

    35

    3,−

    5+

    7)时等号成立.

    所以,△ABC面积的最大值为

    14

    3

    7.…(13分)

    点评:

    本题考点: 直线与圆锥曲线的综合问题.

    考点点评: 本题考查直线的垂直平分线经过定点的证明,考查三角形面积的表达式的求法,考查三角形面积的最大值的求法,解题时要认真审题,注意均值定理的合理运用.