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.