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圆锥曲线最值问题的思考

2018-05-02曾月迪林嘉沁

赤峰学院学报·自然科学版 2018年4期
关键词:抛物线数学

曾月迪,林嘉沁

(莆田学院 数学与金融学院,福建 莆田 351100)

在数学师范生的培养中,中学数学方法论是重要的一门课,其针对数学思想方法,让学生的数学素养得到提升.在教学中,圆锥曲线是重要的一个内容.实际上,圆锥曲线不只是中学数学中的问题,而且其有较多应用,如文[1-3]等,所以我们从中学到大学都对圆锥曲线进行研究.而对于中学数学中圆锥曲线的探讨如文[4]等,其中圆锥曲线中最值问题的考察知识面广,综合性强,对学生知识储备要求高,因此常常作为中学考试和教师招考的热门题型,近几年有较多探讨如文[5]等.本文从一道高中数学联赛题的圆锥曲线最值问题出发,展开思考.

把2013福建高中数学竞赛题预赛12题第2小题[6]问题一般化为:如下图,

问题:已知A、B为抛物线:y2=2px(p>0)上的两个动点,点A在第一象限,点B在第四象限.l1、l2分别过点A、B且与抛物线相切,P 为 l1、l2的交点.设 C、D 为直线 l1、l2与直线 l:x=t(t>0)的交点,求△PCD面积的最小值.

1 从极端情况探讨问题

性质1 若交点P的横坐标是定值,则P点在x轴上,三角形PCD的面积取到最小值.

证明 设P坐标为 (x0,y0),x0<0,过点P的直线方程为y-y0=k(x-x0),并与抛物线y2=2px联立得:

若直线与抛物线只有一个交点即直线与抛物线相切,由(1)式得:Δ=0即

由此可知:若 k1,k2为(2)式的两个根,则.设两条相切直线与直线x=t(t>0)的交点为 C(t,y1)、D(t,y2).不妨设 y1>y2,则

由此可知若x0,t固定时,当y0=0时,(y1-y2)2最小,即y1-y2最小,所以最小.

从而有:

定理1 设点P在直线x=x0<0上,则过点P与抛物线y2=2px(p>0)相切的直线,交直线 l:x=t(t>0)于 C、D 两点,所构成的三角形PCD的面积当P点在x轴上……

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