本题导读

本题考查轨迹方程(分类讨论),以及抛物线的定义与焦点弦。

📌【题干】

Question

(2011年湖南卷(文)) 已知平面内一动点 到点 的距离与点 到 轴的距离的差等于 .

(1) 求动点 的轨迹 的方程;

(2) 过点 作两条斜率存在且互相垂直的直线 ,,设 与轨迹 相交于点 ,, 与轨迹 相交于点 ,,求 的最小值.

🔍【思路分析】

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  1. 步骤1:(1) 按 与 分类去绝对值
  2. 步骤2:(2) 把 分解为焦半径乘积
  3. 步骤3:再用

✅【答案】

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(1) 轨迹 的方程为 ()与 ()

(2) 的最小值为

✍【详细解析】

Abstract

(1) 设 。到 轴的距离为 ,按 的符号分类。

当 时:,即 ,两边平方得 ,化简得 (,抛物线过原点含 )。

当 时:,即 ,化简得 ,即 ()。

故轨迹 为抛物线弧 ()与 轴负半轴射线 ()。

(2) 直线斜率存在,若 则 为 轴,与 ()重合、交点不构成两点的情形,故 。设 (),则 。

与 联立:,得 ,。

,(焦半径),故 。

同理, 的斜率为 ,。

, 在 上且分居 两侧,, 在 上且分居 两侧( 不是轨迹上的点),设 , 同侧,则

。

由 ,,;,。

故 。

当且仅当 ()时取等号,最小值为 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:含绝对值的轨迹方程分类讨论;抛物线焦半径与焦点弦乘积;垂直条件下向量数量积的分解;基本不等式

核心方法:(1) 对 的符号去绝对值,平方时注意等价性;(2) 把斜向量差分解到 出发的四个焦半径向量上,用垂直消去交叉项,化归为两条焦点弦的焦半径乘积

避坑指南:(1) 平方前要保证两边非负(、 均成立),且 ()这段射线不可漏——只答抛物线是常见丢分;平方后若不检验会误以为 时还有别的曲线。(2) 中 需排除; 来自韦达定理(),是焦半径乘积化简的核心; 取等要求 ,此时两直线斜率为 ,对称性最好。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:轨迹与焦点弦题与 2011-湖北卷文-21、2012-江西卷文-20、2011-新课标卷文-09 同族。

结论推广:推广:抛物线 的焦点弦斜率为 时, 的等价形式可由焦半径 直接展开;两条互相垂直的焦点弦其焦半径乘积之和只与 有关,最小值在 处取得。

方法推广:圆锥曲线与向量综合题:把非焦点出发的向量差全部分解到焦点向量( 型),垂直与共线性质会大量消项,最后往往落在焦半径乘积与基本不等式上。

🔗【关联脉络】

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