题目
Problem
The parabola C has equation y2=8x.
The line l
- passes through the focus of C
- has gradient 158
- meets C at the point G where y>0
- meets C at the point H where y<0
(a) Determine the coordinates of G and the coordinates of H.
(6)
The midpoint of the line segment GH is M.
(b) Determine the shortest distance from M to the directrix of C.
(2)
题目中文翻译
抛物线 C 的方程为 y2=8x。
直线 l
- 经过 C 的焦点
- 斜率为 158
- 与 C 相交于点 G,其中 y>0
- 与 C 相交于点 H,其中 y<0
(a) 确定 G 和 H 的坐标。
(6)
线段 GH 的中点为 M。
(b) 确定 M 到 C 的准线的最短距离。
(2)
解答
(a)
解法一
思路
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将 y2=8x 与标准式 y2=4ax 比较,先确定焦点。用焦点和已知斜率写出直线方程,再把 x 表示成 y 并代入抛物线,得到关于 y 的二次方程。
答题过程
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Comparing y2=8x with y2=4ax gives a=2, so the focus is (2,0).
The equation of l is therefore
y=158(x−2).
Rearranging this equation,
8x=15y+16.
Since y2=8x, the y-coordinates of the points of intersection satisfy
y2=15y+16y2−15y−16=0(y+1)(y−16)=0.
Thus y=−1 or y=16. Using x=8y2, when y=−1,
x=8(−1)2=81.
When y=16,
x=8162=8256=32.
Since G has y>0 and H has y<0,
G=(32,16),H=(81,−1).
解法二
思路
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也可以消去 y。把直线写成 y=158x−1516,平方后与 y2=8x 联立,直接求两个交点的横坐标。
答题过程
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As above, the line has equation
y=158x−1516.
Substituting this into y2=8x gives
(158x−16)2=8x.
Hence,
=64x2−256x+2561800x8x2−257x+32=0(8x−1)(x−32)=0.
Therefore, x=81 or x=32. When x=81,
y===158(81)−1516151−1516−1.
When x=32,
y===158(32)−151615256−1616.
Hence,
G=(32,16),H=(81,−1).
(b)
解法一
思路
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抛物线 y2=4ax 的准线是 x=−a=−2。先求中点 M 的横坐标;由于准线是竖直线,最短距离就是两者横坐标之差。
答题过程
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The x-coordinate of the midpoint M is
xM===232+812825716257.
The directrix of y2=8x is x=−2. Therefore, the shortest distance from M to the directrix is
==xM−(−2)16257+216289.