过抛物线y2=4ax(a>0)的焦点F,作相互垂直的两条焦点弦AB和CD,求|AB|+|CD|的最小值.
问题描述:
过抛物线y2=4ax(a>0)的焦点F,作相互垂直的两条焦点弦AB和CD,求|AB|+|CD|的最小值.
答
抛物线的焦点F坐标为(a,0),设直线AB方程为y=k(x-a),
则CD方程为y=−
(x−a),1 k
分别代入y2=4x得:k2x2-(2ak2+4a)x+k2a2=0及
x2−(2a1 k2
+4a)x+1 k2
=0,a2 k2
∵|AB|=xA+xB+p=2a+
+2a,|CD|=xC+xD+p=2a+4ak2+2a,2a k2
∴|AB|+|CD|=8a+
+4ak2≥16a,当且仅当k2=1时取等号,4a k2
所以,|AB|+|CD|的最小值为16a.
答案解析:根据抛物线方程求得焦点坐标,设直线AB方程为y=k(x-a),则CD方程可得,分别代入抛物线方程,根据抛物线定义可知|AB|=xA+xB+p,|CD|=xC+xD+p进而可求得|AB|+|CD|的表达式,根据均值不等式求得|AB|+|CD|的最小值为16a.
考试点:抛物线的应用.
知识点:本题主要考查了抛物线的应用.涉及了直线与抛物线的关系及抛物线的定义.