垫脚石(相关题 → 此题) 2025 年云南预赛 · P006408
先练用端点参数的平均数与半差表示中点和弦长,再处理焦半径和固定后的双动点面积。两题都用几何约束消去一个参数,把剩下的长度或面积化成有明确可行范围的实变量最值,并构造真实弦验证等号。
前题由定长关系消半差,后题由平方和固定改用参数乘积或半差;不能直接沿用另一题的可行区间和驻点。
抛物线焦半径与面积最值
抛物线 上的两个动点 及一定点 , 为焦点, 已知 成等差数列。
求证:线段 的垂直平分线过定点 ;
求 面积的最大值。
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
先独立尝试,再展开工具说明与想法来源。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
抛物线上点到焦点的距离等于到准线的距离。两点到同一点等距是该点位于垂直平分线上的充要条件;当 固定时, 可用于降元。
想法从哪来:焦半径看似带根式,抛物线定义却把它直接变成到准线的水平距离。三个距离成等差数列,因此先得到两动点横坐标之和固定。此时用标准抛物线参数,约束就成了两个参数平方和固定,比继续保留横纵坐标更整齐。 垂直平分线过定点,等价于某定点到两动点距离相等。利用图形对称,先试轴上的点,距离平方之差会含参数平方差,剩余因子可以由平方和条件消掉。面积也由行列式展开,再用平方和固定把参数差改成参数积的函数。求最值后需重新找两个实参数,确认它们不同并能实现驻点。
利用抛物线定义把焦半径改写为横坐标,可立即得到两动点横坐标之和。 再用标准参数表示两点,先通过到某个固定点的距离相等确定 , 然后把面积化为参数乘积的一元函数。
抛物线 的焦点为 ,准线为 。 对抛物线上任一点 ,其到焦点的距离为 。又
由 成等差数列,
故
设
由式 (1) 得
(1) 取定点 。由式 (2),
所以 。由于 为两个不同的点, 在线段 的垂直平分线上, 即所求定点为
(2) 由行列式,
由式 (2) 知 ,故 。令 ,则
从而
在 上,
因此最大值在 时取得。于是
取
则 且 ,所以最大值条件能够达到,且 , 确为不同点。端点 的面积均不超过内部驻点处的值。
抛物线焦半径条件优先用“到焦点等于到准线距离”转成横坐标条件。 双动点参数满足平方和固定时,距离差常能因式分解出定点; 面积则可用参数乘积降为闭区间上的一元最值。
焦距和先变成两参数平方和固定,据此找到等距点;面积还需从两参数转成乘积并确定可达范围后优化。
垫脚石(相关题 → 此题) 2025 年云南预赛 · P006408
先练用端点参数的平均数与半差表示中点和弦长,再处理焦半径和固定后的双动点面积。两题都用几何约束消去一个参数,把剩下的长度或面积化成有明确可行范围的实变量最值,并构造真实弦验证等号。
前题由定长关系消半差,后题由平方和固定改用参数乘积或半差;不能直接沿用另一题的可行区间和驻点。
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