已知 $A,B$ 是抛物线 $y^2=4x$ 上的两个动点,且 $|AB|=3$,则当 $AB$ 的中点 $M$ 到 $y$ 轴的距离最短时,点 $M$ 的横坐标是 .
【难度】
【出处】
2012年第二十三届“希望杯”全国数学邀请赛高二(二试)
【标注】
【答案】
$\dfrac{9}{16}$
【解析】
设直线 $AB$ 为 $x=my+t$ 与抛物线联立,得$$y^2-4my-4t=0,$$其判别式 $\Delta=16(m^2+t)>0$,设 $A(x_1,y_1),B(x_2,y_2),M(x_0,y_0)$,根据弦长公式有$$|AB|=\sqrt{1+m^2}\cdot|y_1-y_2|=4\sqrt{1+m^2}\cdot\sqrt{m^2+t}=3,$$因此有$$t=\dfrac{9}{16}\cdot\dfrac{1}{1+m^2}-m^2,$$根据点 $M$ 是 $AB$ 中点,则$$x_0=my_0+t=m\cdot\dfrac{y_1+y_2}{2}+t=\left(1+m^2\right)+\dfrac{9}{16}\cdot\dfrac{1}{1+m^2}-1,$$根据对勾函数性质,当 $m=0$ 时,$x_0$ 最大为 $\dfrac{9}{16}$,因此点 $M$ 的横坐标的最小值为 $\dfrac{9}{16}$.
题目
答案
解析
备注