与抛物线y=x^2围成面积为4/3的直线与该抛物线交于A和B两点,则AB中点P的轨迹是什么

来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/25 14:22:53
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与抛物线y=x^2围成面积为4/3的直线与该抛物线交于A和B两点,则AB中点P的轨迹是什么
与抛物线y=x^2围成面积为4/3的直线与该抛物线交于A和B两点,则AB中点P的轨迹是什么

与抛物线y=x^2围成面积为4/3的直线与该抛物线交于A和B两点,则AB中点P的轨迹是什么
设点A在点B的左侧,且A、B的坐标分别是(a,a^2)、(b,b^2).显然有:b>a.
分别过A、B作x轴的垂线,垂足分别是C、D.
则|AC|=a^2、|BD|=b^2、|CD|=b-a.
∴S(梯形ABCD)=(1/2)(|AC|+|BD|)|CD|=(1/2)(a^2+b^2)(b-a).
显然有:
S(曲边形ABCD)
=∫(上限为b、下限为a)x^2dx=(1/3)x^3|(上限为b、下限为a)=(1/3)(b^3-a^3).
依题意,有:S(梯形ABCD)-S(曲边形ABCD)=4/3,
∴(1/2)(a^2+b^2)(b-a)-(1/3)(b^3-a^3)=4/3,
∴3(a^2+b^2)(b-a)-2(b^3-a^3)=8,
∴3(a^2+b^2)(b-a)-2(b-a)(b^2+ab+a^2)=8,
∴(b-a)(a^2+b^2-2ab)=8, ∴(b-a)^3=8, ∴b-a=2,
∴a^2+b^2-2ab=4.
令点P的坐标为(x,y),则由中点坐标公式,有:
x=(a+b)/2、y=(a^2+b^2)/2,
∴2x=a+b、2y=a^2+b^2=(a+b)^2-2ab=4x^2-2ab,
∴2ab=4x^2-2y.
将2ab=4x^2-2y、a^2+b^2=2y代入到a^2+b^2-2ab=4中,得:
2y-(4x^2-2y)=4, ∴y-x^2=1, ∴y=x^2+1.
∴满足条件的点P的轨迹是抛物线y=x^2+1.