10.(5分)已知 $F$ 为抛物线 $C$ :$y^{2}=4 x$ 的焦点,过 $F$ 作两条互相垂直的直线 $I_{1}, I_{2}$ ,直线 $\mathrm{I}_{1}$ 与 C 交于 A 、 B 两点,直线 $\mathrm{I}_{2}$ 与 C 交于 D 、 E 两点,则 $|\mathrm{AB}|+|\mathrm{DE}|$ 的最小值为
(5分)已知 F 为抛物线 C: y^ 2 =4 x 的焦…——2017 高考数学第 10 题答案解析
2017_新课标 I 卷 (2017·理)
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【考点】K8:抛物线的性质.
【专题】11:计算题;34:方程思想;4R:转化法;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
**方法一**:根据题意可判断当A与D,B,E关于 x 轴对称,即直线 DE 的斜率为1,$|\mathrm{AB}|+|\mathrm{DE}|$ 最小,根据弦长公式计算即可。
**方法二**:设直线 $\mathrm{I}_{1}$ 的倾斜角为 $\theta$ ,则 $\mathrm{I}_{2}$ 的倾斜角为
$\frac{\pi}{2}+\theta$ ,利用焦点弦的弦长公式分别表示出 $|A B|,|D E|$ ,整理求得答案
【解答】解:如图, $\mathrm{I}_{1} \perp \mathrm{I}_{2}$ ,直线 $\mathrm{I}_{1}$ 与 C 交于 $\mathrm{A} , \mathrm{~B}$ 两点,
直线 $I_{2}$ 与 $C$ 交于 $D$ 、 $E$ 两点,
要使 $|A B|+|D E|$ 最小,
则 A 与 $\mathrm{D}, \mathrm{B}, \mathrm{E}$ 关于 x 轴对称,即直线 DE 的斜率为 1 ,
又直线 $\mathrm{I}_{2}$ 过点 $(1,0)$ ,
则直线 $\mathrm{I}_{2}$ 的方程为 $\mathrm{y}=\mathrm{x}-1$ ,
联立方程组 $\left\{\begin{array}{l}y^{2}=4 x \\ y=x-1\end{array}\right.$ ,则 $y^{2}-4 y-4=0$ ,
$\therefore y_{1}+y_{2}=4, \quad y_{1} y_{2}=-4$ ,
$\therefore|D E|=\sqrt{1+\frac{1}{k^{2}}} \cdot\left|y_{1}-y_{2}\right|=\sqrt{2} \times \sqrt{32}=8$ ,
$\therefore|\mathrm{AB}|+|\mathrm{DE}|$ 的最小值为 $2|\mathrm{DE}|=16$ ,
**方法二**:设直线 $\mathrm{l}_{1}$ 的倾斜角为 $\theta$ ,则 $\mathrm{l}_{2}$ 的倾斜角为 $\frac{\pi}{2}+\theta$ ,
根据焦点弦长公式可得 $|A B|=\frac{2 p}{\sin ^{2} \theta}=\frac{4}{\sin ^{2} \theta}$
$|D E|=\frac{2 p}{\sin ^{2}\left(\frac{\pi}{2}+\theta\right)}=\frac{2 p}{\cos ^{2} \theta}=\frac{4}{\cos ^{2} \theta}$
$\therefore|\mathrm{AB}|+|\mathrm{DE}|=\frac{4}{\sin ^{2} \theta}+\frac{4}{\cos ^{2} \theta}=\frac{4}{\sin ^{2} \theta \cos ^{2} \theta}=\frac{16}{\sin ^{2} 2 \theta}$ ,
$\because 0<\sin ^{2} 2 \theta \leq 1$,
∴ 当 $\theta=45^{\circ}$ 时,$|A B|+|D E|$ 的最小,最小为 16 ,
故选:A.
【点评】本题考查了抛物线的简单性质以及直线和抛物线的位置关系,弦长公式,对于过焦点的弦,能熟练掌握相关的结论,解决问题事半功倍属于中档题。