已知直线l1l_{1}:4x−3y+6=04x-3y+6=0和直线l2l_{2}:x=−1x=-1,PP是抛物线y2=4xy^{2}=4x上一个动点,则点PP到直线l1l_{1}和直线l2l_{2}的距离之和的最小值是___.

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完整解法

1. 利用抛物线定义转化点到准线的距离

由抛物线方程 y2=4xy^2 = 4x 可知,其焦点坐标为 F(1,0)F(1, 0),准线方程为 x=−1x = -1,即直线 l2l_2。
根据抛物线的定义,抛物线上的点 PP 到准线 l2l_2 的距离等于点 PP 到焦点 FF 的距离,即:
d(P,l2)=∣PF∣d(P, l_2) = |PF|

2. 将两距离之和转化为几何最值问题

因此,点 PP 到直线 l1l_1 和直线 l2l_2 的距离之和可以写为:
d(P,l1)+d(P,l2)=d(P,l1)+∣PF∣d(P, l_1) + d(P, l_2) = d(P, l_1) + |PF|
根据平面几何性质,当且仅当点 PP 位于过焦点 FF 且垂直于直线 l1l_1 的直线上,并且处于焦点与垂足之间时,上述距离之和取得最小值。
由于直线 l1l_1 与抛物线不相交,且焦点 FF 与抛物线在 l1l_1 的同侧,因此该距离之和的最小值即为焦点 F(1,0)F(1, 0) 到直线 l1l_1 的距离。

3. 利用点到直线距离公式求出最小值

利用点到直线的距离公式,计算焦点 F(1,0)F(1, 0) 到直线 l1:4x−3y+6=0l_1: 4x-3y+6=0 的距离:
dmin⁡=∣4×1−3imes0+6∣42+(−3)2=105=2d_{\min} = \frac{|4 \times 1 - 3 imes 0 + 6|}{\sqrt{4^2 + (-3)^2}} = \frac{10}{5} = 2
因此,点 PP 到直线 l1l_1 和直线 l2l_2 的距离之和的最小值为 22。

答案

2

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