题目内容

已知抛物线C的顶点为O(0,0),焦点F(0,1)
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)过F作直线交抛物线于A、B两点.若直线OA、OB分别交直线l:y=x-2于M、N两点,求|MN|的最小值.
(I)由题意可设抛物线C的方程为x2=2py(p>0)则
p
2
=1,解得p=2,故抛物线C的方程为x2=4y
(II)设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为y=kx+1
y=kx+1
x2=4y
消去y,整理得x2-4kx-4=0
所以x1+x2=4k,x1x2=-4,从而有|x1-x2|=
(x1+x2)2-4x1x2
=4
k2+1

y=
y1
x1
x
y=x-2
解得点M的横坐标为xM=
2x1
x1-y1
=
2x1
x1-
x12
4
=
8
4-x1

同理可得点N的横坐标为xN=
8
4-x2

所以|MN|=
2
|xM-xN|=
2
|
8
4-x1
-
8
4-x2
|=8
2
|
x1-x2
x1x2-4(x1+x2)+16
|=
8
2
k2+1
|4k-3|

令4k-3=t,t不为0,则k=
t+3
4

当t>0时,|MN|=2
2
25
t2
+
6
t
+1
>2
2

当t<0时,|MN|=2
2
25
t2
+
6
t
+1
=2
2
(
5
t
+
3
5
)2+
16
25
8
2
5

综上所述,当t=-
25
3
时,|MN|的最小值是
8
2
5
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