题目内容
【题目】如图,已知抛物线的焦点为,准线为,过点的直线交抛物线于,两点,点在准线上的投影为,若是抛物线上一点,且.
(1)证明:直线经过的中点;
(2)求面积的最小值及此时直线的方程.
【答案】(1)详见解析;(2)面积最小值为16,此时直线方程为.
【解析】
(1)由题意得抛物线的焦点坐标和准线方程,设,直线:,可得的坐标,联立方程组,结合韦达定理,可得的斜率和直线的斜率,进而可得直线的方程,与抛物线联立可得两根之和,可得中点的纵坐标与的相同,即可证出直线经过的中点;
(2)根据弦长公式求出,利用点到直线的距离公式,求出点到直线的距离为,运用,结合均值不等式求出,即可求出直线的方程.
解:(1)由题意得抛物线的焦点,准线方程为,
设,直线:,
则,
联立和,
可得,
显然,可得,
因为,,
所以,
故直线:,
由,
得.
∴,,
所以的中点的纵坐标,即,
所以直线经过的中点.
(2)所以
,
设点到直线的距离为,
则.
所以,
当且仅当,即,
时,直线的方程为:,
时,直线的方程为:.
另解:
.
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