题目内容
过抛物线y2=2px(p>0)准线上一点Q作抛物线的切线,分别切于A,B两点,则△ABQ的面积的最小值为( )
分析:首先证明过抛物线y2=2px(p>0)准线上一点Q作抛物线的两切线相互垂直,再证出过抛物线两垂直切线切点的连线恒过抛物线的焦点,进一步利用抛物线的性质与弦长公式把△ABQ的面积表示为弦AB倾斜角的函数,利用三角函数的值域求解△ABQ的面积的最小值.
解答:
解:如图,设Q(-
,y0),过点Q与抛物线相切的直线方程为y-y0=k(x+
)(k≠0).
联立
,得ky2-2py+2py0+kp2=0.
由△=(-2p)2-4k(2py0+kp2)=0.
得pk2+2y0k-p=0.
由根与系数关系可得:k1k2=-1.
∴过Q点的抛物线的两条切线垂直.
再设A(
,y1),B(
,y2),则kAB=
=
.
∴过A,B的直线方程为y-y1=
(x-
).
不妨设y1>0,y2<0.
由y=
,得y′=
•
,∴y′|x=x1=
.
由y=-
,得y′=-
•
,∴y′|x=x2=
.
由
•
=-1,得y1y2=-p2.
满足焦点弦两端点坐标的结论.
∴直线AB过抛物线的焦点F.
设直线AB与x轴的夹角为θ,由抛物线的性质可得:|AB|=
.
且切线交点与弦中点的连线平行于坐标轴,设AB中点为M,
则|QM|=
|AB|=
.
Q到AB的距离为|QM|sinθ=
sinθ=
.
∴S△ABQ=
|AB|•
=
.
当sinθ=1时,△ABQ的面积有最小值,最小值为p2.
故选D.
| p |
| 2 |
| p |
| 2 |
联立
|
由△=(-2p)2-4k(2py0+kp2)=0.
得pk2+2y0k-p=0.
由根与系数关系可得:k1k2=-1.
∴过Q点的抛物线的两条切线垂直.
再设A(
| y12 |
| 2p |
| y22 |
| 2p |
| y2-y1 | ||||
|
| 2p |
| y2+y1 |
∴过A,B的直线方程为y-y1=
| 2p |
| y2+y1 |
| y12 |
| 2p |
不妨设y1>0,y2<0.
由y=
| 2px |
| ||
| 2 |
|
| p |
| y1 |
由y=-
| 2px |
| ||
| 2 |
|
| p |
| y2 |
由
| p |
| y1 |
| p |
| y2 |
满足焦点弦两端点坐标的结论.
∴直线AB过抛物线的焦点F.
设直线AB与x轴的夹角为θ,由抛物线的性质可得:|AB|=
| 2p |
| sin2θ |
且切线交点与弦中点的连线平行于坐标轴,设AB中点为M,
则|QM|=
| 1 |
| 2 |
| p |
| sin2θ |
Q到AB的距离为|QM|sinθ=
| p |
| sin2θ |
| p |
| sinθ |
∴S△ABQ=
| 1 |
| 2 |
| p |
| sinθ |
| p2 |
| sin3θ |
当sinθ=1时,△ABQ的面积有最小值,最小值为p2.
故选D.
点评:本题考查了直线与圆锥曲线的关系,重点考查了抛物线的性质,该题涉及抛物线较多的性质,抛物线的性质较多,且推导过程过于复杂,学生应该把这些性质作为结论性的东西加以记忆,该题是有一定难度的题目.
练习册系列答案
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过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线l与抛物线在第一象限的交点为A,与抛物线的准线的交点为B,点A在抛物线准线上的射影为C,若
=
,
•
=48,则抛物线的方程为( )
| AF |
| FB |
| BA |
| BC |
| A、y2=4x | ||
| B、y2=8x | ||
| C、y2=16x | ||
D、y2=4
|
过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F作直线交抛物线于A、B两点,O为抛物线的顶点.则△ABO是一个( )
| A、等边三角形 | B、直角三角形 | C、不等边锐角三角形 | D、钝角三角形 |