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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.
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