问题
解答题
四边形ABCD是梯形,
(Ⅰ)求动点C的轨迹E的方程; (Ⅱ)设直线BC与动点C的轨迹E的另一交点为P,过点B且垂直于BC的直线交动点C的轨迹E于M,N两点,求四边形CMPN面积的最小值. |
答案
(Ⅰ)由
•AB
=0,AD
与AB
共线可知,CD
四边形ABCD是直角梯形,且CD⊥DA,又|CD|=|BC|,
所以动点C的轨迹为以B为焦点,DA为准线,
对称轴为x轴的抛物线.
设动点C的轨迹E的方程y2=2px(p>0),
则p=|AB|=2
所以动点C的轨迹E的方程是y2=4x(x≠0,x≠1)…(3分)
(Ⅱ)设直线BC斜率为k,
由题意知,k存在且k≠0,
直线BC的方程y=k(x-1)
依题意
,y=k(x-1) y2=4x
∴k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
设P(x1,y1),C(x2,y2)
则x1+x2=
,x1x2=1,2k2+4 k2
|PC|=
=(1+k2)[(x1+x2)2-4x1x2] 4(1+k2) k2
直线MN垂直于直线BC,
以-
替代上式中的k,得|MN|=4(k2+1)…(7分)1 k
∴S四边形CMPN=
|PC|•|BN|+1 2
|PC|•|BM|1 2
=
|PC|(|BN|+|BM|)1 2
=
|PC|•|MN|1 2
=
•1 2
•4(1+k2)4(1+k2) k2
=8•
=8(k2+k4+2k2+1 k2
+2)1 k2
∵k2+
≥2∴8(k2+1 k2
+2)≥321 k2
四边形CMPN面积的最小值等于32. …(12分)