问题 解答题
已知抛物线x2=4y的焦点为F,A、B是抛物线上的两动点,且
AF
FB
(λ>0)
.过A、B两点分别作抛物线的切线,设其交点为M.
(I)证明
FM
.
AB
为定值;
(II)设△ABM的面积为S,写出S=f(λ)的表达式,并求S的最小值.
答案

(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),M(xo,yo),焦点F(0,1),准线方程为y=-1,

显然AB斜率存在且过F(0,1)

设其直线方程为y=kx+1,联立4y=x2消去y得:x2-4kx-4=0,

判别式△=16(k2+1)>0.

x1+x2=4k,x1x2=-4

于是曲线4y=x2上任意一点斜率为y'=

x
2
,则易得切线AM,BM方程分别为y=(
1
2
)x1(x-x1)+y1,y=(
1
2
)x2(x-x2)+y2,其中4y1=x12,4y2=x22,联立方程易解得交点M坐标,xo=
x1+x2
2
=2k,yo=
x1x2
4
=-1,即M(
x1+x2
2
,-1)

从而,

FM
=(
x1+x2
2
,-2),
AB
(x2-x1,y2-y1

FM
AB
=
1
2
(x1+x2)(x2-x1)-2(y2-y1)=
1
2
(x22-x12)-2[
1
4
(x22-x12)]=0,(定值)命题得证.

这就说明AB⊥FM.

(Ⅱ)由(Ⅰ)知在△ABM中,FM⊥AB,因而S=

1
2
|AB||FM|.

|FM|=

(
x1+x2
2
)
2
+(-2)2
=
1
4
x12+
1
4
x22+
1
2
x1x2+4
=
λ+
1
λ
+2
=
λ
+
1
λ

因为|AF|、|BF|分别等于A、B到抛物线准线y=-1的距离,所以

|AB|=|AF|+|BF|=y1+y2+2=λ+

1
λ
+2=(
λ
+
1
λ
2

于是S=

1
2
|AB||FM|=
1
2
λ
+
1
λ
3

λ
+
1
λ
≥2知S≥4,且当λ=1时,S取得最小值4.

判断题
单项选择题