问题 解答题
已知抛物线C的方程为y2=2x,焦点为F,
(1)若C的准线与x轴的交点为D,过D的直线l与C交于A,B两点,且|
.
FA
|=2|
.
FB
|,求直线l的斜率;
(2)设点P是C上的动点,点R,N在y轴上,圆M:(x-1)2+y2=1内切于△PRN,求△PRN面积的最小值.
答案

(1)由抛物线C的方程为y2=2x,得其焦点F(

1
2
,0),

准线方程为x=-

1
2
,所以D(-
1
2
,0),

由题意设直线l的斜率为k(k≠0),则直线l的方程为y=kx+

k
2

联立

y=kx+
k
2
y2=2x
,得4k2x2+(4k2-8)x+k2=0.

设直线l与C交于A(x1,y1),B(x2,y2),

x1+x2=

2
k2
-1,x1x2=
1
4

由|

.
FA
|=2|
.
FB
|,得x1-2x2=
1
2

由①②解得x1=1,x2=

1
4
,k=±
2
2
3

代入△=(4k2-8)2-16k4中大于0成立,

所以k=±

2
2
3

(2)设P(x0,y0),R(0,b),N(0,c),且b>c,

故直线PR的方程为(y0-b)x-x0y+x0b=0.

由题设知,圆心(1,0)到直线PR的距离为1,

|y0-b+x0b|
(y0-b)2+x02
=1.

注意到x0>2,化简上式,得(x0-2)b2+2y0b-x0=0,

同理可得(x0-2)c2+2y0c-x0=0.

由上可知,b,c为方程(x0-2)x2+2y0x-x0=0的两根,

根据求根公式,可得b-c=

4x02+4y02-8x0
x0-2
=
2x0
x0-2

故△PRN的面积为S=

1
2
(b-c)x0=
x02
x0-2

=(x0-2)+

4
x0-2
+4≥2
(x0-2)•
4
x0-2
+4=8,

等号当且仅当x0=4时成立.此时点P的坐标为(4,2

2
)或(4,-2
2
).

综上所述,当点P的坐标为(4,2

2
)或(4,-2
2
)时,△PRN的面积取最小值8.

判断题
问答题