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|
(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(
,0),1 2
准线方程为x=-
,所以D(-1 2
,0),1 2
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
,得4k2x2+(4k2-8)x+k2=0.y=kx+ k 2 y2=2x
设直线l与C交于A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=
-1,x1x2=2 k2
①1 4
由|
|=2|. FA
|,得x1-2x2=. FB
②1 2
由①②解得x1=1,x2=
,k=±1 4
.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,
即
=1.|y0-b+x0b| (y0-b)2+x02
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=
(b-c)x0=1 2 x02 x0-2
=(x0-2)+
+4≥24 x0-2
+4=8,(x0-2)• 4 x0-2
等号当且仅当x0=4时成立.此时点P的坐标为(4,2
)或(4,-22
).2
综上所述,当点P的坐标为(4,2
)或(4,-22
)时,△PRN的面积取最小值8.2