设点F(0,3/2),动圆P经过点F且和直线y=-3/2相切,记动圆的圆心P的轨迹方程为曲线W
题目
设点F(0,3/2),动圆P经过点F且和直线y=-3/2相切,记动圆的圆心P的轨迹方程为曲线W
设点F(0,3/2),动圆P经过点F且和直线y=-3/2相切,记动圆的圆心P的轨迹为曲线W,(1)求曲线W的方程 (2)过点F作互相垂直的直线L1,L2,分别交曲线W于A、C和B、D四个点,求四边形ABCD
面积的最小值
答案
第一个问题:
由抛物线定义可知:曲线W是一条以F(0,3/2)为焦点、以y=-3/2为准线的抛物线,
∴此抛物线方程是x^2=6y,即y=x^2/6.
第二个问题:
令L1的斜率为k.
∵L1⊥L2,∴L2的斜率为-1/k.
∵L1、L2都过点F(0,3/2),∴L1、L2的方程分别是y=kx+3/2、y=-x/k+3/2.
联立:y=kx+3/2、y=x^2/6,消去y,得:x^2/6=kx+3/2,∴x^2-6kx-9=0.
联立:y=-x/k+3/2、y=x^2/6,消去y,得:x^2/6=-x/k+3/2,∴kx^2+6x-9k=0.
∵A、C都在y=kx+3/2上,
∴可分别令A、C的坐标为(x1,kx1+3/2)、(x2,kx2+3/2).
显然,x1、x2是方程x^2-6kx-9=0的根,∴由韦达定理,有:
x1+x2=6k、x1x2=-9.
∴(x1-x2)^2=(x1+x2)^2-4x1x2=36k^2+36=36(1+k^2).
∵B、D都在y=-x/k+3/2上,
∴可分别令B、D的坐标分别为(x3,-x3/k+3/2)、(x4,-x4/k+3/2).
显然,x3、x4是方程kx^2+6x-9k=0的根,∴由韦达定理,有:
x3+x4=-6/k、x3x4=-9.
∴(x3-x4)^2=(x3+x4)^2-4x3x4=36/k^2+36=36(1+1/k^2).
∵AC⊥BD,∴容易证出四边形ABCD的面积=(1/2)AC×BD.
而AC^2=(x1-x2)^2+(kx1-kx2)^2=(1+k^2)(x1-x2)^2=36(1+k^2)^2,
BD^2=(x3-x4)^2+(x4/k-x3/k)^2=(1+1/k^2)(x3-x4)^2=36(1+1/k^2)^2.
∴四边形ABCD的面积
=(1/2)×36(1+k^2)(1+1/k^2)=18(1+k^2+1/k^2+1)≧18(2+2)=72.
∴四边形ABCD的面积的最小值是72.
举一反三
已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
我想写一篇关于奥巴马的演讲的文章,写哪一篇好呢?为什么好
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