F是抛物线x^2=4y的焦点,设A、B为抛物线异于原点的两点,且满足FA垂直FB…F是抛物线x^2=4y的焦点,设A、B为抛物线异于原点的两点,且满足FA垂直FB,延长AF、AB分别交抛物线于C、D,求四边形ABCD面积的最小值
F是抛物线x^2=4y的焦点,设A、B为抛物线异于原点的两点,且满足FA垂直FB…
F是抛物线x^2=4y的焦点,设A、B为抛物线异于原点的两点,且满足FA垂直FB,延长AF、AB分别交抛物线于C、D,求四边形ABCD面积的最小值
四边形ABCD面积最小值是:64
由题设,两线段所在的直线的斜率都存在。
且F坐标为(0,1),准线方程为L:y=-1
设AF所在的直线为y1=kx+1,则BF所在的直线为y2=(-1/k)x+1
过A作AM⊥L交L于M,过B作BN⊥L交L于N,过C作CP⊥L交L于P,过D作DQ⊥L交L于Q
则据抛物线定义,有AF=AM,BF=BN,CF=CP,DF=DQ,则AC=AM+CP,BD=BN+DQ
把直线y1=kx+1与抛物线联立,可得x1+x2=4k,即y1+y2=4k²+2,
而AM=y1+1,CP=y2+1,∴AC=4k²+4 (这里(x1,y1),(x2,y2)是点A,C的坐标)
同理把直线y2=(-1/k)x+1与抛物线联立,可得BD=(4/k²) +4
四边形ABCD面积=AC*BD/2=16(1/k² +1)(k²+1)=32+16(1/k² +k²)≥64
1/k² +k²≥2√[(1/k²) *k²]=2无均值不等式)
四边形的对角线相互垂直,所以,四边形的面积就是对角线乘积的一半(拆成两个三角形)
F坐标为(0,1)由于直线与抛物线相交
设直线AC方程为y=kx+1,A(X1,Y1)C(X2,Y2)则直线BD的方程可以设为y=-1/k *x +1
联立
x^2=4y
y=kx+1,消去y得
x^2-4kx-4=0
△=16k^2+16>0
由韦达定理,得
X1+X2=4k,X1X2=-4
AC=√(1+k^2) *|X1-X2|,
AC^2==(1+k^2) *|X1-X2|^2
因为(X1-X2)^2=(X1+X2)^2-4X1X2=16k^2+16
AC^2=16(k^2+1)^2
以-1/k代替k,得到
BD^2=16(1/k^2 +1)^2
S四边形^2=1/4*16(k^2+1)^2*16(1/k^2+ 1)^2
=64(k^2+1)^2*(1/k^2 +1)^2
S=8(k^2+1)(1/k^2+1)=8(2+k^2+1/k^2)
k^2+1/k^2>=2
所以,S>=8*4=32
希望对你有所帮助,