Question

已知拋物線x²＝4y的焦點(diǎn)為F，過(guò)焦點(diǎn)F且不平行于x軸的動(dòng)直線交拋物線于A、B兩點(diǎn)，拋物線在A、B兩點(diǎn)處的切線交于點(diǎn)M.

(1)求證：A、M、B三點(diǎn)的橫坐標(biāo)成等差數(shù)列；
(2)設(shè)直線MF交該拋物線于C、D兩點(diǎn)，求四邊形ACBD面積的最小值．

Answer 1

（1）見(jiàn)解析（2）32

(1)證明：由已知，得F(0，1)，顯然直線AB的斜率存在且不為0,
則可設(shè)直線AB的方程為y＝kx＋1(k≠0)，A(x₁，y₁)，B(x₂，y₂)，
由消去y，得x²－4kx－4＝0，顯然Δ＝16k²＋16>0.
所以x₁＋x₂＝4k，x₁x₂＝－4，
由x²＝4y，得y＝x²，所以y′＝x,所以，直線AM的斜率為k_AM＝x_1,
所以，直線AM的方程為y－y₁＝x₁(x－x₁)，又＝4y_1,
所以，直線AM的方程為x₁x＝2(y＋y₁)①，同理，直線BM的方程為x₂x＝2(y＋y₂)②，
②－①并據(jù)x₁≠x₂得點(diǎn)M的橫坐標(biāo)x＝，即A、M、B三點(diǎn)的橫坐標(biāo)成等差數(shù)列．
(2)解：由①②易得y＝－1，所以點(diǎn)M的坐標(biāo)為(2k，－1)(k≠0).
所以k_MF＝＝－，則直線MF的方程為y＝－x＋1，
設(shè)C(x₃，y₃)，D(x₄，y₄)由消去y，得x²＋x－4＝0，顯然Δ＝＋16>0,
所以x₃＋x₄＝－，x₃x₄＝－4，又|AB|＝
＝＝4(k²＋1)，
|CD|＝＝
，
因?yàn)閗_MF·k_AB＝－1，所以AB⊥CD，
所以S_ACBD＝|AB|·|CD|＝8≥32,
當(dāng)且僅當(dāng)k＝±1時(shí)，四邊形ACBD面積取到最小值32.