题目
已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,A为C上异于原点的任意一点,过点A的直线l交C于另一点B,交x轴的正半轴于点D,且有|FA|=|FD|.当点A的横坐标为3时,△ADF为正三角形. (1)求C的方程. (2)若直线l1∥l,且l1和C有且只有一个公共点E. ①证明直线AE过定点,并求出定点坐标. ②△ABE的面积是否存在最小值?若存在,请求出最小值;若不存在,请说明理由.
答案:解:(1)由题意知 设D(t,0)(t>0),则FD的中点为. 因为|FA|=|FD|, 由抛物线的定义知3+=, 解得t=3+p或t=-3(舍去). 由=3,解得p=2, 所以抛物线C的方程为y2=4x. (2)①证明:由(1)知F(1,0). 设A(x0,y0)(x0y0≠0),D(xD,0)(xD>0). 因为|FA|=|FD|,则|xD-1|=x0+1, 由xD>0得xD=x0+2,故D(x0+2,0). 故直线AB的斜率kAB=-. 因为直线l1和直线AB平行, 设直线l1的方程为y=-x+b, 代入抛物线方程得y2+y-=0, 由题意Δ=+=0,得b=-. 设E(xE,yE),则yE=-,xE=. 由y=4x0, 整理可得y=(x-1), 直线AE恒过点F(1,0). 当y=4时,直线AE的方程为x=1,过点F(1,0). 所以直线AE过定点F(1,0). ②由①知,直线AE过焦点F(1,0), 所以|AE|=|AF|+|FE|=(x0+1)+=x0++2. 设直线AE的方程为x=my+1, 因为点A(x0,y0)在直线AE上, 故m=. 设B(x1,y1). 直线AB的方程为y-y0=-(x-x0), 由y0≠0,得x=-y+2+x0. 代入抛物线方程得y2+y-8-4x0=0, 所以y0+y1=-, 可求得y1=-y0-,x1=+x0+4. 所以点B到直线AE的距离为 当且仅当=x0,即x0=1时,等号成立. 所以△ABE的面积的最小值为16.