设抛物线 C:x2=2py(p>0),直线 l:y=kx+2 交 C 于 A,B 两点.过原点 O 作 l 的垂线,交直线 y=−2 于点 M.对任意 k∈R,直线 AM,AB,BM 的斜率成等差数列.
1、求 C 的方程.
2、若直线 l′∥l,且 l′ 与 C 相切于点 N,证明:△AMN 的面积不小于 2√2.
解析
1、设 A(2pa,2pa2),B(2pb,2pb2),则直线 AB 的斜率 k=a+b,且根据抛物线的平均性质,有 −2pab=2 即 ab=−1p,因此过原点 O 与 l 垂直的直线方程为 x+ky=0,从而 M(2k,−2),因此直线 AM,BM 的斜率之和为kAM+kBM=2k⟺pa2+1pa−k+pb2+1pb−k=2k,也即p2ab(a+b)−pk(a2+b2)+p(a+b)−2k=2k(p2ab−kp(a+b)+k2),将 a+b=k,ab=−1p 代入,可得−pk−pk(k2+2p)+pk−2k=2k(−p−k2p+k2),也即(p−2)(k2+2)=0,因此 p=2,抛物线 C 的方程为 x2=4y.
2、根据题意,有 A(4a,4a2),B(4b,4b2),其中 ab=−12,N(2k,k2),而 M(2k,−2),因此 △AMN 的面积[△AMN]=12⋅(k2+2)⋅|4a−2k|=((a+b)2+2)⋅|a−b|=|a−b|3=|a+12a|3⩾2√2,因此命题得证.