(本小题满分14分)
已知抛物线的焦点为,为上异于原点的任意一点,过点的直线交于另一点,交轴的正半轴于点,且有。当点的横坐标为时,为正三角形。
(Ⅰ)求的方程;
(Ⅱ)若直线,且和有且只有一个公共点,
(ⅰ)证明直线过定点,并求出定点坐标;
(ⅱ)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。
(1)由题意知,设,则的中点为,因为,由抛物线的定义知,解得或(舍去),由,解得。所以抛物线的方程为。
(2)(i)由(1)知,设,。因为,则,由得,故。故直线的斜率,因为直线和直线平行,设直线的方程为,代入抛物线方程得,由题意,得。设,则,。当时,,可得直线的方程为,由,整理可得,直线恒过点,当时,直线的方程为,过点,所以直线过定点。
(ii)由(i)知直线过定点,所以,设直线的方程为,因为点在直线上,故,设,直线的方程为,由于,可得,代入抛物线方程得。所以,可求得,。所以点到直线的距离为,则的面积,当且仅当即时等号成立。所以的面积的最小值为。
本题主要考查圆锥曲线与直线方程。
(1)设出焦点坐标,根据即可解得值;
(2)(ⅰ)设出点和点坐标,根据已知条件得到直线和直线的方程,将直线的方程与抛物线方程联立,得到点坐标,故可得到直线的方程,化简即可发现其过定点,得证;
(ⅱ)根据(ⅰ)中结论得到的长,根据点到直线的距离公式得到点到的距离,则可得的面积关于某一变量的表达式,根据基本不等式的性质可知存在这样的最小面积值。