Question

5．已知定點(diǎn)F（2，0），定直線l：x=$\frac{1}{2}$，動(dòng)點(diǎn)P與點(diǎn)F的距離是它到直線l的距離的2倍，設(shè)點(diǎn)P的軌跡為E．
（1）求E的方程；
（2）若F₁（-2，0），直線l₁：y=x+t，t∈（-1，1）與曲線E交于C、D兩點(diǎn)，求四邊形F₁CFD面積的最小值．

Answer 1

分析 （1）利用點(diǎn)到直線的距離公式及點(diǎn)到直線的距離公式，即可整理即可求得E的方程；
（2）將直線方程代入雙曲線方程，利用韋達(dá)定理及弦長(zhǎng)公式即可求得丨CD丨，根據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式，由絕對(duì)值的幾何意義及二次函數(shù)的性質(zhì)，即可求得四邊形F₁CFD面積的最小值．

解答 解：（1）設(shè)P（x，y），P到F的距離d=$\sqrt{（x-2）^{2}+{y}^{2}}$，P到定直線l：x=$\frac{1}{2}$的距離為丨x-$\frac{1}{2}$丨，
由題意可知：$\sqrt{（x-2）^{2}+{y}^{2}}$=2丨x-$\frac{1}{2}$丨，整理得：${x}^{2}-\frac{{y}^{2}}{3}=1$，（y≠0）
∴E的方程${x}^{2}-\frac{{y}^{2}}{3}=1$，（y≠0）；
（2）由（1）設(shè)C（x₁，y₁），D（x₂，y₂），
$\left\{\begin{array}{l}{y=x+t}\\{{x}^{2}-\frac{{y}^{2}}{3}=1}\end{array}\right.$，整理得：2x²-2xt-（t²+3）=0，
x₁+x₂=t，x₁+x₂=-$\frac{{t}^{2}+3}{2}$，
則丨CD丨=$\sqrt{1+{k}^{2}}$$\sqrt{（{x}_{1}+{x}_{2}）^{2}-4{x}_{1}{x}_{2}}$=$\sqrt{2}$$\sqrt{3{t}^{2}+6}$，
F₁（-2，0）到直線y=x+t的距離d₁=$\frac{丨-2+t丨}{\sqrt{2}}$，F(xiàn)（2，0）到y(tǒng)=x+t的距離d₂=$\frac{丨2+t丨}{\sqrt{2}}$，
四邊形F₁CFD面積S=$\frac{1}{2}$×丨CD×丨（d₁+d₂）=$\frac{1}{2}$×$\sqrt{2}$$\sqrt{3{t}^{2}+6}$×（$\frac{丨-2+t丨}{\sqrt{2}}$+$\frac{丨2+t丨}{\sqrt{2}}$）=$\frac{1}{2}$×$\sqrt{3{t}^{2}+6}$（丨t-2丨+丨t+2丨），t∈（-1，1），
由當(dāng)t∈（-1，1），丨t-2丨+丨t+2丨=4，
∴S=2$\sqrt{3{t}^{2}+6}$，t∈（-1，1），
∴當(dāng)t=0時(shí)，S取最小值，最小值為2$\sqrt{6}$，
四邊形F₁CFD面積的最小值2$\sqrt{6}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查雙曲線的軌跡方程，直線與雙曲線的位置關(guān)系，考查韋達(dá)定理，弦長(zhǎng)公式，絕對(duì)值的幾何意義，考查計(jì)算能力，屬于中檔題．