Question

已知點(diǎn)F（1，0），直線l：x=-1，動點(diǎn)P到點(diǎn)F的距離等于它到直線l的距離．
（Ⅰ）試判斷點(diǎn)P的軌跡C的形狀，并寫出其方程．
（Ⅱ）是否存在過N（4，2）的直線m，使得直線m被截得的弦AB恰好被點(diǎn)N所平分？

Answer 1

【答案】分析：（Ⅰ）根據(jù)點(diǎn)P到點(diǎn)F的距離等于它到直線l的距離，利用拋物線的定義，可得點(diǎn)P的軌跡C是以F為焦點(diǎn)、直線x=-1為準(zhǔn)線的拋物線，從而可求拋物線方程為y²=4x；
（Ⅱ）解法一：假設(shè)存在滿足題設(shè)的直線m．設(shè)直線m與軌跡C交于A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），由中點(diǎn)坐標(biāo)公式可得，直線m的斜率存在，設(shè)直線m的方程與拋物線方程聯(lián)立，消去y，利用，可得結(jié)論；解法二：假設(shè)存在滿足題設(shè)的直線m．設(shè)直線m與軌跡C交于A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），由中點(diǎn)坐標(biāo)公式可得，設(shè)直線m的方程與拋物線方程聯(lián)立，消去x，利用y₁+y₂=4a=4，可得結(jié)論；
解法三：假假設(shè)存在滿足題設(shè)的直線m．設(shè)直線m與軌跡C交于A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），由中點(diǎn)坐標(biāo)公式可得，利用點(diǎn)差法求直線的斜率，從而可得結(jié)論．
解答：解：（Ⅰ）因?yàn)辄c(diǎn)P到點(diǎn)F的距離等于它到直線l的距離，
所以點(diǎn)P的軌跡C是以F為焦點(diǎn)、直線x=-1為準(zhǔn)線的拋物線，…（2分）
所以方程為y²=4x．…（5分）
（Ⅱ）解法一：假設(shè)存在滿足題設(shè)的直線m．設(shè)直線m與軌跡C交于A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），
依題意，得．…（6分）
①當(dāng)直線m的斜率不存在時，不合題意．…（7分）
②當(dāng)直線m的斜率存在時，設(shè)直線m的方程為y-2=k（x-4），…（8分）
聯(lián)立方程組，消去y，得k²x²-（8k²-4k+4）x+（2-4k）²=0，（*）   …（9分）
∴，解得k=1．…（10分）
此時，方程（*）為x²-8x+4=0，其判別式大于零，…（11分）
∴存在滿足題設(shè)的直線m，且直線m的方程為：y-2=x-4，即x-y-2=0．…（13分）
解法二：假設(shè)存在滿足題設(shè)的直線m．設(shè)直線m與軌跡C交于A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），
依題意，得．…（6分）
易判斷直線m不可能垂直y軸，…（7分）
∴設(shè)直線m的方程為x-4=a（y-2），…（8分）
聯(lián)立方程組，消去x，得y²-4ay+8a-16=0，…（9分）
∵△=16（a-1）²+48＞0，∴直線與軌跡C必相交．…（10分）
又y₁+y₂=4a=4，∴a=1．…（11分）
∴存在滿足題設(shè)的直線m，且直線m的方程為：y-2=x-4即x-y-2=0．…（13分）
解法三：假設(shè)存在滿足題設(shè)的直線m．設(shè)直線m與軌跡C交于A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），
依題意，得．…（6分）
∵A（x₁，y₁），B（x₂，y₂）在軌跡C上，
∴有，將（1）-（2），得．…（8分）
當(dāng)x₁=x₂時，弦AB的中點(diǎn)不是N，不合題意，…（9分）
∴，即直線AB的斜率k=1，…（10分）
注意到點(diǎn)N在曲線C的張口內(nèi)（或：經(jīng)檢驗(yàn)，直線m與軌跡C相交）…（11分）
∴存在滿足題設(shè)的直線m，且直線m的方程為：y-2=x-4即x-y-2=0．…（13分）
點(diǎn)評：本小題考查拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程、直線與圓錐曲線的位置關(guān)系等基礎(chǔ)知識，考查推理論證能力、運(yùn)算求解能力，考查化歸與轉(zhuǎn)化思想、數(shù)形結(jié)合思想等．