问题
解答题
已知平面内一动点 P到定点F(0,
(1)求动点 P的轨迹C的方程; (2)当点 P(x0,y0)(x0≠0)在(1)中的轨迹C上运动时,以 M P为直径作圆,求该圆截直线y=
(3)当点 P(x0,y0)(x0≠0)在(1)中的轨迹C上运动时,过点 P作x轴的垂线交x轴于点 A,过点 P作(1)中的轨迹C的切线l交x轴于点 B,问:是否总有 P B平分∠A PF?如果有,请给予证明;如果没有,请举出反例. |
答案
(1)根据题意,动点 P是以F(0,
)为焦点以y=-1 2
为准线的抛物线,1 2
所以p=1开口向上,
所以动点 P的轨迹C的方程为x2=2y
(2)以 M P为直径的圆的圆心(
,x0 2
),|MP|=y0+1
=x02+(y0-1)2
=2y0+(y0-1)2 y02+1
所以圆的半径r=1 2
,圆心到直线y=y02+1
的距离d=|1 2
-y0+1 2
|=|1 2
y0|,1 2
故截得的弦长l=2
=2r2-d2
=1
y02+1 4
-1 4
y021 4
(3)总有 P B平分∠A PF.
证明:因为y=x2 2
所以,y′=x,kl|x=x0=x0.
所以切线l的方程为y=x0x-
,x02 2
令y=0得x=
,x0 2
所以B(
,0)x0 2
所以B到PA的距离为d1=|x0-
|=x0 2 |x0| 2
下面求直线PF的方程,
因为F(0,
)1 2
所以直线PF的方程为y-
=1 2
(x-0)整理得(x02-1)x-2x0y+x0=0
-x02 2 1 2 x0
所以点B到直线PF的距离d2=
=|(x02-1)
+x0|x0 2 (x02-1)2+(2x0)2
=d1|x0| 2
所以 PB平分∠APF.