问题 解答题
设曲线C的方程是y=x3-x,将C沿x轴、y轴正向分别平行移动t、s单位长度后得曲线C1
(1)写出曲线C1的方程;
(2)证明曲线C与C1关于点A(
t
2
s
2
)对称;
(3)如果曲线C与C1有且仅有一个公共点,证明s=
t3
4
-t且t≠0.
答案

(1)曲线C1的方程为 y=(x-t)3-(x-t)+s.

(2)证明:在曲线C上任取一点B1(x1,y1).设B2(x2,y2)是B1关于点A的对称点,

则有

x1+x2
2
=
t
2
y1+y2
2
=
s
2
,所以x1=t-x2,y1=s-y2

代入曲线C的方程,得x2和y2满足方程:

s-y2=(t-x23-(t-x2),即y2=(x2-t)3-(x2-t)+s,可知点B2(x2,y2)在曲线C1上.

反过来,同样可以证明,在曲线C1上的点关于点A的对称点在曲线C上.

因此,曲线C与C1关于点A对称.

(3)证明:因为曲线C与C1有且仅有一个公共点,所以,方程组

y=x3-x
y=(x-t)3-(x-t)+s
有且仅有一组解.

消去y,整理得 3tx2-3t2x+(t3-t-s)=0,这个关于x的一元二次方程有且仅有一个根.

所以t≠0并且其根的判别式△=9t4-12t(t3-t-s)=0,即

t≠0
t(t3-4t-4s)=0.

所以s=

t3
4
-t且t≠0.

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