问题 解答题
平面内动点P到点F(1,0)的距离等于它到直线x=-1的距离,记点P的轨迹为曲线Γ.
(Ⅰ)求曲线Γ的方程;
(Ⅱ)若点A,B,C是Γ上的不同三点,且满足
FA
+
FB
+
FC
=0
.证明:△ABC不可能为直角三角形.
答案

(Ⅰ)由条件可知,点P到点F(1,0)的距离与到直线x=-1的距离相等,

所以点P的轨迹是以F(1,0)为焦点,x=-1为准线的抛物线,其方程为y2=4x.…(4分)

(Ⅱ)解法一:假设△ABC是直角三角形,不失一般性,设∠A=90°,A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),

则由

AB
AC
=0,
AB
=(x2-x1y2-y1)
AC
=(x3-x1y3-y1)

可得(x2-x1)(x3-x1)+(y2-y1)(y3-y1)=0.…(6分)

因为xi=

yi2
4
(i=1,2,3),y1≠y2,y1≠y3

所以(y1+y2)(y1+y3)+16=0.…(8分)

又因为

FA
+
FB
+
FC
=
0
,所以x1+x2+x3=3,y1+y2+y3=0,

所以y2y3=-16.   ①

y12+y22+y32=4(x1+x2+x3)=12

所以(-y2-y3)2+y22+y32=12,即y22+y32+y2y3=6.  ②…(10分)

由①,②得y22+(-

16
y2
)2-16=6,所以y24-22y22+256=0. ③

因为△=(-22)2-4×256=-540<0.

所以方程③无解,从而△ABC不可能是直角三角形.…(12分)

解法二:设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),由

FA
+
FB
+
FC
=
0

得x1+x2+x3=3,y1+y2+y3=0.…(6分)

由条件的对称性,欲证△ABC不是直角三角形,只需证明∠A≠90°.

(1)当AB⊥x轴时,x1=x2,y1=-y2,从而x3=3-2x1,y3=0,即点C的坐标为(3-2x1,0).

由于点C在y2=4x上,所以3-2x1=0,即x1=

3
2

此时A(

3
2
6
),B(
3
2
,-
6
)
,C(0,0),则∠A≠90°.…(8分)

(2)当AB与x轴不垂直时,设直线AB的方程为:x=ty+m(t≠0),代入y2=4x,

整理得:y2-4ty-4m=0,则y1+y2=4t.

若∠A=90°,则直线AC的斜率为-t,同理可得:y1+y3=-

4
t

由y1+y2+y3=0,得y1=4t-

4
t
y2=
4
t
,y3=-4t.

由x1+x2+x3=3,可得y12+y22+y32=4(x1+x2+x3)=12

从而(4t-

4
t
)2+(
4
t
)2
+(-4t)2=12,

整理得:t2+

1
t2
=
11
8
,即8t4-11t2+8=0,①

△=(-11)2-4×8×8=-135<0,所以方程①无解,从而∠A≠90°.…(11分)

综合(1),(2),△ABC不可能是直角三角形.…(12分)

单项选择题
单项选择题 A3/A4型题