问题 解答题

已知动点P(x,y)到定点F(1,0)的距离比它到定直线x=-2的距离小1.

(1)求点P的轨迹C的方程;

(2)在轨迹C上是否存在两点M、N,使这两点关于直线l:y=kx+3对称,若存在,试求出k的取值范围;若不存在,说明理由.

答案

解(1)由题意可知,动点P到定点和它到直线x=-1的距离相等,由抛物线定义知点P的轨迹是以F(1,0)为焦点,以直线x=-1为准线的抛物线,

p
2
=1⇒p=2,

∴轨迹方程为y2=4x.

(2)易知k=0时不符合题意,应舍去.

当k≠0时,设点M(

y21
4
y1),N(
y22
4
y2)关于直线l:y=kx+3对称,MN的中点为Q(x°,y°),则
y2-y1
y22
4
-
y21
4
=-
1
k
y1+y2=-4k⇒y°=-2k

∵Q(x0,y0)在直线l上,

∴y0=kx0+3,∴x0=-

2k+3
k

∵点Q在抛物线的内部,∴y02<4x0

(-2k)2<4×(-

2k+3
k
)⇒
k3+2k+3
k
<0
(k+1)(k2-k+3)
k
<0

k2-k+3=(k-

1
2
)2+
11
4
>0恒成立,∴
k+1
k
<0

∴k(k+1)<0,解得-1<k<0.

∴k的取值范围是(-1,0).

单项选择题
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