问题 解答题

已知抛物线C1、椭圆C2和双曲线C3在x轴上有共同的焦点,且三条曲线都经过点M(1,2),C1的顶点为坐标原点,C2、C3的对称轴是坐标轴.

(1)求这三条曲线的方程

(2)已知动直线l过点P(3,0),交抛物线C1于A、B两点,问是否存在垂直于x轴的直线l′,被以AP为直径的圆截得的弦长为定值?若存在,求出l′的方程;若不存在,说明理由.

答案

(1)设抛物线的方程y2=2px(p>0),代入M(1,2)得p=2,C1方程y2=4x(2分)

椭圆C2和双曲线C3焦点为F1(-1,0),F2(1,0),c=1

对于椭圆C22a=|MF1|+|MF2|=2+2

2
a=1+
2
b2=2+2
2

得C2方程:

x2
3+2
2
+
y2
2+2
2
=1(4分)

对于双曲线C32a=||MF1|-|MF2||=2

2
-2,a=
2
-1
b2=2
2
-2

得C3方程:

x2
3-2
2
-
y2
2
2
-2
=1(6分)

(2)设A(x1,y1)、B(x2,y2),以AP为直径的圆的圆心为(

x1+3
2
y1
2
),

设存在符合条件的直线l′:x=n,圆心到l′的距离为d=|

x1+3
2
-n|,

所以l′被以AP为直径的圆截得的弦长为2

(
1
2
|AP|)
2
-(
x1+3
2
-n)
2
=2
1
4
((x1-3)2+y12)-(
x1+3
2
-n)
2
=2
-2x1+n(x1+3)-n2
=2
(n-2)x1+3n-n2
,(10分)

当n=2时,即l′方程x=2,弦长为定值2

2
(12分)

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