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已知点F1(0,-1)和抛物线C1:x2=2py的焦点F关于x轴对称,点M是以点...

已知点F1(0,-1)和抛物线C1:x2=2py的焦点F关于x轴对称,点M是以点F为圆心,4为半径的⊙F上任意一点,线段MF1的垂直平分线与线段MF交于点P,设点P的轨迹为曲线C2
(1)求抛物线C1和曲线C2的方程;
(2)是否存在直线l,使得直线l分别与抛物线C1及曲线C2均只有一个公共点,若存在,求出所有这样的直线l的方程,若不存在,请说明理由.
(1)抛物线C1:x2=2py的焦点F的坐标为F(0,1),则,所以抛物线C1的方程为x2=4y,由于|MF|=4,即|MP|+|PF|=4,而线段MF1的垂直平分线与线段MF交于点P,则|MP|=|PF1|因此,|PF1|+|PF|=4,且4>|FF1|=2,由此能求出曲线C2的方程. (2)若直线l的斜率不存在,则直线,与抛物线C1及曲线C2均只有一个公共点,若直线l斜率存在,设其方程为y=kx+m,若l与抛物线C1及曲线C2均只有一个公共点,由此能求出存在四条直线,y=±2x-4与抛物线C1及曲线C2均只有一个公共点. 【解析】 (1)依题意,抛物线C1:x2=2py的焦点F的坐标为F(0,1), 则, 所以抛物线C1的方程为x2=4y, 由于|MF|=4,即|MP|+|PF|=4, 而线段MF1的垂直平分线与线段MF交于点P, 则|MP|=|PF1|, 因此,|PF1|+|PF|=4, 且4>|FF1|=2,则点P的轨迹C2为以F1、F为焦点的椭圆, 设C2的方程为, 则2a=4,且a2-b2=1,解得a2=4,b2=3, 所求曲线C2的方程为 (2)若直线l的斜率不存在, 则直线,与抛物线C1及曲线C2均只有一个公共点, 若直线l斜率存在,设其方程为y=kx+m, 若l与抛物线C1及曲线C2均只有一个公共点, 则及均只有一组解, 由消去y得 x2-4kx-4m=0, 则△=16k2+16m=0① 由消去y得 (4+3k2)x2+6kmx+3m2-12=0, 则△=36k2m2-4(3m2-12)(3k2+4)=0, 即m2-3k2-4=0② 由①②得m=-4,k=±2, 即存在直线y=±2x-4与抛物线C1及曲线C2均只有一个公共点, 综上:存在四条直线,y=±2x-4与抛物线C1及曲线C2均只有一个公共点.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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