题目内容

已知点F(1,0),直线l:x=-1,动点P到点F的距离与到直线l的距离相等.
(Ⅰ)求动点P的轨迹C的方程;
(Ⅱ)直线y=
3
x+b与曲线C交于A,B两点,若曲线C上存在点D使得四边形FABD为平行四边形,求b的值.
考点:轨迹方程
专题:综合题,圆锥曲线的定义、性质与方程
分析:(Ⅰ)根据抛物线的定义,可求动点P的轨迹C的方程;
(Ⅱ)解法一:直线与抛物线联立,解得D点的横坐标,计算出|FD|,|AB|,利用FABD为平行四边形,所以|AB|=|FD|,建立方程,即可求b的值;解法二:先求出D的坐标,再分类讨论,利用韦达定理,结合四边形是平行四边形,所以
FA
+
FD
=
FB
,即可求b的值.
解答: 解:(Ⅰ)依题意,动点P的轨迹C是以F(1,0)为焦点,l:x=-1为准线的抛物线,
设轨迹C的方程为y2=2px(p>0),则p=2所以动点P的轨迹C的方程为 y2=4x,
(Ⅱ)解法一:因为F(1,0),故直线FD的方程为y=
3
(x-1)

联立方程组
y=
3
(x-1)
y2=4x

消元得:3x2-10x+3=0,解得D点的横坐标为x=3或x=
1
3

由抛物线定义知:|FD|=x+
p
2
=4
4
3

又由
y=
3
x+b
y2=4x
消元得:
3
y2-4y+4b=0

设A(x1,y1),B(x2,y2),
△=16-16
3
b>0
y1+y2=
4
3
y1y2=
4b
3
  
所以|AB|=
1+3
•|y1-y2|=
8
3
1-
3
b

因为FABD为平行四边形,所以|AB|=|FD|,
所以
8
3
1-
3
b
=4
4
3

解得b=-
5
3
12
3
4
,代入△>0成立.
解法二:因为F(1,0),故直线FD的方程为y=
3
(x-1)

联立方程组
y=
3
(x-1)
y2=4x
消元得:3x2-10x+3=0,解得x=3或x=
1
3

故点D(3,2
3
)
D(
1
3
,-
2
3
3
)

D(3,2
3
)
时,设A(x1,y1),B(x2,y2),
联立方程组
y=
3
x+b
y2=4x
消元得:3x2+(2
3
b-4)x+b2=0
(*)
根据韦达定理有x1+x2=-
2
3
b-4
3
①,x1x2=
b2
3
②,
又因为四边形是平行四边形,所以
FA
+
FD
=
FB
,将坐标代入有x2=x1+2③,
代入①有x1=
-
3
b-1
3
x2=
-
3
b+5
3

代入②有
-
3
b-1
3
-
3
b+5
3
=
b2
3
,整理得b=-
5
3
12

此时(*)的判别式△>0,符合题意
D(
1
3
,-
2
3
3
)
时,同理可解得b=
3
4
点评:定义法是求圆锥曲线方程的重要方法,解决直线与圆锥曲线位置关系问题,通常联立方程.
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