已知动圆过定点P(1,0),且与定直线l:x=-1相切,点C在l上.(1)求动圆圆心

已知动圆过定点P(1,0),且与定直线l:x=-1相切,点C在l上.

(1)求动圆圆心的轨迹M的方程;

(2)设过点P,且斜率为-的直线与曲线M相交于A、B两点.

①△ABC能否为正三角形?若能,求点C的坐标;若不能,请说明理由.

②当△ABC为钝角三角形,求这时点C的纵坐标的取值范围.

答案

解:(1)设M(x,y),依题意知|MP|=|MN|,

    则|x+1|=

,化简得y2=4x.

(2)①由题意知直线AB的方程为y=-

(x-1).

    由

消去y得3x2-10x+3=0.解得x1=,x2=3.

    所以A点的坐标为(

,),B点的坐标为(3,-2),

|AB|=

|x1-x2|=2×(3-)=.

    假设存在点C(-1,y),使△ABC为正三角形,

    则|BC|=|AB|,|AC|=|AB|,

    即

(1)-(2)解得y=-

.但y=-,不符合①,

    故(1)(2)组成的方程组无解,因此l上不存在点C使△ABC为正三角形.

②设C(-1,y)使△ABC为钝角三角形,

    由

得y=2.

    即当点C(-1,2

)时,A、B、C三点共线.

    故y≠2

.

    又|AC|2=(1+

)2+(y-)2=y2-,

|BC|2=(3+1)2+(y+2

)2=y2+4y+28,|AB|2=()2=.

    当∠CAB为钝角时,

cosA=

<0,

    即|BC|2>|AC|2+|AB|2,28+4

y+y2y+y2+.

    解得y>

时,∠CAB为钝角.

    同理,由|AC|2>|BC|2+|AB|2,

    即

+y2>28+4y+y2+.

    解得y<-

时,∠CBA为钝角.

    由|AB|2>|AC|2+|BC|2,

    即

y+y2+28+4y+y2,

    即(y+

)2<0无解.

    故∠ACB不可能为钝角.

    综上,y>

或y<-,且y≠2.

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