Question

已知曲線C上任意一點M到點F（0，1）的距離比它到直線l:y=-2的距離小1.

（1）求曲線C的方程；

（2）過點P(2,2)的直線m與曲線C交于A,B兩點,設=λ.

①當λ=1時,求直線m的方程；

②當△AOB的面積為4時（O為坐標原點），求λ的值.

Answer 1

（1）解法一：設M(x,y),則由題設得|MF|=|y+2|-1，

即=|y+2|-1.

當y≥-2時,=y+1,化簡得x²=4y；

當y＜-2時,=-y-3,

化簡得x²=8y+8與y＜-3不合.

故點M的軌跡C的方程是x²=4y.

①解法二：∵點M到點F(1,0)的距離比它到直線l:y=-2的距離小于1，

∴點M在直線l的上方.

點M到F（1，0）的距離與它到直線l′:y=-1的距離相等,

∴點M的軌跡C是以F為焦點,l′為準線的拋物線.

∴曲線C的方程為x²=4y.

（2）解：當直線m的斜率不存在時，它與曲線C只有一個交點，不合題意，

設直線m的方程為y-2=k(x-2),即y=kx+(2-2k)，

代入x²=4y，得x²-4kx+8(k-1)=0.（☆）

Δ=16(k²-2k+2)＞0,對k∈R恒成立,∴直線m與曲線C恒有兩個不同的交點.

設交點A，B的坐標分別為A(x₁,y₁),B(x₂,y₂)，

則x₁+x₂=4k,x₁x₂=8(k-1).

①由=λ,且λ=1,得點P是弦AB的中點，

∴x₁+x₂=4,則4k=4,得k=1.∴直線m的方程是x-y=0.

②∵|AB|===4,

點O到直線m的距離d=，

∴S_△ABO=|AB|·d=4|k-1|=4.

∵S_△ABO=4,∴4=4.

∴(k-1)⁴+(k-1)²-2=0,(k-1)²=1或(k-1)²=-2（舍去）.∴k=0或k=2.

當k=0時,方程（☆）的解為±2.若x₁=2,x₂=-2,則λ==3-2;

若x₁=-2,x₂=2,則λ==3+2;13分當k=2時,方程（☆）的解為4±2.

若x₁=4+2,x₂=4-22,則λ==3+2;

若x₁=4-2,x₂=4+22,則λ==3-2;∴λ=3+2或λ=3-2.