设常数,在平面直角坐标系中,已知点,直线:,曲线:(,)。与轴交于点、与交于点。、分别是曲线与线段上的动点。
(1)用表示点到点的距离;
(2)设,,线段的中点在直线上,求的面积;
(3)设,是否存在以、为邻边的矩形,使得点在上?若存在,求点的坐标;若不存在,说明理由。
(1)由抛物线的性质可知,抛物线的准线为,
抛物线上的点到焦点的距离等于点到准线的距离,
由题意知,点的横坐标为,则。
(2)当时,。
由曲线:(,)知:
点的纵坐标为,则。
由于在线段上,则点的纵坐标取值在之间。
由题意,,则的纵坐标为,
故,的中点坐标为。
由于,由题意可知的斜率存在,则可设直线的方程为:,
所以将点的坐标代入方程得,
解得,则直线的方程为。
代入抛物线方程得。
由于、均在直线上,则的边边长为,
边上的高等于,
则。
(3)存在以、为邻边的矩形,使得点在上。
当时,,点的纵坐标为,则。
设,。
①若,则点,而点,则轴。
若以、为邻边的四边形为矩形,则,
则轴,故点。此时点,由于,
则点不在上,此情况不成立。
②当时,直线的斜率可以表示为
由于,则直线的斜率可以表示为。
所以直线的方程为,
当时,,
所以。
而在以、为邻边的四边形中,
、为不相邻的两个顶点,
而,,
故点。
当点在上时,有,
移项后去分母整理得,解得。
而,则,故。
综上所述,存在以、为邻边的矩形,使得点在上,此时点。
本题主要考查圆锥曲线和平面向量的应用。
(1)根据曲线上的点到焦点的距离等于此点到准线的距离,求出。
(2)根据所给出条件可求出,,点的坐标,以为底,到的距离为高,可求的面积。
(3)设点坐标为,分与两种情况讨论。当根据,及点坐标,通过直线斜率的关系可以求出直线的方程,进而求出点坐标。根据,可以求出点坐标,将点坐标代入曲线的方程,可以求出的值,进而求得点坐标。