若点PP到直线y=3y=3的距离比到点F(0,−2)F(0,-2)的距离大11,则点PP的轨迹方程为()()
A. y2=8xy^{2}=8x
B. y2=−8xy^{2}=-8x
C. x2=8yx^{2}=8y
D. x2=−8yx^{2}=-8y

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完整解法

1. 将题意转化为数学表达式

设点 PP 的坐标为 (x,y)(x,y)。根据题意,点 PP 到直线 y=3y=3 的距离为 d1=∣y−3∣d_1 = |y-3|,到点 F(0,−2)F(0,-2) 的距离为 d2=∣PF∣d_2 = |PF|。
已知 d1=d2+1d_1 = d_2 + 1,即 ∣y−3∣=∣PF∣+1|y-3| = |PF| + 1。

2. 通过分析去绝对值号简化距离公式

由于距离 ∣PF∣≥0|PF| \ge 0,所以 ∣y−3∣≥1|y-3| \ge 1,即 y≤2y \le 2 或 y≥4y \ge 4。
考虑到焦点 F(0,−2)F(0,-2) 在直线 y=3y=3 的下方,点 PP 的轨迹应在直线 y=3y=3 的下方,即 y≤2y \le 2。
此时,点 PP 到直线 y=3y=3 的距离为 3−y3-y。
代入原关系式得:3−y=∣PF∣+13-y = |PF| + 1,变形得 2−y=∣PF∣2-y = |PF|。

3. 利用抛物线定义确定轨迹特征

因为 y≤2y \le 2,所以 2−y2-y 表示点 P(x,y)P(x,y) 到直线 y=2y=2 的距离。
因此,关系式 2−y=∣PF∣2-y = |PF| 意味着点 PP 到点 F(0,−2)F(0,-2) 的距离等于它到直线 y=2y=2 的距离。
根据抛物线的定义,点 PP 的轨迹是以 F(0,−2)F(0,-2) 为焦点,以直线 y=2y=2 为准线的抛物线。

4. 求出抛物线的标准方程

该抛物线的焦点在 yy 轴负半轴上,焦点到准线的距离 p=2−(−2)=4p = 2 - (-2) = 4。
其顶点在原点 (0,0)(0,0),开口向下,因此标准方程形式为 x2=−2pyx^2 = -2py。
代入 p=4p=4 得,抛物线方程为 x2=−8yx^2 = -8y。
故正确选项为 D。

答案

D

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