已知点P(x0,y0)P(x_{0},y_{0})是曲线C1C_{1}上的动点,若抛物线C2C_{2}:y2=4xy^{2}=4x上存在不同的两点AA、BB满足PAPA、PBPB的中点均在C2C_{2}上,则AA、BB两点的纵坐标是以下方程的解()(\quad)
A. y2−2y0y+8x0−y02=0y^{2}-2y_{0}y+8x_{0}-y_{0}^{2}=0
B. y2−2x0y+8x0−y02=0y^{2}-2x_{0}y+8x_{0}-y_{0}^{2}=0
C. y2−2y0y+8y0−x02=0y^{2}-2y_{0}y+8y_{0}-x_{0}^{2}=0
D. y2+2x0y+8x0−y02=0y^{2}+2x_{0}y+8x_{0}-y_{0}^{2}=0

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完整解法

1. 用单一变量表示抛物线 $C_2$ 上的动点 $A$ 和 $B$ 的坐标

设 A(x1,y1)A(x_1, y_1),B(x2,y2)B(x_2, y_2) 是抛物线 C2C_2:y2=4xy^2=4x 上的两个不同点。
由于点 A,BA, B 在抛物线上,则有:
x1=y124x_1 = \dfrac{y_1^2}{4},x2=y224x_2 = \dfrac{y_2^2}{4}。
因此,点 A,BA, B 的坐标可以分别表示为:
A(y124,y1)A\left(\dfrac{y_1^2}{4}, y_1\right),B(y224,y2)B\left(\dfrac{y_2^2}{4}, y_2\right)。

2. 求出线段 $PA$ 和 $PB$ 的中点坐标

已知点 P(x0,y0)P(x_0, y_0),设 PAPA 的中点为 MM,PBPB 的中点为 NN。
由中点坐标公式得:
M\left(\dfrac{x_0 + \dfrac{y_1^2}{4}}{2}, \dfrac{y_0 + y_1}{2} ight)
N\left(\dfrac{x_0 + \dfrac{y_2^2}{4}}{2}, \dfrac{y_0 + y_2}{2} ight)。

3. 利用中点在抛物线上列出方程并化简,得出所求的一元二次方程

因为 PAPA 的中点 MM 在抛物线 C2C_2:y2=4xy^2=4x 上,将其坐标代入抛物线方程得:
(y0+y12)2=4⋅x0+y1242\left(\dfrac{y_0 + y_1}{2}\right)^2 = 4 \cdot \dfrac{x_0 + \dfrac{y_1^2}{4}}{2}
化简上式:
(y0+y1)24=2(x0+y124)\dfrac{(y_0 + y_1)^2}{4} = 2 \left(x_0 + \dfrac{y_1^2}{4}\right)
(y0+y1)2=8x0+2y12(y_0 + y_1)^2 = 8x_0 + 2y_1^2
y02+2y0y1+y12=8x0+2y12y_0^2 + 2y_0y_1 + y_1^2 = 8x_0 + 2y_1^2
y12−2y0y1+8x0−y02=0y_1^2 - 2y_0y_1 + 8x_0 - y_0^2 = 0

同理,因为 PBPB 的中点 NN 也在抛物线上,可得:
y22−2y0y2+8x0−y02=0y_2^2 - 2y_0y_2 + 8x_0 - y_0^2 = 0

由于 AA 和 BB 是不同的两点,则 y1≠y2y_1 \neq y_2。
这表明 y1,y2y_1, y_2 是关于 yy 的方程:
y2−2y0y+8x0−y02=0y^2 - 2y_0y + 8x_0 - y_0^2 = 0
的两个不同的实数解。

对照选项,正确的方程为 A 选项。
故选 A。

答案

A

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