Question

如图，在Rt△PAQ中，点P的坐标为（-8，0），点A在y轴上，点Q在x轴的正半轴上，∠PAQ=90°，在AQ的延长线上取一点M，使|AQ|=|MQ|．
（1）当点A在y轴上移动时，求动点M的轨迹E；
（2）直线l：y=kx-1与轨迹E交于B、C两点，已知点F的坐标为（1，0），当∠BFC为钝角时，求k的取值范围．

Answer

（1）设A（0，b），Q（a，0），M（x，y）又M在AQ的延长线且|AQ|=|QM|，得到，得到a，b与x，y的关系，
又△PAQ为直角三角形，得到b2=8a，将a，b用x，y代替即可．
（2）将直线方程与抛物线方程联立，利用韦达定理得到，将∠BFC为钝角转化为两向量的数量积小于0但不为-1，列出关于k的不等式，求出k的范围．
【解析】
（1）设A（0，b），Q（a，0），M（x，y）
Q在x轴正半轴上，∴a＞0
又M在AQ的延长线且|AQ|=|QM|
∴…（2分）
即（a，-b）=（x-a，y）
∴…（4分）
又△PAQ为直角三角形
∴b2=8a
∴y2=4x（x＞0）…（6分）
点M的轨迹E是焦点为（1，0），顶点在原点的抛物线不包括顶点（0，0）…（8分）
（2）设B（x1，y1），C（x2，y2）
由得 k2x2-（2k+4）x+1=0
所以
∵l与E有两个交点
∴得k＞-1且k≠0①…（8分）
∵∠BFC为钝角
∴
即（k2+1）x1x2-（1+k）（x1+x2）+2＜0
∴
得 k2-6k-3＜0
解得  ②…（10分）
当、反向共线时，k=1   ③…（12分）
综合①②③得，k的取值范围：…（14分）