(1)
根据圆锥曲线的第二定义知,曲线C的离心率根据圆锥曲线的第二定义知,
曲线C的离心率
e=√[(1-0)^2+(0-1)^2]/(2-0)=√2/2<1,
故为椭圆,
根据条件解得曲线C的轨迹方程为:x^2/2+y^2=1 .
(2)
假设存在直线l,使得点F是△BMN的重心.
再设直线l与椭圆 x^2/2+y^2=1.的交点M、N
M、N的坐标分别为M(x1,y1)、N(x2,y2),
则由椭圆几何性质的范围性知:
-√2≤x1≤√2,
-√2≤x2≤√2,
则-2√2≤x1+x2≤2√2<3,
另一方面,F(1,0)是△BMN的重心,
结合 B(0,1)及重心坐标公式知
3*1=0+x1+x2,
即x1+x2=3,
这与≤x1+x2≤2√2<3矛盾,
故满足要求的直线l不存在.
(3)
假设存在直线l,使得点F是△BMN的垂心.
由B(0,1)、F(1,0),知直线BF的斜率为-1.
于是,由BF⊥MN,知直线l的斜率为1.
设直线l方程为y=x+b.与x^2/2+y^2=1 联立
消去y,得3x^2+4bx+2(b^2-1)=0 (*)
设M(x1,y1)、N(x2,y2),
根据韦达定理得
x1+x2=-4b/3,
x1x2=(2b^2-2)/3.
若再能保证NF⊥BM,即NF→•BM→=0,
则F必为△BMN的垂心.(NF→:表示向量)
∵NF→=(1-x2,-y2),BM→=(x1,y1-1)
NF→•BM→
=(1-x2)x1-y2(y1-1)
=x1+y2-x1x2-y1y2
=x1+(x2+b)-x1x2-(x1+b)(x2+b)
=-2x1x2+(1-b)(x1+x2)+b-b^2
=-2*(2b^2-2)/3+(1-b)(-4b/3)+b-b^2
=3b^2+b-4
=0
即3b^2+b-4=0,
(b-1)(3b+4)=0
解得b=1或b=-4/3.
当b=1时,点B即为直线l与椭圆的交点,不合题意;
当b=-43时,代入方程(*)得
3x^2-16x/3+14/9=0,
其判别式△=16^2/9-4×3×14/9=88/9>0,
则两端点存在,满足题设.
综上得,存在直线l:y=x-4/3,使得点F是△BMN的垂心.