在平面直角坐标系xOy中,线段AB与y轴交于点F(0,),直线AB的斜率为k,且满足|AF|?|BF|=1+k2.
(1)证明:对任意的实数k,一定存在以y轴为对称轴且经过A、B、O三点的抛物线C,并求出抛物线C的方程;
(2)对(1)中的抛物线C,若直线l:y=x+m(m>0)与其交于M、N两点,求∠MON的取值范围.
网友回答
解:(1)由已知设lAB:y=kx+①
又设抛物线C:x2=ay(a>0)②
由①②得x2-akx-=0
设A(xA,yA),B(xB,yB),,则xA?xB=-
由弦长公式得
∴|AF|?|BF|=(1+k2)×||
而|AF|?|BF|=1+k2,所以a=2,即抛物线方程为C:x2=2y
(2)设M(xM,yM),N(xN,yN),由?x2-2x-2m=0
而△4+8m>0(m>0)
则xM+xN=2,xM?xN=-2m,
,
不妨设xM<xN,由于m>0,则xM<0<xN
令,则ON到OM的角为θ,且满足
tanθ=
令,则,t>1且t≠
∴tanθ=
函数y=x与在(0,+∞)上皆为增函数
∴t-∈(-4,0)∪(0,+∞)
∴∈(-∞,-1)∪(0,+∞)
则θ∈(0,)∪(,),又m=2时,∠MON=θ=
∴∠MON∈(0,)
解析分析:(1)设出直线AB和抛物线C的方程并联立消y,在利用弦长公式求出AF和BF代入|AF|?|BF|=1+k2.即可求出抛物线C的方程;
(2)先把直线l的方程与抛物线C的方程联立消y,求出M、N两点横坐标之间的关系,再求出直线ON和MO的斜率,利用到角公式求出∠MON的正切.最后在利用函数的思想求出∠MON的正切值的范围,进而求出∠MON的取值范围.
点评:本题综合考查了直线与抛物线的位置关系以及弦长公式的应用问题.直线与圆锥曲线的位置关系,由于集中交汇了直线,圆锥曲线两章的知识内容,综合性强,能力要求高,还涉及到函数,方程,不等式,平面几何等许多知识,可以有效的考查函数与方程的思想,数形结合的思想,分类讨论的思想和转化化归的思想,因此,这一部分内容也成了高考的热点和重点.