问题 解答题
已知动点P到直线y=1的距离比它到点F(0,
1
4
)的距离大
3
4

(Ⅰ)求动点P的轨迹方程;
(Ⅱ)若点P的轨迹上不存在两点关于直线l:y=m(x-3)对称,求实数m的取值范围.
答案

:(Ⅰ)据题意可知,点P到直线y=-

1
4
的距离等于它到点F(0,
1
4
)的距离,

所以点P的轨迹是以点F(0,

1
4
)为交点,直

线y=-

1
4
为准线的抛物线.(3分)

因为p=

1
2
,抛物线开口向上,故

点P的轨迹方程是x2=y.

(Ⅱ)若m=0,则直线l为x轴,

此时抛物线x2=y与直线l相切.

若m≠0,设与直线l垂直的直线为l′:y=-

1
m
x+b,

代入y=x2,得x2+

1
m
x-b=0(*)

设直线l′与抛物线的交点为A(x1,y1),B(x2,y2),

则x1=x2=-

1
m

从而y1+y2=-

1
m
(x1+x2)+2b=
1
m2
+2b.

假设点A,B关于直线l对称,

则AB的中点(

x1+x2
2
y1+y2
2
)在l上,

所以

1
2m2
+b=m(
-1
2m
-3),

即b=-

1
2
-3m-
1
2m2

由于方程(*)有两个不相等的实根,则△=(

1
m
)2+4b>0.

所以(

1
m
)2+4(-
1
2
-3m-
1
2m2
)>0,

整理得12m3+2m2+1<0,

即(2m+1)(6m2-2m+1)<0.

由6m2-2m+1=6(m-

1
6
)2+
5
6
>0恒成立,

所以2m+1<0,

即m<-

1
2

所以当m<-

1
2
时,抛物线上存在两点关于直线l对称.

故当抛物线y=x2上不存在两点关于直线l:y=m(x-3)对称时,

实数m的取值范围是[

1
2
,+∞).

单项选择题
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