抛物线方程为y2=p(x+1)(p>0),直线x+y=m与x轴的交点在抛物线的准线的右边. (1)求证:直线与抛物线总有两个交点; (2)设直线与抛物线的交点为Q、R,OQ⊥OR,求p关于m的函数f(m)的表达式; (3)在(2)的条件下,若m变化,使得原点O到直线QR的距离不大于
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(1)∵抛物线y2=p(x+1)的准线方程是x=-1-p 4
∵直线x+y=m与x轴的交点为(m,0)在准线右边
∴m>-1-p 4
∴m>-1-
,即4m+p+4>0.p 4
由y2=p(x+1) x+y=m
得x2-(2m+p)x+(m2-p)=0.
而判别式△=(2m+p)2-4(m2-p)=p(4m+p+4).
又p>0及4m+p+4>0,可知△>0.
因此,直线与抛物线总有两个交点; …(4分)
(2)设Q、R两点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),
由(1)知,x1、x2是方程x2-(2m+p)x+m2-p=0的两根,
∴x1+x2=2m+p,x1•x2=m2-p.由OQ⊥OR,得kOQ•kOR=-1,
即有x1x2+y1y2=0.又Q、R为直线x+y=m上的点,
因而y1=-x1+m,y2=-x2+m.
于是x1x2+y1y2=2x1x2-m(x1+x2)+m2=2(m2-p)-m(2m+p)+m2=0,
∴p=f(m)=
,由m2 m+2
得m>-2,m≠0;…(9分)p>0 4m+4+p>0
(3)解法一:由于原点O到直线x+y=m的距离不大于
,于是2 2
≤|0+0-m| 2
,2 2
∴|m|≤1.由(2),知m>-2且m≠0
故m∈[-1,0)∪(0,1].
由(2),知f(m)=
=(m+2)+m2 m+2
-4qqqq1q4 m+2
当m∈[-1,0)时,任取m1、m2,0>m1>m2≥-1,则
f(m1)-f(m2)=(m1-m2)+(
-4 m1+2
)4 m2+2
=(m1-m2)[1-
].4 (m1+2)(m2+2)
由0>m1>m2≥-1,知0<(m1+2)(m2+2)<4,1-
<0.4 (m1+2)(m2+2)
又由m1-m2>0知f(m1)<f(m2)因而f(m)为减函数.
可见,当m∈[-1,0)时,p∈(0,1].
同样可证,当m∈(0,1]时,f(m)为增函数,从而p∈(0,
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解法二:由解法一知,m∈[-1,0)∪(0,1].由(2)知
p=f(m)=
=m2 m+2
.1
+1 m 2 m2
设t=
,g(t)=t+2t2,则t∈(-∞,-1]∪[1,+∞),1 m
又g(t)=2t2+t=2(t+
)2-1 4
.1 8
∴当t∈(-∞,-1]时,g(t)为减函数,g(t)∈[1,+∞).
当t∈[1,+∞)时,g(t)为增函数,g(t)∈[3,+∞).
因此,当m∈[-1,0]时,t∈(-∞,-1],p=
∈(0,1];1 g(t)
当m∈(0,1]时,t∈[1,+∞),p∈(0,
].1 3