问题 解答题
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
2
2
,求p的值的范围.
答案

(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-

p
4
,即4m+p+4>0.

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)=

m2
m+2
,由
p>0
4m+4+p>0
得m>-2,m≠0;…(9分)

(3)解法一:由于原点O到直线x+y=m的距离不大于

2
2
,于是
|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)=

m2
m+2
=(m+2)+
4
m+2
-4qqqq1q

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-

4
(m1+2)(m2+2)
<0.

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,

1
3
].

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=

1
m
,g(t)=t+2t2,则t∈(-∞,-1]∪[1,+∞),

又g(t)=2t2+t=2(t+

1
4
2-
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=

1
g(t)
∈(0,1];

当m∈(0,1]时,t∈[1,+∞),p∈(0,

1
3
].

名词解释
单项选择题