问题 解答题
在平面直角坐标系xOy中,线段AB与y轴交于点F(0,
1
2
),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.
答案

(1)由已知设lAB:y=kx+

1
2

又设抛物线C:x2=ay(a>0)②

由①②得x2-akx-

a
2
=0(2分)

设A(xA,yA),B(xB,yB),,则xA•xB=-

a
2

由弦长公式得|AF|=

1+k2
|xA-0|=
1+k2
|xA|

|BF|=

1+k2
|xB-0|=
1+k2
|xB|(4分)

∴|AF|•|BF|=(1+k2)×|

a
2
|

而|AF|•|BF|=1+k2,所以a=2,即抛物线方程为C:x2=2y(6分)

(2)设M(xM,yM),N(xN,yN),由

y=x+m
x2=2y
⇒x2-2x-2m=0

而△4+8m>0(m>0)

则xM+xN=2,xM•xN=-2m,

kOM=1+

m
xM
kON=1+
m
xN
(7分)

不妨设xM<xN,由于m>0,则xM<0<xN

∠mon=θ≠

π
2
,则ON到OM的角为θ,且满足

tanθ=

kOM-kON
1+kOMkON
=
2
1+2m
m-2
(m≠2)(9分)

t=

1+2m
,则m=
t2-1
2
,t>1且t≠
5

∴tanθ=

4t
t2-5
=
4
t+
-5
t

函数y=x与y=

-5
x
在(0,+∞)上皆为增函数

∴t-

5
t
∈(-4,0)∪(0,+∞)

4
t+
-5
t
∈(-∞,-1)∪(0,+∞)(11分)

则θ∈(0,

π
2
)∪(
π
2
4
),又m=2时,∠MON=θ=
π
2

∴∠MON∈(0,

4
)(13分)

判断题
读图填空题