(本小题满分12分)
在平面直角坐标系中,对于直线和点,,记,若,则称点,被直线分隔,若曲线与直线没有公共点,且曲线上存在点,被直线分隔,则称直线为曲线的一条分隔线。
(1)求证:点,被直线分隔;
(2)若直线是曲线的分隔线,求实数的取值范围;
(3)动点到点的距离与到轴的距离之积为,设点的轨迹为曲线,求证:通过原点的直线中,有且仅有一条直线是的分隔线。
(1)因为,所以点,被直线分隔。
(2)直线与曲线有公共点 的充要条件是方程组有解,即。因为直线是曲线的分隔线,故它们没有公共点,即。
当时,对于直线,曲线上的点和满足,即点和被分隔。故实数的取值范围是。
(3)设的坐标为,则曲线的方程为,即。对任意的,不是上述方程的解,即轴与曲线没有公共点。又曲线上的点和对于轴满足,即点和被轴分隔。所以轴为曲线的分隔线。
若过原点的直线不是轴,设其为,由,得,令,因为,所以方程有实数解,即直线与曲线有公共点,故直线不是曲线的分隔线。
综上可得,通过原点的直线中,有且仅有一条直线是的分隔线。
本题主要考查函数与方程。
(1)利用已知条件可直接求解;
(2)根据分隔线定义,列式求解即可;
(3)利用题设提条件证明即可。