已知抛物线 $y^2=4x$ 的焦点为 $F$,点 $M(m,0)$ 在 $x$ 轴的正半轴上,且不与点 $F$ 重合,动点 $A$ 在抛物线上,且不过点 $O$.若 $\angle FAM$ 恒为锐角,则 $m$ 的取值范围为
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    抛物线
    >
    抛物线的几何量
    >
    抛物线的基本量与几何性质
  • 方法
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    思考方式
    >
    从极端情形出发
【答案】
$(0,1)\cup(1,9)$
【解析】
固定抛物线上一点 $A\left(\dfrac {a^2}{4},a\right)(a>0)$,考虑对于不同的 $a$,满足 $\angle FAM$ 为锐角时 $m$ 的取值集合,再求交集.于是考虑边界情况 $\angle FAM=90^\circ$ 时 $M$ 的位置,如下图:对 $a$ 进行讨论,当 $a=2$ 时,$\angle FAM$ 恒为锐角;
当 $a\ne 2$ 时,过点 $A$,且垂直于 $FA$ 的直线方程为$$y-a=-\dfrac {\frac{a^2}{4}-1}{a}\left(x-\dfrac {a^2}{4}\right ),$$令 $y=0$ 得直线 $MA$ 的横截距$$ x_a=\dfrac {4a^2}{a^2-4}+\dfrac {a^2}{4}=5+\dfrac{16}{a^2-4}+\dfrac{a^2-4}{4},$$当 $a<2$ 时,$a^2-4\in (-4,0)$,此时 $x_a<0$,结合图象知,此时对任意的 $m>0$,都有 $\angle FAM$ 为锐角;
当 $a>2$ 时,$x_a\geqslant 9$,当且仅当 $a^2=12$ 时取等号.结合图象知,对任意的 $a>2$,$m$ 在集合 $\left(0,x_a\right)$ 内,且 $m\ne 1$,故满足条件的 $m$ 的集合为 $(0,1)\cup(1,9)$.
综上知 $m\in(0,1)\cup(1,9)$.
题目 答案 解析 备注
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