如果将抛物线的焦点所在的区域称为抛物线的内部,试问:在允许将抛物线平移或旋转的条件下,平面内 $2011$ 条抛物线的内部能否盖住整个平面?请作出判断,并证明你的结论.
【难度】
【出处】
2011年湖南省高中数学竞赛
【标注】
【答案】
不能
【解析】
不能,证明如下:
因为每条抛物线有一条对称轴,所以 $2011$ 条抛物线至多有 $2011$ 条对称轴.
在平面上任作一条不平行于每一条对称轴的直线 $l$,则直线 $l$ 和至多 $2011$ 条对称轴相交得 $2011$ 个交点.
这至多 $2011$ 个交点将直线 $l$ 截割成若干段,其中 $2$ 条为射线,其它的为线段,位于抛物线内部的至多只有 $2011$ 条线段.
所以抛物线不能盖住平面上的直线 $l$,当然不能盖住整个平面.
因为每条抛物线有一条对称轴,所以 $2011$ 条抛物线至多有 $2011$ 条对称轴.
在平面上任作一条不平行于每一条对称轴的直线 $l$,则直线 $l$ 和至多 $2011$ 条对称轴相交得 $2011$ 个交点.
这至多 $2011$ 个交点将直线 $l$ 截割成若干段,其中 $2$ 条为射线,其它的为线段,位于抛物线内部的至多只有 $2011$ 条线段.
所以抛物线不能盖住平面上的直线 $l$,当然不能盖住整个平面.
答案
解析
备注