已知点 $A$ 在曲线 $P:y=x^2(x>0)$ 上,圆 $A$ 过原点 $O$,且与 $y$ 轴的另一个交点为 $M$.若线段 $OM$,圆 $A$ 和曲线 $P$ 上分别存在点 $B$、点 $C$ 和点 $D$,使得四边形 $ABCD$(点 $A,B,C,D$ 顺时针排列)是正方形,则称点 $A$ 为曲线 $P$ 的"完美点".那么下列结论中正确的是 \((\qquad)\)
A: 曲线 $P$ 上不存在"完美点"
B: 曲线 $P$ 上只存在一个"完美点",其横坐标大于 $1$
C: 曲线 $P$ 上只存在一个"完美点",其横坐标大于 $\dfrac{1}{2}$ 且小于 $1$
D: 曲线 $P$ 上存在两个"完美点",其横坐标均大于 $\dfrac{1}{2}$
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    函数
    >
    函数创新题
  • 方法
    >
    思考方式
    >
    构造状态量
【答案】
B
【解析】
需要给这道题目配图.当然,除非先计算出了 $A,B,C,D$ 点的准确位置,否则无法准确的画出这个正方形来.因此我们可以在曲线 $P$ 上挑一个 $A$ 的位置,然后在此基础上进行作图尝试.虽然 $A$ 的位置基本是错误的,但如果我们使用尽量保证图形靠近正方形的作图法,就可以通过调整 $A$ 点的位置,将图形调整为正方形.如图 $1$,连接 $OA$,则 $OA$ 的长度就是正方形的对角线长;
如图 $2$,以 $A$ 为圆心,$\dfrac{OA}{\sqrt 2}$ 为半径作圆,取该圆与 $y$ 轴交点中上方的一个为 $B$,取该圆与抛物线交点中上方的一个为 $D$(这是因为点 $A,B,C,D$ 顺时针排列);
如图 $3$,作 $\angle BAD$ 的平分线,并截取 $AC=AO$;
调整 $A$ 的位置,使得 $\angle BAD=90^\circ$ 即可.
接下来,考虑这样的位置能否找到;如果能找到,有几个?设 $A$ 的坐标为 $A(m,m^2)$.则 $m$ 至少为 $1$,否则无法找到 $B$.当 $m=1$ 时,显然 $\angle BAD$ 为钝角;而当 $m$ 逐渐增大时,将 $\angle BAD$ 分割为两个部分 $\alpha$ 与 $\beta$,如图 $4$.很明显,这两个部分都单调递减,且趋于 $0$(想一想,为什么?)于是满足条件的 $A$ 的位置必然存在,且唯一,选B.最后附上插画师的完成效果图,如图 $5$.
题目 答案 解析 备注
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