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苏教版数学高二-数学苏教版选修2-1优化训练 抛物线2

苏教版数学高二-数学苏教版选修2-1优化训练  抛物线2
苏教版数学高二-数学苏教版选修2-1优化训练  抛物线2

1.经过抛物线y 2=2x 的焦点且平行于直线3x -2y +5=0的直线的方程是________. 解析:据题意设所求平行直线方程为3x -2y +c =0,又直线过抛物线y 2=2x 的焦点????12,0,代入求得c =-32

,故直线方程为6x -4y -3=0. 答案:6x -4y -3=0

2.设抛物线y 2=mx 的准线与直线x =1的距离为3,则抛物线的方程为________.

解析:当m >0时,准线方程为x =-m

4

=-2,∴m =8,此时抛物线方程为y 2=8x ;

当m <0时,准线方程为x =-m

4

=4,∴m =-16,此时抛物线方程为y 2=-16x .

∴所求抛物线方程为y 2=8x 或y 2=-16x .

答案:y 2=8x 或y 2=-16x

3.已知抛物线C 的顶点为坐标原点,焦点在x 轴上,直线y =x 与抛物线C 交于A ,B 两点.若P (2,2)为AB 的中点,则抛物线C 的方程为________.

解析:设抛物线方程为y 2=2px ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则?????y 21=2px 1y 22=2px 2

?y 21-y 2

2=2p (x 1-x 2),

y 1-y 2

x 1-x 2

·(y 1+y 2)=2p ?2p =1×4?p =2. 故y 2=4x . 答案:y 2=4x

4.抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过F 且倾斜角等于π

3

的直线与抛物线在x 轴上方的曲线交

于点A ,则AF 的长为________.

解析:由已知可得直线AF 的方程为y =3(x -1),

联立直线与抛物线方程消元得:3x 2-10x +3=0,解之得:x 1=3,x 2=1

3

(据题意应舍去),

由抛物线定义可得:AF =x 1+p

2

=3+1=4.

答案:4

[A 级 基础达标]

1.已知抛物线y =ax 2的准线方程为y =1,则a 的值为________.

解析:∵抛物线y =ax 2,∴x 2=1a y 的准线方程是y =-14a ,依题意得-14a =1,∴a =-1

4

.

答案:-1

4

2.抛物线y 2=24ax (a >0)上有一点M ,它的横坐标是3,它到焦点的距离是5,则抛物线

的方程为________.

解析:由题意知,3+6a =5,∴a =1

3

,∴抛物线方程为y 2=8x .

答案:y 2=8x

3.若抛物线y 2=2x 上的一点M 到坐标原点O 的距离为3,则M 到该抛物线焦点的距离为________.

解析:依题意,设点M (x ,y ),其中x >0,则有???

y 2=2x

x 2

+y 2

=3x >0

,由此解得x =1,又该抛物

线的准线方程为x =-12,结合抛物线的定义,点M 到该抛物线的焦点的距离等于1+12=3

2

.

答案:32

4.直线y =x -3与抛物线y 2=4x 交于A ,B 两点,过A ,B 两点向抛物线的准线作垂线,垂足分别为P ,Q ,则梯形APQB 的面积为________.

解析:直线y =x -3与抛物线y 2=4x 交于A ,B 两点,过A ,B 两点向抛物线的准线作

垂线,垂足分别为P ,Q ,联立方程组得?????y 2=4x y =x -3,消元得x 2-10x +9=0,解得?????x =1y =-2

,和?????x =9y =6

,∴AP =10,BQ =2,PQ =8,∴梯形APQB 的面积为48. 答案:48 5.

如图,圆形花坛水池中央有一喷泉,水管OP =1 m ,水从喷头P 喷出后呈抛物线状,先向上至最高点后落下,若最高点距水面2 m ,P 距抛物线对称轴1 m ,则为使水不落到池外,水池直径最小为________m.

解析:

如图,建立平面直角坐标系,设抛物线方程为x 2=-2py (p >0),则

P (-1,-1),代入

抛物线方程得p =1

2,抛物线x 2=-y ,代点(x ,-2),得x =2,即水池半径最小为r =(1+

2)m ,水池直径最小为2r =(2+22)m.

答案:2+2 2

6.已知抛物线的焦点F 在x 轴上,直线l 过点F 且垂直于x 轴,l 与抛物线交于A 、B 两

点,O 为坐标原点,若△OAB 的面积等于4,求此抛物线的标准方程.

解:由题意,抛物线方程为y 2=2px (p ≠0),

焦点F ????p 2,0,直线l :x =p 2

, ∴A 、B 两点坐标为????p 2,p ,????p 2,-p , ∴AB =2|p |.

∵△OAB 的面积为4,

∴12·???

?p 2·2|p |=4,∴p =±2 2. ∴抛物线的标准方程为y 2=±42x .

7.过抛物线x 2=2py (p >0)的焦点F 作倾斜角为30°的直线,与抛物线分别交于A 、B 两

点(点A 在y 轴左侧),求AF

FB 的值.

解:直线方程为y -p 2=3

3x ,

则x =3????y -p

2,代入抛物线x 2=2py , 得3y 2

-5py +3p 2

4=0,

解得y 1=3p 2,y 2=p

6

根据抛物线的定义得AF FB =p 6+

p 23p 2+p 2=1

3

.

[B 级 能力提升]

8.等腰直角三角形OAB 内接于抛物线y 2=2px (p >0),O 是抛物线的顶点,OA ⊥OB ,则△OAB 的面积为________.

解析:设等腰直角三角形OAB 的顶点A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),则y 21=2px 1,y 22=2px 2

,由OA =OB ,则x 21+y 21=x 22+y 22

, ∴x 21-x 2

2+2px 1-2px 2=0,即(x 1-x 2)(x 1+x 2+2p )=0,

∵x 1>0,x 2>0,2p >0,

∴x 1=x 2,即A 、B 关于x 轴对称.

故直线OA 的方程为:y =x tan45°,即y =x .由?????y 2=2px y =x ,解得,?????x =0y =0或?

????x =2p y =2p ,故AB

=4p ,等腰三角形OAB 的面积为1

2

×2p ×4p =4p 2.

答案:4p 2

9.对于顶点在原点的抛物线,给出下列条件:

①焦点在y 轴上;②焦点在x 轴上;③抛物线上横坐标为1的点到焦点的距离等于6;④抛物线的通径的长为5;

⑤由原点向过焦点的某条直线作垂线,垂足坐标为(2,1).

其中能得出抛物线方程为y 2=10x 的条件是________(要求填写合适条件的序号). 解析:在①②两个条件中,应选择②,则由题意,可设抛物线方程为y 2=2px (p >0);对

于③,由焦半径公式r =1+p

2

=6,∴p =10,此时y 2=20x ,不符合条件;

对于④,2

p =5,此时y 2=5x ,不符合题意;

对于⑤,设焦点为????p 2,0,则由题意,满足12·1-02-

p

2

=-1.解得p =5,此时y 2=10x ,所

以②⑤能使抛物线方程为y 2=10x .

答案:②⑤

10.某河上有座抛物线形拱桥,当水面距顶5 m 时,水面宽为8 m ,一木船宽4 m 高2 m ,

载货后木船露在水面上的部分高为3

4

m ,问水面上涨到与拱顶相距多少时,木船开始不能通

航?

解:

如图所示建立直角坐标系xOy ,设抛物线方程为x 2=-2py (p >0),过点(4,-5),

∴16=-2p (-5),∴2p =16

5,

∴抛物线方程为x 2=-165y ,x =2时,y =-5

4

∴相距为34+5

4

=2时不能通行.

11.(创新题)已知抛物线y 2=2px 的焦点为F ,过F 的直线交抛物线于A 、B 两点.若A 、B 在抛物线准线l 上的投影分别为A ′、B ′,求∠A ′FB ′的大小.

解:由定义知AF =AA ′,BF =BB ′, ∴∠AA ′F =∠A ′FA , ∠FB ′B =∠B ′FB .

又∵∠BB ′F =∠B ′FM ,(如图) ∠AA ′F =∠A ′FM ,

∴∠B ′FM =∠B ′FB ,∠A ′FM =∠A ′FA , ∴∠A ′FM +∠B ′FM =∠B ′FB +∠A ′FA , ∴∠A ′FM +∠B ′FM =90°, ∴∠A ′FB ′=90°.

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