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冲刺2020年高考满分数学23抛物线(教师版)理科

冲刺2020年高考满分数学23抛物线(教师版)理科
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专题23 抛物线(解析版)

易错点1:主观认为抛物线的顶点就是原点;

易错点2:忽视抛物线的变化趋势,只从图形的局部,乱下结论; 易错点3:在使用抛物线的焦半径公式时,错把纵坐标写成横坐标; 易错点4:解决直线与抛物线综合题时,忽略对直线斜率不存在情况的讨论; 易错点5:在解有关直线与抛物线的位置关系的问题 必记结论

直线AB 过抛物线22(0)y px p =>的焦点,交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,如图:

(1)y 1y 2=-p 2

,x 1x 2=p 2

4

.

(2)|AB |=x 1+x 2+p ,x 1+x 2≥122x x =p ,即当x 1=x 2时,弦长最短为2p . (3)

1|AF |

1|BF |

为定值2

p

.

(4)弦长AB =2p

sin 2

α

(α为AB 的倾斜角). (5)以AB 为直径的圆与准线相切。 (6)以AF 为直径的圆与y 轴相切.

(7)焦点F 对A ,B 在准线上射影的张角为90°.

题组一:定义和标准方程

1.已知0p >,抛物线C :28y px =的焦点为F ,C 与抛物线2

x py =在第一象限的交点为

M ,且4MF =,则p =________.

【解析】抛物线C :2

8y px =的准线方程是2x p =-,焦点为F(2p,0),

由228,2y px x p x py

ì=?=í=??解得,所以()224MF p p =--=,解得1p =

2.设抛物线)0(22

≥=p px y 的焦点为F ,点M 在C 上,|MF |=5,若以MF 为直径的圆过点(0,2),则C 的方程为( )

A.x y 42

= 或x y 82

= B.x y 22

= 或x y 82

= C.x y 42

= 或x y 162

= D.x y 22

= 或x y 162

= 【解析】设点M 的坐标为(x 0,y 0),由抛物线的定义,得|MF |=x 0+2

p

=5, 则x 0=5-

2p .又点F 的坐标为,02p ??

???

,所以以MF 为直径的圆的方程为

(x -x 0)2p x ??

-

???

+(y -y 0)y =0. 将x =0,y =2代入得px 0+8-4y 0=0,即2

02

y -4y 0+8=0,所以y 0=4.

由2

0y =2px 0,得16252p p ??=- ??

?,解之得p =2,或p =8.

所以C 的方程为y 2

=4x 或y 2

=16x .故选C.

小结:P 为抛物线2

2(0)y px p =>的任意一点,F 为焦点,以PF 为直径的圆与y 轴相切.

3.(2012)设抛物线2

:2(0)C x py p =>的焦点为F ,准线为l ,A C ∈,已知以F 为圆

心,FA 为半径的圆F 交l 于,B D 两点;若0

90=∠BFD ,ABD ?的面积为24;则p 的值为________.

【解析】由对称性知:BFD ?是等腰直角?,斜边2BD p =

点A 到准线l 的距离2d FA FB p ===

1

424222

ABD S BD d p ?=???=?=

4.(20192)若抛物线2

2(0)y px p =>的焦点是椭圆22

13x y p p

+=的一个焦点,则p=( )

A .2

B .3

C .4

D .8

【解析】由题意可得:2

32p p p ??-= ???

,解得8p =.故选D .

5.已知A 、B 是抛物线()022

>=p px y 上的两点,直线AB 垂直于x 轴,F 为抛物线的焦点,

射线BF 交抛物线的准线于点C,且AFC AF AB ?=

,5

5

4的面积为252+,则p 的值为____.

【解析】法1:设A 点的坐标为(m,n),且点A 在第一象限内, 则B(m,-n),所以2

2n pm =①,由,0,22

p

p

F x 骣琪=-琪桫

准线方程为 所以22,222

p n p

AB n AF m p ==+=

+ 因为45,5AB AF =

所以4522

p

n m 骣琪=+琪桫② 因为AFC Δ的面积为252+,又,ACB ABF AFC S S S D D D -=

所以11

2n m+2n m 2522222

p p 骣骣琪琪??=+琪琪

桫桫 所以252np =+③,联立①②③解得p=2.

法2:如图,过A 作AH 垂直准线于H,作CG 垂直AB 于G,

根据抛物线的定义,|AH|=|A|F,CE//AB,因此|DE|=|AH|=|CG|=|AF|, 由11,,22

ACB ABF AFC ACB ABF S S S S AB CG S AB DF AD EF D D D D D -==??? `

(

)

AFC S AD CG

AD DF

AD CG DF AD EF

D =??-=?

)

,1,

2DE AF EF DF AD DF ==

=又则

2

,EF =2AFC AFC S S D D 可得又,所以

因为|EF|正好是焦点到准线的距离,即p=2.

题组二:抛物线的简单几何性质及其应用

6.(2011新课标)已知直线l 过抛物线C 的焦点,且与C 的对称轴垂直,l 与C 交于A ,B 两

点,||12AB =,P 为C 的准线上一点,则ABP ?的面积为 A .18 B .24 C .36 D .48

【解析】设抛物线的方程为2

2y px =,易知||212AB p ==,即6p =,

∵点P 在准线上,∴P 到AB 的距离为6p =,所以ABP ?面积为36,故选C .

7.已知抛物线C :2

8y x =的焦点为F ,准线为l ,P 是l 上一点,Q 是直线PF 与C 的一个

交点,若4FP FQ =u u u r u u u r

,则||QF =_______.

【解析】过点Q 作QQ l '⊥交l 于点Q ',因为4PF FQ =u u u r u u u r

,所以||:||3:4PQ PF =,又焦点

F 到准线l 的距离为4,所以||||3QF QQ '==.故选C .

8.(20181)设抛物线C :2

4=y x 的焦点为F ,过点(2,0)-且斜率为

2

3

的直线与C 交于M ,N 两点,则?u u u u r u u u r

FM FN =( )

A .5

B .6

C .7

D .8 【解析】通解 过点(2,0)-且斜率为

23的直线的方程为2

(2)3

=+y x , 由22(2)3

4?

=+???=?y x y x

,得2

540-+=x x ,解得1=x 或4=x ,所以12=??=?x y ,或44=??=?x y ,不妨设(1,2)M ,(4,4)N ,易知(1,0)F ,所以(0,2)=u u u u r FM ,(3,4)=u u u r

FN ,所以8?=u u u u r u u u r

FM FN .故选D .

9.(20161)以抛物线C 的顶点为圆心的圆交C 于A 、B 两点,交C 的准线于D 、E 两点.已知|AB

|=

则C 的焦点到准线的距离为_______.

A .2

B .4

C .6

D .8

【解析】由题意,不妨设抛物线方程为2

2(0)y px p =>,

由||AB =

,

||DE =

可取4(A p

,(2p

D -,设O 为坐标原点,

由||||OA OD =,得2

216854

p p +=

+,得4p =,所以选B .

10.(2017新课标Ⅱ)已知F 是抛物线C :2

8y x =的焦点,M 是C 上一点,FM 的延长线交y

轴于点N .若M 为FN 的中点,则FN = . 【解析】如图所示,不妨设点M 位于第一象限,设抛物线的准线与x 轴交于点F',作MB l

⊥与点B ,NA l ⊥与点A ,由抛物线的解析式可得准线方程为2x =-,则

2,4AN FF'==,在直角梯形ANFF'中,中位线

'32

AN FF BM +==,由抛物线的定义有:

3MF MB ==,结合题意,有3MN MF ==,

故336FN FM NM =+=+=.

题组三:焦点弦问题

11.(20182)设抛物线C:y 2

=4x 的焦点为F,过F 且斜率为k(k>0)的直线l 与C 交于A,B 两点,|AB|=8.则l 的方程是______________.

【解析】由题意得(1,0)F ,l 的方程为(1)(0)y k x k =->.设1221(,),(,)A y x y x B ,

由2

(1),

4y k x y x

=-??

=?得2222

(24)0k x k x k -++=.

2

16160k ?=+>,故1222

24

k

x k x ++=. 所以1222

44

||||||(1)(1)x k AB AF BF k x +=+=+++=.

由题设知

22

44

8k k +=,解得1k =-(舍去),1k =. 因此l 的方程为1y x =-.

12.(20191)已知抛物线2:3C y x =的焦点为F ,斜率为

3

2

的直线l 与C 的交点为A ,B ,与x 轴的交点为P ,||||4AF BF +=,则l 的方程是_______________.

【解析】由题意得3(,0)4F ,l 的方程为3

2

y x m =

+.设1221(,),(,)A y x y x B , 由焦半径公式知121235||||4,=22

AF BF x x x x 所以+=++

=+

由23x+m,23y y x ?=???=?

得229(1212)40x m x m --+=. ()22

112121440,2

m m m 所以?=--><,故1222

24k x k x ++=. 所以12121257

,928x m x 解得m=--+=-=.

所以l 的方程是37

28

y x =-,即12870x y --=.

13.(20183)已知点M(-1,1)和抛物线C:y 2

=4x,过C 的焦点且斜率为k 的直线与C 交于A,B

两点.若∠AMB=900

,则k=________.

【解析】法1: 由题意知抛物线的焦点为(1,0),则过C 的焦点且斜率为k 的直线方程为

(1)y k x =-(0)k ≠,由2

(1)4y k x y x

=-??=?,消去y 得22

(1)4k x x -=, 即2222

(24)0k x k x k -++=,设11(,)A x y ,22(,)B x y ,

则212224k x x k ++=,121x x =.由2

(1)4y k x y x =-??=?,消去x 得2

14(1)y y k =+, 即2

440y y k --=,则124y y k

+=,124y y =-,

由90AMB ∠=o

,得1122(1,1)(1,1)MA MB x y x y ?=+-?+-u u u r u u u r 1212121241()10x x x x y y y y =++++-++=,

将212224k x x k ++=,121x x =与12

4

y y k

+=,124y y =-代入,得2k =. 法2: 设抛物线的焦点为F ,11(,)A x y ,22(,)B x y ,则211

222

44y x y x ?=?=?,

所以22

12124()y y x x -=-,则121212

4y y k x x y y -==-+,

取AB 的中点00(,)M x y ',分别过点A ,B 做准线1x =-的垂线,垂足分别为A ',B ',

又90MB ∠=o

,点M 在准线1x =-上,

所以111

||||(||||)(||||)222

MM AB AF BF AA BB '''=

=+=+. 又M '为AB 的中点,所以MM '平行于x 轴,且01y =,所以122y y +=, 所以2k =.

14.(20142)设F 为抛物线C:23y x =的焦点,过F 且倾斜角为30°的直线交C 于A,B 两点,O 为坐标原点,则ABO ?的面积为______. 【解析】法1:易知抛物线中32p =

,焦点3

(,0)4

F ,直线AB

的斜率k =故直线AB 的

方程为3)4y x =-,代人抛物线方程23y x =,整理得2219

0216

x x -+=.

设1122(,),(,)A x y B x y ,则1221

2

x x +=

,由物线的定义可得弦长 12||12AB x x p =++=,结合图象可得O 到直线AB 的距离3sin 3028

p d =

=o , 所以OAB ?的面积19

||24

S AB d =

?=. 法2:秒杀公式的应用2

20392

2sin 2sin 304

OAB

p S θ???

???=== 小结:设F 为抛物线C:y2=4x 的焦点,过F 且倾斜角为θ的直线交C 于A,B 两点,O 为坐标原点,2

1sin 22sin OAB

p S OF AB θθ

?=??=.

题组四:抛物线中的最值问题

15.(20171)已知F 为抛物线2

:4C y x =的焦点,过F 作两条互相垂直的直线12,l l ,直线1l

与C 交于A 、B 两点,直线2l 与C 交于D 、E 两点,则|AB |+|DE |的最小值为( ) A .16 B .14 C .12 D .10

【解析】由已知1l 垂直于x 轴是不符合题意,所以1l 的斜率存在设为1k ,2l 的斜率为2k ,由题

意有121k k ?=-,设11(,)A x y ,22(,)B x y ,33(,)D x y ,44(,)E x y 此时直线1l 方程为1(1)y k x =-,

取方程214(1)

y x y k x ?=?=-?,得2222

111240k x k x x k --+=,

∴21122124k x x k --+=-212

1

24

k k += 同理得 22342

2

24

k x x k ++= 由抛物线定义可知1234||||2AB DE x x x x p +=++++ 22

12222222

121212

24244416482816k k k k k k k k ++=++=+++=≥ 当且仅当121k k =-=(或1-)时,取得等号.

16.已知抛物线的方程为x 2

=8y ,F 是焦点,点 A (-2,4),P 为抛物线上一点,当|PF |+|PA |的值

最小时,点P 的坐标为_______

【解析】过A 作准线的垂线,交抛物线于P,

由抛物线定义可知,P 点为使|PF |+|PA |为最小值的点, 此时|PF |+|PA |=6

17.已知点()

22,0Q 及抛物线2

4

x y =上的动点(),P x y ,则

y PQ +的最小值是___.

【解析】动点P 到准线的距离为1y +, 所以1PF y =+,又

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