(整理)抛物线的概念性质几何意义
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高中抛物线知识点总结抛物线是高中数学中的一个重要概念,它有着广泛的应用和深厚的理论基础。
在高中数学中,我们学习了抛物线的方程、性质、图像以及与二次函数、解析几何等知识的关联。
本文将对高中抛物线的相关知识进行总结和梳理,以帮助我们更好地理解和应用这一概念。
一、抛物线的定义和基本性质抛物线是指平面上到定点距离与到定直线距离相等的动点所形成的轨迹。
其方程通常表示为y=ax^2+bx+c,其中a、b、c为常数,a≠0。
抛物线具有以下基本性质:1. 它的对称轴是与x轴垂直的直线,过顶点。
2. 它的顶点是抛物线的最低点或最高点。
3. 它开口的方向取决于a的值,当a>0时,抛物线开口向上;当a<0时,抛物线开口向下。
4. 它的图像关于对称轴对称。
二、抛物线的图像与方程通过对抛物线的方程进行分析,我们可以得到一些关于抛物线图像的信息。
1. 抛物线的顶点坐标可以通过求解方程y=ax^2+bx+c的极值点(即导数为0的点)得到。
顶点的横坐标为x=-b/(2a),纵坐标为y=f(x)。
2. 当a>0时,抛物线的图像开口向上,极值点是最低点;当a<0时,抛物线的图像开口向下,极值点是最高点。
3. 当抛物线的方程为y=ax^2+bx+c时,通过对y的值进行分析我们可以得到抛物线的开口大小和位置信息。
三、抛物线与二次函数的关系抛物线是二次函数的特殊图像,二次函数的一般形式为y=ax^2+bx+c。
通过对比抛物线与二次函数的方程,我们可以得到它们之间的关系。
1. 抛物线与二次函数的图像形状相同,二次函数可以表示抛物线的图像;2. 二次函数告诉我们抛物线的方程形式,可以通过方程的系数判断抛物线打开的方向和大小,掌握二次函数的性质有助于理解和研究抛物线。
四、抛物线与解析几何的关系抛物线在解析几何中有重要的应用和意义,特别是在平面直角坐标系中。
抛物线的方程可以表示平面上的曲线,通过解析几何的相关知识我们可以分析抛物线的性质和特点。
抛物线的概念性质几何意义抛物线是数学中重要的曲线之一,具有许多独特的概念性质和几何意义。
在本文中,我们将探讨抛物线的这些性质,并详细解释其几何意义。
首先,抛物线可以通过以下的数学定义来描述:抛物线是一个平面曲线,其点到焦点的距离等于点到准线的距离。
这个定义可以形式化为抛物线的标准方程:y = ax^2 + bx + c,其中a、b和c是实数,并且a不等于0。
几何意义上,抛物线具有以下性质:1.对称性:抛物线是关于焦点所在的直线(称为对称轴)对称的。
这意味着,如果我们选择抛物线上的一个点P,并且通过对称轴绘制一条垂直于对称轴的线,那么这条线将穿过抛物线的两个点,其中一个是P的镜像。
这种对称性使得抛物线在几何和物理问题中具有重要的应用。
2.焦点和准线:抛物线的焦点是其特殊的点,它位于对称轴上。
焦点的几何意义是,对于通过焦点的任意直线,该直线与抛物线的两个切点之间距离相等。
这个性质被广泛应用于抛物物镜、卫星天线和汽车大灯等设计中。
3.方程的系数:抛物线方程的系数a、b和c对其形状产生影响。
如果a的值大于0,抛物线将开口向上;如果a的值小于0,抛物线将开口向下。
同时,a的绝对值决定了抛物线的曲率程度,绝对值越大,曲线越陡峭。
通过调整这些系数,我们可以调整抛物线的形状和位置。
4.最值点:抛物线的最值点是其曲线上的最高点(顶点)和最低点(谷底)。
顶点的x坐标可以通过抛物线方程的关键点公式计算,即x=-b/(2a)。
这个点对应于抛物线的对称轴上的点,同时也是其焦点的位置。
5.切线和法线:抛物线上的任意一点P处的切线是通过该点的抛物线曲线的切线,其斜率等于该点处的导数。
法线则是与切线垂直的线。
抛物线具有特殊的性质,即通过顶点的切线和准线平行,通过焦点的切线和准线垂直。
这些性质在物理学中的运动学问题中非常有用。
6.面积和弧长:抛物线上的面积可以通过定积分计算,其具体形式可以根据抛物线方程来确定。
同样,抛物线的弧长也可以通过定积分来计算,其结果是一个复杂的参数方程。
第42讲抛物线第100课时抛物线的定义及几何性质【提纲挈领】(请阅读下面文字,并在关键词下面记着重号)主干知识归纳1.抛物线的定义(1)平面内与一个定点F和一条定直线l(F∉l)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.(2)其数学表达式:|MF|=d(其中d为点M到准线的距离).2.抛物线的标准方程与几何性质(1)图形与方程2124p x x =;(212y p =-;13|)2sin p AB x x x =++=)以AB 为直径的原与准线(5)/090AC B ∠=; (6)//090A FB ∠=;(7)A 、O 、/B 三点共线;(8)B 、O 、/A 三点共线; (9)112||||AF BF P +=;(10)22sin ABOp Sα=等等。
方法规律总结1. 抛物线的定义是抛物线问题的本质,它能将两种距离(抛物线上的点到焦点的距离、抛物线上的点到准线的距离)进行等量转化.如果问题中涉及抛物线的焦点和准线,又能与距离联系起来,那么用抛物线定义就能解决问题.2.求抛物线标准方程的常用方法是待定系数法,其关键是判断焦点位置,开口方向,在方程的类型已经确定的前提下,由于标准方程只有一个参数p ,只需一个条件就可以确定抛物线的标准方程.3.在解决与抛物线的性质有关的问题时,要注意利用几何图形的形象、直观的特点来解题,特别是涉及焦点、顶点、准线的问题更是如此.【指点迷津】【类型一】抛物线的定义及其应用【例1】:已知点A (3,4),F 是抛物线y 2=8x 的焦点,M 是抛物线上的动点,当|AM |+|MF |最小时,M 点坐标是( )A .(0,0)B .(3,26)C .(2,4)D .(3,-26)【解析】:由题知点A 在抛物线内.设M 到准线的距离为|MK |,则|MA |+|MF |=|MA |+|MK |,当|MA |+|MK |最小时,M 点坐标是(2,4). 答案:C.【例2】:已知点A (2,0),抛物线C :x 2=4y 的焦点为F ,射线FA 与抛物线C 相交于点M ,与其准线相交于点N ,则|FM |∶|MN |=( ).A .2∶ 5B .1∶2C .1∶ 5D .1∶3【解析】:如图所示,由抛物线定义知|MF |=|MH |,所以|MF |∶|MN |=|MH |∶|MN |.由△MHN ∽△FOA ,则|MH ||HN |=|OF ||OA |=12, 则|MH |∶|MN |=1∶5,即|MF |∶|MN |=1∶ 5. 答案:C.【例3】:已知点P 是抛物线y 2=4x 上的动点,点P 在y 轴上的射影是M ,点A 的坐标是(4,a ),则当|a |>4时,|PA |+|PM |的最小值是________. 【解析】:将x =4代入抛物线方程y 2=4x ,得y =±4,|a |>4,所以A 在抛物线的外部,由题意知F (1,0),则抛物线上点P 到准线l :x =-1的距离为|PN |,由定义知,|PA |+|PM |=|PA |+|PN |-1=|PA |+|PF |-1.当A ,P ,F 三点共线时,|PA |+|PF |取最小值,此时|PA |+|PM |也最小,最小值为|AF |-1=9+a 2-1. 答案:9+a 2-1.【类型二】抛物线的标准方程【例1】:如果抛物线的顶点在原点,对称轴为x 轴,焦点在直线3x -4y -12=0上,那么抛物线的方程是( )A .y 2=-16xB .y 2=12xC .y 2=16xD .y 2=-12x【解析】:由题设知直线3x -4y -12=0与x 轴的交点(4,0)即为抛物线的焦点,故其方程为y 2=16x . 答案:C .【例2】:已知圆x 2+y 2+mx -14=0与抛物线y =14x 2的准线相切,则m =( ).A .±2 2B. 3C. 2 D .± 3【解析】:抛物线的标准方程为x 2=4y ,所以准线为y =-1.圆的标准方程为⎝ ⎛⎭⎪⎫x +m 22+y 2=m 2+14,所以圆心为⎝ ⎛⎭⎪⎫-m 2,0,半径为m 2+12.所以圆心到直线的距离为1,即m 2+12=1,解得m =± 3.答案:D.【例3】:如图,过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线交抛物线于点A ,B ,交其准线l 于点C ,若|BC |=2|BF |,且|AF |=3,则此抛物线的方程为( ).A .y 2=9xB .y 2=6xC .y 2=3xD .y 2=3x 【解析】:如图,分别过A ,B 作AA 1⊥l 于A 1,BB 1⊥l 于B 1, 由抛物线的定义知:|AF |=|AA 1|,|BF |=|BB 1|, ∵|BC |=2|BF |,∴|BC |=2|BB 1|,∴∠BCB 1=30°,∴∠AF x =60°,连接A 1F ,则△AA 1F 为等边三角形,过F 作FF 1⊥AA 1于F 1,则F 1为AA 1的中点,设l 交x 轴于K ,则|KF |=|A 1F 1|=12|AA 1|=12|AF |,即p =32,∴抛物线方程为y 2=3x . 答案:C.【类型三】抛物线的几何性质【例1】: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,|AB |=12,P 为C 的准线上一点,则△ABP 的面积为( )A .18B .24C .36D .48【解析】:设抛物线方程为y 2=2px ,当x =p2时,y 2=p 2, ∴|y |=p .∴p =|AB |2=122=6,又点P 到AB 的距离始终为6,∴S △ABP =12×12×6=36.故选C.答案:C.【例2】:已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 与双曲线x 24-y 25=1的右焦点重合,抛物线的准线与x 轴的交点为K ,点A 在抛物线上且|AK |=2|AF |,则A 点的横坐标为( ).A .2 2B .3C .2 3D .4【解析】:抛物线的焦点为⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,准线为x =-p 2.双曲线的右焦点为(3,0),所以p2=3,即p =6,即y 2=12x .过A 做准线的垂线,垂足为M ,则|AK |=2|AF |=2|AM |,即|KM |=|AM |,设A (x ,y ),则y =x +3,代入y 2=12x ,解得x =3. 答案:B.【例3】:过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线交该抛物线于A ,B 两点.若|AF |=3,则|BF |=________.【解析】:法一 由1|AF |+1|BF |=2p .得|BF |=32.法二 设∠BFO =θ,则⎩⎨⎧|AF |=p +|AF |cos θ,|BF |=p -|BF |cos θ,由|AF |=3,p =2,得cos θ=13,∴|BF |=32. 答案:32.【同步训练】【一级目标】基础巩固组 一、选择题1.抛物线y 2=4x 的焦点到双曲线x 2-y 23=1的渐近线的距离是( ).A.12B.32C .1 D.3 【解析】:抛物线y 2=4x 的焦点F (1,0),双曲线x 2-y 23=1的渐近线方程是y =±3x ,即3x ±y =0,故所求距离为|3±0|32+2=32. 答案:B.2.已知圆x 2+y 2-6x -7=0与抛物线y 2=2px (p >0)的准线相切,则p 的值为( ).A .1B .2 C.12D .4【解析】:圆的标准方程为(x -3)2+y 2=16,圆心为(3,0),半径为4.圆心到准线的距离为3-⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2=4,解得p =2.答案:B.3.点M (5,3)到抛物线y =ax 2的准线的距离为6,那么抛物线的方程是( ). A .y =12x 2 B .y =12x 2或y =-36x 2C .y =-36x 2 D .y =112x 2或y =-136x 2 【解析】:分两类a >0,a <0可得y =112x 2,y =-136x 2. 答案:D.4.已知抛物线y 2=2px (p >0)的准线与圆(x -3)2+y 2=16相切,则p 的值为( )A.12B .1C .2D .4 【解析】:由题知抛物线的准线为x =-p2,圆心为(3,0)、半径为4,由准线与圆相切得圆心到准线的距离d =3+p2=4,解得p =2.答案:C.5.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两条渐近线与抛物线y 2=2px (p >0)的准线分别交于A ,B 两点,O 为坐标原点.若双曲线的离心率为2,△AOB 的面积为3,则p =( ). A .1 B.32C .2D .3【解析】:由已知得双曲线离心率e =c a=2,得c 2=4a 2,∴b 2=c 2-a 2=3a 2,即b =3a .又双曲线的渐近线方程为y =±ba x =±3x ,抛物线的准线方程为x =-p2,所以不妨令A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2,32p ,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2,-3p 2,于是|AB |=3p .由△AOB 的面积为3可得12·3p ·p 2=3,所以p 2=4,解得p =2或p =-2(舍去).答案:C. 二、填空题6.若点P 到直线y =-1的距离比它到点(0,3)的距离小2,则点P 的轨迹方程是________.【解析】:由题意可知点P 到直线y =-3的距离等于它到点(0,3)的距离,故点P 的轨迹是以点(0,3)为焦点,以y =-3为准线的抛物线,且p =6,所以其标准方程为x 2=12y . 答案:x 2=12y.7.已知抛物线y 2=4x 上一点M 与该抛物线的焦点F 的距离|MF |=4,则点M 的横坐标x 0=________.【解析】:抛物线y 2=4x 的焦点为F (1,0),准线为x =-1. 根据抛物线的定义,点M 到准线的距离为4,则M 的横坐标为3. 答案:3.8.抛物线x 2=2py (p >0)的焦点为F ,其准线与双曲线x 23-y 23=1相交于A ,B 两点,若△ABF 为等边三角形,则p =________. 【解析】:如图,在等边三角形ABF 中,DF =p ,BD =33p , ∴B 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫33p ,-p2.又点B 在双曲线上,故13p 23-p 243=1.解得p =6.答案:6. 三、解答题9.已知抛物线的顶点在原点,对称轴是x 轴,抛物线上的点M (-3,m )到焦点的距离为5,求抛物线的方程和m 的值.【解析】:法一:根据已知条件,抛物线方程可设为y 2=-2px (p >0),则焦点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2,0.∵点M (-3,m )在抛物线上,且|MF |=5,故⎩⎨⎧m 2=6p ,⎝⎛⎭⎪⎫-3+p 22+m 2=5,解得⎩⎨⎧p =4,m =26或⎩⎨⎧p =4,m =-2 6.∴抛物线方程为y 2=-8x ,m =±2 6.法二:设抛物线方程为y 2=-2px (p >0),则准线方程为x =p2,由抛物线定义,M点到焦点的距离等于M 点到准线的距离,所以有p2-(-3)=5,∴p =4.∴所求又∵点M (-3,m )在抛物线上,故m 2=(-8)×(-3),∴抛物线方程为y 2=-8x ,m =±2 6.答案:抛物线方程为y 2=-8x ,m =±2 6.10.已知倾斜角为θ的直线过抛物线y 2=2px(p>0)的焦点F ,与抛物线交于A 、B 两点,求证:(1)|AB|=2p sin 2θ; (2)S △AOB =p 22sin θ; (3)以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切.【解析】:(1)由抛物线的定义知|AF|等于点A 到准线x =-p2的距离,所以|AF|=x 1+p 2.同理,|BF|=x 2+p2.所以|AB|=|AF|+|BF|=x 1+x 2+p ①又设焦点弦的方程为y =k(x -p 2)(k≠0),所以x =1k y +p2,故x 1+x 2=1k (y 1+y 2)+p.y 2-2p k y -p 2=0,y 1+y 2=2p k .所以x 1+x 2=2pk2+p ② 将②代入①得:|AB|=2p k 2+2p =2p(1+1k 2)=2p(1+1tan 2θ)=2psin 2θ(2)如图,S △AOB =S △AOF +S △BOF =12|OF|·|AF|·sin(π-θ)+12|OF|·|BF|·sin θ=12|OF|·sin θ(|AF|+|BF|)=12|OF|·|AB|·sin θ=12·p 2·2p sin 2θ·sin θ=p 22sin θ. (3)设线段AB 的中点为M ,分别过A 、M 、B 作准线的垂线,垂足为C 、N 、D ,则|MN|=12(|AC|+|BD|)=12(|AF|+|BF|)=12|AB|.所以以AB 为直径的圆与准线相切. 答案:略.【二级目标】能力提升题组 一、选择题1.已知双曲线C 1:x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2.若抛物线C 2:x 2=2py (p >0)的焦点到双曲线C 1的渐近线的距离为2,则抛物线C 2的方程为( ).A .x 2=833y B .x 2=1633y C .x 2=8y D .x 2=16y 【解析】:∵x 2a 2-y 2b 2=1的离心率为2,∴c a =2,即c 2a 2=a 2+b 2a 2=4,∴ba = 3.x 2=2py 的焦点坐标为⎝⎛⎭⎪⎫0,p 2,x 2a 2-y 2b 2=1的渐近线方程为y =±b a x ,即y =±3x .由题意,得p21+32=2,∴p =8.故C 2:x 2=16y ,选D. 答案:D.2.(2014·洛阳统考)已知P 是抛物线y 2=4x 上一动点,则点P 到直线l :2x -y +3=0和y 轴的距离之和的最小值是( ).A. 3B. 5 C .2 D.5-1【解析】:由题,抛物线的焦点为F (1,0).设点P 到直线l 的距离为d ,由抛物线的定义可知,点P 到y 轴的距离为|PF |-1,所以点P 到直线l 的距离与到y 轴的距离之和为d +|PF |-1.易知d +|PF |的最小值为点F 到直线l 的距离,故d +|PF |的最小值为22)1(2|32|-++=5,所以d +|PF |-1的最小值为5-1.答案:D. 二、填空题3.已知椭圆C :x 24+y 23=1的右焦点为F ,抛物线y 2=4x 的焦点为F ,准线为l ,P 为抛物线上一点,PA ⊥l ,A 为垂足.如果直线AF 的倾斜角为120°,那么|PF |=________.【解析】:抛物线的焦点坐标为F (1,0),准线方程为x =-1.因为直线AF 的倾斜角为120°,所以tan 120°=y A -1-1,所以y A =2 3.因为PA ⊥l ,所以y P =y A=23,代入y 2=4x ,得x A =3,所以|PF |=|PA |=3-(-1)=4. 答案:4. 三、解答题4. 如图,抛物线()2212:4,:20C x y C x py p ==->,点()00,M x y 在抛物线2C 上,过M 作1C 的切线,切点为,A B (M 为原点O 时,,A B 重合于O)01x =,切线.MA 的斜率为12-.(I)求p 的值;(II)当M 在2C 上运动时,求线段AB 中点N 的轨迹方程.(),,.A B O O 重合于时中点为③,【高考链接】1.(2010年全国Ⅱ卷理15文15)已知抛物线2:2(0)C y px p =>的准线为l ,过(1,0)M l 相交于点A ,与C 的一个交点为B .若AM MB =,则p = .【解析】:过B 作BE 垂直于准线l 于E ,∵AM MB =,∴M 为中点,∴1BM AB 2=0BAE 30∠=, ∴1BE AB 2=,∴BM BE =,∴M 为抛物线的焦点,∴p =2. 答案:2.2.(2009年广东理科第19题)已知曲线2:C y x =与直线:20l x y -+=交于两点(,)A A A x y 和(,)B B B x y ,且A B x x <.记曲线C 在点A 和点B 之间那一段L 与线段AB 所围成的平面区域(含边界)为D .设点(,)P s t 是L 上的任一点,且点P 与点A 和点B 均不重合.(1)若点Q 是线段AB 的中点,试求线段PQ 的中点M 的轨迹方程;(2)若曲线22251:24025G x ax y y a -+-++=与点D 有公共点,试求a 的最小值. 【解析】:(1)联立2x y =与2+=x y 得2,1=-=B A x x ,则AB 中点)25,21(Q ,设线段PQ 的中点M 坐标为),(y x ,则225,221ty s x +=+=,即252,212-=-=y t x s ,又点P 在曲线C 上,∴2)212(252-=-x y 化简可得8112+-=x x y ,又点P 是L 上的任一点,且不与点A 和点B 重合,则22121<-<-x ,即4541<<-x ,∴中点M 的轨迹方程为8112+-=x x y (4541<<-x ).(2)曲线22251:24025G x ax y y a -+-++=,即圆E :2549)2()(22=-+-y a x ,其圆心坐标为)2,(a E ,半径57=r由图可知,当20≤≤a 时,曲线22251:24025G x ax y y a -+-++=与点D 有公共点;当0<a 时,要使曲线22251:24025G x ax y y a -+-++=与点D 有公共点,只需圆心E 到直线:20l x y -+=的距离572||2|22|≤=+-=a a d ,得0527<≤-a ,则a 的最小值为527-.答案: (1) M 的轨迹方程为8112+-=x x y (4541<<-x ). (2) a 的最小值为527-.3.(2013年福建数学(理))如图,在正方形OABC 中,O 为坐标原点,点A 的坐标为(10,0),点C 的坐标为(0,10).分别将线段OA 和AB 十等分,分点分别记为129,,....A A A 和129,,....B B B ,连结i OB ,过i A 做x 轴的垂线与i OB 交于点*(,19)i P i N i ∈≤≤.(1)求证:点*(,19)i P i N i ∈≤≤都在同一条抛物线上,并求该抛物线E 的方程; (2)过点C 做直线与抛物线E 交于不同的两点,M N ,若OCM ∆与OCN ∆的面积比为4:1,求直线的方程.【解析】:(Ⅰ)依题意,过*(,19)∈≤≤i A i N i 且与x 轴垂直的直线方程为=x i(10,)i B i ,∴直线i OB 的方程为10=iy x 设i P 坐标为(,)x y ,由10=⎧⎪⎨=⎪⎩x iiy x 得:2110=y x ,即210=x y , ∴*(,19)∈≤≤i P i N i 都在同一条抛物线上,且抛物线E 方程为210=x y(Ⅱ)依题意:直线的斜率存在,设直线的方程为10=+y kx由21010=+⎧⎨=⎩y kx x y得2101000--=x kx [来源:学*科*网] 此时2100+4000∆=>k ,直线与抛物线E 恒有两个不同的交点,M N设:1122(,)(,)M x y N x y ,则121210100+=⎧⎨⋅=-⎩x x kx x4∆∆=OCM OCN S S ∴124=x x 又120⋅<x x ,∴124=-x x 分别代入21010=+⎧⎨=⎩y kx x y,解得32=±k 直线的方程为3+102=±y x ,即32200-+=x y 或3+2200-=x y .答案: (Ⅰ) 抛物线E 方程为210=x y ;(Ⅱ) 直线的方程为 32200-+=x y 或3+2200-=x y .。
抛物线的定义与性质抛物线是由平面上一点P到一个定点F的距离与点P到一条直线L的距离相等的轨迹。
在平面直角坐标系中,抛物线的方程可以表示为y = ax² + bx + c,其中a、b、c是常数,a ≠ 0。
抛物线具有许多有趣的性质,下面将逐一介绍。
性质一:焦点和直线L抛物线的焦点是定点F,直线L是平行于y轴的直线,距离焦点F的垂直距离是h。
根据抛物线的定义,对于任意一点P(x, y)在抛物线上,我们可以得到以下关系:PF = PL√[(x - p)² + (y - q)²] = |y - h|其中,(p, q)是抛物线的顶点。
性质二:焦半径焦半径是从焦点F到抛物线上任意一点P的线段。
根据性质一中的等式,我们可以得到焦点与抛物线上的任意一点之间的距离PF与抛物线切线的夹角θ满足以下关系:PF = |PC|cosθ其中,切线的斜率可以通过抛物线的方程求出。
性质三:对称轴抛物线的对称轴是直线x = p,其中p是抛物线的顶点的横坐标。
对称轴将抛物线分成两个对称的部分,具有关于对称轴的对称性。
性质四:焦点的坐标对于抛物线y = ax² + bx + c,焦点的横坐标可以通过以下公式计算:p = -b / (2a)焦点的纵坐标可以通过以下公式计算:q = c - b² / (4a)性质五:切线与法线抛物线上的任意一点P的切线与该点的法线垂直,并且共线。
对于抛物线y = ax² + bx + c,点P(x0, y0)处的切线的斜率可以通过以下公式计算:m = 2ax0 + b点P处的切线的方程可以表示为:y - y0 = m(x - x0)该切线的法线与切线斜率的乘积为-1。
性质六:焦点的几何意义抛物线的焦点F到任意一点P的线段PF的长度与FP的长度相等。
这说明,焦点是抛物线上各点到抛物线的一条对称轴的距离之差的等分点。
性质七:离心率离心率是抛物线焦点到抛物线对称轴的距离与焦点到抛物线上任意一点P的距离之比的绝对值。
1、抛物线的定义、几何性质学习目标:理解掌握抛物线的定义、几何性质,并能解决有关问题 重点: 抛物线的定义、几何性质难点:利用抛物线的定义、几何性质解决有关问题 知识梳理:抛物线定义:平面内到一定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹称为抛物线(点F 不在直线l 上). 注意:点F 在直线l 上时,轨迹是过点F 且垂直于直线l 的一条直线 2.抛物线四种标准方程的几何性质:轴)轴轴)轴3.抛物线)0(22>=p px y 的几何性质:(1)范围:因为p>0,由方程可知x ≥0,所以抛物线在y 轴的右侧,当x 的值增大时,|y |也增大,说明抛物线向右上方和右下方无限延伸. (2)对称性:对称轴要看一次项,符号决定开口方向. (3)顶点(0,0),焦点(,0)2p F ,准线2px -=,焦准距p . (4) 焦半径:抛物线 )0(22>-=p px y 上一点),(00y x P 到焦点(,0)2p F 的距离2||||0px PF += 抛物线 )0(22>±=p py x 上一点),(00y x P 到焦点(,0)2p F 的距离 2||||0py PF +=(5) 焦点弦长:抛物线)0(22>=p px y 的焦点弦AB ,),(11y x A ,),(22y x B ,则p x x AB ++=21||.4.焦点弦的相关性质:焦点弦AB ,),(11y x A ,),(22y x B , 焦点(,0)2p F (1)以抛物线的焦点弦为直径的圆和抛物线的准线相切(2) 221p y y -=,4221p x x =(3)pBF AF 211=+ (4)通径:过焦点垂直于焦点所在的轴的焦点弦叫做通径.抛物线的通径长:2p . 5.弦长公式:),(11y x A ,),(22y x B 是抛物线上两点,则221212()()AB x x y y =-+-||11||1212212y y kx x k -+=-+= 分类例析: 一、 抛物线的定义、几何性质及应用 例1(1)过抛物线x y 82=的焦点F 作倾斜角是π43的直线,交抛物线于A,B 两点,则||AB = A .8B .28C .216D .16(2)(2020新课标1理4)已知A 为抛物线C :y 2=2px (p >0)上一点,点A 到C 的焦点的距离为12,到y 轴的距离为9,则p =A .2B .3C .6D .9(3)经过抛物线)0(22>=p px y 的焦点作一直线l 交抛物线 于),(11y x A ,),(22y x B ,则2121x x y y 的值为__________。
抛物线方程及其性质1.抛物线定义:平面内到一定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹称为抛物线. 2.抛物线四种标准方程的几何性质:图形参数p 几何意义 参数p 表示焦点到准线的距离,p 越大,开口越阔.开口方向 右左上下 标 准方 程 22(0)y px p => 22(0)y px p =-> 22(0)x py p =>22(0)x py p =->焦 点位 置 X 正X 负Y 正Y 负焦 点坐 标 (,0)2p (,0)2p -(0,)2p(0,)2p -准 线方 程 2p x =-2p x =2p y =-2p y =范 围 0,x y R ≥∈0,x y R ≤∈0,y x R ≥∈0,y x R ≤∈对 称轴 X 轴X 轴Y 轴Y 轴顶 点坐 标 (0,0)离心率 1e =通 径 2p焦半径11(,)A x y 12p AF x =+12p AF x =-+12p AF y =+12p AF y =-+焦点弦长AB12()x x p ++ 12()x x p -++ 12()y y p ++ 12()y y p -++焦点弦长AB 的补充11(,)A x y22(,)B x y以AB 为直径的圆必与准线l 相切若AB 的倾斜角为α,22sin p AB α=若AB 的倾斜角为α,则22cos pAB α=2124p x x = 212y y p =-112AF BF AB AF BF AF BF AF BF p++===•• 3.抛物线)0(22>=p px y 的几何性质:(1)范围:因为p>0,由方程可知x ≥0,所以抛物线在y 轴的右侧, 当x 的值增大时,|y |也增大,说明抛物线向右上方和右下方无限延伸.(2)对称性:对称轴要看一次项,符号决定开口方向. (3)顶点(0,0),离心率:1=e ,焦点(,0)2p F ,准线2px -=,焦准距p . (4) 焦点弦:抛物线)0(22>=p px y 的焦点弦AB ,),(11y x A ,),(22y x B ,则p x x AB ++=21||. 弦长|AB|=x 1+x 2+p,当x 1=x 2时,通径最短为2p 。
抛物线总结知识点一、抛物线的定义1、几何定义抛物线实际上是一个平面上的曲线,其特点是所有点到焦点的距离与直线上的点到焦点的距离相等。
在几何上,抛物线可以用一定的数学方法来绘制,比如几何学中的反射法则,就是一个通过抛物线的特性进行绘制的方法。
2、代数定义抛物线也可以用数学式子来表示,通常来说,一个一般形式的抛物线方程可以表示为:y=ax^2+bx+c。
其中a、b、c为常数,且a≠0。
这个方程就是抛物线的代数表示方法。
二、抛物线的性质1、对称性抛物线具有对称性,即其焦点与直线的对称轴关于抛物线是对称的。
也就是说,如果你在抛物线上选取一个点,并且在该点的正上方或是正下方做等距的另外一个点,那么这两个点与抛物线的焦点的距离是一样的。
2、焦点抛物线的焦点是抛物线中的一个重要点,所有在抛物线上的点到焦点的距离,是和这根线上的点到焦点的距离是相等的。
这也是抛物线对称性的基础。
3、直线抛物线的对称轴是一条直线,这条直线被称为抛物线的直线。
直线与抛物线的焦点以及对称轴是彼此有特殊的关系的,这样的直线通常是抛物线的对称轴。
4、距离性质抛物线上的任意一点到焦点的距离与该点到抛物线的对称轴的距离之间的关系。
通常,这个距离关系就是抛物线的形成依据之一。
三、抛物线的方程1、标准形式标准形式的抛物线通常以y=ax^2+bx+c的数学形式表示。
这种数学形式可以清楚的展现抛物线的双曲性。
2、顶点形式抛物线的顶点形式方程也是一种比较通用的表示方法。
顶点形式的抛物线方程是一种通过抛物线的顶点来表示其位置的方法。
其数学表达式通常为y=a(x-h)^2+k,其中(h,k)为抛物线的顶点坐标。
3、焦点形式焦点形式的抛物线方程则是基于抛物线的焦点和直线来展现其形状和位置的。
该类型的方程通常为x^2=4py,其中p为焦点的距离。
四、抛物线的几何意义1、抛物线的几何意义作为一条特殊的曲线,抛物线在实际中有着丰富的几何意义。
通过抛物线的特性和性质,我们可以从几何角度来认识抛物线。
几何中的抛物线性质抛物线是数学中的一种特殊曲线,它在几何学和物理学等领域中有着广泛的应用。
本文将介绍抛物线的定义及其基本性质,包括焦点、准线、顶点、对称轴等重要概念。
同时,还将探讨抛物线的相关公式和实际应用,帮助读者更好地理解并应用这一几何形状。
一、抛物线的定义抛物线是一种二次曲线,由焦点到准线的距离始终相等构成。
其数学表达式为:y = ax² + bx + c其中a、b、c为常数且a≠0。
抛物线是一个平滑的U形曲线,向上或向下开口,具有许多独特的性质。
二、抛物线的基本性质1. 焦点和准线:焦点是指离抛物线上任意一点的距离与该点到准线的距离相等的点。
准线是平行于对称轴,并与抛物线不相交的一条直线。
2. 顶点和对称轴:顶点是指抛物线的最高点或最低点,即曲线的拐点。
对称轴是通过焦点和顶点的直线,也是抛物线的对称轴线。
3. 焦距公式:焦距是指焦点到对称轴的距离。
在一般的抛物线方程中,焦距的计算公式为:f = 1 / (4a)4. 切线和法线:切线是抛物线某一点处切于曲线的直线,而法线则与切线垂直。
5. 弧长和曲率:抛物线的弧长可使用积分计算。
曲率是抛物线某一点处曲线的弯曲程度,由相应的导数或偏导数表示。
三、抛物线的相关公式1. 标准形式:y = ax²2. 顶点坐标:(-b/2a, f(-b/2a))3. 焦点的坐标:(p, a/p),其中p为焦距4. 准线方程:y = -p5. 切线方程:y = mx + c,其中m是抛物线某一点处的导数,c为相应的截距四、抛物线的实际应用抛物线不仅在数学领域中具有重要意义,还广泛应用于各行各业。
以下是一些抛物线在实际中的应用示例:1. 抛物线反射器:抛物线形状的反射器可以将平行光线聚焦到一个点上,常用于望远镜、卫星天线等设备中。
2. 炮弹的轨迹:抛物线方程可用于计算炮弹射程和最大高度等参数,有助于炮弹的轨迹预测和射击控制。
3. 桥梁设计:在桥梁的设计过程中,抛物线形状能够提供足够的结构安全性和荷载分布均匀性。
第三讲 抛物线定义、标准方程和几何意义抛物线的定义平面内与一个定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹叫做抛物线定点F 叫做抛物线的焦点,定直线l 叫做抛物线的准线 抛物线的准线方程(1))0(22>=p px y , 焦点:)0,2(p ,准线l :2p x -= (2))0(22>=p py x , 焦点:)2,0(p ,准线l :2py -= (3))0(22>-=p px y , 焦点:)0,2(p-,准线l :2p x =(4) )0(22>-=p py x , 焦点:)2,0(p -,准线l :2p y =相同点:(1)抛物线都过原点;(2)对称轴为坐标轴;(3)准线都与对称轴垂直,垂足与焦点在对称轴上关于原点对称 它们到原点的距离都等于一次项系数绝对值的41,即242p p =不同点:(1)图形关于X 轴对称时,X 为一次项,Y 为二次项,方程右端为px 2±、左端为2y ;图形关于Y 轴对称时,X 为二次项,Y 为一次项,方程右端为py 2±,左端为2x(2)开口方向在X 轴(或Y 轴)正向时,焦点在X 轴(或Y 轴)的正半轴上,方程右端取正号;开口在X 轴(或Y 轴)负向时,焦点在X 轴(或Y 轴)负半轴时,方程右端取负号 抛物线的几何性质(1)范围因为p >0,由方程()022>=p px y 可知,这条抛物线上的点M 的坐标(x ,y)满足不等式x≥0,所以这条抛物线在y 轴的右侧;当x 的值增大时,|y|也增大,这说明抛物线向右上方和右下方无限延伸.(2)对称性以-y 代y ,方程()022>=p px y 不变,所以这条抛物线关于x 轴对称,我们把抛物线的对称轴叫做抛物线的轴.(3)顶点抛物线和它的轴的交点叫做抛物线的顶点.在方程()022>=p px y 中,当y=0时,x=0,因此抛物线()022>=p px y 的顶点就是坐标原点.(4)离心率抛物线上的点M 与焦点的距离和它到准线的距离的比,叫做抛物线的离心率,用e 表示.由抛物线的定义可知,e=1. 17抛物线的焦半径公式:抛物线)0(22>=p px y ,0022x p p x PF +=+=抛物线)0(22>-=p px y ,0022x p p x PF -=-=抛物线)0(22>=p py x ,0022y p p y PF +=+=抛物线)0(22>-=p py x ,0022y p p y PF -=-=18.直线与抛物线: (1)位置关系:相交(两个公共点或一个公共点);相离(无公共点);相切(一个公共点) 将b kx y l +=:代入0:22=++++F Ey Dx CyAx C ,消去y ,得到关于x 的二次方程02=++c bx ax (*) 若0>∆,相交;0=∆,相切;0<∆,相离 综上,得:联立⎩⎨⎧=+=pxyb kx y 22,得关于x 的方程02=++c bx ax当0=a (二次项系数为零),唯一一个公共点(交点)当0≠a ,则若0>∆,两个公共点(交点)0=∆,一个公共点(切点) 0<∆,无公共点 (相离) (2)相交弦长:弦长公式:21kad +∆=,(3)焦点弦公式:抛物线)0(22>=p px y , )(21x x p AB ++= 抛物线)0(22>-=p px y , )(21x x p AB +-= 抛物线)0(22>=p py x , )(21y y p AB ++= 抛物线)0(22>-=p py x ,)(21y y p AB +-=(4)通径:定义:过焦点且垂直于对称轴的相交弦 通径:p d 2= (5)若已知过焦点的直线倾斜角θ则⎪⎩⎪⎨⎧=-=px y p x k y 2)2(20222=--⇒p y k p y ⎪⎩⎪⎨⎧-==+⇒221212py y k p y y θsin 24422221p pkp y y =+=-⇒θθ221sin2sin 1p y y AB =-=⇒(6)常用结论:⎪⎩⎪⎨⎧=-=pxy p x k y 2)2(20222=--⇒p y k p y 和04)2(22222=++-p k x p p k x k 221p y y -=⇒和421p x x =。
抛物线一、抛物线的标准方程及其几何性质1. 抛物线定义:平面内与一个定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹叫做抛物线 定点F 叫做抛物线的焦点,定直线l 叫做抛物线的准线 2抛物线的标准方程: ()022>=p pxy 叫做抛物线的标准方程它表示的抛物线的焦点在x 轴的正半轴上,焦点坐标是F (2p,0),它的 准线方程是2p x -= 3.抛物线的几何性质抛物线的几何性质、图形、标准方程列表如下: 图形标准 方程 y 2=2px(p >0)y 2=-2px(p >0)x 2=2py(p >0)x 2=-2py(p >0)焦点 坐标 (2p ,0) (-2p ,0) (0,2p ) (0,-2p ) 准线 方程 x=-2p x=2p y=-2p y=2p 范围 x ≥0 x ≤0 y ≥0 y ≤0 对称轴 x 轴x 轴y 轴y 轴顶点 (0,0) (0,0) (0,0) (0,0) 离心率e=1e=1e=1e=1参数p 的几何 意义参数p 表示焦点到准线的距离,p 越大,开口越阔.注意强调p 的几何意义:是焦点到准线的距离 二、例题选讲例1、求满足下列条件的抛物线的标准方程,并求对应抛物线的准线方程:(1)过点(-3,2);(2)焦点在直线x -2y -4=0上. 解:(1)设所求的抛物线方程为y 2=-2px 或x 2=2py (p >0),∵过点(-3,2), ∴4=-2p (-3)或9=2p ·2. ∴p =32或p =49. ∴所求的抛物线方程为y 2=-34x 或x 2=29y , xy(1)MK FO D抛物线y 2=-34x 的准线方程是x =31,抛物线x 2=29y 的准线方程是y =-89. (2)令x =0得y =-2,令y =0得x =4, ∴抛物线的焦点为(4,0)或(0,-2).当焦点为(4,0)时,2p=4, ∴p =8,此时抛物线方程y 2=16x ;焦点为(0,-2)时,2p=2, ∴p =4,此时抛物线方程为x 2=-8y .∴所求的抛物线的方程为y 2=16x 或x 2=-8y , 对应的准线方程分别是x =-4,y =2.例2、已知抛物线的顶点在原点,对称轴为x 轴,抛物线上的点M (-3,m )到焦点的距离等于5,求抛物线的方程和m 的值解:由 M (-3,m )到焦点的距离等于5⇒ M (-3,m )到准线的距离等于5⇒2352=-=p⇒4=p ⇒所求抛物线的方程为x y 82-= 三、巩固练习1.抛物线y 2=-8x 的焦点坐标是( ) BA .(2,0)B .(-2,0)C .(4,0)D .(-4,0)2.在抛物线y 2=2px 上,横坐标为4的点到焦点的距离为5,则p 的值为( )CA.12B .1C .2D .4 3.抛物线y =4x 2上的一点M 到焦点的距离为1,则点M 的纵坐标是( ) BA.1716B.1516C.78D .0 4.若抛物线y 2=2px (p >0)的焦点与双曲线x 212-y 24=1的右焦点重合,则p 的值为( )CA .2B .4C .8 D.4 25.已知点P 是抛物线y 2=2x 上的一个动点,则点P 到点(0,2)的距离与P 到该抛物线准线的距离之和的最小值为( ) AA.172 B .3 C.5 D.926.当a 为任意实数时,直线(a -1)x -y +2a +1=0恒过定点P ,则过点P 的抛物线的标准方程是( )AA .y 2=-92x 或x 2=43yB .y 2=92x 或x 2=43yC .y 2=92x 或x 2=-43y D.y 2=-92x 或x 2=-43y7.过点p )0,2(-与抛物线x y 82=只有一个公共点的直线有 ( )CA. 1条B. 2条C. 3条D. 无数条.8.过抛物线x y 42=的焦点作直线交抛物线于),(11y x A ,),(22y x B 两点,若621=+x x ,那么AB 等于 ( )BA 10B 8C 6D 49.直线l 过抛物线)0()1(2>+=a x a y 的焦点,并且与x 轴垂直,若l 被抛物线截得的线段长为4,则=a ( )AA 4B 2 C41 D 21 10.设a ≠0,a ∈R ,则抛物线y =4ax 2的焦点坐标为 ( )C A (a ,0) B (0,a ) C (0,a161) D 随a 符号而定 11.已知点P 是抛物线22y x =上的一个动点,则点P 到点(0,2)的距离与P 到该抛物线准线的距离之和的最小值为( )A A .172B .3C .5D .9212.抛物线2y x =-上的点到直线4380x y +-=距离的最小值为( )AA .43B .75C .85D .313.已知抛物线22(0)y px p =>的焦点为F ,点111222()()P x y P x y ,,,,333()P x y ,在抛物线上,且2132x x x =+, 则有( )C A .123FP FP FP +=B .222123FP FP FP +=C .2132FP FP FP =+D .2213FP FP FP =14.设斜率为2的直线l 过抛物线y 2=ax (a ≠0)的焦点F ,且和y 轴交于点A .若△OAF (O 为坐标原点)的面积为4,则抛物线方程为 ( )B A . y 2=±4x B .y 2=±8x C C. y 2=4x D .y 2=8x 15.以抛物线24y x =的焦点为圆心,且过坐标原点的圆的方程为 ( )DA.22x +y +2x=0 B. 22x +y +x=0 C. 22x +y -x=0 D. 22x +y -2x=016.设O 为坐标原点,F 为抛物线y 2=4x 的焦点,A 是抛物线上一点,若OA F A ∙=-4,则点A 的坐标是( )BA .(2,±22) B. (1,±2) C.(1,2) D.(2,22) 17.若直线ax -y +1=0经过抛物线y 2=4x 的焦点,则实数a =______.-118.若A (6,m )是抛物线y 2=2px 上的点,F 是抛物线的焦点,且|AF |=10,则此抛物线的焦点到准线的距离为____________.819.已知抛物线y =ax 2-1的焦点是坐标原点,则以抛物线与两坐标轴的三个交点为顶点的三角形面积为____________.220. 若垂直于x 轴的直线交抛物线y 2=4x 于点A ,B ,且AB =43,则直线AB 的方程为_______. x =321.设抛物线y 2=8x 上一点P 到y 轴的距离是4,则点P 到该抛物线焦点的距离是____.622.抛物线y 2=8x 的焦点到双曲线x 212-y 24=1的渐近线的距离为________.123.设抛物线y 2=4ax (a >0)的焦点为A ,以B (a +4,0)为圆心,|AB |为半径,在x 轴上方画半圆,设抛物线与半圆相交与不同的两点M 、N ,点P 是MN 的中点.(1)求|AM |+|AN |的值;(2)是否存在实数a ,恰使|AM |、|AP |、|AN |成等差数列?若存在,求出a ,若不存在,说明理由.23.(1)8(2)假设存在a .因为|AM |+|AN |=|MM ′|+|NN ′|=2|PP ′|所以|AP |=|PP ′|,P 点在抛物线上,这与P 点是MN 的中点矛盾.故a 不存在.24.在平面直角坐标系xOy 中,抛物线C 的顶点在原点,经过点A (2,2),其焦点F 在x 轴上. (1)求抛物线C 的标准方程;(2)求过点F ,且与直线OA 垂直的直线的方程;(3)设过点M (m,0)(m >0)的直线交抛物线C 于D 、E 两点,ME =2DM ,记D 和E 两点间的距离为f (m ),求f (m )关于m 的表达式.24.(1)y 2=2x (2)x +y -12=0(3)f (m )=32m 2+4m (m >0)25.已知顶点在原点,焦点在x 轴上的抛物线被直线21y x =+截得的弦长为15,求抛物线的方程。
抛物线的概念与几何性质一、知识梳理1.抛物线的定义(1)平面内与一个定点F 和一条定直线l (F ∉l )的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F 叫做抛物线的焦点,直线l 叫做抛物线的准线. (2)其数学表达式:{M ||MF |=d }(d 为点M 到准线l 的距离). 2.抛物线的标准方程与几何性质3.通径:过焦点且垂直于对称轴的弦长等于2p ,通径是过焦点最短的弦.4.焦半径:抛物线y 2=2px (p >0)上一点P (x 0,y 0)到焦点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0的距离|PF |=x 0+p2,也称为抛物线的焦半径.二、例题精讲 + 随堂训练1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)(1)平面内与一个定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹一定是抛物线.( )(2)方程y =ax 2(a ≠0)表示的曲线是焦点在x 轴上的抛物线,且其焦点坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫a 4,0,准线方程是x =-a 4.( )(3)抛物线既是中心对称图形,又是轴对称图形.( )(4)过抛物线的焦点与抛物线对称轴垂直的直线被抛物线截得的线段叫做抛物线的通径,那么抛物线x 2=-2ay (a >0)的通径长为2a .( )解析 (1)当定点在定直线上时,轨迹为过定点F 与定直线l 垂直的一条直线,而非抛物线.(2)方程y =ax 2(a ≠0)可化为x 2=1a y ,是焦点在y 轴上的抛物线,且其焦点坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫0,14a ,准线方程是y =-14a .(3)抛物线是只有一条对称轴的轴对称图形. 答案 (1)× (2)× (3)× (4)√2.顶点在原点,且过点P (-2,3)的抛物线的标准方程是________________. 解析 设抛物线的标准方程是y 2=kx 或x 2=my ,代入点P (-2,3),解得k =-92,m =43,所以y 2=-92x 或x 2=43y .答案 y 2=-92x 或x 2=43y3. 抛物线y 2=8x 上到其焦点F 距离为5的点的个数为________.解析 设P (x 1,y 1),则|PF |=x 1+2=5,得x 1=3,y 1=±2 6.故满足条件的点的个数为2. 答案 24.(2019·黄冈联考)已知方程y 2=4x 表示抛物线,且该抛物线的焦点到直线x =m 的距离为4,则m 的值为( ) A.5B.-3或5C.-2或6D.6解析 抛物线y 2=4x 的焦点为F (1,0),它与直线x =m 的距离为d =|m -1|=4,∴m=-3或5.答案B5.(2019·北京海淀区检测)设抛物线y2=8x上一点P到y轴的距离是4,则点P到该抛物线焦点的距离是()A.4B.6C.8D.12解析如图所示,抛物线的准线l的方程为x=-2,F是抛物线的焦点,过点P 作P A⊥y轴,垂足是A,延长P A交直线l于点B,则|AB|=2.由于点P到y轴的距离为4,则点P到准线l的距离|PB|=4+2=6,所以点P到焦点的距离|PF|=|PB|=6.故选B.答案B6.(2019·宁波调研)已知抛物线方程为y2=8x,若过点Q(-2,0)的直线l与抛物线有公共点,则直线l的斜率的取值范围是________.解析设直线l的方程为y=k(x+2),代入抛物线方程,消去y整理得k2x2+(4k2-8)x+4k2=0,当k=0时,显然满足题意;当k≠0时,Δ=(4k2-8)2-4k2·4k2=64(1-k2)≥0,解得-1≤k<0或0<k≤1,因此k的取值范围是[-1,1].答案[-1,1]考点一抛物线的定义及应用【例1】(1)(2019·厦门外国语模拟)已知抛物线x2=2y的焦点为F,其上有两点A(x1,y1),B(x2,y2)满足|AF|-|BF|=2,则y1+x21-y2-x22=()A.4B.6C.8D.10(2)若抛物线y2=4x的准线为l,P是抛物线上任意一点,则P到准线l的距离与P到直线3x+4y+7=0的距离之和的最小值是()A.2B.135 C.145 D.3解析 (1)由抛物线定义知|AF |=y 1+12,|BF |=y 2+12,∴|AF |-|BF |=y 1-y 2=2,又知x 21=2y 1,x 22=2y 2,∴x 21-x 22=2(y 1-y 2)=4,∴y 1+x 21-y 2-x 22=(y 1-y 2)+(x 21-x 22)=2+4=6.(2)由抛物线定义可知点P 到准线l 的距离等于点P 到焦点F 的距离,由抛物线y 2=4x 及直线方程3x +4y +7=0可得直线与抛物线相离,∴点P 到准线l 的距离与点P 到直线3x +4y +7=0的距离之和的最小值为点F (1,0)到直线3x +4y +7=0的距离,即|3+7|32+42=2. 答案 (1)B (2)A规律方法 应用抛物线定义的两个关键点(1)由抛物线定义,把抛物线上点到焦点距离与到准线距离相互转化.(2)注意灵活运用抛物线上一点P (x 0,y 0)到焦点F 的距离|PF |=|x 0|+p2或|PF |=|y 0|+p 2.【训练1】 (1)动圆过点(1,0),且与直线x =-1相切,则动圆的圆心的轨迹方程为__________.(2)(2017·全国Ⅱ卷)已知F 是抛物线C :y 2=8x 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 (1)设动圆的圆心坐标为(x ,y ),则圆心到点(1,0)的距离与到直线x =-1的距离相等,根据抛物线的定义易知动圆的圆心的轨迹方程为y 2=4x .(2)如图,不妨设点M 位于第一象限内,抛物线C 的准线交x 轴于点A ,过点M 作准线的垂线,垂足为点B ,交y 轴于点P ,∴PM ∥OF .由题意知,F (2,0),|FO |=|AO |=2. ∵点M 为FN 的中点,PM ∥OF ,∴|MP |=12|FO |=1. 又|BP |=|AO |=2, ∴|MB |=|MP |+|BP |=3.由抛物线的定义知|MF |=|MB |=3,故|FN |=2|MF |=6. 答案 (1)y 2=4x (2)6考点二 抛物线的标准方程及其性质【例2】 (1)(2018·晋城模拟)抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,其准线l 与x 轴交于点A ,点M 在抛物线C 上,当|MA ||MF |=2时,△AMF 的面积为( ) A.1B. 2C.2D.22(2)已知圆C 1:x 2+(y -2)2=4,抛物线C 2:y 2=2px (p >0),C 1与C 2相交于A ,B 两点,且|AB |=855,则抛物线C 2的方程为( )A.y 2=85xB.y 2=165xC.y 2=325xD.y 2=645x 解析 (1)过M 作MP 垂直于准线,垂足为P , 则|MA ||MF |=2=|MA ||MP |=1cos ∠AMP ,则cos ∠AMP =22,又0°<∠MAP <180°, 则∠AMP =45°,此时△AMP 是等腰直角三角形, 设M (m ,4m ),由|MP |=|MA |,得|m +1|=4m , 解得m =1,M (1,2),所以△AMF 的面积为12×2×2=2. (2)由题意,知直线AB 必过原点, 则设AB 的方程为y =kx (易知k >0), 圆心C 1(0,2)到直线AB 的距离d =|-2|k 2+1=22-⎝ ⎛⎭⎪⎫4552=255,解得k =2,由⎩⎨⎧y =2x ,x 2+(y -2)2=4得⎩⎨⎧x =0,y =0或⎩⎪⎨⎪⎧x =85,y =165,把⎝ ⎛⎭⎪⎫85,165代入抛物线方程, 得⎝ ⎛⎭⎪⎫1652=2p ·85,解得p =165, 所以抛物线C 2的方程为y 2=325x . 答案 (1)C (2)C规律方法 1.求抛物线标准方程的常用方法是待定系数法,其关键是判断焦点位置、开口方向,在方程的类型已经确定的前提下,由于标准方程只有一个参数p ,只需一个条件就可以确定抛物线的标准方程.2.在解决与抛物线的性质有关的问题时,要注意利用几何图形的形象、直观的特点来解题,特别是涉及焦点、顶点、准线的问题更是如此.【训练2】 (1)如图,过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线交抛物线于点A ,B ,交其准线l 于点C ,若|BC |=2|BF |,且|AF |=3,则此抛物线的方程为________.(2)(2019·济宁调研)已知点A (3,0),过抛物线y 2=4x 上一点P 的直线与直线x =-1垂直相交于点B ,若|PB |=|P A |,则P 的横坐标为( ) A.1B.32C.2D.52解析 (1)设A ,B 在准线上的射影分别为A 1,B 1, 由于|BC |=2|BF |=2|BB 1|,则直线的斜率为3, 故|AC |=2|AA 1|=6,从而|BF |=1,|AB |=4,故p |AA 1|=|CF ||AC |=12,即p =32,从而抛物线的方程为y 2=3x .(2)由抛物线定义知:|PB |=|PF |,又|PB |=|P A |,所以|P A |=|PF |,所以x P =x A +x F2=2(△PF A 为等腰三角形). 答案 (1)y 2=3x (2)C考点三 直线与抛物线的综合问题【例3】 (2019·武汉调研)已知抛物线C :x 2=2py (p >0)和定点M (0,1),设过点M 的动直线交抛物线C 于A ,B 两点,抛物线C 在A ,B 处的切线交点为N . (1)若N 在以AB 为直径的圆上,求p 的值; (2)若△ABN 面积的最小值为4,求抛物线C 的方程. 解 (1)可设AB :y =kx +1,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 将AB 的方程代入抛物线C ,得x 2-2pkx -2p =0,显然方程有两不等实根, 则x 1+x 2=2pk ,x 1x 2=-2p .① 又x 2=2py 得y ′=xp ,则A ,B 处的切线斜率乘积为x 1x 2p 2=-2p =-1, 则有p =2.(2)设切线AN 为y =x 1p x +b ,又切点A 在抛物线y =x 22p 上,∴y 1=x 212p ,∴b =x 212p -x 21p =-x 212p ,切线AN 的方程为y AN =x 1p x -x 212p ,同理切线BN 的方程为y BN =x 2p x -x 222p . 又∵N 在y AN 和y BN 上,∴⎩⎪⎨⎪⎧y =x 1p x -x 212p ,y =x 2p x -x 222p,解得N ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,x 1x 22p .∴N (pk ,-1). |AB |=1+k 2|x 2-x 1|=1+k 24p 2k 2+8p , 点N 到直线AB 的距离d =|kx N +1-y N |1+k 2=|pk 2+2|1+k 2,S △ABN =12·|AB |·d =p (pk 2+2)3≥22p , ∴22p =4,∴p =2, 故抛物线C 的方程为x 2=4y .规律方法 1.有关直线与抛物线的弦长问题,要注意直线是否过抛物线的焦点.若过抛物线的焦点,可直接使用公式|AB |=x 1+x 2+p ,若不过焦点,则必须用一般弦长公式.2.涉及抛物线的弦长、中点、距离等相关问题时,一般利用根与系数的关系采用“设而不求”、“整体代入”等解法.提醒:涉及弦的中点、斜率时一般用“点差法”求解.【训练3】 (2017·全国Ⅰ卷)已知F 为抛物线C :y 2=4x 的焦点,过F 作两条互相垂直的直线l 1,l 2,直线l 1与C 交于A ,B 两点,直线l 2与C 交于D ,E 两点,则|AB |+|DE |的最小值为( ) A.16B.14C.12D.10解析 抛物线C :y 2=4x 的焦点为F (1,0),由题意可知l 1,l 2的斜率存在且不为0.不妨设直线l 1的斜率为k ,则l 2直线的斜率为-1k ,故l 1:y =k (x -1),l 2:y =-1k (x -1).由⎩⎨⎧y 2=4x ,y =k (x -1),消去y 得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),∴x 1+x 2=2k 2+4k 2=2+4k 2, 由抛物线定义可知,|AB |=x 1+x 2+2=4+4k 2. 同理得|DE |=4+4k 2,∴|AB |+|DE |=8+4k 2+4k 2≥8+216=16. 当且仅当1k 2=k 2,即k =±1时取等号. 故|AB |+|DE |的最小值为16. 答案 A[思维升华]1.抛物线定义的实质可归结为“一动三定”:一个动点M ,一个定点F (抛物线的焦点),一条定直线l (抛物线的准线),一个定值1(抛物线的离心率).2.抛物线的焦点弦:设过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点的直线与抛物线交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则:(1)y 1y 2=-p 2,x 1x 2=p 24;(2)若直线AB 的倾斜角为θ,则|AB |=2psin 2θ;|AB |=x 1+x 2+p ; (3)若F 为抛物线焦点,则有1|AF |+1|BF |=2p . [易错防范]1.认真区分四种形式的标准方程(1)区分y =ax 2(a ≠0)与y 2=2px (p >0),前者不是抛物线的标准方程.(2)求标准方程要先确定形式,必要时要进行分类讨论,标准方程有时可设为y 2=mx 或x 2=my (m ≠0).2.直线与抛物线结合的问题,不要忘记验证判别式.数学抽象——活用抛物线焦点弦的四个结论1.数学抽象素养水平表现为能够在关联的情境中抽象出一般的数学概念和规则,能够将已知数学命题推广到更一般情形.本课时中研究直线方程时常用到直线系方程就是其具体表现之一.2.设AB 是过抛物线y 2=2px (p >0)焦点F 的弦, 若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则 (1)x 1·x 2=p 24. (2)y 1·y 2=-p 2.(3)|AB |=x 1+x 2+p =2psin 2α(α是直线AB 的倾斜角). (4)1|AF |+1|BF |=2p 为定值(F 是抛物线的焦点).【例1】 过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线l 与抛物线交于A ,B 两点,若|AF |=2|BF |,则|AB |等于( ) A.4B.92C.5D.6[一般解法]易知直线l 的斜率存在,设为k ,则其方程为y =k (x -1). 由⎩⎨⎧y =k (x -1),y 2=4x得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0,得x A ·x B =1,①因为|AF |=2|BF |,由抛物线的定义得x A +1=2(x B +1), 即x A =2x B +1,②由①②解得x A =2,x B =12, 所以|AB |=|AF |+|BF |=x A +x B +p =92.[应用结论]法一 由对称性不妨设点A 在x 轴的上方,如图设A ,B 在准线上的射影分别为D ,C ,作BE ⊥AD 于E ,设|BF |=m ,直线l 的倾斜角为θ, 则|AB |=3m ,由抛物线的定义知 |AD |=|AF |=2m ,|BC |=|BF |=m ,所以cos θ=|AE ||AB |=13,所以tan θ=2 2.则sin 2θ=8cos 2θ,∴sin 2θ=89.又y 2=4x ,知2p =4,故利用弦长公式|AB |=2p sin 2θ=92.法二 因为|AF |=2|BF |,1|AF |+1|BF |=12|BF |+1|BF |=32|BF |=2p =1, 解得|BF |=32,|AF |=3,故|AB |=|AF |+|BF |=92. 答案 B【例2】 设F 为抛物线C :y 2=3x 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△OAB 的面积为( ) A.334B.938C.6332D.94[一般解法]由已知得焦点坐标为F ⎝ ⎛⎭⎪⎫34,0,因此直线AB 的方程为y =33⎝ ⎛⎭⎪⎫x -34,即4x -43y -3=0.与抛物线方程联立,化简得4y 2-123y -9=0, 故|y A -y B |=(y A +y B )2-4y A y B =6.因此S△OAB =12|OF||y A-y B|=12×34×6=94.[应用结论]由2p=3,及|AB|=2p sin2α得|AB|=2psin2α=3sin230°=12.原点到直线AB的距离d=|OF|·sin 30°=3 8,故S△AOB =12|AB|·d=12×12×38=94.答案D【例3】(2019·益阳、湘潭调研)如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若F是AC的中点,且|AF|=4,则线段AB的长为()A.5B.6C.163 D.203[一般解法]如图,设l与x轴交于点M,过点A作AD⊥l交l于点D,由抛物线的定义知,|AD|=|AF|=4,由F是AC的中点,知|AD|=2|MF|=2p,所以2p=4,解得p=2,所以抛物线的方程为y2=4x.设A(x1,y1),B(x2,y2),则|AF|=x1+p2=x1+1=4,所以x1=3,可得y1=23,所以A(3,23),又F(1,0),所以直线AF的斜率k=233-1=3,所以直线AF 的方程为y=3(x-1),代入抛物线方程y2=4x得3x2-10x+3=0,所以x1+x2=103,|AB |=x 1+x 2+p =163.故选C.[应用结论]法一 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则|AF |=x 1+p 2=x 1+1=4,所以x 1=3,又x 1x 2=p 24=1,所以x 2=13,所以|AB |=x 1+x 2+p =3+13+2=163.法二 因为1|AF |+1|BF |=2p ,|AF |=4,所以|BF |=43,所以|AB |=|AF |+|BF |=4+43=163.答案 C三、课后练习1.抛物线y 2=8x 的焦点为F ,设A ,B 是抛物线上的两个动点,|AF |+|BF |=233|AB |,则∠AFB 的最大值为( )A.π3B.3π4C.5π6D.2π3解析 设|AF |=m ,|BF |=n ,∵|AF |+|BF |=233|AB |,∴233|AB |≥2mn ,∴mn ≤13|AB |2,在△AFB 中,由余弦定理得cos ∠AFB =m 2+n 2-|AB |22mn =(m +n )2-2mn -|AB |22mn =13|AB |2-2mn 2mn ≥-12,∴∠AFB 的最大值为2π3. 答案 D2.(2019·武汉模拟)过点P (2,-1)作抛物线x 2=4y 的两条切线,切点分别为A ,B ,P A ,PB 分别交x 轴于E ,F 两点,O 为坐标原点,则△PEF 与△OAB 的面积之比为( )A.32B.33C.12D.34解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则点A ,B 处的切线方程为x 1x =2(y +y 1),x 2x =2(y +y 2),所以E ⎝ ⎛⎭⎪⎫2y 1x 1,0,F ⎝ ⎛⎭⎪⎫2y 2x 2,0,即E ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 12,0,F ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 22,0,因为这两条切线都过点P (2,-1),则⎩⎨⎧2x 1=2(-1+y 1),2x 2=2(-1+y 2),所以l AB :x =-1+y ,即l AB 过定点(0,1),则S △PEF S OAB=12×1×⎪⎪⎪⎪⎪⎪x 12-x 2212×1×|x 1-x 2|=12. 答案 C3.已知抛物线方程为y 2=-4x ,直线l 的方程为2x +y -4=0,在抛物线上有一动点A ,点A 到y 轴的距离为m ,到直线l 的距离为n ,则m +n 的最小值为________.解析 如图,过A 作AH ⊥l ,AN 垂直于抛物线的准线,则|AH |+|AN |=m +n +1,连接AF ,则|AF |+|AH |=m +n +1,由平面几何知识,知当A ,F ,H 三点共线时,|AF |+|AH |=m +n +1取得最小值,最小值为F 到直线l 的距离,即65=655,即m +n 的最小值为655-1.答案655-14.(2019·泉州一模)在平面直角坐标系xOy 中,抛物线C :x 2=2py (p >0)的焦点为F ,点A 在C 上,若|AO |=|AF |=32.(1)求抛物线C 的方程;(2)设直线l 与C 交于P ,Q ,若线段PQ 的中点的纵坐标为1,求△OPQ 的面积的最大值.解 (1)因为点A 在C 上,|AO |=|AF |=32,所以点A 的纵坐标为p 4,所以p 4+p 2=32,所以p =2,所以C 的方程为x 2=4y .(2)由题意知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为y =kx +b (b ≥0),代入抛物线方程,可得x 2-4kx-4b =0.设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),则x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4b ,所以y 1+y 2=4k 2+2b , 因为线段PQ 的中点的纵坐标为1,所以2k 2+b =1,即2k 2=1-b ≥0,所以0<b ≤1,S △OPQ =12b |x 1-x 2|=12b (x 1+x 2)2-4x 1x 2=12b 16k 2+16b =b 2+2b =2·b 3+b 2(0<b ≤1),设y =b 3+b 2,y ′=3b 2+2b >0,函数单调递增,所以b =1时,△OPQ 的面积最大,最大值为2.5.已知点A (0,2),抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,射线F A 与抛物线C 相交于点M ,与其准线相交于点N ,若|FM ||MN |=55,则p 的值等于( ) A.14 B.2 C.4 D.8解析 过点M 作抛物线的准线的垂线,垂足为点M ′,则易得|MM ′|=|MF |,所以cos ∠NMM ′=|MM ′||MN |=|MF ||MN |=55,则k AM =-tan ∠NMM ′=-1-cos 2∠NMM ′cos 2∠NMM ′=-2,则直线AM 的方程为y -2=-2x ,令y =0得抛物线的焦点坐标F (1,0),则p =2×1=2,故选B.答案 B。
抛物线的标准方程、图象及几何性质:0>p1、定义:2、几个概念:① p 的几何意义:焦参数p 是焦点到准线的距离,故p 为正数; ② 焦点的非零坐标是一次项系数的14;③ 方程中的一次项的变量与对称轴的名称相同,一次项的系数符号决定抛物线的开口方向。
④ 通径:2p3、如:AB 是过抛物线)0(22>=p px y 焦点F 的弦,M 是AB 的中点,l 是抛物线的准线,l MN ⊥,N 为垂足,l BD ⊥,l AH ⊥,D ,H 为垂足,求证:(1)DF HF ⊥; (2)BN AN ⊥; (3)AB FN ⊥;(4)设MN 交抛物线于Q ,则Q 平分MN ; (5)设),(),,(2211y x B y x A ,则221p y y -=,22141p x x =; (6)pFB FA 2||1||1=+; (7)D O A ,,三点在一条直线上(8)过M 作AB ME ⊥,ME 交x 轴于E ,求证:||21||AB EF =,||||||2FB FA ME ⋅=;1、 双曲线的定义:平面内与两个定点21,F F 的距离的差的绝对值等于常数(小于||21F F )的点的轨迹。
第二定义:平面内与一个定点的距离和到一条定直线的距离的比是常数)1(>e e 的点的轨迹。
两个定点为双曲线的焦点,焦点间距离叫做焦距;定直线叫做准线。
常数叫做离心率。
注意: a PF PF 2||||21=-与a PF PF 2||||12=-(||221F F a <)表示双曲线的一支。
||221F F a =表示两条射线;||221F F a >没有轨迹;2、 双曲线的标准方程①焦点在x 轴上的方程:22221x y a b -=(a>0,b>0); ②焦点在y 轴上的方程:22221y x a b-= (a>0,b>0);③当焦点位置不能确定时,也可直接设椭圆方程为:mx 2-ny 2=1(m ·n<0); ④双曲线的渐近线:改1为0,分解因式则可得两条渐近线之方程. 3、双曲线的渐近线:①求双曲线12222=-b y a x 的渐近线,可令其右边的1为0,即得02222=-b y a x ,因式分解得到。
抛物线的性质抛物线是一种基本的数学曲线,具有许多独特的性质和应用。
本文将从几何和代数的角度探讨抛物线的性质,以及它在实际生活中的一些应用。
一、抛物线的定义和基本特征抛物线是一种由平面上的一个点P和一个定点F及一条直线l构成的几何图形。
其中,定点F称为焦点,直线l称为准线。
对于平面上的任意一点Q,其到焦点F的距离与其到准线l的距离的平方成正比。
抛物线的几何特征可以用数学表达式y = ax^2 + bx + c来表示,其中a、b、c为常数,a不等于零。
1.1 焦点和准线抛物线的焦点F位于抛物线的对称轴上,离开准线的距离等于离开抛物线的顶点的距离。
抛物线上的每个点到焦点的距离与到准线的距离的比值都相等,这个比值称为离心率,用e表示。
准线是与抛物线关于对称轴对称的直线。
具体的计算公式可以由抛物线的焦点和准线的坐标表示。
1.2 对称性和顶点抛物线具有关于对称轴的对称性。
对于抛物线上的任意一点P(x,y),其关于对称轴的对称点P'的坐标为P'(-x,y)。
抛物线的顶点是对称轴上的一个点,其坐标可以通过求导或者由抛物线的标准方程得出。
二、抛物线的性质抛物线除了上述的定义和基本特征外,还有一些重要的性质和定理。
下面将介绍几个常见的抛物线性质。
2.1 切线和法线考虑抛物线上的一点P(x,y),其切线的斜率为y'。
由于抛物线的方程是二次函数,可以通过求导得到切线的斜率。
切线与抛物线在点P处相切,其方程可以由点斜式或者斜截式得出。
法线是与切线垂直的线段,其斜率为倒数的负数。
根据几何关系可以得出切线和法线在点P 处垂直。
2.2 点的位置关系给定一个点Q(x,y),如何判断其是否在抛物线上?可以将点Q的坐标带入抛物线的方程中,若等式成立,则点Q在抛物线上;若不成立,则点Q不在抛物线上。
2.3 判别式和焦点位置由抛物线的标准方程y=ax^2+bx+c可得到判别式D=b^2-4ac。
根据判别式的值,可以判断抛物线的性质:若D大于零,则抛物线开口向上或向下,焦点在对称轴上方或下方;若D等于零,则抛物线开口向上或向下,焦点与顶点重合;若D小于零,则抛物线开口向上或向下,但焦点不存在于实数范围内。
专题12抛物线及其性质【考点预测】知识点一、抛物线的定义平面内与一个定点F 和一条定直线()l F l ∉的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点F 叫抛物线的焦点,定直线l 叫做抛物线的准线.注:若在定义中有F l ∈,则动点的轨迹为l 的垂线,垂足为点F .知识点二、抛物线的方程、图形及性质抛物线的标准方程有4种形式:22y px =,22y px =-,22x py =,22(0)x py p =->,其中一次项与对称轴一致,一次项系数的符号决定开口方向图形标准方程22(0)y px p =>22(0)y px p =->22(0)x py p =>22(0)x py p =->顶点(00)O ,范围0x ≥,y R ∈0x ≤,y R∈0y ≥,x R ∈0y ≤,x R∈对称轴x 轴y 轴焦点(0)2pF ,(0)2p F -,(0)2p F ,(0)2pF -,离心率1e =准线方程2p x =-2p x =2p y =-2p y =焦半径11()A x y ,12pAF x =+12p AF x =-+12p AF y =+12p AF y =-+【方法技巧与总结】1、点00(,)P x y 与抛物线22(0)y px p =>的关系(1)P 在抛物线内(含焦点)2002y px ⇔<.(2)P 在抛物线上2002y px ⇔=.(3)P 在抛物线外2002y px ⇔>.2、焦半径抛物线上的点00(,)P x y 与焦点F 的距离称为焦半径,若22(0)y px p =>,则焦半径02pPF x =+,max2p PF =.3、(0)p p >的几何意义p 为焦点F 到准线l 的距离,即焦准距,p 越大,抛物线开口越大.4、焦点弦若AB 为抛物线22(0)y px p =>的焦点弦,11(,)A x y ,22(,)B x y ,则有以下结论:(1)2124p x x =.(2)212y y p =-.(3)焦点弦长公式1:12AB x x p =++,12x x p +≥=,当12x x =时,焦点弦取最小值2p ,即所有焦点弦中通径最短,其长度为2p .焦点弦长公式2:22sin pAB α=(α为直线AB 与对称轴的夹角).(4)AOB ∆的面积公式:22sin AOB p S α∆=(α为直线AB 与对称轴的夹角).5、抛物线的弦若AB 为抛物线22(p 0)y px =>的任意一条弦,1122(,),(,)A x y B x y ,弦的中点为000(,)(0)M x y y ≠,则(1)弦长公式:1212(0)AB AB x y k k =-=-=≠(2)0AB p k y =(3)直线AB 的方程为000()py y x x y -=-(4)线段AB 的垂直平分线方程为000()y y y x x p-=--6、求抛物线标准方程的焦点和准线的快速方法(4A法)(1)2(0)y Ax A =≠焦点为(,0)4A ,准线为4Ax =-(2)2(0)x Ay A =≠焦点为(0,)4A ,准线为4Ay =-如24y x =,即24y x =,焦点为1(0,)16,准线方程为116y =-7、参数方程22(0)y px p =>的参数方程为222x pt y pt ⎧=⎨=⎩(参数t R ∈)8、切线方程和切点弦方程抛物线22(0)y px p =>的切线方程为00()y y p x x =+,00(,)x y 为切点切点弦方程为00()y y p x x =+,点00(,)x y 在抛物线外与中点弦平行的直线为00()y y p x x =+,此直线与抛物线相离,点00(,)x y (含焦点)是弦AB 的中点,中点弦AB 的斜率与这条直线的斜率相等,用点差法也可以得到同样的结果.9、抛物线的通径过焦点且垂直于抛物线对称轴的弦叫做抛物线的通径.对于抛物线22(0)y px p =>,由()2p A p ,,()2p B p -,,可得||2AB p =,故抛物线的通径长为2p .10、弦的中点坐标与弦所在直线的斜率的关系:0py k=11、焦点弦的常考性质已知11()A x y ,、22()B x y ,是过抛物线22(0)y px p =>焦点F 的弦,M 是AB 的中点,l 是抛物线的准线,MN l ⊥,N 为垂足.(1)以AB 为直径的圆必与准线l 相切,以AF (或BF )为直径的圆与y 轴相切;(2)FN AB ⊥,FC FD⊥(3)2124p x x =;212y y p =-(4)设BD l ⊥,D 为垂足,则A 、O 、D 三点在一条直线上【专题过关】【考点目录】考点一:抛物线的定义与方程考点二:抛物线的轨迹方程考点三:与抛物线有关的距离和最值问题考点四:抛物线中三角形,四边形的面积问题考点五:焦半径问题考点六:抛物线的性质【典型考题】考点一:抛物线的定义与方程1.(2022·江苏·高二)已知抛物线的顶点在原点,对称轴为y 轴,其上一点(),4A m -到焦点F 的距离为6.求抛物线的方程及点A 的坐标.【解析】由题意,设抛物线方程为()220x py p =->,则其准线方程为2p y =,∴462p+=,得p =4,故抛物线方程为28x y =-;又∵点(),4A m -在抛物线上,∴232m =,∴m =±即点A 的坐标为()4-或()4--.2.(多选题)(2022·全国·高二单元测试)下列方程的图形为抛物线的是()A .10x +=B .2y -=C D .2230x x y --+=【答案】ACD【解析】对于A ,方程10x +=化为1x +=(,)x y 到定点(0,0)的距离与到定直线1x =-的距离相等,且定点(0,0)不在定直线1x =-上,原方程表示的图形是抛物线,A 是;对于B ,方程2y -=(,)x y 到定点(1,2)-的距离与到定直线2y =的距离相等,而定点(1,2)-在定直线2y =上,原方程表示的图形不是抛物线,B 不是;对于C (,)x y 到定点(2,3)的距离与到定直线3410x y +-=的距离相等,且定点(2,3)不在定直线3410x y +-=上,原方程表示的图形是抛物线,C 是;对于D ,方程2230x x y --+=化为223y x x =-+,方程表示的图形是抛物线,D 是.故选:ACD3.(多选题)(2022·广东清远·高二期末)已知0mn ≠,则方程221mx ny +=与2ny mx =在同一坐标系内对应的图形可能是()A .B .C .D .【答案】BC【解析】将对应方程化为标准方程得22111x ym n+=,2m y x n=,所以抛物线2my x n=的焦点在x 轴上,故排除D 选项,对于A 选项,由图可知0mn>,0m <,0n >,矛盾,故A 错误;对于B 选项,由图可知0mn<,0m <,0n >,满足,故B 正确;对于C 选项,由图可知,0mn>,0m >,0n >,满足,故C 正确;故选:BC.4.(2022·江西吉安·高二期末(理))已知抛物线C :()220y px p =>的焦点为F ,准线l 上有两点A ,B ,若FAB 为等腰直角三角形且面积为8,则抛物线C 的标准方程是()A .2y =B .28y x =C .2y =或28y x =D .24y x=【答案】C【解析】由题意得,当2AFB π∠=时,1282AFB S p p =⨯⨯=△,解得p =;当2FAB π∠=或2FBA π∠=时,2182AFB S p ==△,解得4p =,所以抛物线的方程是2y =或28y x =.故选:C.5.(2022·全国·高二课时练习)下列条件中,一定能得到抛物线的标准方程为28y x =的是______(填序号)(写出一个正确答案即可).①焦点在x 轴上;②焦点在y 轴上;③抛物线上横坐标为1的点到焦点的距离为3;④焦点到准线的距离为4;⑤由原点向过焦点的某直线作垂线,垂足坐标为()1,1-.【答案】①③(答案不唯一)【解析】若要得到抛物线的方程为28y x =,则焦点一定在x 轴上,故①必选,②不选.若选①③,由抛物线的定义可知132p+=,得4p =,则抛物线的方程为28y x =.若选①⑤,设焦点,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭()0p >,()1,1A -,112AF k p =-,1OA k =-,由1AF OA k k ⋅=-,得1112p =-,解得4p =,故抛物线的方程为28y x =.由④可知4p =,故还可选择①④.故答案可为①③或①⑤或①④.故答案为:①③(答案不唯一)6.(2022·全国·高二课时练习)位于德国东部萨克森州的莱科勃克桥(如图所示)有“仙境之桥”之称,它的桥形可以近似地看成抛物线,该桥的高度为5m ,跨径为12m ,则桥形对应的抛物线的焦点到准线的距离为______m .【答案】185【解析】以抛物线的最高点O 为坐标原点,建立如图所示的平面直角坐标系,设抛物线的解析式为22x py =-,0p >,因为抛物线过点()6,5-,所以3610p =,可得185p =,所以抛物线的焦点到准线的距离为18m 5.故答案为:1857.(2022·全国·高二课时练习)设抛物线C 的顶点在坐标原点,焦点F 在坐标轴上,点P 在抛物线C 上,52PF =,若以线段PF 为直径的圆过坐标轴上距离原点为1的点,试写出一个满足题意的抛物线C 的方程为______.【答案】22x y =(答案不唯一)【解析】由题意,若抛物线的焦点F 在y 轴正半轴上,则可设抛物线方程为22x py =(0p >),()00,P x y ,0,2p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,由焦半径公式可知0522p y +=,圆的半径为54,得052p y -=,并且线段PF 中点的纵坐标是05224py +=,所以以线段PF 为直径的圆与x 轴相切,切点坐标为()1,0-或()1,0,所以02x =±,即点P 的坐标为52,2p -⎛⎫± ⎝⎭,代入抛物线方程22x py =(0p >)得5422p p -=⋅,解得1p =或4p =,即当点F 在y 轴正半轴上时,抛物线方程是22x y =或28x y =.同理,当点F 在y 轴负半轴时,抛物线方程为22x x =-或28x y =-,当点F 在x 轴正半轴时,抛物线方程为22y x =或28y x =,当点F 在x 轴负半轴时,抛物线方程为22y x =-或28y x =-.故答案为:22x y =(答案不唯一).8.(2022·山西·怀仁市第一中学校高二期中(理))设抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ,准线为l ,A 为C 上一点,以F 为圆心,FA 为半径的圆交l 于B ,D 两点.若90ABD ∠=︒,且ABF的面积为C 的方程为()A .22y x =B .24y x =C .28y x =D .216y =【答案】B【解析】∵以F 为圆心,FA 为半径的圆交l 于B ,D 两点,90ABD ∠=︒,结合抛物线的定义可得:AB AF BF==ABF ∴是等边三角形,30FBD ∴∠=︒.ABF2=4BF ∴=.又点F 到准线的距离为sin 302BF p ︒==,则该抛物线的方程为24y x =.故选:B .9.(2022·全国·高二课时练习)如图,过抛物线()220y px p =>的焦点F 的直线交抛物线于点,A B ,交其准线l 于点C ,若2BC BF =,且3AF =,则此抛物线的方程为()A .29y x =B .26y x =C .23y x =D .212y x=【答案】C【解析】作AD l ⊥,BE l ⊥,垂足分别为,D E ,设l 与x 轴交于点G ,由抛物线定义知:BE BF =,3AD AF ==,设BF a =,则BE a =,2BC a =,1sin 22a BCE a ∴∠==,则6BCE π∠=,26AC AD ∴==,又33AC AF BF BC a =++=+,1a \=,1BE ∴=,23BE BC FGCF==,32FG ∴=,即32p =,∴抛物线方程为:23y x =.故选:C.10.(2022·全国·高二课时练习)已知抛物线y 2=2px (p >0)经过点M (x 0,),若点M 到准线l 的距离为3,则该抛物线的方程为()A .y 2=4xB .y 2=2x 或y 2=4xC .y 2=8xD .y 2=4x 或y 2=8x【答案】D【解析】∵抛物线y 2=2px (p >0)经过点M (x 0,),∴202px =,可得04x p=.又点M 到准线l 的距离为3,∴432pp +=,解得p =2或p =4.则该抛物线的方程为y 2=4x 或y 2=8x .故选:D.11.(2022·全国·高二课时练习)苏州市“东方之门”是由两栋超高层建筑组成的双塔连体建筑(如图1所示),“门”的内侧曲线呈抛物线形.图2是“东方之门”的示意图,已知30m CD =,60m AB =,点D 到直线AB 的距离为150m ,则此抛物线顶端O 到AB 的距离为()A .180mB .200mC .220mD .240m【答案】B【解析】以O 为坐标原点,建立如图所示的平面直角坐标系,设抛物线的方程为()220x py p =->,由题意设()15,D h ,0h <,()30,150B h -,则()22152302150php h ⎧=-⎪⎨=--⎪⎩,解得502.25h p =-⎧⎨=⎩,所以此抛物线顶端O 到AB 的距离为()50150200m +=.故选:B .考点二:抛物线的轨迹方程12.(2022·全国·高二课时练习)点()1,0A ,点B 是x 轴上的动点,线段PB 的中点E 在y 轴上,且AE 垂直PB ,则点P 的轨迹方程为______.【答案】24y x =()0x ≠【解析】设(),P x y ,(),0B m ,则,22x m y E +⎛⎫⎪⎝⎭.由点E 在y 轴上,得02x m +=,则m x =-,即0,2y E ⎛⎫⎪⎝⎭.又AE PB ⊥,若0x ≠,则21012AE PB yy k k x⋅=⨯=--,即24y x =.若0x =,则0m =,此时点P ,B 重合,直线PB 不存在.所以点P 的轨迹方程是24y x =()0x ≠.故答案为:24y x =()0x ≠.13.(2022·全国·高二课时练习)若动点(,)M x y 满足()()225123412x y x y -+-=-+,则点M 的轨迹是()A .圆B .椭圆C .双曲线D .抛物线【答案】D【解析】由题意,动点(,)M x y 满足()()225123412x y x y -+-=-+,()()223412125x y x y -+-+-=,即动点(,)M x y 到定点(1,2)的距离等于动点(,)M x y 到定直线34120x y -+=的距离,又由点(1,2)不在直线34120x y -+=上,根据抛物线的定义,可得动点M 的轨迹为以(1,2)为焦点,以34120x y -+=的抛物线.故选:D.14.(2022·江西·赣州市赣县第三中学高二开学考试(理))已知动圆⊙M 经过定点(1,0)A ,且和直线1x =-相切,则点M 的轨迹方程为()A .22y x=B .24y x=C .22y x=-D .24y x=-【答案】B【解析】因为动圆⊙M 经过定点(1,0)A ,且和直线1x =-相切,所以点M 到点(1,0)A 的距离等于它到直线1x =-的距离,即M 的轨迹为以点(1,0)A 为焦点,直线1x =-为准线的抛物线,所以12p=,解得2p =,轨迹方程为24y x =.故选:B .15.(2022·全国·高二课时练习)若动圆M 经过双曲线2213y x -=的左焦点且与直线x =2相切,则圆心M 的坐标满足的方程是______.【答案】28y x=-【解析】双曲线2213y x -=的左焦点为F (-2,0),动圆M 经过F 且与直线x =2相切,则圆心M 到点F 的距离和到直线x =2的距离相等,由抛物线的定义知圆心的轨迹是焦点为F ,准线为x =2的抛物线,其方程为28y x =-.故答案为:28y x =-.16.(2022·全国·高二课时练习)若点(),P x y 满足方程3412x y =++,则点P 的轨迹是______.【答案】抛物线【解析】由|3412|x y =++|3412|5x y ++=,等式左边表示点(),x y 和点()1,2的距离,等式的右边表示点(),x y 到直线34120x y ++=的距离.整个等式表示的意义是点(),x y 到点()1,2的距离和到直线34120x y ++=的距离相等,其轨迹为抛物线.故答案为:抛物线17.(2022·全国·高二课时练习)与点()0,3F -和直线30y -=的距离相等的点的轨迹方程是______.【答案】212x y=-【解析】由抛物线的定义可得平面内与点()0,3F -和直线30y -=的距离相等的点的轨迹为抛物线,且()0,3F -为焦点,直线3y =为准线,设抛物线的方程为22(0)x py p =->,可知32p=,解得6p =,所以该抛物线方程是212x y =-,故答案为:212x y=-18.(2022·河北唐山·高二期中(理))已知动点(,)P x y 满足341x y =+-,则点P 的轨迹为()A .直线B .抛物线C .双曲线D .椭圆【答案】B【解析】把341x y =+-3415x y +-,3415x y +-可看做(,)x y 与(1,2)的距离等于(,)x y 到直线3410x y +-=的距离,由于点(1,2)不在直线3410x y +-=上,满足抛物线的定义,则点P 的轨迹为抛物线,故选:B19.(2022·全国·高二课时练习)平面上动点M 到定点()3,0F 的距离比M 到直线l :10x +=的距离大2,求动点M 满足的方程.【解析】因为动点M 到定点()3,0F 的距离比M 到直线l :10x +=的距离大2,所以动点M 到定点()3,0F 的距离与M 到直线l :30x +=的距离相等,所以M 的轨迹是以()3,0F 为焦点,直线l :3x =-为准线的抛物线,此时6p =,故所求的点M 满足的方程是212y x =.20.(2022·全国·高二课时练习)已知点M 与点(4,0)F 的距离比它到直线:60l x +=的距离小2,求点M 的轨迹方程.【解析】由题意知动点M 到(4,0)的距离比它到直线:6l x =-的距离小2,即动点M 到(4,0)的距离与它到直线4x =-的距离相等,由抛物线定义可知动点M 的轨迹为以(4,0)为焦点的抛物线,则点M 的轨迹方程为216y x =.21.(2022·全国·高二课时练习)已知圆A :(x +2)2+y 2=1与定直线l :x =1,且动圆P 和圆A 外切并与直线l 相切,求动圆的圆心P 的轨迹方程.【解析】由题意知:点P 到圆心A (-2,0)的距离和到定直线x =2的距离相等,所以点P 的轨迹为抛物线,且焦点为A ,准线为x =2,故点P 的轨迹方程为y 2=-8x .22.(2022·全国·高二课时练习)已知点()1,0A ,直线:1l x =-,两个动圆均过A 且与l 相切,若圆心分别为1C 、2C ,则1C 的轨迹方程为___________;若动点M 满足22122C M C C C A =+,则M 的轨迹方程为___________.【答案】24y x =221y x =-【解析】由抛物线的定义得动圆的圆心轨迹是以()1,0A 为焦点,直线l :1x =-为准线的抛物线,所以1C 的轨迹方程为24y x =,设()1,C a b ,()2,C m n ,(),M x y ,因为动点M 满足22122C M C C C A =+,所以()()()2,,1,x m y n a m b n m n --=--+--,即21x a =+,2y b =,所以21a x =-,2b y =,因为24b a =,所以()()22421y x =-,所以221y x =-,即M 的轨迹方程为221y x =-.故答案为:24y x =;221y x =-.考点三:与抛物线有关的距离和最值问题23.(2022·全国·高二课时练习)已知点()2,0P ,点Q 在曲线2:2C y x =上.(1)若点Q 在第一象限内,且2PQ =,求点Q 的坐标;(2)求PQ 的最小值.【解析】(1)设()(),0,0Q x y x y >>,则22y x =,由已知条件得2PQ ==,将22y x =代入上式,并变形得,220,x x -=解得x=0(舍去)或x =2.当x =2时,2y =±,只有x =2,y =2满足条件,所以()2,2Q ;(2)PQ ,其中22y x =,所以()()()22222224130PQ x x x x x x =-+=-+=-+≥,所以当x =1时,min PQ =24.(2022·全国·高二课时练习)若M 是抛物线22y x =上一动点,点103,3P ⎛⎫⎪⎝⎭,设d 是点M 到准线的距离,要使d MP +最小,求点M 的坐标.【解析】由题意,可知抛物线的焦点1(,0)2F ,由抛物线的定义有||||d MP MF MP PF +=+≥,所以d MP +最小值为||PF ,此时点M 为直线PF 与抛物线的交点,而直线PF 的方程求得为:4233y x =-,所以有242332y x y x ⎧=-⎪⎨⎪=⎩,解得4143x y =⎧⎪⎨=⎪⎩或1413x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩(舍),所以14(4,)3M 25.(2022·全国·高二课时练习)已知抛物线22y x =的焦点是F ,点P 是抛物线上的动点,若()3,2A ,则PA PF +的最小值为______,此时点P 的坐标为______.【答案】72【解析】易知点A 在抛物线内部,设抛物线的准线为l ,则l 的方程为12x =-,过点P 作PQ l ⊥于点Q ,则PA PF PA PQ +=+,当PA l ⊥,即A ,P ,Q 三点共线时,PA PF +最小,最小值为17322+=,此时点P 的纵坐标为2,代入22y x =,得2x =,所以此时点P 的坐标为()2,2.故答案为:72;()2,2.26.(2022·全国·高二课时练习)设P 是抛物线24y x =上的一个动点,点F 是焦点.(1)求点P 到点()1,1A -的距离与点P 到直线1x =-的距离之和的最小值;(2)若()3,2B ,求PB PF +的最小值.【解析】(1)抛物线24y x =的焦点为()1,0F ,准线是1x =-.由抛物线的定义,知点P 到直线1x =-的距离等于点P 到焦点F 的距离,所以问题转化为求抛物线上一点P 到点()1,1A -的距离与其到点()1,0F 的距离之和的最小值,如图,当A ,P ,F 共线时上述距离之和最小,连接AF 交抛物线于点P ,此时所求的最小值为||AF =(2)由题意()3,2B ,可知2243<⨯,故点B 在抛物线内部(焦点所在一侧),如图,作BQ 垂直准线于点Q ,交抛物线于点1P ,连接1PF ,此时11PQ PF =,当点P 与点1P 重合时,PB PF +的值最小,此时3(1)4PB PF BQ +==--=,即PB PF +的最小值为4.27.(多选题)(2022·全国·高二单元测试)已知F 是抛物线24y x =的焦点,P 是抛物线24y x =上一动点,Q 是()()22:411C x y -+-=上一动点,则下列说法正确的有()A .PF 的最小值为1B .QFC .PF PQ +的最小值为4D .PF PQ +1+【答案】AC【解析】抛物线焦点为()1,0F ,准线为1x =-,作出图象,对选项A :由抛物线的性质可知:PF 的最小值为1OF =,选项A 正确;对选项B :注意到F 是定点,由圆的性质可知:QF 的最小值为1CF r -=,选项B 错误;对选项CD :过点P 作抛物线准线的垂线,垂足为M ,由抛物线定义可知PF PM =,故PF PQ PM PQ +=+,PM PQ +的最小值为点Q 到准线1x =-的距离,故最小值为4,从而选项C 正确,选项D 错误.故选:AC.28.(2022·河南·襄城县实验高级中学高二阶段练习(文))已知P 为抛物线()2:20C y px p =>上的动点,C 的准线l 与x 轴的交点为A ,当点P 的横坐标为1时,2PF =,则PF PA的取值范围是()A .⎤⎥⎣⎦B .⎤⎥⎣⎦C .⎣⎦D .22⎡⎢⎣⎦【答案】B【解析】因为抛物线C 的方程为()22 0y px p =>,所以其准线方程为2p x =-.因为当点P 的横坐标为1时,2PF =,所以122p+=,所以 2p =,故拋物线C 的方程为24y x =.设直线PA 的倾斜角为θ,PP l '⊥垂足为P ',()1,0A -,由抛物线的性质可得PP PF '=,所以cos PF PP PAPAθ'==,所以当直线PA 与抛物线C 相切时,cos θ最小.设直线PA 的方程为1x my =-,联立方程组214x my y x=-⎧⎨=⎩,得2440y my -+=,由216160m ∆=-=,得1m =±,2tan 1,cos 2θθ==,所以cos 12θ≤≤,故PF PA ⎤∈⎥⎣⎦.故选:B29.(2022·四川·阆中中学高二阶段练习(理))已知抛物线21:8C y x =的焦点为F ,P 为C 上的动点,直线PF 与C 的另一交点为Q ,P 关于点(4,12)N 的对称点为M .当PQ QM +的值最小时,直线PQ 的方程为________.【答案】20x y -+=【解析】设A 为PQ 的中点,连接NA ,设抛物线C 的准线为l ,作QD l ⊥,AG l ⊥,PE l ⊥,垂足分别为D ,G ,E .则2MQ NA =,2PQ PF QF PE QD AG =+=+=,()2PQ QM AG NA ∴+=+,又点N 到直线l 的距离为13,13AG NA ∴+≥,当G ,N ,A 三点共线且A 在G ,N 之间时,13AN AG NG +==,此时,点A 的横坐标为4A x =.PQ ∵过点()0,2F ,故设PQ 方程为2y kx =+,代入218y x =,得28160x kx --=()11,P x y ,()22,Q x y ,则128x x k +=.当G ,N ,A 三点共线时,12288A x x x k +===,解得1k =,直线AM 的方程为2y x =+,此时()4,6A 点A 在G ,N 之间,13AN AG NG +==成立.所以当PQ QM +的值最小时,直线PQ 的方程为20x y -+=故答案为:20x y -+=30.(2022·天津一中高二期中)已知抛物线C :22y px =的准线为1x =-,若M 为C 上的一个动点,设点N 的坐标为()3,0,则MN 的最小值为___________.【答案】【解析】由题意知,2p =,∴抛物线C :24y x =.设()()000,0M x y x ≥,由题意知2004y x =,则()()()2222200000334188x y x x MN x =-+=-+=-+≥,当01x =时,2MN 取得最小值8,∴MN 的最小值为.故答案为:31.(2022·河南·濮阳一高高二期中(文))抛物线y 2=4x 的焦点为F ,点A (2,1),M 为抛物线上一点,且M 不在直线AF 上,则△MAF 周长的最小值为____.【答案】3【解析】如图所示,过M 作MN 垂直于抛物线的准线l ,垂足为N .易知F (1,0),因为△MAF 的周长为|AF |+|MF |+|AM |,|AF ||MF |+|AM |=|AM |+|MN |,所以当A 、M 、N 三点共线时,△MAF 的周长最小,最小值为2+13=.故答案为:332.(2022·上海市长征中学高二期中)抛物线2y x =,其上一点P 到A (3,-1)与到焦点距离之和为最小,则P 点坐标为________【答案】(1,1)-【解析】因为点(3,1)A -在抛物线内部,如图所示,设抛物线的准线为l ,过抛物线上一点P ,作PQ l ⊥于Q ,过A 作AB l ⊥于B .||||||||||PA PF PA PQ AB +=+≥,故当且仅当,,P A B 共线时,||||PA PF +的值最小.此时点P 坐标为0(,1)P x -,代入2y x =,得01x =.故点P 的坐标为(1,1)-.故答案为:(1,1)-33.(2022·河南·高二期中(文))如图所示,已知P 为抛物线()2:20C y px p =>上的一个动点,点()1,1Q ,F 为抛物线C 的焦点,若PF PQ +的最小值为3,则抛物线C 的标准方程为______.【答案】28y x=【解析】过点P 、Q 分别作准线的垂线,垂直分别为M 、N ,由抛物线定义可知PF PQ PM PQ NQ +=+≥,当P ,M ,Q 三点共线时等号成立所以132pNQ =+=,解得4p =所以抛物线C 的标准方程为28y x =.故答案为:28y x=34.(2022·上海·华东师范大学附属东昌中学高二期中)已知点()6,0A ,点P 在抛物线216y x=上运动,点B 在曲线()2241x y -+=上运动,则2PAPB的最小值是___________.【答案】6【解析】抛物线216y x =的焦点为(4,0)F ,设P 点坐标(,)x y ,则||4PF x =+22222||(6)(6)16436PA x y x x x x =-+=-+=++,由题意当||||15PB PF x =+=+时,225436P P x B x Ax +=++,令5x t +=,则5x t =-,222(5)4(5)36466141PAt t t PB t t t tt -++=+=+--=-,由基本不等式知41t t+≥t =时等号成立故2PA PB的最小值为6.故答案为:635.(多选题)(2022·福建泉州·高二期中)在平面直角坐标系xOy 中,(3,2)M -,F 为抛物线2:2(0)C x py p =->的焦点,点P 在C 上,PA x ⊥轴于A ,则()A .当2p =时,||||PF PM +的最小值为3B .当4p =时,||||PF PM +的最小值为4C .当4p =时,||||PA PM -的最大值为1D .当PF x ∥轴时,cos OPF ∠为定值【答案】BCD【解析】对于A :2p =时抛物线2:4C x y =-,焦点()0,1F -,点(3,2)M -在抛物线外,所以||||PF PM FM +≥当且仅当M 、P 、F 三点共线且P 在MF 之间时取等号(如下图所示),故A 错误;对于B 、C :当4p =时抛物线2:8C x y =-,焦点()0,2F -,准线方程为2y =,点(3,2)M -在抛物线内,设PA 与准线交于点N ,则||||PF PN =,所以()||||||||224PF PM PN PM MN +=+≥=--=,当且仅当M 、P 、N 三点共线且P 在MN 之间时取等号(如下图所示),故B 正确;||||||2||||||2||21PA PM PN PM PF PM FM -=--=--≤-=,当且仅当M 、P 、F 三点共线且F 在MP 之间时取等号(如下图所示),故C 正确;对于D :抛物线2:2C x py =-,焦点0,2p F ⎛⎫- ⎪⎝⎭,准线方程为2p y =,当//PF x ,此时2P p y =-,则222p x p ⎛⎫=-⨯- ⎪⎝⎭,解得p x p =±,即,2p P p ⎛⎫-- ⎪⎝⎭或,2p P p ⎛⎫- ⎪⎝⎭,如图取,2p P p ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,则PF p =,()2252p OP p ⎛⎫=-+- ⎪⎝⎭,所以25cos 552PFp OPF OPp ∠==D 正确;故选:BCD36.(2022·江西赣州·高二期中(理))已知抛物线216y x =的焦点为F ,P 点在抛物线上,Q 点在圆()()22:624C x y -+-=上,则PQ PF +的最小值为()A .4B .6C .8D .10【答案】C【解析】如图,过点P 向准线作垂线,垂足为A ,则PF PA =,当CP 垂直于抛物线的准线时,CP PA +最小,此时线段CP 与圆C 的交点为Q ,因为准线方程为4x =-,()6,2C ,半径为2,所以PQ PF +的最小值为21028AQ CA =-=-=.故选:C37.(2022·新疆维吾尔自治区喀什第二中学高二期中(理))已知A ()4,2-,F 为抛物线28y x =的焦点,点M 在抛物线上移动,当MA MF +取最小值时,点M 的坐标为()A .()0,0B .(1,-C .()2,2-D .1,22⎛⎫- ⎪⎝⎭【答案】D【解析】如图所示,过M 点作准线l 的垂线,垂足为E ,由抛物线定义,知MF .ME =当M 在抛物线上移动时,ME MA +的值在变化,显然M 移动到M '时,,,A M E 三点共线,ME MA +最小,此时//AM Ox ',把2y =-代入28y x =,得12x =,所以当MA MF +取最小值时,点M 的坐标为1,22⎛⎫- ⎪⎝⎭.故选:D.38.(2022·黑龙江·哈师大附中高二期中(文))若点P 为抛物线2:2C y x =上的动点,F 为抛物线C 的焦点,则PF 的最小值为()A .1B .12C .14D .18【答案】D【解析】由22y x =,得212x y =,∴122p =,则128p =,所以焦点10,8F ⎛⎫⎪⎝⎭,由抛物线上所有点中,顶点到焦点的距离最小,得PF 的最小值为18.故选:D .39.(2022·黑龙江·大兴安岭实验中学高二期中)已知抛物线28y x =,定点A (4,2),F 为焦点,P 为抛物线上的动点,则PF PA +的最小值为()A .5B .6C .7D .8【答案】B【解析】如图,作,PQ AN 与准线2x =-垂直,垂足分别为,Q N ,则PQ PF =,6PF PA PQ PA AN +=+≥=,当且仅当,,Q P A 三点共线即P 到M 重合时等号成立.故选:B .40.(2022·四川省资阳中学高二开学考试(理))已知点P 是抛物线2:8C y x =上的动点,过点P 作圆()22:21M x y -+=的切线,切点为Q ,则PQ 的最小值为()A .1B 2C 3D .32【答案】C【解析】设点P 的坐标为(),m n ,有28n m =,由圆M 的圆心坐标为()2,0,是抛物线C 的焦点坐标,有22PM m =+≥,由圆的几何性质可得PQ QM ⊥,又由22221213PM P P M Q QM=-=-≥-=PQ 3故选:C.41.(2022·全国·高二期中)已知抛物线的方程为24y x =,焦点为F ,点A 的坐标为()3,4,若点P 在此抛物线上移动,记P 到其准线的距离为d ,则d PA +的最小值为______,此时P 的坐标为______.【答案】5355+⎝【解析】过点P 作抛物线准线的垂线,垂足为H ,连接PF ,作图如下:根据抛物线的定义,d PH PF ==,数形结合可知,当且仅当,,A P F 三点共线,且P 在,A F 之间时取得最小值;即d PA +的最小值为AF ,又()()3,4,1,0A F ,故()2231425AF =-+=此时直线AF 的方程为:()21y x =-,联立抛物线方程24y x =,可得:2310x x -+=,解得35x -=35x +=15y =即此时点P 的坐标为355+⎝.故答案为:253552⎛ ⎝.考点四:抛物线中三角形,四边形的面积问题42.(2022·河南洛阳·高二期末(理))已知点()1,0A ,点B 为直线1x =-上的动点,过B 作直线1x =-的垂线1l ,线段AB 的中垂线与1l 交于点P .(1)求点P 的轨迹C 的方程;(2)若过点()2,0E 的直线l 与曲线C 交于M ,N 两点,求MOE △与NAE 面积之和的最小值.(O 为坐标原点)【解析】(1)如图所示,由已知得点P 为线段AB 中垂线上一点,即PA PB =,即动点P 到点()1,0A 的距离与点P 到直线1x =-的距离相等,所以点P 的轨迹为抛物线,其焦点为()1,0A ,准线为直线1x =-,所以点P 的轨迹方程为24y x =,(2)如图所示:设2x ty =+,点()11,M x y ,()11N x y ,,联立直线与抛物线方程242y x x ty ⎧=⎨=+⎩,得2480y ty --=,()()2244816320t t ∆=--⨯-=+>,124y y t +=,128y y ⋅=-,1112MOE S OE y y =×=V ,21122NAE N S AE y y =×=V ,所以1212112422MOE ANE S S y y y y +=+³=V V ,当且仅当1212y y =,即12y =,24y =-时取等号,此时1224y y t +=-=,即12t =-,所以当直线直线1:22l x y =-+,时MOE ANE S S +V V 取得最小值为4.43.(2022·陕西西安·高二期末(文))已知抛物线C :()220y px p =>上的点()()4,0A m m >到其准线的距离为5.(1)求抛物线C 的方程;(2)已知O 为原点,点B 在抛物线C 上,若AOB 的面积为6,求点B 的坐标.【解析】(1)由抛物线C 的方程可得其准线方程2p x =-,依抛物线的性质得452p+=,解得2p =.∴抛物线C 的方程为24y x =.(2)将()4,A m 代入24y x =,得4m =.所以()4,4A ,直线OA 的方程为y x =,即0x y -=.设()2,2B t t ,则点B 到直线OA 的距离222t t d -=,又42OA =由题意得22142622t t -⨯=,解得1t =-或3t =.∴点B 的坐标是()1,2-或()9,6.44.(2022·新疆石河子一中高二阶段练习(理))已知抛物线()2:20C y px p =>的焦点为F ,点M 为C 上一点,点N 为x 轴上一点,若FMN 是边长为2的正三角形,则抛物线的方程为___________.【答案】22y x =或26y x=【解析】抛物线()2:20C y px p =>的焦点为,02p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,由抛物线的对称性,不妨设点M 为第一象限的点,因为点M 为C 上一点,点N 为x 轴上一点,FMN 是边长为2的正三角形,所以当N 在,02p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭的右边时,点M 的坐标为2p M ⎛+ ⎝,所以2212p p ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,化简得2230p p +-=,解得1p =或3p =-(舍去),所以抛物线的方程为22y x =,当N 在,02p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭的左边时,点M 的坐标为2p M ⎛- ⎝,所以2212p p ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,化简得2230p p --=,解得1p =-或3p =,所以抛物线的方程为26y x =,综上,所求的抛物线方程为22y x =或26y x =故答案为:22y x =或26y x=45.(2022·全国·高二单元测试)抛物线()220y px p =>的焦点为F ,过抛物线上一点P 作x轴的平行线交y 轴于M 点,抛物线的准线交x 轴于点N ,四边形PMNF 为平行四边形,则点P 到x 轴的距离为___________.(用含P 的代数式表示)【解析】由題意可知,,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,准线方程为2p x =-,,02p N ⎛⎫- ⎪⎝⎭,不妨设(P x ,四边形PMNF 为平行四边形,||||,PM NF ∴=∴,x p =∴点P 到x .46.(2022·陕西咸阳·高二期末(理))已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>的离心率54e =,且双曲线C 的两条渐近线与抛物线22(0)y px p =>的准线围成的三角形的面积为3,则p 的值为()A .1B .2C .22D .4【答案】D【解析】根据题意,2514c b e a a ⎛⎫==+= ⎪⎝⎭,可得2916b a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,所以双曲线的渐近线方程为34y x =±,抛物线的准线方程为2p x =-,设准线与抛物线的交点分别为M ,N ,则,23,4p x y x ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,可解得3,28p p M ⎛⎫- ⎪⎝⎭,同理3,28p p N ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,所以2133322416OMNp p Sp =⨯-⨯==,解得4p =.故选:D .47.(2022·四川师范大学附属中学高二阶段练习(理))已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的两条渐近线与抛物线22(0)y px p =>的准线分别交于点A 、B ,O 为坐标原点,若双曲线的离心率为2,三角形AOB 3p =()A .1B .32C .2D .3【答案】C【解析】由双曲线的离心率为2知,3ba=3y x =,又抛物线的准线方程为2p x =-,则设渐近线与准线的交点为3(,22p A --,3(,)22p B -,三角形AOB 的面积为133(322p p p⨯⨯=(0p >)解得2p =,故选:C48.(2022·湖北咸宁·高二期末)已知O 是坐标原点,F 是抛物线C :()220y px p =>的焦点,()0,4P x 是C 上一点,且4=PF ,则POF 的面积为()A .8B .6C .4D .2【答案】C【解析】由题可知0042162p x px ⎧+=⎪⎨⎪=⎩,解得024x p =⎧⎨=⎩,所以POF 的面积为12442⨯⨯=,故选:C49.(2022·黑龙江·哈师大附中高二开学考试)已知点()0,1F ,点()(),0A x y y ≥为曲线C 上的动点,过A 作x 轴的垂线,垂足为B ,满足1AF AB +=.(1)曲线C 的方程(2)若,G H 为曲线C 上异于原点的两点,且满足0FG FH ⋅=,延长,GF HF 分别交曲线C 于点,M N ,求四边形GHMN 面积的最小值.【解析】(1)1AF AB +=,∴点A 到直线1y =-的距离等于其到点()0,1F 的距离,∴点A 轨迹是以F 为焦点的抛物线,∴曲线C 方程为:24x y =.(2)由题意知:直线,GM HN 斜率都存在,不妨设直线:1GM y kx =+,()11,G x y ,()22,M x y ,由214y kx x y =+⎧⎨=⎩得:2440x kx --=,则121244x x k x x +=⎧⎨=-⎩,()241GM k ∴==+;设直线1:1HN y x k =-+,同理可得:2141HN k ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,∴四边形GHMN 面积()2222111811822S GM HN k k k k ⎛⎫⎛⎫=⋅=++=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,又2212k k +≥(当且仅当221k k =,即1k =±时取等号),()82232S ∴≥⨯+=,即四边形GHMN 面积的最小值为32.50.(2022·黑龙江·大庆实验中学高二期中(理))设点30,2F ⎛⎫⎪⎝⎭,动圆P 经过点F 且和直线32y =-相切,记动圆的圆心P 的轨迹为曲线w .(1)求曲线w 的方程;(2)过点F 作互相垂直的直线1l 、2l ,分别交曲线w 于A 、C 和B 、D 两个点,求四边形ABCD 面积的最小值.【解析】(1)由抛物线的定义知点P 的轨迹为以F 为焦点的抛物线,322p =,即3p =,∴2:6w x y =.(2)设3:2AC y kx =+,由223,069026y kx k x kx x y⎧=+≠⎪⇒--=⎨⎪=⎩.设()11,A x y ,()22,C x y ,236360k ∆=+>121269x x kx x +=⎧⎨=-⎩()261AC k ==+,∵1l 与2l 互相垂直,∴以1k -换k 得2161BD k ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,()22111616122ABCD S AC BD k k ⎛⎫==⨯+⨯+ ⎪⎝⎭()221182182272k k ⎛⎫=++⨯+= ⎪⎝⎭≥,当1k =±时取等号,∴四边形ABCD 面积的最小值为72.51.(2022·全国·高二期中)已知曲线C :y =22x ,D 为直线y =12-上的动点,过D 作C 的两条切线,切点分别为A ,B .(1)证明:直线AB 过定点:(2)若以E (0,52)为圆心的圆与直线AB 相切,且切点为线段AB 的中点,求四边形ADBE的面积.【解析】(1)证明:设1(,2D t -,11(,)A x y ,则21112y x =.又因为212y x =,所以y'x =.则切线DA 的斜率为1x ,故1111()2y x x t +=-,整理得112210tx y -+=.设22(,)B x y ,同理得222210tx y -+=.11(,)A x y ,22(,)B x y 都满足直线方程2210tx y -+=.于是直线2210tx y -+=过点,A B ,而两个不同的点确定一条直线,所以直线AB 方程为2210tx y -+=.即2(21)0tx y +-+=,当20,210x y =-+=时等式恒成立.所以直线AB 恒过定点1(0,)2.(2)由(1)得直线AB 的方程为12y tx =+.。
抛物线的概念、性质、几何意义【教学内容】抛物线的概念、性质、几何意义及其直线与抛物线的位置关系、抛物线的应用等。
【教学目标】1、掌握抛物线的定义,动点到定点的距离等于动点到定直线的距离,则动点的轨迹是抛物线。
熟练掌握顶点在原点,对称轴为坐标轴的抛物线的四种标准形式:y 2=2px 、y 2=-2px 、x 2=2py 、x 2=-2py (p >0)及其它们的焦点坐标、对称轴方程。
2、焦参数p (p >0)的几何意义为抛物线的焦点到其准线的距离。
若已知了抛物线顶点在顶点,焦点在x 轴上,则可设抛物线的方程为y 2=2ax (a ≠0);若抛物线的顶点在原点,焦点在y 轴上,则可设抛物线的方程为x 2=2ay (a ≠0),再由另外一个条件就可以求出抛物线标准方程了。
若顶点在原点,焦点在坐标上,则就要分焦点在x 轴上和焦点在y 轴上两种情况来设抛物线的方程。
3、抛物线标准方程中,判别焦点在哪个轴上的方法是看方程的一次项,若一次项的变量为x ,则焦点在x 轴上;若一次项的变量为y ,则焦点在y 轴上。
另外,对于抛物线y 2=2ax (a ≠0),焦点坐标为(2a ,0),准线方程为2ax -=;对于抛物线x 2=2ay (a ≠0)焦点坐标为(0,2a ),准线方程为2ay -=。
这一结论对a >0及a <0均成立。
4、在抛物线中,抛物线上的动点到焦点的距离我们常常转化为动点到准线的距离来处理,这一思想方法在抛物线中有着广泛的应用。
我们在学习时要引起重视。
【知识讲解】例1、求经过定点A (-3,2)的抛物线的坐标准方程。
解:抛物线过第二象限内的点A (-3,2),应考虑开口向上及向左两种情形。
(1)若开口向左,设抛物线方程为y 2=-2px ,因为抛物线过点A (-3,2),∴22=-2p(-3)即342=p ,则抛物线方程为x y 342-=。
(2)若开口向上,设其方程为x 2=2py ,因为抛物线过点A (-3,2),∴22)3(2⋅=-p ,即292=p 综上所述,抛物线的方程为x y 342-=此无法确定抛物线的类型,可根据所给点的位置,考虑过这点的抛物线有几种类型来求解。
例2、如图,动圆M 与定直线y=2相切,且与定圆1)3(:22=++y x C 相外切,求动圆圆心M 的轨迹方程。
解:设动圆圆心M (x ,y )动圆半径为r ,过点M 作MN 垂直于直线y=2,N 为垂足,则有1||1||+=+=MN r MC ,动点M 到定点C 的距离等于它到直线y=2的距离加上1,∴动点M 到定点C (0,-3)的距离等于它到定直线y=3的距离,由抛物线的定义可知,动点M 的轨迹方程是以C (0,-3)为焦点,直线y=3 例3、 解:设△OAB 心在焦点F 上,∴方程为x=a ,∴A pa 2-)∵222=--⋅p a pa a pa A (25p ,p 5为:02922=-+px y x 。
例4、求与直线2 :-=x l 相切,且过点A (2,0),圆心在直线4x -5y -12=0上的圆的方程。
解:因为圆心到定点A (2,0)的距离等于它到直线x=-2的距离,由抛物线的定义可知,圆心必在抛物线y 2=8x 上,又已知圆心在直线4x -5y -12=0上,解方程组 0125482=--=y x x y得 21=x 或 18=x 2-=y 12=y 设圆的半径为r ,当2 ,21-==y x 时,25221=+=r 当12 ,18==y x 时,20218=+=r ,所以,所求圆的方程为2||2a 说明:若已知了圆锥曲线的准线方程、离心率及圆锥曲线上的一点的坐标,要求与准线对应的焦点或顶点的轨迹方程时,我们通常是先假设出与准线对应的焦点的坐标,然后由圆锥曲线的第二定义求出该焦点的轨迹方程。
以y该题就可以用上述方法,先求出左焦点轨迹方程,找出左顶点坐标及左焦点坐标间的关系,最后求出左顶点的轨迹方程为:1)2(4)32(922=-+-y x 。
例6、抛物线y 2=8x 的焦点为F ,A (4,-2)为一定点,在抛物线上找一点M ,使|MA|+|MF|为最小,求M 点的坐标。
解:如图所示,A (4,-2)在抛物线y 2=8x 的内部,过点A 作准线的垂线,E 为垂足,交抛物线于M 点,则M 点即为所求,其坐标为(21,-2),现在证明|MA|+|MF|为最小,在抛物线y 2=8x 上取一点M ',作M 'E '⊥准线于E ',根据抛物线定义,|MF|=|ME|,|M 'F|=|M 'E '|,|MA|+|MF|=|AE|,|M 'A|+|M 'F|=|M 'A|+|M 'E '|而|AE|<|M 'F|+|M 'E '|∴|MA|+|MF|最少。
注意:在与抛物线有关的计算或证明中,我们要不失时机地运用其定义,这样可以使计算或证明来得简捷方便。
③由②知,x ky k =-12,设k 2-1=yt ,k=xt ,代入③得:)1(4422yt px pxyt y x ++-=+,所以px y x 422=+,即2224)2(p y p x =+-,其轨迹为以(2p ,0)为圆心,2p 为半径的圆。
例8、过点(-1,-6)的直线l 与抛物线y 2=4x 相交于A 、B 两点,(1)求直线l 斜率k 范围,(2)若p (29,0),又△ABP 为等腰三角形,其中||||PB PA =,求k 的值。
解:(1)显然,l 与x 轴不垂直,令)1(6:+=+x k y l ,(k ≠0)则16-+=ky x ,∴042442=+--k y ky ,(*)△=16+16k(6-k)>0即k 2-6k -1<0,而方程k 2-6k -1=0的两k 为103±=k ∴)103 ,0()0 , 103(+⋃-∈k 。
(2)设A(x 1,y 1)、B (x 2,y 2),AB 中点Q (x 0,y 0),由方程(*)得:k y y 421=+,212421216162212121-+=-++=-++-+=+kk k y y k y k y x x∴)2 ,162(2kk k Q -+,∵PQ ⊥AB ,∴121162022-=-+-⋅k k k k ,∴041272=--k k ,k=2或72-=k (舍去),所以k=2。
例9、已知直线)( 0:N n ny x l ∈=-,圆1)1()1(:22=+++y x M ,抛物∴0122222=++++y y ny y n 即01)1(2)1(22=++++y n y n ,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)∴2211)1(2nn y y ++-=+, 22111n y y +=⋅,又22211(||kAB +=22222214)1()1(4)1(||n n n n AB ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+++=422)1)(14(||nn n CD ++=,∴→n lim例10、过定点p(0,-2)OB 解:显然,直线AB 即y=kx -2,代入y 2=4x 得:k 2x 2-4(k +1)x +4=0(*)设A (x (221x x +,221y y +),∴Q (x 1+中,221)1(4k k x x +=+,k y y 21=+则2)1(4kk x +=① ky 4=②由②得y k 4=代入①得)14(4162+=y y x ,244y y x +=即:)1(4)2(2+=+x y ,又在方程(*)中016)12(1622>-++=∆k k k ,∴21->k ,又k ≠0∴) ,0()0 ,21(∞+⋃-∈k ,∴) ,0()2 ,(1∞+⋃--∞∈k,∴) ,0()8 ,(4∞+⋃--∞∈k,即另一顶点Q 轨迹方程为)1(4)2(2+=+x y ,其中) ,0()8 ,(∞+⋃--∞∈y 。
例11交于不同两点B BC 分析:Q 分点,P y=k(x -2)即可。
解:设,(x P '动直线(:=x k y l+2=0,△=k 2-8k -8>0,∴624+>k 或624-<k ,∵21||||y y C C B B ='' ∴=-++-=-+--⋅+-=++=+⋅+='4)()(22)2()2()2()2(1212121211221212212122111x x x x x x x k x k x k k x k x y y y x y x y y x y y x x)2(4122442≠'-+=-+x k k k ,∴44)2(+'=-'x x k 又)2(-'='x k y ,∴44+'='x y ,这就是P 点的轨迹方程。
∵)441(12412)2(-+=-=-'='k k k x k y 且2≠'x ,又624+>k 或624-<k ,∴)6412 , 6412(+-∈'y 且12≠y ∵ 32x x '+=∴ 23-='x x3y y '=y y 3='代入44+'='x y 中,得04312=--y x 其中)6344 , 6344(+-∈y 且4≠y ∴轨迹为直线04312=--y x 介于36446344+<<-y 间的一段,且除去点(34,4)。