抛物线及其性质知识点大全和经典例题及解析
- 格式:docx
- 大小:316.99 KB
- 文档页数:8
一、 第一讲: 抛物线标准方程 二、 考点、热点回顾一、定义: 在平面内,及一个定点F 和一条定直线l(l 不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫抛物线.即:的轨迹是抛物线。
则点若M MNMF,1 三、 (定点F 叫做抛物线的焦点, 定直线l 叫做抛物线的准线。
)标准方程:设定点F 到定直线l 的距离为p(p 为已知数且大于0).取过焦点F 且垂直于准线l 的直线为x 轴, x 轴及l 交于K, 以线段KF 的垂直平分线为y 轴, 建立直角坐标系抛物线上的点M(x, y)到l的距离为d, 抛物线是集合p={M||MF|=d}.化简后得: y2=2px(p>0).由于焦点和准线在坐标系下的不同分布情况, 抛物线的标准方程有四种情形(列表如下):二、典型例题(2)例1.(1)已知抛物线的标准方程是y2=6x, 求它的焦点坐标和准线方程;已知抛物线的焦点坐标是F(0, -2), 求它的标准方程.方程是x2=-8y.例2.根据下列所给条件, 写出抛物线的标准方程:(1)焦点是F(3, 0);(3)焦点到准线的距离是2.答案是:(1)y2=12x;(2)y2=-x;(3)y2=4x, y2=-4x, x2=4y, x2=-4y.三、课堂练习1.抛物线y2=4x的焦点到准线的距离是________答案:2解析: 解析: 抛物线y2=4x的焦点F(1,0), 准线x=-1.∴焦点到准线的距离为2.2.分别求适合下列条件的抛物线的标准方程:(1)过点(-3,2);(2)焦点在直线x-2y-4=0上.答案:解析: 解: (1)设抛物线方程为y2=-2px或x2=2py(p>0), 则将点(-3,2)代入方程得2p=或2p=, 故抛物线方程为y2=-x或x2=y.(2)①令x=0, 由方程x-2y-4=0, 得y=-2.∴抛物线的焦点为F(0, -2).设抛物线方程为x2=-2py(p>0), 则由=2, 得2p=8. ∴所求抛物线方程为x2=-8y.②令y=0,由方程x-2y-4=0,得x=4.∴抛物线的焦点为F(4,0).设抛物线方程为y2=2px(p>0), 则由=4, 得2p=16.∴所求抛物线方程为y2=16x.综上, 所求抛物线方程为y2=16x或x2=-8y.3.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)到焦点的距离等于5, 求抛物线的方程和m的值解法一: 由焦半径关系, 设抛物线方程为y2=-2px(p>0), 则准线方因为抛物线上的点M(-3, m)到焦点的距离|MF|及到准线的距离得p=4.因此, 所求抛物线方程为y2=-8x.又点M(-3, m)在此抛物线上, 故m2=-8(-3).解法二: 由题设列两个方程, 可求得p和m. 由学生演板. 由题意在抛物线上且|MF|=5, 故四、课后作业1.分别求适合下列条件的抛物线的标准方程:(1)过点(-3,2);(2)焦点在直线x-2y-4=0上.答案:解析: (1)设抛物线方程为y2=-2px或x2=2py(p>0), 则将点(-3,2)代入方程得2p=或2p=, 故抛物线方程为y2=-x或x2=y.(2)①令x=0, 由方程x-2y-4=0, 得y=-2.∴抛物线的焦点为F(0, -2).设抛物线方程为x2=-2py(p>0), 则由=2, 得2p=8. ∴所求抛物线方程为x2=-8y.②令y=0,由方程x-2y-4=0,得x=4.∴抛物线的焦点为F(4,0).设抛物线方程为y2=2px(p>0), 则由=4, 得2p=16.∴所求抛物线方程为y2=16x.综上, 所求抛物线方程为y2=16x或x2=-8y.2.若抛物线y2=-2px(p>0)上有一点M, 其横坐标为-9, 它到焦点的距离为10, 求抛物线方程和M点的坐标.解析: 解: 由抛物线的定义, 设焦点F(-, 0). 则准线为x=.设M到准线的距离为|MN|,则|MN|=|MF|=10, 即-(-9)=10, ∴p=2. 故抛物线方程为y2=-4x.将M(-9,y),代入抛物线方程得y=±6. 故M(-9,6)或M(-9,-6).3.已知抛物线C的焦点F在x轴的正半轴上, 点A(2, )在抛物线内. 若抛物线上一动点P到A.F两点距离之和的最小值为4, 求抛物线C的方程.解析: 解: 设抛物线方程为y2=2px(p>0), 其准线为x=-, 过P点作抛物线准线的垂线, 垂足为H(图略), 由定义知, |PH|=|PF|.∴|PA|+|PF|=|PA|+|PH|, 故当H、P、A三点共线时, |PA|+|PF|最小. ∴|PA|+|PF|的最小值为+2=4, p=4, 即抛物线C的方程为y2=8x.4.动圆M经过点A(3,0)且及直线l: x=-3相切, 求动圆圆心M的轨迹方程.解:设圆M及直线l相切于点N. ∵|MA|=|MN|, ∴圆心M到定点A(3,0)和定直线x=-3的距离相等.根据抛物线的定义, M在以A为焦点, l为准线的抛物线上.∵=3,∴p=6. ∴圆心M的轨迹方程为y2=12x.第二讲: 抛物线简单几何性质一、考点、热点回顾定义: 在平面内,及一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫抛物线.补充:1.通径: 通过焦点且垂直对称轴的直线, 及抛物线相交于两点, 连接这两点的线段叫做抛物线的通径。
初三抛物线试题大全及解析一、抛物线的基本概念抛物线是一种重要的几何图形,它在中考数学试题中占有重要地位。
抛物线通常由一条直线和一个二次曲线组成,它可以用来描述一些常见的数学问题,如二次函数、几何问题等。
二、抛物线试题类型1. 已知抛物线解析式求未知量2. 抛物线的性质与应用3. 抛物线的形状与开口方向、对称轴、顶点坐标的关系4. 抛物线与方程的综合题5. 与抛物线有关的实际问题三、抛物线试题解析【例1】(基础题)已知抛物线解析式为y=x²-2x-3,请回答下列问题:(1)求该抛物线的开口方向、对称轴和顶点坐标;(2)当x在什么范围内时,y随x的增大而增大?【解析】(1)因为a=1>0,所以抛物线开口向上。
对称轴为直线x=-b/2a=-(-2)/2=1,顶点坐标为(1,-4)。
(2)因为对称轴为直线x=1,且开口向上,所以当x>1时,y随x的增大而增大。
【例2】(提高题)已知二次函数y=ax²+bx+c的图像经过A(1,0),B(0,-6),C(2,-4)三点,求这个二次函数的解析式。
【解析】由题意可设y=ax²+bx-6,把C(2,-4)代入得4a+2b-6=-4,即b-a=1。
再由点A(1,0)在抛物线上可求c值,即可得到二次函数的解析式。
【答案】解:由题意可设y=ax²+bx-6。
把C(2,-4)代入得4a+2b-6=-4,即b-a=1。
又因为图像经过A(1,0),B(0,-6),所以y=x²+x-6。
【例3】(压轴题)已知二次函数y=ax²+bx+c的图像经过A(0,5),B(1,3),C(-2,7)三点。
求这个二次函数的解析式和图像的对称轴。
【解析】这道题需要用到待定系数法。
首先根据条件确定系数可能取到的值,再代入求出解析式。
然后根据对称性求出对称轴。
【答案】设这个二次函数的解析式为y=a(x-h)²+k,将A(0,5),B(1,3),C(-2,7)三点代入得{c=5a+b+c=39a−2a+k=7解得{a=2k=5∴y=2(x−1)2+3图像的对称轴为直线x=1。
数学初三抛物线知识点总结一、抛物线的定义和基本概念1. 抛物线的定义抛物线是平面上到定点的距离等于到定直线的距离的点的轨迹。
2. 抛物线的几何图形抛物线是一种特殊的曲线,在平面直角坐标系中具有特定的几何形状。
其一般方程为:y = ax^2 + bx + c,其中 a、b、c 为实数,且a ≠ 0。
抛物线的开口方向由 a 的正负确定,当a > 0 时,抛物线开口向上;当 a < 0 时,抛物线开口向下。
3. 抛物线顶点抛物线的顶点是最高点或最低点,其坐标可以通过求导或通过抛物线标准式的形式来求解。
4. 抛物线的对称轴抛物线的对称轴是垂直于开口方向,通过顶点的直线,为抛物线的对称轴。
5. 抛物线的焦点抛物线的焦点是到定点和定直线距离相等的点,其在平面直角坐标系中的坐标可以通过一定的方法求解。
二、抛物线的性质1. 抛物线的焦点性质对于平面直角坐标系中的抛物线 y = ax^2 + bx + c,其焦点的坐标为(-b/2a,c-b^2/4a)。
2. 抛物线的顶点性质抛物线的顶点坐标为(-b/2a,c-b^2/4a),即为二次函数的极值点。
3. 抛物线的对称性抛物线相对于其对称轴具有对称性,即对称轴的两侧的点关于对称轴呈镜像对称。
4. 抛物线的焦距性质抛物线的焦距等于定点到定直线的距离,即 |4a|。
5. 抛物线的方程抛物线的一般方程为 y = ax^2 + bx + c,通过这一方程可以求解抛物线的各个性质和参数。
三、抛物线的应用1. 抛物线的应用一:抛物线运动抛物线运动是物理学中常见的一种运动形式,比如抛物线运动的轨迹、抛物线运动的速度、抛物线运动的加速度等,都涉及到抛物线的相关知识。
2. 抛物线的应用二:抛物线方程的图象通过解析几何的方法,可以将抛物线方程转换为几何图形,从而进行相关推导与计算。
3. 抛物线的应用三:抛物线的优化问题在数学建模中,抛物线经常被用于优化问题,比如抛物线的最大值、最小值等问题。
知识点1、掌握的定义:平面内与一定点F 和一条定直线1的距离相等的点的轨迹叫做抛物线(定点F 不 在定直线1上)。
定点F 叫做抛物线的焦点,定直线1叫做抛物线的准线2、方程、图形、性质j 2 = 2 px y 2 = -2 pxx 2 = 2 py x 2 =—2 py (p > 0)(p > 0)(p > 0) (p > 0)统一方程 焦点坐标(p ,0) 2(-p ,0) 2Q p )(0,-p ) 2准线方程 p x = 一一 2 p x =— 2 p y = - -2p y =—2范围 x > 0x < 0y > 0y < 0 对称性 x 轴x 轴y 轴y 轴顶点 (0,0)(0,0)(0,0)(0,0)离心率e = 1 e = 1 e = 1 e = 1焦半径3、 通径:过抛物线的焦点且垂直于对称轴的弦称为通径,通径长为;4、抛物线的几何性质的特点:有一个顶点,一个焦点,一条准线,一条对称轴,无对称中心, 没有渐近线;5、 注意强调p 的几何意义:。
方程及性质1、抛物线的顶点是坐标原点,对称轴是x 轴,抛物线过点(-5 ,2.三),则抛物线的标准方程是 ( )A.y 2=-2xB.y 2=2xC. y 2=-4xD.y 2=-6x2、抛物线y 2= 8 x 的焦点到准线的距离是()(A) 1 (B)2(C)4(D)83、抛物线y 2 = 8x 的焦点坐标是4、抛物线y = 2 x 2的准线方程是;抛物线标准方程图形5、设抛物线y 2 = 2 px (p > 0)的焦点为F,点A (0,2).若线段FA的中点B在抛物线上,则B到该抛物线准线的距离为。
6、过点P(2,2)的抛物线的标准方程是.7、对于抛物线y2 = 4x上任意一点Q,A P (a, 0)都满足|PQ|?|a| ,则a的取值范围是A. (—8,0)B. (—8,2]C. [0, 2]D.(0, 2)8、设O为坐标原点,F为抛物线y 2 = 4 x的焦点,A是抛物线上一点,若OA - AF =—4,则点A 的坐标是()A. (2,2.;2),(2,—2V2)B.(1, 2),(1,—2)C.(1, 2)D. (2,2、;2)9、在同一坐标系中,方程a 2 x 2 + b 2 x 2 = 1与ax + by 2 = 0( a > b > 0)的曲大致是()A. B. C. D.10、已知椭圆x2 + 21 = 1(a>b>0),双曲线x2 —H = 1和抛物线y2 = 2px %>0)的离心率分别为a 2 b 2 a 2 b 2e、e、©,则( ) A. ee V e B.ee=e C. e e >e D.e e >e抛物线曲线几何意义11、动点P到点F (2,0)的距离与它到直线x + 2 = 0的距离相等,则P的轨迹方程为.12、已知抛物线y2 = 2px(p > 0)的准线与圆x2 + y2 —6x-7 = 0相切,则p的值为(A) - (B) 1 (C)2 (D)4213、以抛物线y2 = 4x的焦点为圆心,且过坐标原点的圆的方程为( )A.x2+y2+2x=0B. x2+y2+x=0C. x2+y2-x=0D. x2+y2-2x=014、点P到点A(1,0) , B(a,2)及到直线x =--的距离都相等,如果这样的点恰好只有一个,那^2 ^2么a 的值是( )A . 1B . 3C . 1或3D . — 1或122222215、点M 与点F (4,0)的距离比它到直线x + 5 = 0的距离小1,求点M 的轨迹方程。
抛物线姓名:___________ 班级:________________ 得分:________________知识点回顾:1、定义:把平面内与一个定点F 和一条定直线l (l 不经过点F )距离相等的点的轨迹叫做 ,点F 叫做抛物线的 ,直线l 叫做抛物线的 。
2、椭圆的简单几何性质3、抛物线焦点弦性质直线过抛物线px y 22=的焦点与抛物线交于()()2211,,,y x B y x A 两点(1)221221,4p y y p x x -== (2))(sin 2221的倾斜角为直线AB p p x x AB αα=++= (3)PFB FA 211=+ (4)以弦AB 为直径的圆与准线相切 考点一: 定义和标准方程[例1]设P 是抛物线y 2=4x 上的一个动点.(1) 求点P 到点A (-1,1) 的距离与点P 到直线x =-1的距离之和的最小值; (2) 若B (3,2),求 |PB |+|PF | 的最小值.练习1: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 )到焦点的距离等于5,求抛物线的方程和m 的值.归纳:运用抛物线的定义解决此类问题,应灵活地进行抛物线上的点到焦点的距离与到准线距离的等价转化.“看到准线想到焦点,看到焦点想到准线”。
考点二: 抛物线性质[例2] (2013·四川高考)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_____________.练习1:抛物线214y x =-的焦点坐标是( ). A 1016⎛⎫ ⎪⎝⎭, B 1016⎛⎫-⎪⎝⎭, C (01)-,D (10)-, 练习2:抛物线上一点到直线的距离最短的点的坐标是 ( )A (1,1)B .() C . D .(2,4)归纳(1)关键:利用抛物线方程确定及应用其焦点、准线等性质时,关键是将抛物线方程化成标准方程.(2)技巧:要结合图形分析,灵活运用平面几何的性质以图助解. 考点三: 抛物线与直线[例3] (2012·福建高考)如图,等边三角形OAB 的边长为83,且其三个顶点均在抛物线E :x 2=2py ( p >0)上. (1)求抛物线E 的方程;(2)设动直线l 与抛物线E 相切于点P ,与直线y =-1相交于点Q .证明以PQ 为直径的圆恒过y 轴上某定点.2x y =042=--y x 41,21)49,23(练习1:已知过点A (-4,0)的动直线l 与抛物线G :x 2=2py (p >0)相交于B ,C 两点.当直线l 的斜率是12时, =4 . (1)求抛物线G 的方程;(2)设线段BC 的中垂线在y 轴上的截距为b ,求b 的取值范围.课后练习:一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分) 1、如果抛物线y 2=ax 的准线是直线x =-1,那么它的焦点坐标为( )A .(1, 0)B .(2, 0)C .(3, 0)D .(-1, 0)2、圆心在抛物线y 2=2x 上,且与x 轴和该抛物线的准线都相切的一个圆的方程是 ( )A .x 2+ y 2-x -2 y -=0 B .x 2+ y 2+x -2 y +1=0 C .x 2+ y 2-x -2 y +1=0D .x 2+ y 2-x -2 y +=0 3、一抛物线形拱桥,当水面离桥顶2m 时,水面宽4m ,若水面下降1m ,则水面宽为( )A .mB . 2mC .4.5mD .9m4、平面内过点A (-2,0),且与直线x =2相切的动圆圆心的轨迹方程是( )A . y 2=-2xB . y 2=-4xC .y 2=-8xD .y 2=-16x5、抛物线的顶点在原点,对称轴是x 轴,抛物线上点(-5,m )到焦点距离是6,则抛物线的方程是 ( ) A . y 2=-2x B . y 2=-4x C . y 2=2x D . y 2=-4x 或y 2=-36x6、过抛物线y 2=4x 的焦点作直线,交抛物线于A(x 1, y 1) ,B(x 2, y 2)两点,如果x 1+ x 2=6,那么|AB|=( ) A .8B .10C .6D .47、把与抛物线y 2=4x 关于原点对称的曲线按向量a 平移,所得的曲线的方程是( )A .B .C .D .8、过点M (2,4)作与抛物线y 2=8x 只有一个公共点的直线l 有 ( ) A .0条 B .1条 C .2条 D .3条9、过抛物线y =ax 2(a >0)的焦点F 作一直线交抛物线于P 、Q 两点,若线段PF 与FQ 的长分别是p 、q ,则等于( ) A .2aB .C .4aD .414166)3,2(-=)2(4)3(2--=-x y )2(4)3(2+-=-x y )2(4)3(2--=+x y )2(4)3(2+-=+x y qp 11+a21a4二、解答题10、过抛物线E :x 2=2py (p >0)的焦点F 作斜率分别为k 1,k 2的两条不同直线l 1,l 2,且k 1+k 2=2,l 1与E 相交于点A ,B ,l 2与E 相交于点C ,D ,以AB ,CD 为直径的圆M ,圆N (M ,N 为圆心)的公共弦所在直线记为l .(1)若k 1>0,k 2>0,证明: ·<2p 2; (2)若点M 到直线l 的距离的最小值为755,求抛物线E 的方程.11、(2013·广东高考)已知抛物线C 的顶点为原点,其焦点F (0,c )(c >0)到直线l :x -y -2=0的距离为322,设P 为直线l 上的点,过点P 作抛物线C 的两条切线P A ,PB ,其中A ,B 为切点.(1)求抛物线C 的方程;(2)当点P (x 0,y 0)为直线l 上的定点时,求直线AB 的方程; (3)当点P 在直线l 上移动时,求|AF |·|BF |的最小值.12、已知直线y =-2上有一个动点Q ,过点Q 作直线l 1垂直于x 轴,动点P 在l 1上,且满足OP ⊥OQ (O 为坐标原点),记点P 的轨迹为C .(1)求曲线C 的方程;(2)若直线l 2是曲线C 的一条切线,当点(0,2)到直线l 2的距离最短时,求直线l 2的方程.。
根据抛物线知识点梳理及练习抛物线是数学中的一个重要概念,广泛应用于物理、工程和其他领域。
本文将对抛物线的知识点进行梳理,并提供一些练题供研究和巩固。
1. 抛物线的定义和特点抛物线可以通过以下定义来进行描述:抛物线是平面上一种曲线,其点到焦点的距离等于该点到准线的距离。
主要特点包括:- 顶点:抛物线的最高或最低点称为顶点,记为(V)。
- 焦点:抛物线的焦点是准线与对称轴的交点。
- 准线:平行于对称轴,且与焦点的距离等于对称轴的曲线。
- 对称轴:通过顶点和焦点的一条直线为对称轴,对称轴上各点到焦点的距离相等。
2. 抛物线的方程和表示方法抛物线的方程可以使用以下形式表示:- 标准形式:y = ax^2 + bx + c- 顶点形式:y = a(x - h)^2 + k- 描述形式:(x - h)^2 = 4p(y - k)其中,a是抛物线的开口方向和形状因子,h和k分别是顶点的横坐标和纵坐标,p是焦点到对称轴的距离。
3. 抛物线的性质和运动学应用抛物线具有一些重要的性质和运动学应用:- 对称性:关于对称轴具有对称性,即抛物线上的任意一点到对称轴的距离相等。
- 最值点:顶点是抛物线的最高或最低点,根据抛物线的开口方向可确定是极大值还是极小值。
- 轨迹:抛物线的轨迹可以描述物体自由落体运动的路径。
- 抛物线方程应用:抛物线方程可以应用于弹道学、反射面天线和卫星轨迹等计算中。
练题1. 写出以下抛物线的方程形式:- 顶点在(2, 3),开口向上的抛物线。
- 焦点在(-1, 4),准线为y = 3,开口向下的抛物线。
2. 抛物线的准线为x = -1,焦点在(2, 5),开口向上,请写出抛物线的标准形式方程。
3. 抛物线的焦点在(3, 4),顶点在(1, 2),请写出抛物线的顶点形式方程。
参考答案1.- y = a(x - 2)^2 + 3- (x + 1)^2 = -8(y - 4)2. y = (1/4)(x + 1)^2 + 53. y = (1/2)(x - 1)^2 + 2以上是对抛物线知识点的梳理和一些练习题的提供,希望能对学习和理解抛物线有所帮助。
抛物线 典例剖析知识点一 抛物线概念的应用已知抛物线y 2=2x 的焦点是F ,点P 是抛物线上的动点,又有点A (3,2),求|P A |+|PF |的最小值,并求出取最小值时P 点的坐标.解将x=3代入抛物线方程 y 2=2x ,得y=〒6.6>2,∴点A 在抛物线内部.设抛物线上点P 到准线l : x=21的距离为d ,由定义知|PA|+|PF|=|PA|+d , 当PA ⊥l 时,|PA|+d 最小, 最小值为27,即|PA|+|PF|的最小值为27, 此时P 点纵坐标为2,代入y 2=2x ,得x=2, ∴点P 坐标为(2,2).知识点二 求抛物线的标准方程求适合下列条件的抛物线的标准方程:(1)过点(-3,2);(2)焦点在直线x -2y -4=0上.分析 设出抛物线的标准形式,依据条件求出p 的值.解 (1)设抛物线标准方程为y 2=-2px 或x 2=2py (p >0),则将点(-3,2)代入方程得2p =43,或2p =92,故抛物线的标准方程为y 2=-43x ,或x 2=92y .(2)①令x =0,由方程x -2y -4=0,得y =-2. ∴抛物线的焦点为F (0,-2).设抛物线方程为x 2=-2py ,则由p2=2,得2p =8.∴所求的抛物线方程为x 2=-8y .②令y =0,由x -2y -4=0,得x =4. ∴抛物线的焦点为F (4,0).设抛物线方程为y 2=2px ,由p2=4,得2p =16.∴所求抛物线方程为y 2=16x .知识点三 抛物线在实际中的应用汽车前灯反射镜与轴截面的交线是抛物线的一部分,灯口所在的圆面与反射镜的轴垂直,灯泡位于抛物线焦点处,已知灯口的直径是24 cm ,灯深10 cm ,那么灯泡与反射镜的顶点(即截得抛物线顶点)距离是多少?分析 确定抛物线方程,求出抛物线的焦点到其顶点的距离解 取反射镜的轴即抛物线的对称轴为x 轴,抛物线的顶点为坐标原点,建立直角坐标系xOy ,如图所示.因灯口直径|AB|=24.灯深|OP|=10, 所以点A 的坐标是(10,12).设抛物线的方程为y 2=2px(p>0).由点A(10,12)在抛物线上,得122=2p ×10, ∴p=7.2.抛物线的焦点F 的坐标为(3.6,0).因此灯泡与反射镜顶点的距离是3.6 cm.知识点四 抛物线几何性质的简单应用抛物线的顶点在原点,对称轴重合于椭圆9x 2+4y 2=36短轴所在的直线,抛物线焦点到顶点的距离为3,求抛物线的方程.分析 先确定抛物线方程的形式,再依条件求待定参数.解 椭圆9x 2+4y 2=36可化为x 24+y 29=1,得抛物线的对称轴为x 轴.设抛物线的方程为y 2=ax (a ≠0), 又抛物线的焦点到顶点的距离为3,则有|a4|=3,∴|a |=12,即a =±12.故所求抛物线方程为y 2=12x ,或y 2=-12x .知识点五 直线与抛物线已知过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点的直线交抛物线于A 、B 两点,且|AB |=52p ,求AB 所在的直线方程.解 焦点F (p2,0),设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),若AB ⊥Ox ,则|AB |=2p <52p ,不合题意.所以直线AB 的斜率存在,设为k ,则直线AB 的方程为y =k (x -p2),k ≠0.由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -p 2),y 2=2px ,消去x ,整理得ky 2-2py -kp 2=0.韦达定理得,y 1+y 2=2pk,y 1y 2=-p 2.∴|AB |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=(1+1k 2)·(y 1-y 2)2=1+1k2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2=2p (1+1k 2)=52p .解得k =±2.∴AB 所在直线方程为y =2(x -p 2),或y =-2(x -p 2).知识点六 抛物线的焦点弦问题AB 是过抛物线y 2=2px (p >0)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.求证:(1)AN ⊥BN ; (2)FN ⊥AB ;(3)若MN 交抛物线于Q ,则Q 平分MN .证明 (1)作AC ⊥l ,垂足为C ,作BD ⊥l ,垂足为D ,在直角梯形ABDC 中, ∵|AF|=|AC|,|BF|=|BD|, ∴|MN|=21(|AC|+|BD|) =21(|AF|+|BF|) =21|AB|, 由平面几何知识可知△ANB 是直角三角形,即AN ⊥BN. (2)∵|AM|=|NM|, ∴∠MAN=∠MNA , ∵AC ∥MN ,∴∠CAN=∠MNA ,∴∠MAN=∠CAN.在△ACN 和△AFN 中,|AN|=|AN|,|AC|=|AF|, 且∠CAN=∠FAN ,∴△ACN ≌△AFN , ∴∠NFA=∠NCA=90°, 即FN ⊥AB.(3)在Rt △MNF 中,连结QF , 由抛物线的定义及(2)的结论得 |QN|=|QF|⇒∠QNF=∠QFN ,且∠QFN=90°-∠QFM ,∠QMF=90°-∠QNF , ∴∠QFM=∠QMF ,∴|QF|=|QM|, ∴|QN|=|QM|,即Q 平分MN.知识点七 抛物线的综合问题过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 作倾斜角为θ的直线交抛物线于A 、B 两点,设△AOB 的面积为S (O 为原点).(1)用θ、p 表示S ;(2)求S 的最小值;当最小值为4时,求抛物线的方程.解 (1)设直线y =k ⎝⎛⎭⎫x -p2,代入y 2=2px , 得y 2=2p ⎝⎛⎭⎫y k +p 2,即y 2-2pk y -p 2=0,∴y 1+y 2=2pk,y 1y 2=-p 2.∴|AB |= 1+1k2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2= k 2+1k 2·4p 2k2+4p 2=(1+1k 2)2p =(1+1tan 2θ)2p=2p sin 2θ.① 当直线AB ⊥x 轴时,①也成立.∴S =12|OF ||AF |sin θ+12|OF ||BF |sin(π-θ)=12|OF ||AB |sin θ =12·p 22p sin 2θsin θ=p 22sin θ. (2)当θ=90°时,S min =12p 2.若S min =4,则12p 2=4.∴p =2 2.∴此时抛物线的方程为y 2=42x .考题赏析1.(辽宁高考)已知点P 是抛物线y 2=2x 上的一个动点,则点P 到点(0,2)的距离与点P 到该抛物线准线的距离之和的最小值为( )A.172 B .3 C. 5 D.92解析 如图所示,由抛物线的定义知,点P 到准线x =-12的距离d 等于点P 到焦点的距离|PF |.因此点P 到点(0,2)的距离与点P 到准线的距离之和可转化为点P 到点(0,2)的距离与点P到点F 的距离之和,其最小值为点M (0,2)到点F ⎝⎛⎭⎫12,0的距离,则距离之和的最小值为4+14=172.答案 A2.(全国Ⅰ高考)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________.解析 ∵y =ax 2-1,∴y +1=ax 2.令y +1=y ′,x =x ′,则y ′=ax ′2,∴x ′2=2×12ay ′,∴x ′2=1a y ′的焦点坐标为⎝⎛⎭⎫0,14a ,即y +1=14a , ∴y =ax 2-1的焦点坐标为⎝⎛⎭⎫0,14a -1. 又y =ax 2-1的焦点是原点,∴14a =1,∴a =14.∴y =14x 2-1.令x =0,得y =-1,令y =0,得x =±2.故y =14x 2-1与两坐标轴的三个交点为(0,-1),(2,0),(-2,0),∴围成三角形面积为S =12×4×1=2.答案 23.(全国Ⅱ高考)已知F 是抛物线C :y 2=4x 的焦点,A 、B 是抛物线C 上的两个点,线段AB 的中点为M (2,2),则△ABF 的面积等于________.解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 21=4x 1,y 22=4x 2. ∴(y 1+y 2)(y 1-y 2)=4(x 1-x 2).∵x 1≠x 2,∴y 1-y 2x 1-x 2=4y 1+y 2=1.∴直线AB 的方程为y -2=x -2,即y =x . 将其代入y 2=4x ,得A (0,0)、B (4,4).∴|AB |=4 2.又F (1,0)到y =x 的距离为22,∴S △ABF =12×22×42=2.答案 21.抛物线y 2=ax (a ≠0)的焦点到其准线的距离是( ) A.|a |4 B.|a |2C .|a |D .-a2答案 B解析 因为y 2=ax ,所以p =|a |2,即该抛物线的焦点到其准线的距离为|a |2,故选B.2.抛物线y 2=2px (p >0)上一点M 到焦点的距离是a (a >p2),则点M 的横坐标是( )A .a +p 2B .a -p2C .a +pD .a -p 答案 B解析 由抛物线的定义知:点M 到焦点的距离a 等于点M 到抛物线的准线x =-p2的距离,所以点M 的横坐标即点M 到y 轴的距离为a -p2.3.已知抛物线的方程为标准方程,焦点在x 轴上,其上点P (-3,m )到焦点F 的距离为5,则抛物线方程为( )A .y 2=8xB .y 2=-8xC .y 2=4xD .y 2=-4x 答案 B解析 点P (-3,m )在抛物线上,焦点在x 轴上,所以抛物线的标准方程可设为y 2=-2px (p >0).由抛物线定义知|PF |=3+p2=5.所以p =4,所以抛物线的标准方程是y 2=-8x .应选B.4.抛物线y 2=ax 的焦点与双曲线x 23-y 2=1的左焦点重合,则这条抛物线的方程是( )A .y 2=4xB .y 2=-4xC .y 2=-42xD .y 2=-8x 答案 D解析 因为x 23-y 2=1的左焦点为(-2,0),所以抛物线开口向左,所以a <0,且p =|a |2=4,所以a =-8,所以抛物线方程为y 2=-8x ,故选D.5.已知F 为抛物线C :y 2=4x 的焦点,过F 且斜率为1的直线交抛物线C 于A 、B 两点.设|F A |>|FB |,则|F A |与|FB |的比值等于________.答案 3+2 2解析 ∵y 2=4x 的焦点坐标为 F (1,0),准线方程为x =-1,∴过F 且斜率为1的直线方程为y = x - 1.将其代入y 2= 4x 得 x 2 - 6x + 1=0.∴x 1, 2 =62± = 3〒22.∵|FA|>|FB|,∴x A =3+22,x B =3-22.又|FA|= x +1,|FB|= x B +1,∴|FA||FB|== 3+22. 答案 -36. 过抛物线y 2 = 4x 的焦点的直线交抛物线于A 、B 两点,O 为坐标原点,则· 的值是________.. 解析 当直线过焦点且垂直于x 轴时,直线方程为x =1,代入y 2=4x ,y 1,2=±2.A 、B 点的坐标分别为(1,2),(1,-2).∴·OB →=1-4=-3.当直线过焦点不垂直x 轴时,则直线的方程可设为y =k (x -1),设A ,B 坐标分别为(x 1,y 1)(x 2,y 2).则y 21·y 22=16x 1x 2.由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =k (x -1),得k 2x 2-(2k +4)x +k 2=0, ·OB →=x 1x 2+y 1y 2=1-4=-3. 7.已知圆A :(x +2)2+y 2=1与定直线l :x =1,若动圆C 与圆A 相外切,且与直线l 相切,求动圆圆心C 的轨迹方程.解 设圆心C 到直线l 的距离为d ,则由题意知|CA |=d +1从而可知圆心C 到点(-2,0)的距离和到定直线x =2的距离相等.所以动圆圆心C 的轨迹是抛物线,其焦点为(-2,0),准线为x =2,故设动圆圆心C 的轨迹方程为y 2=-2px (p >0),由p2=2,得p =4.因此动圆圆心C 的轨迹方程为y 2=-8x .8.已知点M (-2,4)及焦点为F 的抛物线y =18x 2,在此抛物线上求一点P 使|PM |+|PF |的值最小.分析 先根据已知条件画出图形,由定义知,抛物线上的点P 到焦点F 的距离等于P 到准线l 的距离d ,所以求|PM |+|PF |的最小值问题可转化为求|PM |+d 的最小值问题,让点P 在抛物线上运动,容易发现当点P 运动到过点M 且与x 轴垂直的直线与抛物线的交点处时,|PM |+d 最小.解 如图,设MN ⊥x 轴,与准线交于N ,与抛物线交于点P ,在抛物线上任取一点P ′,连P ′M ,P ′F ,作P ′N 垂直于准线,垂足为N ′.由抛物线的定义,|PN|=|PF|,|P ′N ′|=|P ′F||P ′M|+|P ′N ′|=|P ′M|+|P ′F| |PN|+|PM|=|PM|+|PF|∵|P ′M|+|P ′N ′|≥|PN|+|PM| ∴|P ′M|+|P ′F|≥|PM|+|PF|这就是说,当P ′与P 重合时,|PM|+|PF|的值最小解方程组22,1,8x y x =-⎧⎪⎨=⎪⎩得P(-2,12). 9.已知抛物线y 2=2x ,过点Q (2,1)作一条直线交抛物线于A 、B 两点,试求弦AB 中点的轨迹方程.解 设弦AB 的中点M (x ,y ),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则有y 21=2x 1,y 22=2x 2, ∴y 1-y 2x 1-x 2=2y 1+y 2,又y 1+y 2=2y ,∴y 1-y 2x 1-x 2=1y,即k AB =1y .又k MQ =y -1x -2,由题意知k MQ =k AB .∴y -1x -2=1y,整理, 得y 2-x -y +2=0.所以,弦AB 中点的轨迹方程为y 2-x -y +2=0.10.抛物线的顶点在原点,以x 轴为对称轴,经过焦点且倾斜角为135°的直线,被抛物线所截得的弦长为8,试求抛物线方程.解 如右图所示,依题意设抛物线方程为y 2=2px(p>0),则直线方程为y=-x+12p. 设直线交抛物线于A(x 1,y 1), B(x 2,y 2),则由抛物线定义得|AB|=|AF|+|FB|=|AC|+|BD| =x 1+2P + x 2 + 2P , 即x 1+x 2 +p=8.①又A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2)是抛物线和直线的交点.由⎩⎪⎨⎪⎧y =-x +12p ,y 2=2px ,消去y 得x 2-3px +p 24=0,∴x 1+x 2=3p ,将其代入①得p =2. ∴所求抛物线方程为y 2=4x .当抛物线方程设为y 2=-2px (p >0)时,同理可求得抛物线方程为y 2=-4x . 故抛物线的方程为y 2=4x 或y 2=-4x .讲练学案部分2.4.1 抛物线及其标准方程.对点讲练知识点一 求抛物线的标准方程分别求出满足下列条件的抛物线的标准方程.(1)过点(3,-4).(2)焦点在直线x +3y +15=0上. 解 (1)∵点(3,-4)在第四象限,∴抛物线的标准方程为y 2=2px (p >0)或x 2=-2p 1y (p 1>0),把点(3,-4)的坐标分别代入得(-4)2=2p ×3,32=-2p 1×(-4)即2p =163,2p 1=94∴所求抛物线的方程为y 2=163x 或x 2=-94y .(2)令x =0得y =-5;令y =0得x =-15 ∴抛物线的焦点为(0,-5)或(-15,0)∴所求抛物线的标准方程为y 2=-60x 或x 2=-20y .【反思感悟】 求抛物线方程应首先确定焦点的位置,进而确定方程的形式,然后利用已知条件求p 的值.求满足下列条件的抛物线的方程.(1)以坐标轴为对称轴,且过点A (2,3);(2)以坐标轴为对称轴,焦点到准线的距离为52.解 (1)由题意,方程可设为y 2=mx 或x 2=ny , 将点A (2,3)的坐标代入,得32=m ·2或22=n ·3,∴m =92或n =43.∴所求的抛物线方程为y 2=92x 或x 2=43y .(2)由焦点到准线的距离为52,可知p =52.∴所求抛物线方程为y 2=5x 或y 2=-5x 或x 2=5y 或x 2=-5y .知识点二 抛物线定义的应用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 )到焦点的距离等于5,求抛物线的方程和m 的值.解 设抛物线的方程为y 2=-2px (p >0),则准线方程为x =p2.∵点M (-3,m )是抛物线上的点,根据抛物线定义,M 点到焦点的距离等于M 点到准线的距离∴|-3|+p2=5 ∴p =4.∴抛物线方程为y 2=-8x .又点M (-3,m )在抛物线上故m 2=-8×(-3) ∴m =±2 6.【反思感悟】 涉及抛物线上一点与焦点的距离问题要注意用定义转化为该点到准线的距离,可简化计算.若动圆与圆(x -2)2+y 2=1相外切,又与直线x +1=0相切,则动圆圆心的轨迹是( )A .椭圆B .双曲线C .双曲线的一支D .抛物线答案 D解析 设动圆的圆心为M ,半径为r ,动圆与圆(x -2)2+y 2=1相外切,则M 到定点(2,0)的距离为r +1,动圆与直线x =-1相切,则点M 到定直线x =-1的距离为r ,所以M 到定点(2,0)和到定直线x =-2的距离相等,由抛物线定义知,答案选D.知识点三 抛物线知识在实际中的应用喷灌的喷头装在直立管柱OA 的顶点A 处,喷出水流的最高点B 高5 m ,且与OA 所在的直线相距4 m ,水流落在以O 为圆心,半径为9 m 的圆上,则管柱OA 的长是多少?解 如图所示,建立直角坐标系,设水流所形成的抛物线的方程为x 2= -2py(p>0),点C(5, -5)在抛物线上,所以25= -2p ·(-5),2p=5,所以抛物线的方程为x 2= -5y ,点A(-4,y 0)在抛物线上,所以16= -5y 0,y 0 = -165,所以OA 的长为5 - 165=1.8 (m).∴管柱OA 的长是1.8 m.【反思感悟】 根据题意,建立直角坐标系,用待定系数法求出抛物线方程,再利用抛物线方程解决实际问题.抛物线型拱桥顶距离水面2米,水面宽4米,当水下降1米后,水面宽________米.答案 2 6解析 可设抛物线方程为x 2=-2py ,则点(-2,-2)在抛物线上,则有:4=4p . ∴p =1,抛物线方程为x 2=-2y ,当y =-3时,x =±6. ∴水面宽为2 6. 课堂小结:1.四个标准方程的区分:焦点在一次项字母对应的坐标轴上,开口方向由一次项系数的符号确定.当系数为正时,开口方向为坐标轴的正方向;系数为负时,开口方向为坐标轴的负方向.2.焦点在y 轴上的抛物线的标准方程x 2=2py 通常又可以写成y=ax 2,这与以前学习的二次函数的解析式是完全一致的,但需要注意的是,由方程y=ax 2来求其焦点和准线时,必须先化成标准形式.3.经过抛物线的焦点的弦称为抛物线的焦点弦,它有以下特性:设焦点弦AB 的端点坐标分别为A (x 1 , y 1),B(x 2,y 2),则y 1y 2= - p 2, x 1x 2 = 24p ,|AB|= x 1 + x 2 + p.课时作业一、选择题1.已知抛物线的顶点在原点,对称轴为x 轴,焦点在曲线x 24-y 22=1上,则抛物线方程为( )A .y 2=8xB .y 2=4xC .y 2=2xD .y 2=±8x 答案 D解析 由题意知抛物线的焦点为双曲线x 24-y 22=1的顶点,即(-2,0)、(2,0),所以抛物线的方程为y 2=8x 或y 2=-8x .2.抛物线y =mx 2(m <0)的焦点坐标是( )A .(0,m 4)B .(0,14m )C .(0,-m 4)D .(0,-14m)答案 B解析 由于抛物线方程可化为x 2=1my (m <0),所以抛物线的焦点在y 轴的负半轴上,且2p =-1m ,所以p 2=-14m ,所以抛物线的焦点坐标是(0,14m),答案选B.3.过点M (2,4)作与抛物线y 2=8x 只有一个公共点的直线l 有( ) A .0条 B .1条 C .2条 D .3条 答案 C解析 容易发现点M (2,4)在抛物线y 2=8x 上,这样l 过M 点且与x 轴平行时,l 与抛物线有一个公共点,或者l 在M 点上与抛物线相切,故选C.4.已知P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)是抛物线y 2=2px (p >0)上不同的两点,则y 1·y 2=-p 2是直线P 1P 2通过抛物线焦点的( )A .充分不必要条件B .充分必要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件 答案 B解析 设直线P 1P 2的斜率为k ,在x 轴上的截距为x 0,则P 1P 2的方程为y =k (x -x 0), x =1ky +x 0(k =0时只有一个交点不合题意), 所以y 2=2p ⎝⎛⎭⎫1k y +x 0,即y 2-2pky -2px 0=0. 当直线P 1P 2过焦点时,x 0=p2,则y 1y 2=-p 2.当y 1y 2=-p 2时,即-2px 0=-p 2,则x 0=p2,直线过焦点.当斜率不存在时也可验证是充要条件.5.过抛物线y 2=4x 的焦点作直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,如果x 1+x 2=6,那么|AB |等于( )A .10B .8C .6D .4 答案 B解析 方法一 由已知得抛物线焦点为(1,0),过焦点的直线设为y =k (x -1)(由x 1+x 2=6知,此直线不平行于y 轴,因而k 存在).由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -1),y 2=4x ,消去y 得k 2x 2-2(k 2+2)x +k 2=0. 由⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=2(k 2+2)k 2=6,x 1·x 2=1得k =±1.所以|AB |2=(1+k 2)(x 1-x 2)2=2(x 1-x 2)2=64,故|AB |=8.方法二 由焦半径公式|AB |=|AF |+|BF |=x 1+p 2+x 2+p2=8.二、填空题6.抛物线2y 2+5x =0的焦点坐标为____________,准线方程为______________.答案 ⎝⎛⎭⎫-58,0 x =58解析 化抛物线2y 2+5x =0为标准方程y 2=-52x,2p =52,p 2=58,所以焦点坐标为(-58,0),准线方程为x =58.7.设点M ⎝⎛⎭⎫3,103与抛物线y 2=2x 上的点P 之间的距离为d 1,P 到抛物线准线l 的距离为d 2,则当d 1+d 2取最小值时,P 点坐标为____________.答案 (2,2)解析 当P 点是M 与焦点F ⎝⎛⎭⎫12,0连线与抛物线交点时,d 1+d 2最小,MF 的方程为y =43x -23,与抛物线y 2=2x 联立得P (2,2). 三、解答题8.过点Q (4,1)作抛物线y 2=8x 的弦AB ,若弦恰被Q 平分,求AB 所在直线方程. 解 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),因点Q (4,1)为A ,B 的中点则有⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=8y 1+y 2=2将A 、B 两点坐标代入y 2=8x .则有⎩⎪⎨⎪⎧y 21=8x 1 ①y 22=8x 2 ②①-②得:(y 1-y 2)(y 1+y 2)=8(x 1-x 2),由y 1+y 2=2,则有y 1-y 2x 1-x 2=4,∴k AB =4.∴所求直线方程为y -1=4(x -4),即4x -y -15=0.9.一抛物线拱桥跨度为52米,拱顶离水面6.5米,一竹排上有一宽4米、高6米的矩形大木箱,问能否安全通过?解建立坐标系如图,设抛物线方程为 x 2= -2py ,则点(26, -6.5)在抛物线上, ∴262= -2p ·(-6.5),∴p=52,抛物线的方程为x 2= -104y ,当y=-0.5时,x=〒213,则有413>4, 所以木箱能安全通过.10.已知过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点. 求证:(1)x 1x 2为定值;(2)1|F A |+1|FB |为定值. 证明 (1)抛物线y 2=2px 的焦点为F ⎝⎛⎭⎫p 2,0,当AB 不垂直于x 轴时,设直线AB 的方程为y =k ⎝⎛⎭⎫x -p2 (k ≠0). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =k ⎝⎛⎭⎫x -p 2y 2=2px消去y , 得k 2x 2-p (k 2+2)x +k 2p 24=0.由根与系数的关系得x 1x 2=p 24(定值).当AB ⊥x 轴时,x 1=x 2=p2,x 1x 2=p24也成立.(2)由抛物线的定义知,|F A |=x 1+p 2,|FB |=x 2+p2.又由(1)得x 1x 2=p24,所以1|F A |+1|FB |=1x 1+p 2+1x 2+p2=x 1+x 2+pp 2(x 1+x 2)+x 1x 2+p 24 =x 1+x 2+p p 2(x 1+x 2)+p 22=x 1+x 2+p p 2(x 1+x 2+p )=2p(定值). 2.4.2 抛物线的简单几何性质.对点讲练知识点一 由性质求方程已知抛物线的顶点为坐标原点,对称轴为x 轴,且与圆x 2+y 2=4相交的公共弦长等于23,求这条抛物线的方程.解 设所求抛物线方程为y 2=2px (p >0)或y 2=-2px (p >0),设交点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),(y 1>0,y 2<0),则|y 1|+|y 2|=23,即y 1-y 2=23,由对称性知,y 2=-y 1,代入上式得y 1=3,把y 1=3代入x 2+y 2=4得x =±1.所以点(1,3)在抛物线y 2=2px 上,点(-1,3)在抛物线y 2=-2px 上,所以3=2p 或3=-2p ×(-1).所以p =32,所以所求抛物线方程为y 2=3x 或y 2=-3x .【反思感悟】 (1)由已知的几何条件求抛物线方程,常用待定系数法.(2)由于抛物线是轴对称图形,所以与对称轴垂直的弦一定被对称轴平分.已知抛物线的焦点在x 轴上,直线y =2x +1被抛物线截得的线段长为15,求此抛物线的标准方程.解 ∵抛物线的焦点在x 轴上,∴设它的标准方程为y 2=2px由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y 2=2pxy =2x +1得4x 2+(4-2p )x +1=0.∴|x 1-x 2|=(4-2p )2-164=p 2-4p2.∴1+22|x 1-x 2|=52p 2-4p .∴52p 2-4p =15.∴p =6或p =-2. ∴抛物线的方程为y 2=12x 或y 2=-4x .知识点二 与抛物线有关的证明问题过抛物线焦点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,通过点A 和抛物线顶点的直线交抛物线的准线于点D ,求证:直线DB 平行于抛物线的对称轴.证明如图所示,以抛物线的对称轴为x 轴,它的顶点为原点,建立直角坐标系. 设抛物线的方程为y 2=2px ,①点A 的坐标为⎝⎛⎭⎫y 202p ,y 0,则直线OA 的方程为 y =2py 0x (y 0≠0),②抛物线的准线方程是x =-p2.③联立②③,可得点D 的纵坐标为y =-p 2y 0④因为点F 的坐标是⎝⎛⎭⎫p 2,0,当AB ⊥x 轴时,|y 0|=p 此时,|OA |=|OD |,∴DB ∥x 轴当AB 与x 轴不垂直时,即y 20≠p 2时,直线AF 的方程为y =2py 0y 20-p 2⎝⎛⎭⎫x -p 2,⑤ 联立①⑤,可得点B 的纵坐标为y =-p 2y 0.⑥由④⑥可知,DB ∥x 轴.【反思感悟】 因抛物线方程的独特形式,较之椭圆与双曲线,它上面的点便于用一个变量表示出来,如y 2=2px 上任一点,可表示为⎝ ⎛⎭⎪⎫y 22p ,y ,注意恰当运用.设抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,Q 是抛物线上除顶点外的任意一点,直线QO 交准线于P 点,过Q 且平行于抛物线对称轴的直线交准线于R 点,求证:PF ⊥RF .证明如图所示,设点Q ⎝⎛⎭⎫y 202p ,y 0,则R.(-2p,y 0 ) 直线OQ 的方程为y=02y p x , 当x=-2p 时,解得y=-02y p,∴P =2,20p p y ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,又F (2p ,0),∴RF →=⎝⎛⎭⎫p ,p 2y 0,RF →=(p ,-y 0) ∴RF →·RF →=0,∴PF ⊥RF .知识点三 直线与抛物线的交点问题已知抛物线的方程为y 2=4x ,直线l 过定点P (-2,1),斜率为k .k 为何值时,直线l 与抛物线y 2=4x :只有一个公共点;有两个公共点;没有公共点?解 由题意,设直线l 的方程为y -1=k (x +2).由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y -1=k (x +2)y 2=4x ,可得:ky 2-4y +4(2k +1)=0.① (1)当k =0时,由方程①得y =1.把y =1代入y 2=4x ,得x =14.这时,直线l 与抛物线只有一个公共点⎝⎛⎭⎫14,1. (2)当k ≠0时,方程①的判别式为 Δ=-16(2k 2+k -1). 1°由Δ=0,即2k 2+k -1=0,解得k =-1,或k =12.于是,当k =-1,或k =12时,方程①只有一个解,从而方程组(*)只有一个解.这时,直线l 与抛物线只有一个公共点.2°由Δ>0,即2k 2+k -1<0,解得-1<k <12.于是,当-1<k <12,且k ≠0时,方程①有两个解,从而方程组有两个解.这时,直线l与抛物线有两个公共点.3°由Δ<0,即2k 2+k -1>0,解得k <-1,或k >12.于是,当k <-1,或k >12时,方程①没有实数解,从而方程组(*)没有解.这时,直线l与抛物线没有公共点.综上,我们可得当k =-1,或k =12,或k =0时,直线l 与抛物线只有一个公共点;当-1<k <12,且k ≠0时,直线l 与抛物线有两个公共点;当k <-1,或k >12时,直线l 与抛物线没有公共点.【反思感悟】 当直线与抛物线的对称轴平行或重合时,抛物线和直线相交,只有一个交点.解决直线与抛物线位置关系问题时,不要忽视这一点,否则容易漏解.直线l :y =kx +1,抛物线C :y 2=4x ,当k 为何值时,l 与C 分别相切、相交、相离?解 将l 和C 的方程联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1, ①y 2=4x , ②①式代入②式,并整理,得 k 2x 2+(2k -4)x +1=0.当k ≠0时,是一元二次方程, ∴Δ=(2k -4)2-4k 2=16(1-k ).(1)当Δ=0时,即k =1时,l 与C 相切. (2)当Δ>0时,即k <1时,l 与C 相交. (3)当Δ<0时,即k >1时,l 与C 相离.当k =0时,直线l :y =1与曲线C :y 2=4x 相交.综上所述,当k =0或k <1时,l 与C 相交,当k =1时,l 与C 相切,当k >1时,l 与C 相离.课堂小结:1.在已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为x 轴,求抛物线的标准方程时,为避免讨论张口的方向可设抛物线的方程为y 2=2ax (a ≠0).此时,不论a>0或a<0,焦点坐标都是(2a,0),准线方程都为x=-2a . 2.抛物线y 2= 2px (p>0)上任一点的坐标可用一个量y 1表示为21(1),2y y p;x 2 = 2py (p>0)上任一点坐标可设为(x 1 , 212x p).3.直线与抛物线的位置关系设直线l :y=kx+m ,抛物线:y 2=2px(p>0),将直线方程与抛物线方程联立整理成关于x 的方程:ax 2+bx+c=0,(1)若a ≠0,当Δ>0时,直线与抛物线相交,有两个交点; 当Δ=0时,直线与抛物线相切,有一个交点; 当Δ<0时,直线与抛物线相离,无公共点.(2)若a=0,直线与抛物线有一个交点,此时直线平行于抛物线的对称轴或与对称轴重合,因此直线与抛物线有一个交点是直线与抛物线相切的必要不充分条件.一、选择题1.P (x 0,y 0)是抛物线y 2=2px (p ≠0)上任一点,则P 到焦点的距离是( )A .|x 0-p 2|B .|x 0+p2|C .|x 0-p |D .|x 0+p | 答案 B解析 当p >0时,由抛物线定义得点P (x 0,y 0)到焦点的距离为x 0+p2,当p <0时由抛物线定义知P (x 0,y 0)到焦点的距离为-p 2-x 0,综上得所求距离为|x 0+p2|,故选B.2.过抛物线y 2=4x 的焦点作直线l 交抛物线于A 、B 两点,若线段AB 中点的横坐标为4,则|AB |等于( )A .10B .8C .6D .4 答案 A解析 设A 、B 两点的横坐标分别为x A 、x B ,则有x A +x B =8,|AB |=|AF |+|BF |=x A +p 2+x B +p2=8+p =8+2=10.3.抛物线y 2=2px 与直线ax +y -4=0的一个交点是(1,2),则抛物线的焦点到该直线的距离为( )A.32 3B.25 5C.710 5D.172 答案 B解析 由已知得抛物线方程为y 2=4x ,直线方程为2x +y -4=0,抛物线y 2=4x 的焦点坐标是F (1,0),到直线2x +y -4=0的距离d =|2+0-4|22+1=255.4.若抛物线y 2=2px (p >0)上三个点的纵坐标的平方成等差数列,那么这三个点到抛物线焦点的距离的关系是( )A .成等差数列B .既成等差数列又成等比数列C .成等比数列D .既不成等比数列也不成等差数列 答案 A解析 设三点为P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),P 3(x 3,y 3),则y 21=2px 1,y 22=2px 2,y 23=2px 3,因为2y 22=y 21+y 23, 所以x 1+x 3=2x 2,即|P 1F |-p 2+|P 3F |-p2=2⎝⎛⎭⎫|P 2F |-p 2, 所以|P 1F |+|P 3F |=2|P 2F |. 二、填空题5.抛物线的顶点在原点,准线垂直于x 轴,且焦点到顶点的距离为4,则其方程为______________________.答案 y 2=16x 或y 2=-16x解析 焦点到顶点的距离即p2=4,p =8.6.抛物线y =x 2上的点到直线2x -y -4=0的距离最短的点的坐标是____________. 答案 (1,1)解析 设点A (x ,y )是符合题设条件的点,则由点到直线的距离公式,得d =55|2x -y -4|=55|2x -x 2-4| =55|-(x -1)2-3|≥355. 当且仅当x =1时,d 取得最小值,故所求点为(1,1).7.设抛物线y 2=8x 的准线与x 轴交于点Q ,若过点Q 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____________.答案 [-1,1]解析 Q 点坐标为(-2,0),直线l 的斜率不存在时,不满足题意,所以可设直线l 的斜率为k ,方程为y =k (x +2).当k =0时满足.当k ≠0时,x =1ky -2,代入y 2=8x ,得y 2-8k y +16=0.Δ=64k2-64≥0,k 2≤1,即-1≤k ≤1(k ≠0).综上,-1≤k ≤1.三、解答题8.过点(-3,2)的直线与抛物线y 2=4x 只有一个公共点,求此直线方程. 解 显然,直线存在斜率k , 设其方程为y -2=k (x +3), 由⎩⎪⎨⎪⎧y -2=k (x +3)y 2=4x 消去x ,整理得ky 2-4y +8+12k =0①(1)当k =0时,方程①化为-4y +8=0,即y =2, 此时过(-3,2)的直线方程为y =2,满足条件. (2)当k ≠0时,方程①应有两个相等实根. 由⎩⎪⎨⎪⎧ k ≠0Δ=0即⎩⎪⎨⎪⎧k ≠016-4k (8+12k )=0,得k =13或k =-1.∴直线方程为y -2=13(x +3)或y -2=-(x +3),即x -3y +9=0或x +y +1=0.故所求直线有三条,其方程分别为: y =2,x -3y +9=0或x +y +1=0.9.A ,B 是抛物线y 2=2px (p >0)上两点,满足OA ⊥OB ,其中O 为抛物线顶点.求证: (1)A ,B 两点的纵坐标乘积为定值; (2)直线AB 恒过一定点. 证明(1)设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),x 1≠0,x 2≠0,则y 12=2px 1, y 22=2px 2. ∵OA ⊥OB ,∴x 1x 2 + y 1y 2=0.∴y 12y 22、= 4p 2 x 1x 2 = 24p -y 1y 2.∴y 1y 2 =24p -为定值, x 1x 2=-y 1y 2=4p 2也为定值.∴A 、B 两点的纵坐标乘积为定值.(2)若AB ⊥x 轴,则易知直线AB 方程为x = 2p , 过点(2p,0);若AB 与x 轴不垂直,则x 1≠x 2,y 1+y 2≠0.由y 12-y 22=2p(x 1-x 2),得1212122y y px x y y -++=. ∴直线AB 的方程是y= 122py y + (x -x 1)+y 1,即y = 211121222px px y y y y y ++-+。
抛物线及其性质【考纲说明】1、掌握抛物线的简单几何性质,能运用性质解决与抛物线有关问题。
2、通过类比,找出抛物线与椭圆,双曲线的性质之间的区别与联系。
【知识梳理】1.抛物线定义:平面内到一泄点F和一条左直线/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:3.抛物线y2 = 2px(p > 0)的几何性质:(1)范围因为P>O,由方程可知x^o,所以抛物线在y轴的右侧,当x的值增大时,ly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:e = \.焦点F(Z,O),准线x =-匕,焦准距p・2 2⑷ 焦点弦:抛物线y2 = 2px(p > 0)的焦点弦AB, A(x r yj , B(x2,y2),贝9丨AB 1=册+兀2 + P •弦长AB =xi+x:+p,当xi=x:时,通径最短为2p<>4.焦点弦的相关性质:焦点弦AB,ACWJ, 8(厂,儿),焦点F(#,°)2(1)若AB是抛物线y2=2px(p>0)的焦点弦(过焦点的弦),且贝'J: .0; = — ,yy. =-/r<> 4⑵ 若AB是抛物线y2=2px(p>0)的焦点弦,且直线AB的倾斜角为u,则阳_ 2P ( a H0)。
1 1 sin2ct⑶已知直线AB是过抛物线八2吨>0)焦点F,扫扑黑話二為手(4)焦点弦中通径最短长为2p。
通径:过焦点垂直于焦点所在的轴的焦点弦叫做通径.(5)两个相切:①以抛物线焦点弦为宜径的圆与准线相切.②过抛物线焦点弦的两端点向准线作垂线,以两垂足为直径端点的圆与焦点弦相切。
5.弦长公式:3(兀,儿)是抛物线上两点,则= J(召)'+(”_儿)2 = Jl + k' I召一£ 1= J1 +右I儿一y21【经典例题】(1)抛物线一二次曲线的和谐线椭圆与双曲线都有两种左义方法,可抛物线只有一种:到一个左点和一条泄直线的距藹相等的所有点的集合•其离心率e二1,这使它既与椭圆、双曲线相依相伴,又鼎立在圆锥曲线之中.由于这个美好的1,既使它享尽和谐之美, 又生岀多少华丽的篇章.【例1】P 为抛物线y 2=2/zv±任一点,F 为焦点,则以PF 为直径的圆与『轴()A •相交 相切 C •相离 \【解析】如图,抛物线的焦点为F 匕①,准线是 U 丿 /:% = --.作 PH 丄/于 H,交 y 轴于 Q,那 ^\PF\=\PH\, 2 且|QH| = \OF\ =上.作MN 丄y 轴于N 则MN 是梯形PQOF 的2中位线,|MN| =丄(|OF| + |P0|) = ^\PH\ = -\PF\.故以2 2 2PF 为直径的圆与y 轴相切,选B.【评注】相似的问题对于椭圆和双曲线来说,其结论则 分别是相离或相交的.(2) 焦点弦——常考常新的亮点弦有关抛物线的试题,许多都与它的焦点弦有关•理解并掌握这个焦点弦的性质,对破解这些试题是大有帮助的. 【例2】过抛物线y 2= 2px(p > 0)的焦点F 作直线交抛物线于A(x p y,),Z?(x 2,y 2)两点,求证:・・•方程⑴之二根沁…y(1) |AB| = Xj 4-^2 + p (2)1 1 _2 \AF\ + \BF\=^【证明】(1)如图设抛物线的准线为作AA 丄/丄I 于耳,则|AF| = |AA| = X]+f,2\BF\ = \BB\ = X 2+^.两式相加即得:\AB\ = +x 2 + p(2) 当AB 丄x 轴时,有1 12 皆|=阿=0・••网+两方成立;当AB 与x 轴不垂直时,设焦点弦AB 的方程为:y = k x-上・代入抛物线方程:< 2)D 位置由P 确定\ 2丿= 2px •化简得:k 2x 211111 1 ---- 1 --- - ----- 1 ---- ------ + ------|的阿|側| |码| £2^2%, +x 2 + p _ x }+x 2 + p _ 2£+*’)+£ 訴+w)"(3) 切线一一抛物线与函数有缘有关抛物线的许多试题,又与它的切线有关.理解并掌握抛物线的切线方程,是解题者不可或缺的基本功. 【例3】证明:过抛物线y 2= 2px 上一点M (xo, yo)的切线方程是:yoy=p (x+xo)【证明】对方程y 2=2px 两边取导数:2y ・# = 2“・・・y = £•切线的斜率yk = y'|.7 =厶由点斜式方程:y-儿=—(-v-x 0)=>儿y = px-px () +)彳(1)>0儿•.* >'Q = 2px 0,代入(1)即得:y o y=p (x+x°)(4) 定点与定值——抛物线埋在深处的宝藏抛物线中存在许多不不易发现,却容易为人疏忽的左点和左值•掌握它们,在解题中常会有意想不到的收获. 例如:1.一动圆的圆心在抛物线b=8x 上,且动圆恒与直线x + 2 = 0相切,则此动圆必过泄点( )A(4,0) B.(2,0) C.(0,2) D(0,-2)显然•本题是例1的翻版,该圆必过抛物线的焦点,选B.2. 抛物线y 2= 2px 的通径长为2p :3. 设抛物线y 2=2px'd 焦点的弦两端分别为人(西」),83,旳),那么:”〉'2=一/‘以下再举一例【例4】设抛物线y 2= 2px 的焦点弦AB 在其准线上的射影是Ab ,证明:以Ab 为直径的圆必过一泄点【分析】假泄这条焦点弦就是抛物线的通径,那么Ab 二AB 二2p,而Ab 与AB 的距离为p,可知该圆必过抛物线的 焦点.由此我们猜想:一切这样的圆都过抛物线的焦点.以下我们对AB 的一般情形给于证明.【证明】如图设焦点两端分别为人(州,廿),3(吃,乃),%, +x 2 + p召召+彳(召+兀)+?故不论弦AB 与x 轴是否垂直,恒有=—成立.P那么:治2=-"'=>|5|・|6| =卜」卜2| = /丸设抛物线的准线交X 轴于C,那\CF\ = p. .•./尸3]中|(7尸「=|6卜|(73|.故 ZAfd =90。
抛物线及其性质知识点大全1.抛物线的定义:抛物线是平面上各点到定点(焦点)的距离与各点到定直线(准线)的距离相等的点的轨迹。
2.抛物线的一般方程:抛物线的一般方程为 y = ax^2 + bx + c,其中a ≠ 0。
3.抛物线的焦点和准线:-抛物线的焦点是定点F,在焦点F上可以发射经由抛物线反射的平行光线,称为焦光束。
-抛物线的准线是直线L,通过焦点F,且与抛物线没有交点。
4.抛物线的焦距:-抛物线的焦距是焦点F到准线的垂直距离,记为2p。
5.抛物线的顶点:-抛物线的顶点是抛物线的最高点或最低点,坐标记为(h,k)。
-抛物线的顶点坐标可以通过顶点公式h=-b/2a和k=c-b^2/4a计算得到。
6.抛物线的对称轴:-抛物线的对称轴是抛物线的对称线,过顶点,并且与抛物线垂直。
7.抛物线的开口方向:-当a>0时,抛物线开口向上。
-当a<0时,抛物线开口向下。
8.抛物线的图像特点:-抛物线关于对称轴对称。
-抛物线与准线相交于顶点。
-抛物线在焦点处达到最大值或最小值。
-抛物线两侧的点到焦点的距离相等。
9.抛物线的焦点坐标计算:-焦点坐标可以通过焦距公式p=1/4a和焦点公式F(h,k+p)计算得到。
10.抛物线的拟合直线:-抛物线的切线方程和抛物线在焦点处的切线方向一致。
11.抛物线的截距:-抛物线与x轴的交点称为x轴截距,可以通过方程y=0解得。
-抛物线与y轴的交点称为y轴截距,可以直接读出抛物线方程中的常数项。
12.抛物线的平移:-抛物线的平移是通过改变顶点的坐标来实现的,顶点的新坐标为(h+a,k)。
13.抛物线的标准方程:- 当抛物线顶点为原点时,可以将抛物线的方程化为标准方程 y^2 = 4ax,其中焦点坐标为 (a, 0)。
14.抛物线的求导函数:- 抛物线的导数函数为 f'(x) = 2ax + b。
15.抛物线的面积计算:- 抛物线的面积可以通过定积分来计算,公式为 S =∫[x1,x2](ax^2 + bx + c)dx。
抛物线性质和知识点总结1. 抛物线的定义和基本形式抛物线是指平面上满足二次方程y=ax^2+bx+c(a≠0)的曲线。
其基本形式是y=ax^2+bx+c,其中a、b、c是常数,称为抛物线的系数。
a决定抛物线的开口方向,当a>0时抛物线开口朝上,当a<0时抛物线开口朝下;b决定抛物线的位置,c决定抛物线与y轴的交点。
2. 抛物线的顶点和对称轴抛物线的顶点是抛物线的最低点(开口向上)或者最高点(开口向下),对于标准形式的抛物线y=ax^2+bx+c,它的顶点坐标为(-b/2a, c-b^2/4a)。
抛物线的对称轴是通过顶点并垂直于x轴的直线,对称轴方程为x=-b/2a。
3. 抛物线的焦点和直线方程抛物线的焦点是到抛物线上所有点的距离到抛物线的对称轴的距离相等的点,焦点的坐标为(-b/2a, 1-1/4a)。
抛物线的直线方程是y=mx+n,其中m和n是常数,直线与抛物线有两个交点。
当直线与抛物线相切时,两个交点重合。
当直线与抛物线没有交点时,这个抛物线不与这条直线相交。
4. 抛物线的焦距和离心率抛物线的焦距是抛物线的顶点到焦点的距离,焦距的大小是2|a|;抛物线的离心率是焦距与顶点到焦点的距离的比值,离心率的大小是1。
5. 抛物线的性质抛物线的性质是抛物线的特征,对于抛物线y=ax^2+bx+c,它的性质包括:a)抛物线的开口方向是由a的符号决定的,a>0时开口向上,a<0时开口向下;b)抛物线的顶点在对称轴上;c)焦点在对称轴上的顶点的上方,离心率等于1;d)与y轴的交点是常数项c;e)抛物线的焦点到直线方程的距离等于抛物线到直线方程的对称轴的距离。
6. 抛物线的知识点抛物线的知识点是在解决抛物线问题时需要掌握的知识,包括:a)抛物线的标准形式、一般形式、顶点形式和焦点形式的相互转化;b)抛物线的顶点、对称轴、焦点和直线方程的求法;c)抛物线与直线的交点和相切点的求法;d)抛物线的焦距和离心率的求法;e)抛物线的方程的实际应用问题。
抛物线及其性质知识点大全推荐文档1. 抛物线的定义:抛物线是一个平面曲线,其定义式为y = ax^2 + bx + c,其中a、b、c为常数,a不等于0。
2.抛物线的图像:抛物线的图像呈现出对称性,它的开口方向由抛物线的系数a的正负决定。
当a大于0时,抛物线向上开口;当a小于0时,抛物线向下开口。
3.抛物线的顶点:抛物线的顶点为曲线上的最低点(向上开口)或最高点(向下开口)。
顶点的横坐标为x=-b/(2a),纵坐标为y=f(-b/(2a)),其中f(x)为抛物线的函数。
4. 抛物线的焦点:抛物线的焦点是曲线上与直线y = mx + n相交的点的轨迹,其中m、n为常数。
焦点的横坐标为x = -b/(2a),纵坐标为y = c - (b^2 - 1)/(4a)。
5.抛物线的对称轴:抛物线的对称轴是通过顶点和焦点的垂直平分线。
对称轴的方程为x=-b/(2a)。
6. 抛物线的判别式:抛物线的判别式为Δ = b^2 - 4ac,其中Δ的值决定了抛物线的性质。
若Δ大于0,则抛物线与x轴有两个交点,即开口向上或向下的抛物线。
若Δ等于0,则抛物线与x轴有一个交点,即开口向上或向下的抛物线。
若Δ小于0,则抛物线与x轴没有交点,即开口向上或向下的抛物线。
7.抛物线的焦距:焦点到抛物线上任意一点的距离等于该点到对称轴的距离,即焦距等于对称轴到顶点的距离。
8.抛物线的切线:抛物线上任意一点处的切线与该点的切线斜率相等,切线方程为y-y0=f'(x0)(x-x0),其中f'(x)为抛物线函数的导数。
9.抛物线的性质:抛物线是一条连续曲线,它具有对称性、单调性(a的符号决定)、可导性(除去顶点的地方都可导)、增减性(导数的符号决定)、可微性(除去顶点的地方都可微)、凸凹性(a的符号决定)等性质。
10.抛物线的应用:抛物线在物理学中常用于描述自由落体、抛体运动等;在工程学中常用于设计桥梁、铁轨等;在经济学中常用于描述成本、收益等。
抛物线和性质知识点大全1.抛物线的定义:抛物线是一个平面曲线,其距离一个定点(焦点)和一个定直线(准线)的距离都相等。
2.标准方程:抛物线的标准方程是y = ax^2 + bx + c,其中a、b、c是常数,且a ≠ 0。
3.抛物线的焦点:抛物线的焦点是一个点,其到抛物线上的任意一点的距离与该点到抛物线的准线的距离相等。
4.抛物线的准线:抛物线的准线是一个直线,与抛物线的对称轴平行,并且距离对称轴固定的距离。
5.抛物线的对称轴:抛物线的对称轴是垂直于准线,通过焦点和抛物线的顶点的一条直线。
6.抛物线的顶点:抛物线的顶点是曲线的最高或最低点,即y轴距离最大或最小的点。
7.抛物线的焦距:抛物线的焦距是焦点到顶点的距离。
焦距等于准线与对称轴的距离的两倍。
8.抛物线的直径:抛物线的直径是通过焦点和曲线上两个对称的点的线段。
直径等于焦距的两倍。
9.抛物线的离心率:抛物线的离心率是焦距与准线与顶点的距离的比值。
离心率等于110.抛物线的焦点方程:如果抛物线的焦点为(F,p),则焦点到顶点的距离为p,焦点的横坐标为F,抛物线方程为(x-F)^2=4p(y-c),其中c为抛物线的顶点纵坐标。
11.抛物线的顶点方程:如果抛物线的顶点为(h,k),则抛物线方程为(y-k)=a(x-h)^212.抛物线的对称性:抛物线具有对称性,对称轴将抛物线分成两个对称的部分。
13.抛物线的焦点和准线的关系:抛物线上任意一点的到焦点的距离等于该点到准线的距离的两倍。
14.抛物线的切线:抛物线上任意一点处的切线与该点到焦点的连线重合。
15.抛物线的渐近线:当抛物线的开口向上时,抛物线没有水平渐近线;当抛物线的开口向下时,抛物线有一条水平渐近线。
16.抛物线的面积:抛物线所围成的面积等于焦点到顶点的纵坐标与准线的距离之积的1/317.抛物线的长度:抛物线的长度等于8/3倍焦距的立方根。
18.抛物线的应用:抛物线广泛应用于物理学、工程学和计算机图形学等领域。
抛物线及其性质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 。
抛物线及其性质知识点大全1. 抛物线的定义:抛物线是平面上满足平方差的关系的点的集合,可以用一般式方程表示为 y = ax^2 + bx + c,其中a、b和c是实数且a不为0。
2.抛物线的基本形状:抛物线呈现出一个宽口向上或向下的U形。
当a大于0时,抛物线开口向上;当a小于0时,抛物线开口向下。
3.抛物线的对称轴:抛物线的对称轴垂直于抛物线的开口方向,可以通过平移和旋转将抛物线移动到一个新的位置,使得抛物线重合于自身。
4.抛物线的顶点:抛物线的顶点是抛物线的最高点(当抛物线开口向下时)或最低点(当抛物线开口向上时)。
顶点的横坐标可以通过将一般式方程的x项系数取反并将结果除以2a得到,纵坐标可以通过将横坐标代入一般式方程得到。
5.抛物线的焦点:抛物线上所有点到定点(焦点)的距离相等。
焦点的坐标可以通过将一般式方程转化为顶点形式方程(y=a(x-h)^2+k)得到,其中焦点的横坐标为(h,k+a)。
6.抛物线的直径:通过顶点并垂直于对称轴的直线,可以将抛物线分成两个等长度的部分,这条直线称为抛物线的直径。
7.抛物线的切线:与抛物线相切的直线称为抛物线的切线。
抛物线的切线与抛物线在切点处的斜率相等。
8.抛物线的弦:从抛物线上任意两点绘制的线段称为抛物线的弦。
9.抛物线的渐近线:抛物线没有直线渐近线。
10.抛物线的拐点:抛物线的凹凸方向发生改变的点称为拐点。
拐点的横坐标可以通过将一般式方程的一阶导数等于0的解代入一般式方程得到。
11.抛物线的面积:抛物线的面积可以通过用定积分计算抛物线与x 轴之间的曲边梯形的面积得到。
12.抛物线的方程:抛物线的方程可以通过已知的关键点(如焦点和顶点)来确定。
13.抛物线的图像:通过绘制坐标平面上一系列点,连接这些点得到的曲线即为抛物线的图像。
14.抛物线的应用:抛物线在真实世界中具有广泛的应用,如物体的自由落体、抛体运动、喷水器的喷射路径等。
专题70:抛物线基础知识和典型例题(解析版)抛物线1、定义:平面内与一个定点和一条定直线的距离相等的点的轨迹称为抛物线.定点称为抛物线的焦点,定直线称为抛物线的准线.2、抛物线的几何性质:标准方程范围顶点对称轴轴轴焦点准线方程离心率,越大,抛物线的开口越大焦半径通径过抛物线的焦点且垂直于对称轴的弦称为通径:焦点弦长公式3、过抛物线的焦点作垂直于对称轴且交抛物线于、两点的线段,称为抛物线的“通径”,即.4、关于抛物线焦点弦的几个结论:设为过抛物线焦点的弦,,直线的倾斜角为,则⑴⑵⑶以为直径的圆与准线相切;⑷焦点对在准线上射影的张角为⑸四、直线与圆锥曲线的位置关系2.直线与圆锥曲线的位置关系:⑴.从几何角度看:(特别注意)要特别注意当直线与双曲线的渐进线平行时,直线与双曲线只有一个交点;当直线与抛物线的对称轴平行或重合时,直线与抛物线也只有一个交点。
⑵.从代数角度看:设直线L的方程与圆锥曲线的方程联立得到。
①.若=0,当圆锥曲线是双曲线时,直线L与双曲线的渐进线平行或重合;当圆锥曲线是抛物线时,直线L与抛物线的对称轴平行或重合。
②.若,设。
③..时,直线和圆锥曲线相交于不同两点,相交。
b.时,直线和圆锥曲线相切于一点,相切。
c.时,直线和圆锥曲线没有公共点,相离。
五、弦长问题:直线与圆锥曲线相交时的弦长问题是一个难点,化解这个难点的方法是:设而不求,根据根与系数的关系,进行整体代入。
即当直线与圆锥曲线交于点,时,则====题型一:求抛物线的解析式例1求适合下列条件的抛物线的标准方程: (1)顶点在原点,焦点是(0,5)F ; (2)顶点在原点,准线是4x =; (3)焦点是8(0,)F -,准线是8y =;(4)顶点在原点,关于x 轴对称,顶点与焦点的距离等于6.例1(1)220x y =;(2)216y x =-;(3)232x y =-;(4)224y x =±. 【解析】 【分析】(1)判断焦点位置,设出抛物线方程,根据焦点求解出抛物线的标准方程;(2)根据准线判断焦点位置,设出抛物线方程,根据准线方程求解出抛物线的标准方程; (3)根据焦点和准线设出抛物线方程,根据焦点坐标即可求解出抛物线的标准方程; (4)先判断出顶点位置,然后设出抛物线的标准方程,利用已知条件求解出抛物线的标准方程. 【详解】(1)因为焦点在y 轴正半轴,设抛物线方程22x py =,所以52p=,所以10p =, 所以抛物线的标准方程为220x y =;(2)因为准线4x =,所以焦点在x 轴负半轴,设22y px =-,所以42p=,所以8p =, 所以抛物线的标准方程为216y x =-;(3)由条件可知抛物线的焦准距被坐标原点平分,所以抛物线的顶点在坐标原点,设抛物线方程22x py =-, 所以82p=,所以16p =,所以抛物线的标准方程为232x y =-;(4)设抛物线的标准方程为22y px =,所以62p=,所以12p =±, 所以抛物线的标准方程为:224y x =±. 【点睛】本题考查根据已知条件求解抛物线的标准方程,主要考查学生的分析与计算能力,难度较易. 例2:已知抛物线2:4C x y =的焦点为F ,椭圆E 的中心在原点,焦点在x 轴上,点F 是它的一个顶点,且其离心率2e =求椭圆E 的方程. 例3:2214x y +=.【解析】 【分析】由点抛物线焦点F 是椭圆的一个顶点可得1b =,由椭圆离心率e =c a =椭圆方程可求. 【详解】设椭圆E 的方程为22221x y a b+=,半焦距为c .由已知条件,()0,1F ,1b ∴=,c a =222a b c =+, 解得2a =,1b =.所以椭圆E 的方程为2214x y +=.【点睛】本题考查了利用待定系数法求椭圆方程,属于基础题.题型二:求抛物线的轨迹例3:已知曲线()2C :2y x =+上有一点A ,定点()B 2,0,求线段AB 中点P 的轨迹方程。
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 =+.。
第20讲 抛物线定义及性质【知识点梳理】1.抛物线定义平面内与一个定点和一条定直线(不经过点F l l F)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点叫做抛物线的焦点,定直线F l 叫做抛物线的准线.2.抛物线标准方程几何性质的对比图形标准方程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∈对称轴轴x 轴y 焦点(0)2p F ,(0)2pF -,(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 ,12p AF x =+12p AF x =-+12p AF y =+12p AF y =-+注意 抛物线标准方程中参数p的几何意义是:抛物线的焦点到准线的距离(简称焦准距),所以的值永远大于p 0.另外,焦半径使用定义即可证明.【典型例题】题型一:抛物线的定义【例1】(2022·全国·高二课时练习)已知实数x ,y 满,其中常数2p 0p >,则动点的轨迹是( )(),P x yA .射线B .直线C .抛物线D .椭圆【例2】(2022·全国·高二课时练习)抛物线的准线方程是( )218y x =-A .B .C .D .132x =2y =132y =2y =-【答案】B【例3】(2022·河南·郑州四中高三阶段练习(文))抛物线的焦点为F ,点M 在C 上,2:16C y x =,则M 到y 轴的距离是( )12MF =A .4B .8C .10D .12【例4】(2022·云南·罗平县第一中学高二开学考试)若抛物线上的一点()2:0C y px p =>到它的焦点的距离为8,则( )1,4p A y ⎛⎫ ⎪⎝⎭p =A .6B .8C .12D .16【例5】(2022·贵州贵阳·高三开学考试(理))已知抛物线的焦点为是抛物线2:2C y x =,(,)F A m n 上的一点, 若, 则 (为坐标原点)的面积是( )C 52AF =OAF △O A .B .1C .2D .412【例6】(2022·全国·高二课时练习)已知,则方程与0mn ≠221mx ny +=2mx ny +=在同一坐标系内的图形可能是( )A .B .【题型专练】1.(2023·全国·高三专题练习)抛物线的焦点坐标为( )243y x=A .B .C .D .10,3⎛⎫ ⎪⎝⎭1,03⎛⎫ ⎪⎝⎭30,16⎛⎫ ⎪⎝⎭20,3⎛⎫ ⎪⎝⎭2.(2023湖南高三阶段练习)已知抛物线24y x=,其焦点为F ,准线为l ,则下列说法正确的是( )A .焦点F 到准线l 的距离为1B .焦点F 的坐标为(1,0)116y =-3.(2022·广东广州·高二期末)已知圆与抛物线的准线相切,则()2214x y -+=()220x py p =>p =( )A .1B .2C .4D .84.(2023·全国·高三专题练习)抛物线上一点到其焦点的距离为,则点26y x =()11,M x y92M到坐标原点的距离为( )A .B .CD .25.(2022·上海市第三女子中学高二期末)抛物线上一点到焦点的距离是10,则点24y x =M F M到轴的距离是( )y A .10B .9C .8D .7【答案】B【分析】由抛物线的定义即可求解.【详解】解:由题可知,抛物线的准线方程为,24y x =1x =-因为点到焦点的距离是10,故到准线的距离是10,M F M 1x =-则点到轴的距离是9.M y 故选:B.6.(2023江苏高三专题练习)下列图形中,可能是方程和(且20ax by +=221ax by +=0a ≠0b ≠)图形的是( )A .B .C.D.题型二:求抛物线的标准方程【例1】(2023全国·高三专题练习(文))抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,其上的点(),3P m-到焦点的距离为4,则抛物线方程为()A.B.C.D.28x y=24x y=24x y=-28x y=-【例2】(2022·广西贵港·高二期末(文))已知点是拋物线的焦点,是F ()2:20C x py p =>()0,1P x 上的一点,,则( )C 4PF =p =A .B .C .D .2468【例3】(2023·全国·高三专题练习)已知O 是坐标原点,F 是抛物线C :的焦点,()220y px p =>是C 上一点,且,则的面积为( )()0,4P x 4=PF POF A .8B .6C .4D .2【例4】(2023湖南省高三上学期入学)已知抛物线的焦点在轴上,直线F x 2y =-,且A 52AF =【例5】(2022·全国·高二单元测试)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 .185设抛物线的解析式为22x py =-因为抛物线过点,所以()6,5-所以抛物线的焦点到准线的距离【例6】(2022·全国·高二课时练习)某学习小组研究一种如图1所示的卫星接收天线,发现其轴截面为图2所示的抛物线形,在轴截面内的卫星信号波束呈近似平行的状态射入,经反射聚焦到焦点处,已知卫星接收天线的口径(直径)为,深度为F 4.8m 1m ,则该卫星接收天线轴截面所在的抛物线的焦点到顶点的距离为( )A .B .C .D .0.72m 1.44m 2.44m 2.88m【答案】B【分析】建立如图所示的平面直角坐标系,卫星接收天线的轴截面的上、下顶点分别记为,A B ,则由题意可得,代入抛物线方程求出()1,2.4A ()220y px p =>p,从而可求得焦点坐标,进而可求得答案【详解】建立如图所示的平面直角坐标系,卫星接收天线的轴截面的上、下顶点分别记为,,A B 设轴截面所在的抛物线的标准方程为,()220y px p =>由已知条件,得点,所以,解得,()1,2.4A 22 2.4p = 2.88p =所以所求焦点坐标为,()1.44,0因此卫星接收天线的轴截面所在的抛物线的焦点到顶点的距离为.1.44m 故选:B【题型专练】1.(2023河南·高三开学考试(理))已知抛物线上一点到焦点的距离2:2(0)C x py p =>()06,P yF .0||2PF y =求抛物线的方程;C2.(2022·全国·高二课时练习)已知抛物线上一点的纵坐标为()220y px p =>M -,该点到准线的距离为6,则该抛物线的标准方程为______.3.(2022·全国·高二课时练习)焦点在x -y -1=0上的抛物线的标准方程是______.【答案】或24y x =24x y=-【分析】先根据抛物线是标准方程可确定焦点的位置,再由直线与坐标轴的交点可得到焦点坐标可得到标准方程.【详解】因为抛物线焦点坐标即为直线与坐标轴的交点,10x y --=所以其焦点坐标为和,()1,0()0,1-当焦点为时,设抛物线标准方程为,()1,022y px =可知,所以其方程为,2p =24y x =当焦点为时,设抛物线标准方程为,()0,1-22x py =-可知其方程中的,2p =所以其方程为,24x y =-故答案为:或.24y x =24x y =-4.(2022·青海·海南藏族自治州高级中学高二期末(文))如图,某河流上有一座抛物线形的拱桥,已知桥的跨度米,高度米(即桥拱顶到基座10AB =5h =AB 所在的直线的距离).由于河流上游降雨,导致河水从桥的基座A 处开始上涨了1米,则此时桥洞中水面的宽度为______米.则抛物线的方程为22x py =-所以,即()()2525p -=-⨯-2p 故抛物线的方程为,25x y =-设河水上涨1米后,水面与桥5.(2023·全国·高三专题练习)过点,且焦点在y 轴上的抛物线的标准方程是( )()1,2-24y x =24y x=-212=-x y212x y =6.(2022全国·高二专题练习)如图是抛物线形拱桥,当水面在l 时,拱顶离水面2米,水面宽4米,水位下降1米后,水面宽( )米.A .B .C .D .7.(2022·四川·成都市锦江区嘉祥外国语高级中学模拟预测(理))如图是抛物线拱形桥,当水面在时,拱顶离水面,水面宽,若水面上升,则水面宽是( )(结果精确到AB 4m 20AB =m 0.8m )0.1m(参考数值)2.24≈≈=A .B .C .D .9.0m 17.3m 17.9m 21.9m由题意,将代入x 2=my ,得()10,4B -令y =,解得,165-x 45=±所以水面宽度为 2.24×817.9m 85≈≈8.(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,30mCD =60mAB =,点到直线的距离为,则此抛物线顶端到的距离为( )D AB 150m O ABA .B .C .D .180m 200m 220m 240m【答案】B【分析】建立直角坐标系,待定系数法求抛物线方程,即可求解到的距离.O AB 【详解】以为坐标原点,建立如图所示的平面直角坐标系,设抛物线的方程为O ()220x py p =->,由题意设,,,则,解得()15,D h 0h <()30,150B h -()22152302150ph p h ⎧=-⎪⎨=--⎪⎩502.25h p =-⎧⎨=⎩,所以此抛物线顶端到的距离为.O AB ()50150200m +=故选:B .题型三:抛物线的性质【例1】(2022·全国·高二课时练习)抛物线的焦点为,其准线与双曲线()220x py p =>F 相交于,两点,若为等边三角形,则( )22133y x -=A B ABF p =1216【例2】(2022·全国·高二课时练习)已知抛物线:的焦点为,准线为,为上一点,C 212yx =F l P l 的延长线交抛物线于点,若,则( )PF Q 230+=FP FQ QF =152【例3】(2022·全国·高二课时练习)设抛物线的顶点为O ,焦点为F ,准线为l ,P 是抛物线上异于O 的一点,过P 作于Q .则线段FQ 的垂直平分线( )PQ l ⊥A .经过点OB .经过点PC .平行于直线OPD .垂直于直线OP【答案】B【分析】连接PF ,由题意及抛物线的定义可知为等腰三角形从而得到答案.QPF △【详解】连接PF ,由题意及抛物线的定义可知,则PQ FP =QPF △为等腰三角形,故线段FQ 的垂直平分线经过点P .故选:B.【例4】(2022·甘肃临夏·高二期末(理))已知点A 是抛物线C :22x y=上一点,F 为焦点,O 为坐标原点,若以点O 为圆心,以OA的长为半径的圆与抛物线C 的另一个交点为B ,且,则的值是( )π3AOB ∠=AF112132【例5】(2022·河南·高三开学考试(文))已知是抛物线上的两点,且,A B 26y x =-11AB =,则线段的中点到轴的距离的最小值为( ).AB y 724925则32AM AC AF =-=-设的中点为,过作AB E E ()11EG AM BN ∴=+=【例6】(2022·重庆南开中学高二期末)已知抛物线过点,过点()2:20C y px p =>()1,2B ()1,0A -的直线交抛物线于,两点,点在点右侧,若为焦点,直线,分别交抛物线于M N N M F NF MF P ,两点,则( )QA .B .4MF NF ⋅>2OM ON OB ⋅=P Q 4AMP π∠≤【例7】(2022·广东江门·高二期末)设抛物线:的焦点为,准线为,为C ()220y px p =>F l A C上一点,以为圆心,为半径的圆交于,两点,若,且的面积为F FAl B D 90ABD ∠=︒ABF ,则( )A .B .是等边三角形3BF =ABF C .点到准线的距离为3D .抛物线的方程为F C 212yx=【答案】BC【分析】根据题意,作出示意图,结合抛物线的定义,焦半径公式,对每个选项进行逐一分析,即可判断选择.【详解】根据题意,作出示意图,【例8】(2022·全国·高考真题)已知O 为坐标原点,过抛物线2:2(0)C y px p =>焦点F 的直线与C 交于A ,B 两点,其中A 在第一象限,点,若,则( )(,0)M p ||||AF AM =A .直线的斜率为B .AB ||||OB OF =C .D .||4||AB OF >180OAM OBM ∠+∠<︒【题型专练】1.(2022·安徽·安庆市第二中学高二期末)已知抛物线:的焦点为,准线为,点在C 24y x =F l P C上,点在上,若,,则点的横坐标为( )Q l PQ PF=30PFQ ∠=︒P A .B.C D .1413122.(2022·陕西渭南·高一期末)已知F 为抛物线的焦点,点A 在抛物线C 上,O 为原点,若2:4C y x =为等腰三角形,则点A 的横坐标可能为( )OAF △A .2B C D 12-3.(2022·河南·郑州四中高三阶段练习(文))抛物线的焦点为F ,点M 在C 上,2:16C y x =12MF =,则M 到y 轴的距离是( )A .4B .8C .10D .124.(2022·江苏省镇江第一中学高二期末)在抛物线型内壁光滑的容器内放一个球,其通过中心轴的纵剖面图如图所示,圆心在y 轴上,抛物线顶点在坐标原点,已知抛物线方程是x 2=4y ,圆的半径为r ,若圆的大小变化时,圆上的点无法触及抛物线的顶点O ,则圆的半径r 的取值范围是( )A .(2,+∞)B .(1,+∞)C .D .[1,+∞)1(,)2+∞5.(2023·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系中,抛物线的焦点为xOy 2:2(0)C x py p =>,F P是上位于第一象限内的一点,若在点处的切线与轴交于点,与轴交于点,则与C C P x M y N 相等的是( )PFA .B .C .D .MNFNPMON6.(2022·全国·高三专题练习(文))已知抛物线:的焦点为,点为抛物线C 216x y =F ()00,M x yC上一点,若,则( )3MF y =0x =A .4B .C .8D .7.(2022·重庆·巫山县官渡中学高二期末)已知抛物线24y x=的焦点为F ,过点F 的直线交拋物线于A ,B 两点,延长FB 交准线于点C ,分别过点A ,B 作准线的垂线,垂足分别记为M ,N ,若,则的面积为( )||2||BC BN =AFM △A .B .4C .D .2【答案】A【分析】利用抛物线的定义结合条件可得,,进而可得.||4CF =||4AM =【详解】法一:由题意可知,,则,抛物线的准线方程为直线,2p =(1,0)F 1x =-故选:A.8.(2022·全国·高三专题练习)已知抛物线24y x=的焦点为F ,准线为l ,过抛物线上一点P 作准线的垂线,垂足为Q ,若,则( )3PFQ π∠=PF =A .2B .4C .6D .9.(2022·全国·高二课时练习多选题)设抛物线:()的焦点为,准线为,A 为C 22y px =0p >F l C上一点,以为圆心,为半径的圆交于,两点.若,且的面积为F FAl B D 90ABD ∠=︒ABF ,则( )A .是等边三角形B .ABF 3BF =C .点到准线的距离为3D .抛物线的方程为F C 26y x=10.(2022·全国·高二课时练习多选题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线:xOy C 的焦点为,准线为.设与轴的交点为,为抛物线上异于()220y px p =>F l l x K P C O的任意一点,在上的射影为,的外角平分线交轴于点,过作交于P l E EPF ∠x Q Q QM PF ⊥PF ,过作交线段的延长线于,则( )M Q QN EP ⊥EP NA .B .C .D .PE PF =PF QF =PN MF =PN KF=11.(2022·全国·高二课时练习)(多选)已知平面内到定点比它到定直线:()0,1F l 2y =-的距离小1的动点的轨迹为曲线,则下列说法正确的是( )C A .曲线的方程为B .曲线关于轴对称C 24x y =C y C .当点在曲线上时,D .当点在曲线上时,点到直线的距离(),P x y C 2y ≥P C P l 1d ≥【答案】AB【分析】由抛物线的定义可知曲线C的轨迹是抛物线,进而可判断A,根据抛物线的性质可判断B,C,D.【详解】由题意可知:动点到定点与它到定直线:的距离相等,()0,1F l 1y =-由抛物线定义,知曲线是以为焦点,直线为准线的抛物线,其方程为C F 1y =-24x y=,所以A ,B 正确;由知,点到直线的距离,所以C ,D 错误.24x y =0y ≥P l 2d ≥故选:AB .12.(2022·全国·高二单元测试多选题)已知:的焦点为,斜率经过点C ()220y px p =>F F的直线与抛物线交于点,两点(点在第一象限),与抛物线的准线交于点,若l C A B A D 4AF =,则( )A .B .为线段的中点2p =F AD C .D .2BD BF =2BF =13.(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线:的焦点为,为C 26y x =F A C上一点且在第一象限,以为圆心,线段的长度为半径的圆交的准线于,两点,且,F FA C M N A ,三点共线,则______.F M AF =15.(2023·全国·高三专题练习)已知点F 是抛物线的焦点,A ,B ,C 为E 上三点,且2:8E y x =,则___________.0FA FB FC ++= ||||||FA FB FC ++=。
《抛物线的简单性质》知识清单一、抛物线的定义平面内与一定点 F 和一条定直线 l 的距离相等的点的轨迹叫做抛物线。
点 F 叫做抛物线的焦点,定直线 l 叫做抛物线的准线。
二、抛物线的标准方程1、焦点在 x 轴正半轴上:\(y^2 = 2px (p > 0)\),焦点坐标为\((\frac{p}{2}, 0)\),准线方程为\(x =\frac{p}{2}\)。
2、焦点在 x 轴负半轴上:\(y^2 =-2px (p > 0)\),焦点坐标为\((\frac{p}{2}, 0)\),准线方程为\(x =\frac{p}{2}\)。
3、焦点在 y 轴正半轴上:\(x^2 = 2py (p > 0)\),焦点坐标为\((0, \frac{p}{2})\),准线方程为\(y =\frac{p}{2}\)。
4、焦点在 y 轴负半轴上:\(x^2 =-2py (p > 0)\),焦点坐标为\((0, \frac{p}{2})\),准线方程为\(y =\frac{p}{2}\)。
三、抛物线的性质1、范围对于抛物线\(y^2 = 2px (p > 0)\),\(x\geqslant 0\),\(y\in R\);对于抛物线\(y^2 =-2px (p > 0)\),\(x\leqslant 0\),\(y\in R\);对于抛物线\(x^2 = 2py (p > 0)\),\(y\geqslant 0\),\(x\in R\);对于抛物线\(x^2 =-2py (p > 0)\),\(y\leqslant 0\),\(x\in R\)。
2、对称性抛物线都是轴对称图形,对称轴为坐标轴。
3、顶点抛物线的顶点为坐标原点。
4、离心率抛物线的离心率\(e = 1\)。
5、焦半径(1)对于抛物线\(y^2 = 2px (p > 0)\),抛物线上一点\(P(x_0, y_0)\)到焦点的距离称为焦半径,\(|PF| = x_0 +\frac{p}{2}\)。
抛物线与方程【知识讲解】 1、定义平面,到定点的距离与到定直线距离相等的点的轨迹(定点不在定直线上).其中定点称为抛物线的焦点,定直线称为抛物线的准线.【注】若定点在直线上,则轨迹为过该点垂直于直线的一条直线.2、抛物线的方程与其简单性质3、通径过抛物线的焦点F 作直线⊥l x 轴,交抛物线22y px =于,A B 两点,弦长2=AB p ,此时的弦长称为通径,此为所有的焦点弦中最短的弦.4、焦点弦的性质(1)过抛物线()220y px p =>的焦点F 的直线交抛物线于()()1122,,,A x y B x y 两点,则①12p AF x =+,22p BF x =+;②12x x ⋅=定值24p ,12y y ⋅=定值2p -;③11||||FA FB +=定值2p ;④()1221122p x y x y y y +=-+. (2)过抛物线()220y px p =>的焦点F 作倾斜角为θ(斜率为k )的直线交抛物线于,A B (A 在B 上方)两点,则 ①1cos p A F θ=-上;②1cos p B F θ=+下;③2222s 1i 1n p k AB p θ⎛⎫+ =⎪⎝⎭=. (3)过抛物线()220y px p =>的焦点F 作直线1l 交抛物线于,A B 两点,分别过,A B 作准线l 的垂线,垂足分别为,P Q ,设AB 中点为M ,过M 作准线的垂线,垂足为N ,则①AN BN ⊥;②PF QF ⊥;③NF AB ⊥;④PF AN ⊥;⑤QF BN ⊥;⑥以AB 为直径的圆与准线相切,切点即为N ; ⑦以()AF BF 为直径的圆与y 轴相切;⑧24PQ AF BF =;24PQF APF BQF S S S ∆∆∆=⋅;⑨232sin ABQPp S θ=四边形. (4)过抛物线()220y px p =>的焦点F 作直线1l 交抛物线于,A B 两点,分别过,A B 作准线l 的垂线,垂足分别为,P Q ,准线l 与x 轴交于H 点,O①AHF BHF ∠=∠; ②,,A O Q 三点共线; ③,,B O P 三点共线;(5)过抛物线()220y px p =>的焦点F 作直线1l 交抛物 线于,A B 两点,线段AB 的垂直平分线交x 轴于E 点,则12EF AB =. (6)过抛物线()220y px p =>的焦点F 作直线1l 交抛物线于,A B 两点,G 为准线上的一动点,且直线GA 、GF 、GB 的斜率均存在,则直线GA 、GF 、GB 的斜率成等差数列,即2GA GB GF k k k +=.5、过点()(),00M m m >的直线交抛物线()220y px p =>于()()1122,,,A x y B x y 两点,则 ①12x x ⋅=定值2m ;②12y y ⋅=定值2pm -; ③2OA OB m p ⊥⇔=;④m p =时,2211||||MA MB +=定值21p . 6、设点是抛物线()220y px p =>的焦点,12,,,n P P P 是抛物线上的n 个不同的点,若120n FP FP FP +++=,则12n FP FP FP np +++=.【典型例题】例1、已知动点M 的坐标满足方程3412x y +-,则动点M 的轨迹是() A .椭圆B. 双曲线C. 抛物线D. 圆【变式】已知动点M 的坐标满足方程3412x y +-,则动点M 的轨迹是()A .椭圆B. 双曲线C. 抛物线D. 直线例2、点P 与点()20F ,的距离比它到直线40x +=的距离小2,则P 的轨迹方程为_______.【变式】动圆M 与定直线2y =相切且与定圆C :22(3)1x y ++=相外切,则动圆圆心M 的轨迹方程为_______.【变式2】到y 轴的距离比到点()2,0F 的距离小2的动点P 的轨迹方程为_______.例3、抛物线24y x =的焦点坐标为_______.【变式】1【2014】若抛物线22y px =的焦点与椭圆22195x y +=的右焦点重合,则该抛物线的准线方程为_______.【变式2】抛物线C 恒过定点()0,2A ,C 的准线为轴,则C 的顶点M 的轨迹方程为_______.例4、在抛物线24y x =上一点P ,使它到定点()2,2M 和焦点F 的距离之和最小,并求出距离之和的最小值.【变式1】设P 是抛物线28y x =上的一个动点,则点P 到直线4360x y -+=与点P 到y 轴的距离之和的最小值为________.【变式2】设P 是抛物线24y x =上的一个动点.(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)求点P 到直线220x y ++=的距离d 与点P 到抛物线焦点F 距离之和的最小值.【变式3】已知FAB ∆,点F 的坐标为(1,0),点A 、B 分别在图中抛物线24y x =与圆22(1)4x y -+=的实线部分上运动,且AB 总是平行于x 轴,那么FAB ∆的周长的取值围为.例5、已知抛物线26y x =上存在三点,,A B C ,且ABC ∆的重心为抛物线的焦点为F ,则=FA FB FC ++_______.【变式】已知抛物线26y x =的焦点为F ,若该抛物线上存在四点123P P P 、、、4P ,满足1234=0FP FP FP FP +++,则1234=FP FP FP FP +++_______.例6、直线l 过()1,2A ,且与抛物线212y x =交于,M N 两点,且MA AN =,则直线l 的方程为_________;MN =_______.例7、抛物线24y x =的焦点为F ,若过F 点的直线与抛物线相交于,M N 两点,若4FM FN =-,则直线MN 的斜率为_______.【变式】【2014新课标】已知抛物线2:8C y 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 =, 则QF =_______.例8、过抛物线x y 82=的焦点作弦AB ,点()11,A x y 、()22,B x y ,且1021=+x x ,则=AB _____.【变式1】已知抛物线关于x 轴对称,它的顶点在坐标原点O ,并且经过点()02,M y ,若点M 到该抛物线焦点的距离为3,则OM =_____.【变式2】过抛物线x y 82=的焦点作弦AB ,点()11,A x y 、()22,B x y ,且10AB =,则ABO ∆重心的横坐标为_____.【变式3】过抛物线x y 82=的焦点作弦AB ,点()11,A x y 、()22,B x y ,且128y y +=,则=AB _____.例9、抛物线()220y px p =>的动弦AB 长为()2a a p ≥,求弦中点M 到y 轴的最短距离.【变式】抛物线()220y px p =>的动弦AB 长为()02a a p <<,求弦中点M 到y 轴的最短距离.例10、若抛物线2:1C y ax =-上存在关于直线20x y -=对称两点A 和B ,数a 的取值围.例11、【2014】已知F 是抛物线2y x =的焦点,点A ,B 在该抛物线上且位于x 轴的两侧,2OA OB ⋅=(其中O 为坐标原点),则ABO ∆与AFO ∆面积之和的最小值是____.例12、已知抛物线()220y px p =>,过定点(),0p 作两条互相垂直的直线12l l 、,1l 与抛物线交于,P Q 两点,2l 与抛物线交于,M N 两点,设1l 的斜率为k ,若已知弦PQ 的中垂线在y 轴上的截距为32p pk k+,则弦MN 的中垂线在y 轴上的截距为__________. 例13、设M 为抛物线2:4(0)C x py p =>准线上的任意一点,过点M 作曲线C 的两条切线,设切点为,A B .直线AB 是否过定点?如果是,求出该定点,如果不是,请说明理由.例14、过抛物线()220y px p =>的焦点F 作相互垂直的两条直线12,l l ,抛物线与1l 交于点12,,P P 与2l 交于点12,Q Q .证明:无论如何取直线12,l l ,都有121211PP Q Q +为一常数.例15、抛物线()2:20C y px p =>的焦点恰是椭圆22143x y +=的一个焦点,过点,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭的直线与抛物线C 交于点,A B . (1)求抛物线C 的方程;(2)O 是坐标原点,求AOB ∆的面积的最小值; (3)O 是坐标原点,证明:OA OB ⋅为定值.【变式1】已知定点(2,0)F ,直线:2l x =-,点P 为坐标平面上的动点,过点P 作直线l 的垂线,垂足为点Q ,且FQ PF PQ ⊥+().设动点P 的轨迹为曲线C .(1)求曲线C 的方程;(2)过点F 的直线1l 与曲线C 有两个不同的交点A 、B ,求证:111||||2AF BF +=; (3)记OA 与OB 的夹角为θ(O 为坐标原点,A 、B 为(2)中的两点),求cos θ的取值围.【变式2】已知抛物线()2:20C y px p =>,直线l 交此抛物线于不同的两个点()11,A x y 、()22,B x y ,且OA OB ⊥.(1)证明21y y ⋅和12x x ⋅均为定值;(2)证明直线l 恒过定点P ; (3)求AB 的中点M 的轨迹方程;(4)过原点作AB 的垂线,垂足为N ,求N 的轨迹方程.(5)对于C 上除原点外的任意一定点()00,Q x y ,若仍有PA PB ⊥,请问是否还有直线l 恒过定点,若是,请求出定点'P ;若否,请说明理由.【变式3】设抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ,经过点F 的动直线交抛物线C 于点11(,)A x y ,22(,)B x y 且124y y =-.(1)求抛物线C 的方程;(2)若()2OE OA OB =+(O 为坐标原点),且点E 在抛物线C 上,求直线倾斜角.(3)若点M 是抛物线C 的准线上的一点,直线,,MF MA MB 的斜率分别为012,,k k k .求证: 当0k 为定值时,12k k +也为定值.例16、在平面直角坐标系xOy 中,点M 到点()1,0F 的距离比它到y 轴的距离多1,记点M 的轨迹为C .(1)求轨迹为C 的方程(2)设斜率为k 的直线过定点()2,1P -,求直线与轨迹C 恰好有一个公共点,两个公共点,三个公共点时k 的相应取值围.例17、已知抛物线()2:20C y px p =>,直线交此抛物线于不同的两个点()11,A x y 、()22,B x y .(1)当直线过点(),0M p 时,证明21y y ⋅为定值;(2)如果直线过点(),0M p ,过点M 再作一条与直线垂直的直线l '交抛物线C 于两个不同点D 、E .设线段AB 的中点为P ,线段DE 的中点为Q ,记线段PQ 的中点为N .问是否存在一条直线和一个定点,使得点N 到它们的距离相等?若存在,求出这条直线和这个定点;若不存在,请说明理由.例18、动圆C 过定点F ,02p ⎛⎫⎪⎝⎭,且与直线2p x =-相切,其中0p >.设圆心C 的轨迹Γ的程为()0,=y x F (1)求()0,=y x F ;(2)曲线Γ上的一定点()00,y x P (0y ≠0) ,方向向量()p y d -=,0的直线(不过P 点)与曲线Γ交与A 、B 两点,设直线PA 与PB 的斜率分别为PA k ,PB k ,计算PB PA k k +;(3)曲线Γ上的两个定点()000,y x P 、⎪⎭⎫ ⎝⎛''000,y x Q ,分别过点00,Q P 作倾斜角互补的两条直线N Q M P 00,分别与曲线Γ交于N M ,两点,求证直线MN 的斜率为定值.例19、已知抛物线()2:20C y px p =>和:M 228120x y x +-+=,过抛物线C 上一点()()000,0P x y y ≥作两条直线与M 相切与,A B 两点,圆心M 到抛物线准线的距离为92. (1)求抛物线C 的方程;(2)当P 点坐标为()2,2时,求直线AB 的方程;(3)设切线PA 与PB 的斜率分别为12,k k ,且1212k k ⋅=,求点()00,P x y 的坐标.例20、过抛物线()220y px p =>的对称轴上一点()(),00A a a >的直线与抛物线交于,M N 两点,自,M N 向直线:l x a =-作垂线,垂足分别为1M 、1N . (1)当2pa =时,求证:11AM AN ⊥; (2)记1AMM ∆、11AM N ∆、1ANN ∆的面积分别为123,,S S S ,是否存在实数λ,使得对任意的,都有2213S S S λ=成立,若存在,求出λ的值;若不存在,说明理由.M。
抛物线及其性质【考纲说明】1、掌握抛物线的简单几何性质,能运用性质解决与抛物线有关问题。
2、通过类比,找出抛物线与椭圆,双曲线的性质之间的区别与联系。
【知识梳理】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: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 。
4.焦点弦的相关性质:焦点弦AB ,),(11y x A ,),(22y x B ,焦点(,0)2pF (1) 若AB 是抛物线22(0)y px p =>的焦点弦(过焦点的弦),且11(,)A x y ,22(,)B x y ,则:2124p x x =,212y y p =-。
(2) 若AB 是抛物线22(0)y px p =>的焦点弦,且直线AB 的倾斜角为α,则2sin P AB α=(α≠0)。
(3) 已知直线AB 是过抛物线22(0)y px p =>焦点F ,112AF BF AB AF BF AF BF AF BF p++===∙∙ (4) 焦点弦中通径最短长为2p 。
通径:过焦点垂直于焦点所在的轴的焦点弦叫做通径.(5) 两个相切:○1以抛物线焦点弦为直径的圆与准线相切.○2过抛物线焦点弦的两端点向准线作垂线,以两垂足为直径端点的圆与焦点弦相切。
5.弦长公式:),(11y x A ,),(22y x B 是抛物线上两点,则AB =||11||1212212y y kx x k -+=-+=【经典例题】(1)抛物线——二次曲线的和谐线椭圆与双曲线都有两种定义方法,可抛物线只有一种:到一个定点和一条定直线的距离相等的所有点的集合.其离心率e=1,这使它既与椭圆、双曲线相依相伴,又鼎立在圆锥曲线之中.由于这个美好的1,既使它享尽和谐之美,又生出多少华丽的篇章.【例1】P 为抛物线px y 22=上任一点,F 为焦点,则以PF 为直径的圆与y 轴( ).A 相交 .B 相切 .C 相离 .D 位置由P 确定【解析】如图,抛物线的焦点为,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,准线是 :2pl x =-.作PH ⊥l 于H ,交y 轴于Q ,那么PF PH =, 且2pQH OF ==.作MN ⊥y 轴于N 则MN 是梯形PQOF 的中位线,()111222MN OF PQ PH PF =+==.故以PF 为直径的圆与y 轴相切,选B.【评注】相似的问题对于椭圆和双曲线来说,其结论则 分别是相离或相交的.(2)焦点弦——常考常新的亮点弦有关抛物线的试题,许多都与它的焦点弦有关.理解并掌握这个焦点弦的性质,对破解这些试题是大有帮助的.【例2】 过抛物线()022 p px y =的焦点F 作直线交抛物线于()()1122,,,A x y B x y 两点,求证: (1)12AB x x p =++ (2)pBF AF 211=+ 【证明】(1)如图设抛物线的准线为l ,作1AA l ⊥11111,2p A BB l B AA x ⊥==+于,则AF , 122pBF BB x ==+.两式相加即得:12AB x x p =++(2)当AB ⊥x 轴时,有AF BF p ==,112AF BF p∴+=成立; 当AB 与x 轴不垂直时,设焦点弦AB 的方程为:2p y k x ⎛⎫=-⎪⎝⎭.代入抛物线方程: 2222p k x px ⎛⎫-= ⎪⎝⎭.化简得:()()222222014p k x p k x k -++=∵方程(1)之二根为x 1,x 2,∴1224k x x ⋅=.l XY FA(x,y)11B(x,y)22A 1B 1l()122111212121111112224x x p p pp p AF BF AA BB x x x x x x +++=+=+=+++++ ()()121222121222424x x p x x p p p p p x x p x x ++++===+++++. 故不论弦AB 与x 轴是否垂直,恒有pBF AF 211=+成立.(3)切线——抛物线与函数有缘有关抛物线的许多试题,又与它的切线有关.理解并掌握抛物线的切线方程,是解题者不可或缺的基本功.【例3】证明:过抛物线22y px =上一点M (x 0,y 0)的切线方程是:y 0y=p (x+x 0)【证明】对方程22y px =两边取导数:22.py y p y y''⋅=∴=,切线的斜率 00x x p k y y ='==.由点斜式方程:()()20000001p y y x x y y px px y y -=-⇒=-+20021y px =,代入()即得: y 0y=p (x+x 0)(4)定点与定值——抛物线埋在深处的宝藏抛物线中存在许多不不易发现,却容易为人疏忽的定点和定值.掌握它们,在解题中常会有意想不到的收获.例如:1.一动圆的圆心在抛物线x y 82=上,且动圆恒与直线02=+x 相切,则此动圆必过定点( )()()()().4,0.2,0.0,2.0,2A B C D -显然.本题是例1的翻版,该圆必过抛物线的焦点,选B. 2.抛物线22y px =的通径长为2p ;3.设抛物线22y px =过焦点的弦两端分别为()()1122,,,A x y B x y ,那么:212y y p =-以下再举一例【例4】设抛物线22y px =的焦点弦AB 在其准线上的射影是A 1B 1,证明:以A 1B 1为直径的圆必过一定点 【分析】假定这条焦点弦就是抛物线的通径,那么A 1B 1=AB=2p ,而A 1B 1与AB 的距离为p ,可知该圆必过抛物线的焦点.由此我们猜想:一切这样的圆都过抛物线的焦点.以下我们对AB 的一般情形给于证明.【证明】如图设焦点两端分别为()()1122,,,A x y B x y ,那么:22121112.y y p CA CB y y p =-⇒⋅==设抛物线的准线交x 轴于C ,那么.CF p =2111111.90A FB CF CA CB A FB ∴∆=⋅∠=︒中故.这就说明:以A 1B 1为直径的圆必过该抛物线的焦点.● 通法 特法 妙法(1)解析法——为对称问题解困排难解析几何是用代数的方法去研究几何,所以它能解决纯几何方法不易解决的几何问题(如对称问题等). 【例5】(10.四川文科卷.10题)已知抛物线 y=-x 2+3上存在关于直线x+y=0对称的相异两点A 、B ,则|AB|等于( )A.3B.4C.32D.42【分析】直线AB 必与直线x+y=0垂直,且线段 AB 的中点必在直线x+y=0上,因得解法如下.【解析】∵点A 、B 关于直线x+y=0对称,∴设直线AB 的方程为:y x m =+. 由()223013y x mx x m y x =+⎧⇒++-=⎨=-+⎩设方程(1)之两根为x 1,x 2,则121x x +=-. 设AB 的中点为M (x 0,y 0),则120122x x x +==-.代入x+y=0:y 0=12.故有11,22M ⎛⎫- ⎪⎝⎭.从而1m y x =-=.直线AB 的方程为:1y x =+.方程(1)成为:220x x +-=.解得:2,1x =-,从而1,2y =-,故得:A (-2,-1),B (1,2).AB ∴=,选C.(2)几何法——为解析法添彩扬威虽然解析法使几何学得到长足的发展,但伴之而来的却是难以避免的繁杂计算,这又使得许多考生对解析几何习题望而生畏.针对这种现状,人们研究出多种使计算量大幅度减少的优秀方法,其中最有成效的就是几何法.【例6】(11.全国1卷.11题)抛物线24y x =的焦点为F ,准线为l ,经过Fx 轴上方的部分相交于点A ,AK l ⊥,垂足为K ,则AKF △的面积( )A .4 B. C. D .8【解析】如图直线AF AFX=60°. △AFK 为正三角形.设准线l 交x 轴于M ,则2,FM p ==XYABFA 1B 11M CXOYA BM 0l x y +=ÿXY O F(1,0)AK60°Y2=2px L:x=-1M且∠KFM=60°,∴24,44AKF KF S ∆===选C. 【评注】(1)平面几何知识:边长为a 的正三角形的面积用公式2S ∆=计算. (2)本题如果用解析法,需先列方程组求点A 的坐标,,再计算正三角形的边长和面积.虽不是很难,但决没有如上的几何法简单.(3)定义法——追本求真的简单一着许多解析几何习题咋看起来很难.但如果返朴归真,用最原始的定义去做,反而特别简单. 【例7】(07.湖北卷.7题)双曲线22122:1(00)x y C a b a b-=>>,的左准线为l ,左焦点和右焦点分别为1F 和2F ;抛物线2C 的线为l ,焦点为21F C ;与2C 的一个交点为M ,则12112F F MF MF MF -等于( )A .1-B .1C .12-D .12【分析】 这道题如果用解析法去做,计算会特别繁杂,而平面几何知识又一时用不上,那么就从最原始的定义方面去寻找出路吧.如图,我们先做必要的准备工作:设双曲线的半 焦距c ,离心率为e ,作 MH l H ⊥于,令1122,MF r MF r ==.∵点M 在抛物线上,1112222,MF MF r MH MF r e MH MF r ∴=====故,这就是说:12||||MF MF 的实质是离心率e.其次,121||||F F MF 与离心率e 有什么关系?注意到: ()1212111122111F F e r r c e a e e MF r r r e +⋅⎛⎫====-=- ⎪⎝⎭. 这样,最后的答案就自然浮出水面了:由于()12112||||11||||F F MF e e MF MF -=-+=-.∴选 A..(4)三角法——本身也是一种解析三角学蕴藏着丰富的解题资源.利用三角手段,可以比较容易地将异名异角的三角函数转化为同名同角的三角函数,然后根据各种三角关系实施“九九归一”——达到解题目的.因此,在解析几何解题中,恰当地引入三角资源,常可以摆脱困境,简化计算.抛物线x y 82=的【例8】(09.重庆文科.21题)如图,倾斜角为a 的直线经过焦点F ,且与抛物线交于A 、B 两点。