高中数学抛物线 高考经典例题
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高三数学抛物线试题1.在平面直角坐标系中,分别是轴和轴上的动点,若以为直径的圆与直线相切,则圆面积的最小值为()A.B.C.D.【答案】A【解析】设直线:.因为,所以圆心C的轨迹为以O为焦点,为准线的抛物线.圆C半径最小值为,圆面积的最小值为选A.【考点】抛物线定义2.已知点在抛物线C:的准线上,记C的焦点为F,则直线AF的斜率为()A.B.C.D.【答案】C【解析】由已知得,抛物线的准线方程为,且过点,故,则,,则直线AF的斜率,选C.【考点】1、抛物线的标准方程和简单几何性质;2、直线的斜率.3.(5分)(2011•陕西)设抛物线的顶点在原点,准线方程为x=﹣2,则抛物线的方程是()A.y2=﹣8x B.y2=8x C.y2=﹣4x D.y2=4x【答案】B【解析】根据准线方程求得p,则抛物线的标准方程可得.解:∵准线方程为x=﹣2∴=2∴p=4∴抛物线的方程为y2=8x故选B点评:本题主要考查了抛物线的标准方程.考查了考生对抛物线基础知识的掌握.4.若,则称点在抛物线C:外.已知点在抛物线C:外,则直线与抛物线C的位置关系是()A.相交B.相切C.相离D.不能确定【答案】A【解析】因为点在抛物线C:外,所以由与联立方程组消得:因此,所以直线与抛物线相交.【考点】直线与抛物线位置关系5.过抛物线焦点F的直线交抛物线于A、B两点,若A、B在抛物线准线上的射影分别为,则()A.B.C.D.【答案】D【解析】由抛物线的定义得,,,故,,故,,又,故,从而.【考点】抛物线定义.6.抛物线y=ax2的准线方程是y=2,则a的值为()A.B.C.8D.﹣8【答案】B【解析】抛物线y=ax2的标准方程是x2=y,则其准线方程为y=﹣=2,所以a=﹣.故选B.7.抛物线的准线为( )A.x= 8B.x=-8C.x=4D.x=-4【答案】D【解析】在抛物线中,所以准线方程为,选D.8.设圆C位于抛物线y2=2x与直线x=3所围成的封闭区域(包含边界)内,则圆C的半径能取到的最大值为__________【答案】【解析】∵圆C位于抛物线y2=2x与直线x=3所围成的封闭区域(包含边界)内,∴可设圆心C(a,0),其半径为3-a∴圆C之方程为(x-a)2+y2=(3-a)2联立抛物线与圆C之方程得:x2-2(a-1)x+6a-9=0由题意知Δ=4(a-1)2-4(6a-9)=0a=4-∴圆C的半径能取到的最大值为9.已知抛物线的准线与x轴交于点M,过点M作圆的两条切线,切点为A、B,.(1)求抛物线E的方程;(2)过抛物线E上的点N作圆C的两条切线,切点分别为P、Q,若P,Q,O(O为原点)三点共线,求点N的坐标.【答案】(1)y2=4x;(2)点N坐标为或.【解析】本题主要考查抛物线的标准方程及其几何性质、圆的标准方程及其几何性质、圆的切线的性质等基础知识,考查学生分析问题解决问题的能力和计算能力.第一问,利用抛物线的准线,得到M点的坐标,利用圆的方程得到圆心C的坐标,在中,可求出,在中,利用相似三角形进行角的转换,得到的长,而,从而解出P的值,即得到抛物线的标准方程;第二问,设出N点的坐标,利用N、C点坐标写出圆C的方程,利用点C的坐标写出圆C的方程,两方程联立,由于P、Q是两圆的公共点,所以联立得到的方程即为直线PQ的方程,而O点在直线上,代入点O的坐标,即可得到s、t的值,即得到N点坐标.试题解析:(1)由已知得,C(2,0).设AB与x轴交于点R,由圆的对称性可知,.于是,所以,即,p=2.故抛物线E的方程为y2=4x. 5分(2)设N(s,t).P,Q是NC为直径的圆D与圆C的两交点.圆D方程为,即x2+y2-(s+2)x-ty+2s=0.①又圆C方程为x2+y2-4x+3=0.②②-①得(s-2)x+ty+3-2s=0.③ 9分P,Q两点坐标是方程①和②的解,也是方程③的解,从而③为直线PQ的方程.因为直线PQ经过点O,所以3-2s=0,.故点N坐标为或. 12分【考点】抛物线的标准方程及其几何性质、圆的标准方程及其几何性质、圆的切线的性质.10.抛物线的焦点为,点在抛物线上,且,弦中点在准线上的射影为的最大值为( )A.B.C.D.【答案】B【解析】如图,设,,由抛物线定义,得.在中,由余弦定理,得,,,,故选B.【考点】1.抛物线的定义;2.基本不等式.).若点M到该抛物线焦点11.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M(2,y的距离为3,则|OM|等于()A.2B.2C.4D.2【答案】B【解析】由题意设抛物线方程为y2=2px(p>0),则M到焦点的距离为x+=2+=3,∴p=2,∴y2=4x.M∴=4×2,∴|OM|===2.故选B.12.已知点A(2,0),抛物线C:x2=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|等于()A.2∶B.1∶2C.1∶D.1∶3【答案】C【解析】过点M作MM′垂直于准线y=-1于点M′,则由抛物线的定义知|MM′|=|FM|,所以==sin∠MNM′,而∠MNM′为直线FA的倾斜角θ的补角.因为直线FA过点A(2,0)、F(0,1),=-=tanθ,所以kFA所以sinθ=,所以sin∠MNM′=,即|FM|∶|MN|=1∶.故选C.13.已知点A(4,4)在抛物线y2=px(p>0)上,该抛物线的焦点为F,过点A作直线l:x=-的垂线,垂足为M,则∠MAF的平分线所在直线的方程为.【答案】x-2y+4=0【解析】点A在抛物线上,所以16=4p,所以p=4,所以抛物线的焦点为F(1,0),准线方程为x=-1,垂足M(-1,4),由抛物线的定义得|AF|=|AM|,所以∠MAF的平分线所在的直线就是线段MF的垂直平==-2,所以∠MAF的平分线所在的直线方程为y-4=(x-4),即x-2y+4=0.分线,kMF14.将两个顶点在抛物线y2=2px(p>0)上,另一个顶点是此抛物线焦点的正三角形个数记为n,则( )A.n=0B.n=1C.n=2D.n≥3【答案】C【解析】结合图象可知,过焦点且斜率为和-的直线与抛物线各有两个交点,所以能够构成两个正三角形,且不难看出符合题意的正三角形有且仅有两个.15.已知直线y=-2上有一个动点Q,过点Q作直线l1垂直于x轴,动点P在l1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l2是曲线C的一条切线,当点(0,2)到直线l2的距离最短时,求直线l2的方程.【答案】(1) x2=2y(x≠0) (2) x-y-1=0或x+y+1=【解析】(1)设点P的坐标为(x,y),则点Q的坐标为(x,-2).∵OP⊥OQ,∴当x=0时,P,O,Q三点共线,不符合题意,故x≠0.当x≠0时,得kOP ·kOQ=-1,即·=-1,化简得x2=2y,∴曲线C的方程为x2=2y(x≠0).(2)∵直线l2与曲线C相切,∴直线l2的斜率存在.设直线l2的方程为y=kx+b, 由得x2-2kx-2b=0.∵直线l2与曲线C相切,∴Δ=4k2+8b=0,即b=-.点(0,2)到直线l2的距离d==·=(+)≥×2=.当且仅当=,即k=±时,等号成立.此时b=-1.∴直线l2的方程为x-y-1=0或x+y+1=0.16.已知直线与抛物线相交于、两点,为抛物线的焦点.若,则实数.【答案】【解析】如下图,是抛物线的准线,直线过准线与轴的交点,作,是垂足,则,由于,所以,设,则①,再由抛物线方程得,代入直线方程可得,所以有②,③,由①②③解得.【考点】直线和圆锥曲线相交问题.17.若抛物线y2=8x上的点(x0,y)到抛物线焦点的距离为3,则|y|=().A.B.2C.2D.4【答案】B【解析】设点A(x0,y),F(2,0),过点A作AA1垂直l(l为抛物线的准线)于点A1,则|AF|=|AA1|=x0+2=3,得x=1,代入抛物线方程得|y|==2.18.过抛物线y2=4x的焦点F的直线交该抛物线于A, B两点,O为坐标原点。
专题9.5 抛物线1.(2020·全国高考真题(理))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 .2 B .3 C .6 D .9【答案】C 【解析】设抛物线的焦点为F ,由抛物线的定义知||122A p AF x =+=,即1292p=+,解得6p.故选:C.2.(2020·北京高三二模)焦点在x 轴的正半轴上,且焦点到准线的距离为4的抛物线的标准方程是( ) A .x 2=4y B .y 2=4x C .x 2=8y D .y 2=8x【答案】D 【解析】根据题意,要求抛物线的焦点在x 轴的正半轴上, 设其标准方程为22(0)y px p =>, 又由焦点到准线的距离为4,即p =4, 故要求抛物线的标准方程为y 2=8x , 故选:D.3.(全国高考真题)设F 为抛物线2:4C y x =的焦点,曲线()0ky k x=>与C 交于点P ,PF x ⊥轴,则k =( )A .12B .1C .32D .2【答案】D 【解析】由抛物线的性质可得(1,2)221kP y k ⇒==⇒=,故选D. 4.(2020·全国高考真题(文))设O 为坐标原点,直线2x =与抛物线C :22(0)y px p =>交于D ,E 两点,若OD OE ⊥,则C 的焦点坐标为( ) A .1,04⎛⎫⎪⎝⎭B .1,02⎛⎫ ⎪⎝⎭C .(1,0)D .(2,0)练基础【答案】B 【解析】因为直线2x =与抛物线22(0)y px p =>交于,E D 两点,且OD OE ⊥, 根据抛物线的对称性可以确定4DOx EOx π∠=∠=,所以()2,2D ,代入抛物线方程44p =,求得1p =,所以其焦点坐标为1(,0)2, 故选:B.5.(2019·四川高三月考(文))若抛物线22y px =的准线为圆2240x y x ++=的一条切线,则抛物线的方程为( ) A.216y x =- B.28y x =-C.216y x =D.24y x =【答案】C 【解析】∵抛物线22y px =的准线方程为x=2p-,垂直于x 轴. 而圆2240x y x ++=垂直于x 轴的一条切线为4x =-, 则42p=,即8p =. 故抛物线的方程为216y x =. 故选:C .6.(2019·北京高考真题(文))设抛物线y 2=4x 的焦点为F ,准线为l .则以F 为圆心,且与l 相切的圆的方程为__________. 【答案】(x -1)2+y 2=4. 【解析】抛物线y 2=4x 中,2p =4,p =2, 焦点F (1,0),准线l 的方程为x =-1, 以F 为圆心,且与l 相切的圆的方程为 (x -1)2+y 2=22,即为(x -1)2+y 2=4.7.(2019·山东高三月考(文))直线l 与抛物线22x y =相交于A ,B 两点,当AB 4=时,则弦AB 中点M 到x 轴距离的最小值为______. 【答案】32【解析】由题意,抛物线22x y =的焦点坐标为(0,12),根据抛物线的定义如图,所求d=111A B AF BF 113M 2222A B AB M ++--==≥= 故答案为:32. 8.(2021·沙湾县第一中学(文))设过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,且直线AB 的倾斜角为4π,则线段AB 的长是____,焦点F 到A ,B 两点的距离之积为_________.【答案】8 8 【分析】由题意可得直线AB 的方程为1y x =-,然后将直线方程与抛物线方程联立方程组,消去y 后,利用根与系数的关系,结合抛物线的定义可求得答案 【详解】解:由题意得(1,0)F ,则直线AB 的方程为1y x =-,设1122(,),(,)A x y B x y ,由241y x y x ⎧=⎨=-⎩,得2610x x -+=, 所以12126,1x x x x +==, 所以12628AB x x p =++=+=,因为11221,122=+=+=+=+p pAF x x BF x x , 所以()()1212121116118AF BF x x x x x x ⋅=+⋅+=+++=++=, 故答案为:8,89.(2021·全国高三专题练习)已知抛物线顶点在原点,焦点在坐标轴上,又知此抛物线上的一点(),3A m -到焦点F 的距离为5,则m 的值为__________;抛物线方程为__________. 【答案】答案见解析 答案见解析 【分析】由于抛物线的开口方向未定,根据点(),3A m -在抛物线上这一条件,抛物线开口向下,向左、向右均有可能,以此分类讨论,利用焦半径公式列方程可得p 的值,根据点(),3A m -在抛物线上可得m 的值. 【详解】根据点(),3A m -在抛物线上,可知抛物线开口向下,向左、向右均有可能, 当抛物线开口向下时,设抛物线方程为22x py =-(0p >), 此时准线方程为2py =,由抛物线定义知(3)52p --=,解得4p =.所以抛物线方程为28x y ,这时将(),3A m -代入方程得m =±当抛物线开口向左或向右时,可设抛物线方程为22y ax (0a ≠),从p a =知准线方程为2ax =-,由题意知()25232am am⎧+=⎪⎨⎪-=⎩,解此方程组得11192a m =⎧⎪⎨=⎪⎩,22192a m =-⎧⎪⎨=-⎪⎩,33912a m =⎧⎪⎨=⎪⎩,44912a m =-⎧⎪⎨=-⎪⎩,综合(1)、(2)得92m =,22y x =; 92m =-,22y x =-;12m =,218y x =; 12m =-,218y x =-;m =±28xy .故答案为:92,92-,12,12-,±22y x =,22y x =-,218y x =,218y x =-,28x y .10.(2019·广东高三月考(理))已知F 为抛物线2:4T x y =的焦点,直线:2l y kx =+与T 相交于,A B 两点.()1若1k =,求FA FB +的值;()2点(3,2)C --,若CFA CFB ∠=∠,求直线l 的方程.【答案】(1)10(2)3240x y +-= 【解析】(1)由题意,可得()0,1F ,设221212,,,44x x A x B x ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,联立方程组224y kx x y=+⎧⎨=⎩,整理得2480x kx --=,则124x x k +=,128x x =-,又由22121144x x FA FB +++=+()2121222104x x x x +-=+=.(2)由题意,知211,14x FA x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,222,14x FB x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,()3.3FC =--, 由CFA CFB ∠=∠,可得cos ,cos ,FA FC FB FC =又2114x FA =+,2214x FB =+,则FA FC FB FC FA FC FB FC =, 整理得()1212420x x x x ++-=,解得32k =-, 所以直线l 的方程为3240x y +-=.1.(2021·吉林长春市·高三(理))已知M 是抛物线24y x =上的一点,F 是抛物线的焦点,若以Fx 为始边,FM 为终边的角60xFM ∠=,则FM 等于( ) A .2 B C .D .4【答案】D 【分析】设点200,4y M y ⎛⎫ ⎪⎝⎭,取()1,0a =,可得1cos ,2FM a <>=,求出20y 的值,利用抛物线的定义可求练提升得FM 的值. 【详解】设点()00,M x y ,其中2004y x =,则()1,0F ,2001,4y FM y ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,取()1,0a =,则211cos ,2y FM a FM a FM a-⋅<>===⋅⎛,可得4200340480y y -+=,因为20104y ->,可得204y >,解得2012y =,则20034y x ==,因此,014MF x=+=. 故选:D.2.(2017·全国高考真题(文))过抛物线2:4C y x =的焦点F 的直线交C 于点M (在x 轴上方),l 为C 的准线,点N 在l 上且MNl ⊥,则点M 到直线NF 的距离为()A. B. D.【答案】A 【解析】设直线l 与x 轴相交于点P ,与直线MN 相交于点Q ,(1,0)F ,设||||MN MF m ==,因为||2,30PF NQM =∠=,所以||4,||2QF QM m ==, 所以42m m +=,解得:4m =,设00(,)M x y ,由焦半径公式得:014x +=, 所以03x=,0y =,所以sin sin 42NP MNF NFP NF ∠=∠===,所以点M 到直线NF 的距离为||sin 4NM MNF ⋅∠=⋅=3.(2020·广西南宁三中其他(理))已知抛物线28C y x =:的焦点为F ,P 是抛物线C 的准线上的一点,且P 的纵坐标为正数,Q 是直线PF 与抛物线C 的一个交点,若PQ =,则直线PF 的方程为( )A .20x y --=B .20x y +-=C .20x y -+=D .20x y ++=【答案】B 【解析】过Q 点作QH PM ⊥于H ,因为PQ =,由抛物线的定义得PQ =,所以在Rt PQH ∆中,4PQH π∠=,所以4PFM π∠=,所以直线PF 的斜率为1k =-,所以直线PF 的方程为()()012y x -=--, 即20x y +-=, 故选B.4.(2020·浙江高三月考)如图,已知抛物线21:4C y x =和圆222:(1)1C x y -+=,直线l 经过1C 的焦点F ,自上而下依次交1C 和2C 于A ,B ,C ,D 四点,则AB CD ⋅的值为( )A .14B .12C .1D .2【答案】C 【解析】因为抛物线21:4C y x =的焦点为(1,0)F ,又直线l 经过1C 的焦点F ,设直线:(1)l y k x =-,由24(1)y x y k x ⎧=⎨=-⎩得2222(24)0k x k x k -++=, 设1122(,),(,)A x y B x y ,则121=x x由题意可得:1111=-=+-=AB AF BF x x , 同理2=CD x ,所以12cos01︒⋅=⋅⋅==AB CD AB CD x x . 故选C5.【多选题】(2022·全国高三专题练习)已知抛物线21:C y mx =与双曲线222:13y C x -=有相同的焦点,点()02,P y 在抛物线1C 上,则下列结论正确的有( )A .双曲线2C 的离心率为2B .双曲线2C 的渐近线为y x = C .8m =D .点P 到抛物线1C 的焦点的距离为4【答案】ACD 【分析】由双曲线方程写出离心率、渐近线及焦点,即可知A 、B 、C 的正误,根据所得抛物线方程求0y ,即知D 的正误. 【详解】双曲线2C 的离心率为2e ==,故A 正确;双曲线2C 的渐近线为y =,故B 错误; 由12,C C 有相同焦点,即24m=,即8m =,故C 正确; 抛物线28y x =焦点为()2,0,点()02,P y 在1C 上,则04y =±,故()2,4P 或()2,4P -,所以P 到1C 的焦点的距离为4,故D 正确. 故选:ACD .6.【多选题】(2021·海南鑫源高级中学)在下列四个命题中,真命题为( )A .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 且焦点在y 轴上的抛物线的标准方程是243x y =B .已知双曲线的右焦点为(5,0),一条渐近线方程为2x -y =0,则双曲线的标准方程为221205x y -= C .抛物线y =ax 2(a ≠0)的准线方程14y a=-D .已知双曲线2214x y m +=,其离心率()1,2e ∈,则m 的取值范围(-12,0)【答案】ACD 【分析】求出直线定点设出抛物方程即可判断A ;根据渐近线方程与焦点坐标求出,a b 即可判断B ;根据抛物线方程的准线方程公式即可判断C ;利用双曲线离心率公式即可判断D . 【详解】对A 选项,直线(a -1)x -y +2a +1=0恒过定点为()2,3P -,则过点P 且焦点在y 轴上的抛物线的标准方程设为22x py =,将点()2,3P -代入可得23p =,所以243x y =,故A 正确;对B 选项,知5,2bc a==,又22225a b c +==,解得225,20a b ==,所以双曲线的标准方程为221520x y -=,故B 错; 对C 选项,得21x y a =,所以准线方程14y a=-,正确;对D 选项,化双曲线方程为2214x y m-=-,所以()1,2e =,解得()12,0m ∈-,故正确.故选:ACD7.(2021·全国高二课时练习)已知点M 为抛物线2:2(0)C y px p =>上一点,若点M 到两定点(,)A p p ,,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭的距离之和最小,则点M 的坐标为______.【答案】,2p p ⎛⎫⎪⎝⎭【分析】过点M 作抛物线准线的垂线,垂足为B ,根据抛物线的定义可得||||MF MB =, 易知当A ,B ,M 三点共线时||MB MA +取得最小值且为||AB ,进而可得结果. 【详解】过点M 作抛物线准线的垂线,垂足为B ,由抛物线的定义,知点M 到焦点,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭的距离与点M 到准线的距离相等,即||||MF MB =,所以||||||||MF MA MB MA +=+, 易知当A ,B ,M 三点共线时,||MB MA +取得最小值, 所以min 3(||||)||2p MF MA AB +==,此时点M 的坐标为,2p p ⎛⎫⎪⎝⎭. 故答案为:2p p ⎛⎫⎪⎝⎭,8.(2021·全国高二课时练习)抛物线()220y px p =>的焦点为F ,已知点A ,B 为抛物线上的两个动点,且满足120AFB ∠=︒,过弦AB 的中点M 作抛物线准线的垂线MN ,垂足为N ,则MN AB的最大值为______.【分析】设=AF a ,=BF b ,根据中位线定理以及抛物线定义可得()12MN a b =+,在AFB △中,由余弦定理以及基本不等式可得)AB a b ≥+,即可求得MN AB 的最大值.【详解】设=AF a ,=BF b ,作AQ 垂直抛物线的准线于点Q ,BP 垂直抛物线的准线于点P .由抛物线的定义,知AF AQ =,BF BP =.由余弦定理得()2222222cos120AB a b ab a b ab a b ab =+=︒=++=+-.又22a b ab +⎛⎫≤ ⎪⎝⎭,∴()()()()22221344a b ab a b a b a b +-≥+-+=+,当且仅当a b =时,等号成立,∴)AB a b ≥+,∴()1a b MN AB +≤=MN AB9.(2020·山东济南外国语学校高三月考)抛物线C :22y x =的焦点坐标是________;经过点()4,1P 的直线l 与抛物线C 相交于A ,B 两点,且点P 恰为AB 的中点,F 为抛物线的焦点,则AF BF +=________.【答案】1,02⎛⎫⎪⎝⎭9【解析】抛物线C :22y x =的焦点1,02F ⎛⎫⎪⎝⎭. 过A 作AM ⊥准线交准线于M ,过B 作BN ⊥准线交准线于N ,过P 作PK ⊥准线交准线 于K ,则由抛物线的定义可得AM BN AF BF +=+. 再根据P 为线段AB 的中点,119(||||)||4222AM BN PK +==+=, ∴9AF BF +=,故答案为:焦点坐标是1,02⎛⎫ ⎪⎝⎭,9AF BF +=.10.(2019·四川高考模拟(文))抛物线C :()220x py p =>的焦点为F ,抛物线过点(),1P p .(Ⅰ)求抛物线C 的标准方程与其准线l 的方程;(Ⅱ)过F 点作直线与抛物线C 交于A ,B 两点,过A ,B 分别作抛物线的切线,证明两条切线的交点在抛物线C 的准线l 上.【答案】(Ⅰ)抛物线的标准方程为24x y =,准线l 的方程为1y =-;(Ⅱ)详见解析. 【解析】(Ⅰ)由221p p =⨯,得2p =,所以抛物线的标准方程为24x y =,准线l 的方程为1y =-.(Ⅱ)根据题意直线AB 的斜率一定存在,又焦点()0,1F ,设过F 点的直线方程为1y kx =+,联立241x yy kx ⎧=⎨=+⎩,得,2440x kx --=. 设()11,A x y ,()22,B x y ,则124x x k +=,124x x =-.∴()22221212122168x x x x x x k +=+-=+.由214y x =得,1'2y x =,过A ,B 的抛物线的切线方程分别为 ()()1112221212y y x x x y y x x x ⎧-=-⎪⎪⎨⎪-=-⎪⎩, 即21122211241124y x x x y x x x ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,两式相加,得()()2212121148y x x x x x =+-+,化简,得()221y kx k =-+,即()21y k x k =--, 所以,两条切线交于点()2,1k -,该点显然在抛物线C 的准线l :1y =-上.1.(2021·全国高考真题)抛物线22(0)y px p =>的焦点到直线1y x =+,则p =( ) A .1 B .2 C .D .4【答案】B 【分析】首先确定抛物线的焦点坐标,然后结合点到直线距离公式可得p 的值. 【详解】抛物线的焦点坐标为,02p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,其到直线10x y -+=的距离:d == 解得:2p =(6p =-舍去). 故选:B.2.(2021·天津高考真题)已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的右焦点与抛物线22(0)y px p =>的焦点重合,抛物线的准线交双曲线于A ,B 两点,交双曲线的渐近线于C 、D 两点,若|CD AB .则双曲线的离心率为( ) A B C .2D .3练真题【答案】A 【分析】设公共焦点为(),0c ,进而可得准线为x c =-,代入双曲线及渐近线方程,结合线段长度比值可得2212a c =,再由双曲线离心率公式即可得解. 【详解】设双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>与抛物线22(0)y px p =>的公共焦点为(),0c ,则抛物线22(0)y px p =>的准线为x c =-,令x c =-,则22221c ya b-=,解得2b y a =±,所以22b AB a =, 又因为双曲线的渐近线方程为b y x a =±,所以2bcCD a=,所以2bc a c ,所以222212a cbc =-=,所以双曲线的离心率ce a== 故选:A.3.(2020·北京高考真题)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PQ l ⊥于Q ,则线段FQ 的垂直平分线( ). A .经过点O B .经过点P C .平行于直线OP D .垂直于直线OP【答案】B 【解析】如图所示:.因为线段FQ 的垂直平分线上的点到,F Q 的距离相等,又点P 在抛物线上,根据定义可知,PQ PF =,所以线段FQ 的垂直平分线经过点P .故选:B.4.(2021·全国高考真题)已知O 为坐标原点,抛物线C :22y px =(0p >)的焦点为F ,P 为C 上一点,PF 与x 轴垂直,Q 为x 轴上一点,且PQ OP ⊥,若6FQ =,则C 的准线方程为______. 【答案】32x =-【分析】先用坐标表示P Q ,,再根据向量垂直坐标表示列方程,解得p ,即得结果. 【详解】抛物线C :22y px = (0p >)的焦点,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,∵P 为C 上一点,PF 与x 轴垂直, 所以P 的横坐标为2p,代入抛物线方程求得P 的纵坐标为p ±, 不妨设(,)2pP p ,因为Q 为x 轴上一点,且PQ OP ⊥,所以Q 在F 的右侧, 又||6FQ =, (6,0),(6,)2pQ PQ p ∴+∴=- 因为PQ OP ⊥,所以PQ OP ⋅=2602pp ⨯-=, 0,3p p >∴=,所以C 的准线方程为32x =-故答案为:32x =-.5.的直线过抛物线C :y 2=4x 的焦点,且与C 交于A ,B 两点,则AB =________.【答案】163【解析】∵抛物线的方程为24y x =,∴抛物线的焦点F 坐标为(1,0)F ,又∵直线AB 过焦点F AB 的方程为:1)y x =- 代入抛物线方程消去y 并化简得231030x x -+=, 解法一:解得121,33x x ==所以12116||||3|33AB x x =-=-= 解法二:10036640∆=-=> 设1122(,),(,)A x y B x y ,则12103x x +=, 过,A B 分别作准线1x =-的垂线,设垂足分别为,C D 如图所示.12||||||||||11AB AF BF AC BD x x =+=+=+++1216+2=3x x =+故答案为:1636.(2020·浙江省高考真题)如图,已知椭圆221:12x C y +=,抛物线22:2(0)C y px p =>,点A 是椭圆1C 与抛物线2C 的交点,过点A 的直线l 交椭圆1C 于点B ,交抛物线2C 于M (B ,M 不同于A ).(Ⅰ)若116=p ,求抛物线2C 的焦点坐标; (Ⅱ)若存在不过原点的直线l 使M 为线段AB 的中点,求p 的最大值.【答案】(Ⅰ)1(,0)32;【解析】 (Ⅰ)当116=p 时,2C 的方程为218y x =,故抛物线2C 的焦点坐标为1(,0)32;(Ⅱ)设()()()112200,,,,,,:A x y B x y M x y I x y m λ=+,由()22222222220x y y my m x y mλλλ⎧+=⇒+++-=⎨=+⎩, 1200022222,,222m m my y y x y m λλλλλλ--∴+===+=+++, 由M 在抛物线上,所以()222222244222m pm mp λλλλλ=⇒=+++, 又22222()220y pxy p y m y p y pm x y mλλλ⎧=⇒=+⇒--=⎨=+⎩, 012y y p λ∴+=,2101022x x y m y m p m λλλ∴+=+++=+,2122222mx p m λλ∴=+-+.由2222142,?22x y x px y px ⎧+=⎪⇒+=⎨⎪=⎩即2420x px +-=12x p ⇒==-222221822228162p p p m p p p λλλλλ+⇒-=+⋅=++≥+,18p ≥,21160p ≤,p ≤ 所以,p,此时A . 法2:设直线:(0,0)l x my t m t =+≠≠,()00,A x y .将直线l 的方程代入椭圆221:12x C y +=得:()2222220m y mty t +++-=,所以点M 的纵坐标为22M mty m =-+.将直线l 的方程代入抛物线22:2C y px =得:2220y pmy pt --=,所以02M y y pt =-,解得()2022p m y m+=,因此()220222p m xm+=,由220012x y +=解得22212242160m m p m m ⎛⎫⎛⎫=+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以当m t ==p .。
1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. 2抛物线的图形和性质:①顶点是焦点向准线所作垂线段中点。
②焦准距:FK p =③通径:过焦点垂直于轴的弦长为2p 。
④顶点平分焦点到准线的垂线段:2p OF OK ==。
⑤焦半径为半径的圆:以P 为圆心、FP 为半径的圆必与准线相切。
所有这样的圆过定点F 、准线是公切线。
⑥焦半径为直径的圆:以焦半径 FP 为直径的圆必与过顶点垂直于轴的直线相切。
所有这样的圆过定点F 、过顶点垂直于轴的直线是公切线。
⑦焦点弦为直径的圆:以焦点弦PQ 为直径的圆必与准线相切。
所有这样的圆的公切线是准线。
3抛物线标准方程的四种形式:,,px y px y 2222-==。
,py x py x 2222-==4抛物线px y 22=的图像和性质: ①焦点坐标是:⎪⎭⎫⎝⎛02,p , ②准线方程是:2px -=。
③焦半径公式:若点),(00y x P 是抛物线px y 22=上一点,则该点到抛物线的焦点的距离(称为焦半径)是:02pPF x =+, ④焦点弦长公式:过焦点弦长121222p pPQ x x x x p =+++=++ ⑤抛物线px y 22=上的动点可设为P ),2(2οοy py 或2(2,2)P pt pt 或P οοοοpx y y x 2),(2=其中抛物线的定义:例1:点M 与点F (-4,0)的距离比它到直线l :x -6=0的距离,求点M 的轨迹方程. 分析:点M 到点F 的距离与到直线x =4的距离恰好相等,符合抛物线定义.答案:y 2=-16x例2:斜率为1的直线l 经过抛物线y 2=4x 的焦点,与抛物线相交于点A 、B ,求线段A 、B 的长.分析:这是灵活运用抛物线定义的题目.基本思路是:把求弦长AB 转化为求A 、B 两点到准线距离的和.解:如图8-3-1,y 2=4x 的焦点为F (1,0),则l 的方程为y =x -1.由⎩⎨⎧+==142x y x y 消去y 得x 2-6x +1=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2) 则x 1+x 2=6. 又A 、B 两点到准线的距离为A ',B ',则()()()8262112121=+=++=+++='+'x x x x B B A A点评:抛物线的定义本身也是抛物线最本质的性质,在解题中起到至关重要的作用。
专题27 抛物线(解答题)1.已知抛物线2:2(0)C y px p =>经过点()06,P y ,F 为抛物线的焦点,且||10PF =. (1)求0y 的值;(2)点Q 为抛物线C 上一动点,点M 为线段 FQ 的中点,试求点M 的轨迹方程.2.设抛物线C :22x py =(0p >)过点()2,1. (1)求抛物线C 的标准方程;(2)若直线l 交曲线C 于M 、N 两点,分别以点M 、N 为切点作曲线C 的切线相交于点P ,且两条切线垂直,求三角形MNP 面积的最小值.3.已知点F 为曲线2:2(0)C y px p =>的焦点,点M 在曲线C 运动,当点M 运动到x 轴上方且满足MF x ⊥轴时,点M 到直线4l y x p =+:的距离为. (1)求曲线C 的方程;(2)设过点F 的直线与曲线C 交于,A B 两点,则在x 轴上是否存在一点P ,使得直线PA 与直线PB 关于x 轴对称?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由. 4.已知抛物线()2:20C y px p =>上一点()0,2P x 到焦点F 的距离02PF x =.(1)求抛物线C 的方程;(2)过点P 引圆()(222:30M x y rr -+=<≤的两条切线PA PB 、,切线PA PB、与抛物线C 的另一交点分别为A B 、,线段AB 中点的横坐标记为t ,求t 的取值范围.5.已知抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ,过F 且斜率为2的直线交抛物线于,P Q 两点,10PQ =.(1)求抛物线C 的方程;(2)过点(3,0)的直线l 与抛物线C 相交于,A B 两点,已知(3,0)M -,且以线段AM 为直径的圆与直线3x =-的另一个交点为N ,试问在x 轴上是否存在一定点,使得直线BN 恒过此定点.若存在,请求出定点坐标,若不存在,请说明理由.6.设点F 为抛物线22(0)y px p =>的焦点,,,A B C 三点在抛物线上,且四边形ABCF 为平行四边形,当B 点到y 轴距离为1时,5BF =.(1)求抛物线的方程;(2)平行四边形ABCF 的对角线AC 所在的直线是否经过定点?若经过,求出定点的坐标;若不经过定点,请说明理由.7.设抛物线()2:20E x py p =>的焦点为F ,点A 是E 上一点,且线段AF 的中点坐标为()1,1.(1)求抛物线E 的标准方程;(2)若B ,C 为抛物线E 上的两个动点(异于点A ),且BA BC ⊥,求点C 的横坐标的取值范围.8.已知O 是坐标系的原点,F 是抛物线2:4C x y =的焦点,过点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,弦AB 的中点为M ,OAB 的重心为G .(1)求动点G 的轨迹方程;(2)设(1)中的轨迹与y 轴的交点为D ,当直线AB 与x 轴相交时,令交点为E ,求四边形DEMG 的面积最小时直线AB 的方程. 9.已知抛物线2:2(0)C y px p =>过点(4,4)D (1)求抛物线C 的方程,并求其焦点坐标与准线方程;(2)直线l 与抛物线C 交于不同的两点E ,F 过点E 作x 轴的垂线分别与直线OD ,OF 交于A ,B 两点,其中O 为坐标原点.若A 为线段BE 的中点,求证:直线l 恒过定点. 10.已知抛物线2:4E y x =的焦点为F ,准线为l ,过焦点F 的直线交抛物线E 于A 、B . (1)若1AA 垂直l 于点1A ,且16AFA π∠=,求AF 的长;(2)O 为坐标原点,求 OAB 的外心C 的轨迹方程.11.已知抛物线2:2(0)T x py p =>的焦点为F ,B ,C 为抛物线C 上两个不同的动点,(B ,C 异于原点),当B ,C ,F 三点共线时,直线BC 的斜率为1,2BC =.(1)求抛物线T 的标准方程;(2)分别过B ,C 作x 轴的垂线,交x 轴于M ,N ,若MNPBCFS S=,求BC 中点P 的轨迹方程.12.已知抛物线2:2(0)T x py p =>的焦点为F ,B 、C 为抛物线T 上两个不同的动点,当B ,C 过F 且与x 轴平行时,BC 长为1. (1)求抛物线T 的标准方程;(2)分别过B ,C 作x 轴的垂线,交x 轴于M ,N ,若2MNFBCFS S=,求BC 中点的轨迹方程.13.已知抛物线()2:20C y px p =>的内接等边三角形AOB 的面积为O 为坐标原点).(1)试求抛物线C 的方程;(2)已知点()1,1,,M P Q 两点在抛物线C 上,MPQ ∆是以点M 为直角顶点的直角三角形. ①求证:直线PQ 恒过定点;②过点M 作直线PQ 的垂线交PQ 于点N ,试求点N 的轨迹方程,并说明其轨迹是何种曲线.14.设抛物线E :()220y px p =>焦点为F ,准线为l ,A 为E 上一点,已知以F 为圆心,FA 为半径的圆F 交l 于B 、D 点.(1)若60BFD ∠=︒,BFD △的面积为3,求p 的值及圆F 的方程; (2)若点A 在第一象限,且A 、B 、F 三点在同一直线1l 上,直线1l 与抛物线E 的另一个交点记为C ,且CF FA λ=,求实数λ的值.15.已知动圆Q 经过定点()0,F a ,且与定直线:l y a =-相切(其中a 为常数,且0a >).记动圆圆心Q 的轨迹为曲线C .(1)求C 的方程,并说明C 是什么曲线?(2)设点P 的坐标为()0,a -,过点P 作曲线C 的切线,切点为A ,若过点P 的直线m 与曲线C 交于M ,N 两点,证明:AFM AFN ∠=∠.16.在平面直角坐标系xOy 中,已知()2,0F ,()2,3M -,动点P 满足12OF MP PF ⋅=. (1)求动点P 的轨迹C 的方程;(2)过点()1,0D 作直线AB 交C 于A ,B 两点,若AFD 的面积是BFD △的面积的2倍,求AB .17.已知抛物线C 的顶点在原点,焦点为()1,0F -. (1)求C 的方程;(2)设P 为C 的准线上一点,Q 为直线PF 与C 的一个交点且F 为PQ 的中点,求Q 的坐标及直线PQ 的方程.18.光学是当今科技的前沿和最活跃的领域之一,抛物线有如下光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出,今有抛物线2:2(0)C x py p =>,一平行于y 轴的光线从上方射向抛物线上的点P ,经抛物线2次反射后,又沿平行于y 轴方向射出,若两平行光线间的最小距离为8.(1)求抛物线C 的方程;(2)若直线:l y x m =+与抛物线C 交于A ,B 两点,以点A 为顶点作ABN ,使ABN 的外接圆圆心T 的坐标为493,8⎛⎫⎪⎝⎭,求弦AB 的长度. 19.已知抛物线C 的顶点在坐标原点,准线方程为12y =,F 为抛物线C 的焦点,点P 为直线123=+y x 上任意一点,以P 为圆心,PF 为半径的圆与抛物线C 的准线交于A 、B 两点,过A 、B 分别作准线的垂线交抛物线C 于点D 、E .(1)求抛物线C 的方程;(2)证明:直线DE 过定点,并求出定点的坐标. 20.已知动圆过定点(0,2)A ,且在x 轴上截得的弦长为4. (1)求动圆圆心M 的轨迹方程C ;(2)设不与x 轴垂直的直线l 与轨迹C 交手不同两点()11,P x y ,()22,Q x y .若12112+=x x ,求证:直线l 过定点.21.已知圆221:(1)4M x y -+=,动圆N 与圆M 相外切,且与直线12x =-相切.(1)求动圆圆心N 的轨迹C 的方程. (2)已知点11(,),(1,2)22P Q --,过点P 的直线l 与曲线C 交于两个不同的点,A B (与Q 点不重合),直线,QA QB 的斜率之和是否为定值?若是,求出该定值;若不是,说明理由. 22.已知抛物线()220y px p =->的焦点为F ,x 轴上方的点()2,M m -在抛物线上,且52MF =,直线l 与抛物线交于A ,B 两点(点A ,B 与M 不重合),设直线MA ,MB 的斜率分别为1k ,2k . (1)求抛物线的方程;(2)已知122k k +=-,l :y kx b =+,求b 的值.23.如图所示,A ,B 是焦点为F 的抛物线24y x =上的两动点,线段AB 的中点M 在定直线34x =上. (1)求FA FB +的值;(2)求AB 的最大值.24.已知直线2y x =-与抛物线22y px =相交于A ,B 两点,满足OA OB ⊥.定点()4,2C ,()4,0D -,M 是抛物线上一动点,设直线CM ,DM 与抛物线的另一个交点分别是E ,F .(1)求抛物线的方程;(2)求证:当M 点在抛物线上变动时(只要点E 、F 存在且不重合),直线EF 恒过一个定点;并求出这个定点的坐标.25.已知曲线C 是顶点为坐标原点O ,且开口向右的抛物线,曲线C 上一点A (x 0,2)到准线的距离为52,且焦点到准线的距离小于4. (1)求抛物线C 的方程与点A 的坐标;(2)若MN ,PQ 是过点(1,0)且互相垂直的C 的弦,求四边形MPNQ 的面积的最小值.26.设抛物线2:4y x Γ=的焦点为F ,直线:0l x my n --=经过F 且与Γ交于A 、B 两点.(1)若8AB =,求m 的值;(2)设O 为坐标原点,直线AO 与Γ的准线交于点C ,求证:直线BC 平行于x 轴. 27.已知抛物线2:2C y px =的焦点为()1,0F ,斜率为k 的直线1l 过点()()0,0P m m >,直线1l 与抛物线C 相交于A ,B 两点.(1)求抛物线C 的方程;(2)直线2l 过点()()0,0P m m >,且倾斜角与1l 互补,直线2l 与抛物线C 交于M ,N 两点,且FAB 与FMN 的面积相等,求实数m 的取值范围.28.已知曲线C 上每一点到直线l :32x =-的距离比它到点1,02F ⎛⎫⎪⎝⎭的距离大1. (1)求曲线C 的方程;(2)若曲线C 上存在不同的两点P 和Q 关于直线l :20x y --=对称,求线段PQ 中点的坐标.29.已知抛物线2:2(0)E x py p =>的焦点为,F 点Р在抛物线E 上,点Р的横坐标为2,且2PF =.(1)求抛物线E 的标准方程;(2)若,A B 为抛物线E 上的两个动点(异于点P ),且AP AB ⊥,求点B 的横坐标的取值范围.30.已知抛物线22x py =(0p >)上点P 处的切线方程为10x y --=. (1)求抛物线的方程;(2)设11()A x y ,和22()B x y ,为抛物线上的两个动点,其中12y y ≠,且124y y +=,线段AB 的垂直平分线l 与y 轴交于点C ,求ABC 面积的最大值.31.已知点P 是抛物线C :212y x =上的一点,其焦点为点F ,且抛物线C 在点P 处的切线l 交圆O :221x y +=于不同的两点A ,B . (1)若点()2,2P ,求AB 的值;(2)设点M 为弦AB 的中点,焦点F 关于圆心O 的对称点为'F ,求'F M 的取值范围. 32.已知M 是抛物线2:4C y x =上一点,F 是抛物线C 的焦点,4MF =. (1)求直线MF 的斜率;(2)已知动圆E 的圆心E 在抛物线C 上,点()2,0D 在圆E 上,且圆E 与y 轴交于A ,B 两点,令||DA m =,||DB n =,求n mm n+最大值.33.已知抛物线2:2(0)C x py p =>的焦点为F ,Q 是抛物线上的一点,()2FQ =.(1)求抛物线C 的方程;(2)过点()0,4P x 的直线l 与抛物线C 交于M 、N 两点,且P 为线段MN 的中点.若线段MN 的中垂线交y 轴于A ,求AMN 面积的最大值.34.已知抛物线()2:20C y px p =>的焦点为F ,点F 到直线10x y -+=.(1)求抛物线C 的方程;(2)点O 为坐标原点,直线1l 、2l 经过点()1,0M -,斜率为1k 的直线1l 与抛物线C 交于A 、B 两点,斜率为2k 的直线2l 与抛物线C 交于D 、E 两点,记MA MB MD ME λ=⋅⋅⋅,若1212k k =-,求λ的最小值. 35.已知曲线C 上的动点M 到y 轴的距离比到点F (1,0)的距离小1, (1)求曲线C 的方程;(2)过F 作弦PQ RS 、,设PQ RS 、的中点分别为A B 、,若0PQ RS ⋅=,求||AB 最小时,弦PQ RS 、所在直线的方程;(3)在(2)条件下,是否存在一定点T ,使得AF TB FT λ=-?若存在,求出T 的坐标,若不存在,试说明理由.36.已知抛物线2:2(0)C x py p =>的焦点到直线:l y x =-的距离为.(1)求抛物线C 的方程; (2)如图,若1,02N ⎛⎫-⎪⎝⎭,直线l '与抛物线C 相交于,A B 两点,与直线l 相交于点M ,且||||AM MB =,求ABN 面积的取值范围.37.已知抛物线2:4C y x =的焦点为F ,过点()2,0P 的直线交抛物线C 于()11,A x y 和()22,B x y 两点.(1)当124x x +=时,求直线AB 的方程;(2)若过点P 且垂直于直线AB 的直线l 与抛物线C 交于,C D 两点,记ABF 与CDF 的面积分别为12,S S ,求12S S 的最小值.38.已知抛物线2:2(0)C x py p =>上一点()M ,9m 到其焦点下的距离为10. (1)求抛物线C 的方程;(2)设过焦点F 的的直线l 与抛物线C 交于,A B 两点,且抛物线在,A B 两点处的切线分别交x 轴于,P Q 两点,求AP BQ ⋅的取值范围.39.已知抛物线E :()220y px p =>的焦点为F ,过点F 作圆C :229(2)2x y ++=的两条切线1l ,2l 且12l l ⊥. (1)求抛物线E 的方程;(2)过点F 作直线l 与E 交于A ,B 两点,若A ,B 到直线34200x y ++=的距离分别为1d ,2d .求12d d +的最小值.40.已知抛物线C 的顶点在原点O ,准线为12x =-.(1)求抛物线C 的标准方程;(2)点A ,B 在C 上,且OA OB ⊥,⊥OD AB ,垂足为D ,直线OD 另交C 于E ,当四边形OAEB 面积最小时,求直线AB 的方程.。
抛物线大题30题1 .已知抛物线的顶点在原点,焦点与椭圆224520x y +=的一个焦点相同,(1)求椭圆的焦点坐标与离心率;(2)求抛物线方程.2 .过抛物线y 2=4x 的焦点作直线AB 交抛物线于 A .B,求AB 中点M 的轨迹方程。3 .已知直线l 过定点()0,4A ,且与抛物线2:2(0)C ypx p = >交于P 、Q 两点,若以PQ 为直径的圆经过原点O ,求抛物线的方程.4 .已知p :方程2212x y m m+=-表示椭圆;q :抛物线y =221x mx ++与 x 轴无公共点,若p 是真命题且q 是假命题,求实数m 的取值范围.5 .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(,0)(0)M m m >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。
6 .直线y=2x 与抛物线y=-x 2-2x+m 相交于不同的两点 A .B ,求(1)实数m 的取值范围;(2)∣AB ∣的值(用含m 的代数式表示).7 .已知抛物线1C :24(0)y px p =>,焦点为2F ,其准线与x 轴交于点1F ;椭圆2C :分别以12F F 、为左、右焦点,其离心率12e =;且抛物线1C 和椭圆2C 的一个交点记为M .(1)当1p =时,求椭圆2C 的标准方程;(2)在(1)的条件下,若直线l 经过椭圆2C 的右焦点2F ,且与抛物线1C 相交于,A B 两点,若弦长||AB 等于12MF F ∆的周长,求直线l 的方程.8 .如图,已知直线l :2y kx =-与抛物线C :22(0)x py p =->交于A ,B 两点,O 为坐标原点,(4,12)OA OB +=--。(Ⅰ)求直线l 和抛物线C 的方程; (Ⅱ)抛物线上一动点P 从A 到B 运动时, 求△ABP 面积最大值.9.设圆Q 过点P (0,2), 且在x 轴上截得的弦RG 的长为4.(Ⅰ)求圆心Q 的轨迹E 的方程;(Ⅱ)过点F (0,1),作轨迹E 的两条互相垂直的弦AB ,CD ,设AB 、CD 的中点分别为M ,N ,试判断直线MN 是否过定点?并说明理由. 10.已知抛物线2:2C y px =的准线方程14x =-,C 与直线1:y x =在第一象限相交于点1P ,过1P 作C的切线1m ,过1P 作1m 的垂线1g 交x 轴正半轴于点1A ,过1A 作1的平行线2交抛物线C 于第一象限内的点2P ,过2P 作抛物线1C 的切线2m ,过2P 作2m 的垂线2g 交x 轴正半轴于点2A ,…,依此类推,在x 轴上形成一点列1A ,2A ,3A ,…,(*)n A n N ∈,设点n A 的坐标为(,0).n a(Ⅰ)试探求1n a +关于n a 的递推关系式; (Ⅱ)求证:13322n n a -≤⋅-; (Ⅲ)求证:()()1234211(23)2(23)6(23)13321n n n a a a n n n ++++≥-+⋅+⋅+⋅⋅+⋅⋅+. 11.已知直线1:++=k kx y l ,抛物线x y C 4:2=,定点M(1,1)。(I)当直线l 经过抛物线焦点F 时,求点M 关于直线l 的对称点N 的坐标,并判断点N 是否在抛物线C 上;(II)当)0(≠k k 变化且直线l 与抛物线C 有公共点时,设点P(a,1)关于直线l 的对称点为Q(x 0,y 0),求x 0关于k 的函数关系式)(0k f x =;若P 与M 重合时,求0x 的取值范围。12.位于函数4133+=x y 的图象上的一系列点 ),,(,),,(),,(222111n n n y x P y x P y x P ,这一系列点的横坐标构成以25-为首项,1-为公差的等差数列{}n x . (Ⅰ)求点n P 的坐标;(Ⅱ)设抛物线 ,,,,,321n C C C C 中的每一条的对称轴都垂直于x 轴,对于n ∈*N 第n 条抛物线n C 的顶点为n P ,抛物线n C 过点)1,0(2+n D n ,且在该点处的切线的斜率为n k ,求证:10111113221<+++-n n k k k k k k . 13.已知抛物线24y x =的焦点为F , A .B 为抛物线上的两个动点.(Ⅰ)如果直线AB 过抛物线焦点,判断坐标原点O 与以线段AB 为直径的圆的位置关系, 并给出证明;(Ⅱ)如果4OA OB ⋅=-(O 为坐标原点),证明直线AB 必过一定点,并求出该定点.14.已知点F(2 ,0) ,直线:1l x =-,动点N 到点F 距离比到直线l 的距离大1;(1)求动点N 的轨迹C 的方程; (2)直线2y x =-与轨迹C 交于点A,B,求ABO ∆的面积.15.(本小题共13分)已知抛物线C :2y x =,过定点()0,0A x 01()8x ≥,作直线l 交抛物线于,P Q (点P 在第一象限). (Ⅰ)当点A 是抛物线C 的焦点,且弦长2PQ =时,求直线l 的方程;(Ⅱ)设点Q 关于x 轴的对称点为M ,直线PM 交x 轴于点B ,且BQ BP ⊥.求证:点B 的坐标是0(,0)x -并求点B 到直线l 的距离d 的取值范围.16.抛物线()2:20C ypx p=上横坐标为32的点到焦点F 的距离为2(I )求p 的值;(II )过抛物线C 的焦点F.,作相互垂直的两条弦AB 和CD , 求AB CD +的最小值。
第三节 抛物线高考试题考点一 抛物线的定义和标准方程1.(2010年陕西卷,理8)已知抛物线y 2=2px(p>0)的准线与圆x 2+y 2-6x-7=0相切,则p 的值为( )(A)12(B)1 (C)2(D)4 解析:圆x 2+y 2-6x-7=0化为标准方程为(x-3)2+y 2=16,∴圆心为(3,0),半径是4,抛物线y 2=2px(p>0)的准线是x=-2p , ∴3+2p=4, 又p>0,解得p=2.故选C. 答案:C2.(2011年辽宁卷,理3)已知F 是抛物线y 2=x 的焦点,A,B 是该抛物线上的两点,|AF|+|BF|=3,则线段AB 的中点到y 轴的距离为( )(A)34 (B)1 (C)54 (D)74解析:∵|AF|+|BF|=x A +x B +12=3, ∴x A +x B =52. ∴线段AB 的中点到y 轴的距离为2A Bx x =54.故选C. 故选C. 答案:C3.(2012年四川卷,理8)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M(2,y 0).若点M 到该抛物线焦点的距离为3,则|OM|等于( )(A)22 (B)23(C)4 (D)25解析:由题意设抛物线方程为y 2=2px(p>0),则M 到焦点的距离为x M +2p =2+2p=3,∴p=2,∴y 2=4x.∴20y =4×2,∴|OM|=204y +=48+=23.故选B.答案:B4.(2010年上海卷,理3)动点P 到点F(2,0)的距离与它到直线x+2=0的距离相等,则点P 的轨迹方程是.解析:由抛物线的定义知,点P 的轨迹是以F 为焦点,定直线x+2=0为准线的抛物线,故其标准方程为y 2=8x. 答案:y 2=8x5.(2012年陕西卷,理13)如图所示是抛物线形拱桥,当水面在l 时,拱顶离水面2 m,水面宽4 m.水位下降 1 m 后,水面宽m.解析:建立如图所示的平面直角坐标系,设抛物线方程为x 2=-2py(p>0),则A(2,-2),将其坐标代入 x 2=-2py,得p=1.∴x 2=-2y.当水面下降1 m,得D(x 0,-3)(x 0>0),将其坐标代入x 2=-2y 得20x =6,∴x 06,∴水面宽6 m. 答案66.(2010年浙江卷,理13)设抛物线y 2=2px(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 到抛物线准线的距离为.解析:由已知得B 点的纵坐标为1,横坐标为4p ,即B ,14p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,将其代入y 2=2px 得1=2p ×4p ,解得则B点到准线的距离为2p +4p =34答案考点二 抛物线的几何性质及其应用1.(2011年四川卷,理10)在抛物线y=x 2+ax-5(a ≠0)上取横坐标为x 1=-4,x 2=2的两点,过这两点引一条割线,有平行于该割线的一条直线同时与抛物线和圆5x 2+5y 2=36相切,则抛物线顶点的坐标为( )(A)(-2,-9)(B)(0,-5) (C)(2,-9) (D)(1,-6)解析:当x 1=-4时,y 1=11-4a;当x 2=2时,y 2=2a-1,所以割线的斜率k=1142142a a --+--=a-2.设直线与抛物线的切点横坐标为x 0,由y ′=2x+a 得切线斜率为2x 0+a,∴2x 0+a=a-2,∴x 0=-1. ∴直线与抛物线的切点坐标为(-1,-a-4),切线方程为y+a+4=(a-2)(x+1), 即(a-2)x-y-6=0.圆5x 2+5y 2=36的圆心到切线的距离.=,即(a-2)2+1=5.又a ≠0,∴a=4,此时y=x 2+4x-5=(x+2)2-9,顶点坐标为(-2,-9).故选A.答案:A2.(2009年四川卷,理9)已知直线l 1:4x-3y+6=0和直线l 2:x=-1,抛物线y 2=4x 上一动点P 到直线l 1和直线l 2的距离之和的最小值是( )(A)2 (B)3(C)115(D)3716解析:如图所示,动点P 到l 2:x=-1的距离可转化为点P 到点F 的距离.由图可知,距离和的最小值即F 到直线l 1的距离=2.故选A.答案:A3.(2009年福建卷,理13)过抛物线y 2=2px(p>0)的焦点F 作倾斜角为45°的直线交抛物线于A 、B 两点,若线段AB 的长为8,则p=.解析:∵F 02p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,∴设AB:y=x-2p ,与y 2=2px 联立,得x 2-3px+24p =0.∴x A +x B =3p.∴|AB|=x A +x B +p=4p=8,得p=2. 答案:24.(2010年大纲全国卷Ⅱ,理15)已知抛物线C:y 2=2px(p>0)的准线为l,过M(1,0)且斜率为3的直线与l 相交于点A,与C 的一个交点为B,若AM =MB ,则p=.解析:如图所示,由AB 的斜率为3,知∠α=60°, 又AM =MB , ∴M 为AB 的中点.过点B 作BP 垂直准线l 于点P, 则∠ABP=60°,∴∠BAP=30°.∴|BP|=12|AB|=|BM|, ∴M 为焦点,即2p=1,∴p=2. 答案:2考点三直线与抛物线位置关系1.(2013年大纲全国卷,理11)已知抛物线C:y2=8x与点M(-2,2),过C的焦点且斜率为k的直线与C交于A、B两点,若MA·MB=0,则k等于( )(A)12(B)22(C)2 (D)2解析:法一设直线方程为y=k(x-2),A(x1,y1)、B(x2,y2),由()22,8,y k xy x⎧=-⎪⎨=⎪⎩得k2x2-4(k2+2)x+4k2=0,∴x1+x2=()2242kk+,x1x2=4,由MA·MB=0,得(x1+2,y1-2)·(x2+2,y2-2)=(x1+2)(x2+2)+[k(x1-2)-2][k(x2-2)-2]=0,代入整理得k2-4k+4=0,解得k=2.故选D.法二如图所示,设F为焦点,取AB中点P,过A、B分别作准线的垂线,垂足分别为G、H,连接MF,MP,由MA ·MB =0, 知MA ⊥MB,则|MP|=12|AB|=12(|AG|+|BH|), 所以MP 为直角梯形BHGA 的中位线, 所以MP ∥AG ∥BH, 所以∠GAM=∠AMP=∠MAP, 又|AG|=|AF|, |AM|=|AM|, 所以△AMG ≌△AMF, 所以∠AFM=∠AGM=90°,则MF ⊥AB,所以k=-1MFk =2.答案:D2.(2010年辽宁卷,理7)设抛物线y 2=8x 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 的斜率为-3,那么|PF|等于( )(A)43(B)8 (C)83(D)16解析:如图所示,直线AF 的方程为y=-3(x-2),与准线方程x=-2联立得A(-2,43).设P(x 03),代入抛物线y 2=8x,得8x0=48,∴x0=6,∴|PF|=x0+2=8,选B.答案:B3.(2012年安徽卷,理9)过抛物线y2=4x的焦点F的直线交该抛物线于A,B两点,O为坐标原点.若|AF|=3,则△AOB的面积为( )(A)2(B)2(C)32(D)22解析:如图所示,由题意知,抛物线的焦点F的坐标为(1,0),又|AF|=3,由抛物线定义知:点A到准线x=-1的距离为3,∴点A的横坐标为2.将x=2代入y2=4x得y2=8,由图知点A的纵坐标2∴2∴直线AF的方程为2联立直线与抛物线的方程) 2221,4,y xy x⎧=-⎪⎨=⎪⎩解之得1,22xy⎧=⎪⎨⎪=-⎩或2,2 2.xy=⎧⎪⎨=⎪⎩由图知B1,22⎛-⎝,∴S△AOB=12|OF|·|y A-y B|=12×1×22322故选C.答案:C4.(2009年天津卷,理9)设抛物线y 2=2x 的焦点为F,过点M(3,0)的直线与抛物线相交于A,B 两点,与抛物线的准线相交于点C,|BF|=2,则△BCF 与△ACF 的面积之比BCFCFS S △△A 等于( ) (A)45(B)23(C)47(D)12解析:如图所示,设过点M(3,0)的直线方程为y=k(x-3),代入y 2=2x 并整理,得k 2x 2-(23k 2+2)x+3k 2=0,设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2), 则x 1+x 22232k +,x 1x 2=3,因为|BF|=2,所以|BB ′|=2,∴x 2=2-12=32, 从而x 1=23x =2. 设点F 到直线AC 的距离为d,则BCF CF S S △△A =1212BC d AC d ⋅⋅=BC BB ACAA '='=2122+=45. 故选A. 答案:A5.(2009年大纲全国卷Ⅱ,理9)已知直线y=k(x+2)(k>0)与抛物线C:y 2=8x 相交于A 、B 两点,F 为C 的焦点,若|FA|=2|FB|,则k 等于( )(A)13(B)23 (C)23(D)223解析:将y=k(x+2)代入y 2=8x,得k 2x 2+(4k 2-8)x+4k 2=0.设交点的横坐标分别为x A ,x B ,则x A +x B =28k -4,①x A ·x B =4.又|FA|=x A +2,|FB|=x B +2, |FA|=2|FB|, ∴2x B +4=x A +2. ∴x A =2x B +2.②∴将②代入①得x B =283k -2,x A =2163k -4+2=2163k -2.故x A ·x B =228162233k k ⎛⎫⎛⎫--⎪⎪⎝⎭⎝⎭=4. 解之得k 2=89.而k>0,∴k=3,满足Δ>0.故选D.答案:D6.(2013年安徽卷,理13)已知直线y=a 交抛物线y=x 2于A,B 两点.若该抛物线上存在点C,使得∠ACB 为直角,则a 的取值范围为.解析:设直线y=a 与y 轴交于点M,抛物线y=x 2上要存在C 点,使得∠ACB 为直角,只要以|AB|为直径的圆与抛物线y=x 2有交点即可,也就是使|AM|≤|MO|,a(a>0),所以a ≥1.答案:[1,+∞)7.(2012年重庆卷,理14)过抛物线y 2=2x 的焦点F 作直线交抛物线于A,B 两点,若|AB|=2512,|AF|<|BF|,则|AF|=.解析:由于y 2=2x 的焦点坐标为1,02⎛⎫ ⎪⎝⎭,设AB 所在直线的方程为y=k 12x ⎛⎫- ⎪⎝⎭,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),x 1<x 2,将y=k 12x ⎛⎫- ⎪⎝⎭代入y 2=2x,得k 2212x ⎛⎫- ⎪⎝⎭=2x,∴k 2x 2-(k 2+2)x+24k =0.∴x 1x 2=14. 而x 1+x 2+p=x 1+x 2+1=2512, ∴x 1+x 2=1312. ∴x 1=13,x 2=34.∴|AF|=x 1+2p =13+12=56. 答案:568.(2010年重庆卷,理14)已知以F 为焦点的抛物线y 2=4x 上的两点A 、B 满足AF =3FB ,则弦AB 的中点到准线的距离为.解析:F 的坐标为(1,0). 设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2), ∵AF =3FB ,∴(1-x 1,-y 1)=3(x 2-1,y 2), ∴1-x 1=3x 2-3, 且-y 1=3y 2, 即x 1+3x 2=4,y 1=-3y 2. 设直线AB 的方程为y=k(x-1), AB 中点为P(x 0,y 0).由()24,1,y x y k x ⎧=⎪⎨=-⎪⎩得ky 2-4y-4k=0. ∴y 1y 2=-4.∴21y =12,22y =43. ∴x 1=3,x 2=13.∴x 0=122x x +=53. ∴中点P 到准线x=-1的距离d=53-(-1)=83. 答案:839.(2012年辽宁卷,理15)已知P,Q 为抛物线x 2=2y 上两点,点P,Q 的横坐标分别为4,-2,过P,Q 分别作抛物线的切线,两切线交于点A,则点A 的纵坐标为.解析:y=12x 2,y ′=x, 由题意P(4,8),k 1=y ′|x=4=4, 切线为y=4x-8, Q(-2,2),k 2=y ′|x=-2=-2, 切线为y=-2x-2.由48,22y x y x =-⎧⎨=--⎩得A(1,-4). 答案:-410.(2012年北京卷,理12)在直角坐标系xOy 中,直线l 过抛物线y 2=4x 的焦点F,且与该抛物线相交于A,B 两点,其中点A 在x 轴上方,若直线l 的倾斜角为60°,则△OAF 的面积为.解析:∵抛物线y 2=4x,∴焦点F 的坐标为(1,0). 又∵直线l 倾斜角为60°,∴直线方程为(x-1).联立方程)21,4,y x y x ⎧-⎪⎨=⎪⎩解得111,3x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩或223,x y =⎧⎪⎨=⎪⎩由已知得A 的坐标为),∴S △OAF =12|OF|·|y A |=12×1×答案11.(2012年新课标全国卷,理20)设抛物线C:x 2=2py(p>0)的焦点为F,准线为l,A 为C 上一点,已知以F 为圆心,FA 为半径的圆F 交l 于B,D 两点.(1)若∠BFD=90°,△ABD 的面积为求p 的值及圆F 的方程;(2)若A,B,F 三点在同一直线m 上,直线n 与m 平行,且n 与C 只有一个公共点,求坐标原点到m,n 距离的比值.解:(1)由已知可得△BFD 为等腰直角三角形,|BD|=2p,圆F 的半径又点A 到l 的距离而S △ABD∴12|BD|·即12×2p∴p=-2(舍去)或p=2, ∴圆F 的方程为x 2+(y-1)2=8.(2)∵A 、B 、F 三点在同一直线m 上,所以AB 为圆F 的直径,∠ADB=90°.又由抛物线定义知|AD|=|FA|=12|AB|, ∴∠ABD=30°,m 的斜率为,当m ,可设n 方程为x+b.代入x 2=2py 得x 2px-2pb=0, 由于n 与C 只有一个公共点,故Δ=43p 2+8pb=0 ∴b=-6p , 又∵m 的截距b 1=2p ,1b b=3, ∴坐标原点到m 、n 距离的比值为3.当m 的斜率为,由图形对称性知,坐标原点到m 、n 的距离之比仍为3. 12.(2013年广东卷,理20)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,设P 为直线l 上的点,过点P 作抛物线C 的两条切线PA,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. 解:(1)依题意,设抛物线C 的方程为x 2=4cy,结合c>0,解得c=1.所以抛物线C 的方程为x 2=4y. (2)抛物线C 的方程为x 2=4y,即y=14x 2,求导得y ′=12x. 设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)(其中y 1=214x ,y 2=224x ),则切线PA,PB 的斜率分别为12x 1,12x 2. 所以切线PA 的方程为y-y 1=12x (x-x 1),即y=12x x-212x +y 1,即x 1x-2y-2y 1=0. 同理,可得切线PB 的方程为x 2x-2y-2y 2=0. 因为切线PA,PB 均过点P(x 0,y 0), 所以x 1x 0-2y 0-2y 1=0,x 2x 0-2y 0-2y 2=0.所以(x 1,y 1),(x 2,y 2)为方程x 0x-2y 0-2y=0的两组解. 所以直线AB 的方程为x 0x-2y 0-2y=0. (3)由抛物线定义可知|AF|=y 1+1,|BF|=y 2+1, 所以|AF|·|BF|=(y 1+1)(y 2+1)=y 1y 2+(y 1+y 2)+1.联立方程002220,4,x x y y x y --=⎧⎪⎨=⎪⎩消去x 整理得y 2+(2y 0-20x )y+20y =0,由根与系数的关系可得y 1+y 2=20x -2y 0,y 1y 2=20y ,所以|AF|·|BF|=y 1y 2+(y 1+y 2)+1=20y +20x -2y 0+1.又点P(x 0,y 0)在直线l 上,所以x 0=y 0+2.所以20y +20x -2y 0+1=220y +2y 0+5=2(y 0+12)2+92. 所以当y 0=-12时,|AF|·|BF|取得最小值,且最小值为92. 13.(2013年湖南卷,理21)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:FM ·FN <2p 2;(2)若点M 到直线l ,求抛物线E 的方程. 解:(1)由题意知,抛物线E 的焦点为F 02p ⎛⎫⎪⎝⎭,,直线l 1的方程为y=k 1x+2p .由12,22p Y k x x py ⎧=+⎪⎨⎪=⎩得x 2-2pk 1x-p 2=0.设A,B 两点的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2), 则x 1,x 2是上述方程的两个实数根, 从而x 1+x 2=2pk 1, y 1+y 2=k 1(x 1+x 2)+p=2p 21k +p.所以点M 的坐标为(pk 1,p 21k +2p), FM =(pk 1,p 21k ).同理可得点N 的坐标为(pk 2,p 22k +2p ), FN =(pk 2,p 22k ),于是FM ·FN =p 2(k 1k 2+21k 22k ).因为k 1+k 2=2,k 1>0,k 2>0,k 1≠k 2, 所以0<k 1k 2<122k k +⎛⎫ ⎪⎝⎭2=1.故FM ·FN <p 2(1+12)=2p 2.(2)由抛物线的定义得|FA|=y 1+2p , |FB|=y 2+2p , 所以|AB|=y 1+y 2+p=2p 21k +2p, 从而圆M 的半径r 1=p 21k +p.故圆M 的方程为(x-pk 1)2+(y-p 21k -2p )2=(p 21k +p)2,化简得x 2+y 2-2pk 1x-p(221k +1)y-34p 2=0. 同理可得圆N 的方程为x 2+y 2-2pk 2x-p(222k +1)y-34p 2=0. 于是圆M,圆N 的公共弦所在直线l 的方程为(k 2-k 1)x+(22k -21k )y=0. 又k 2-k 1≠0,k 1+k 2=2, 则l 的方程为x+2y=0. 因为p>0,所以点M 到直线l 的距离为2117248p k ⎡⎤⎛⎫++⎢⎥⎪故当k 1=-14时, d由题设解得p=8.故所求的抛物线E 的方程为x 2=16y.14.(2013年陕西卷,理20)已知动圆过定点A(4,0),且在y 轴上截得弦MN 的长为8. (1)求动圆圆心的轨迹C 的方程;(2)已知点B(-1,0),设不垂直于x 轴的直线l 与轨迹C 交于不同的两点P,Q,若x 轴是∠PBQ 的角平分线,证明直线l 过定点.(1)解:如图所示,设动圆圆心O 1(x,y),由题意,|O 1A|=|O 1M|, 当O 1不在y 轴上时, 过O 1作O 1H ⊥MN 交MN 于H, 则H 是MN 的中点, ∴|O 1M|=224x +,又|O 1A|=()224x y -+,∴()224x y -+=224x +,化简得y 2=8x(x ≠0).又当O 1在y 轴上时,O 1与O 重合,点O 1的坐标(0,0)也满足方程y 2=8x,∴动圆圆心的轨迹C 的方程为y 2=8x.(2)证明:由题意,设直线l 的方程为y=kx+b(k ≠0), P(x 1,y 1),Q(x 2,y 2),将y=kx+b 代入y 2=8x 中,得k 2x 2+(2bk-8)x+b 2=0,其中Δ=-32kb+64>0.由根与系数的关系得,x 1+x 2=282bkk -,① x 1x 2=22b k ,②因为x 轴是∠PBQ 的角平分线,所以111y x +=-221yx +, 即y 1(x 2+1)+y 2(x 1+1)=0, (kx 1+b)(x 2+1)+(kx 2+b)(x 1+1)=0, 2kx 1x 2+(b+k)(x 1+x 2)+2b=0,③ 将①②代入③,得2kb 2+(k+b)(8-2bk)+2k 2b=0,∴k=-b,此时Δ>0, ∴直线l 的方程为y=k(x-1), ∴直线l 过定点(1,0).15. (2013年辽宁卷,理20)如图,抛物线C 1:x 2=4y,C 2:x 2=-2py(p>0).点M(x 0,y 0)在抛物线C 2上,过M 作C 1的切线,切点A,B(M 为原点O 时,A,B 重合于O).当x 0=1-2时,切线MA 的斜率为-12.(1)求p 的值;(2)当M 在C 2上运动时,求线段AB 中点N 的轨迹方程(A,B 重合于O 时,中点为O).解:(1)因为抛物线C 1:x 2=4y 上任意一点(x,y)的切线斜率为y ′=2x ,且切线MA 的斜率为-12,所以A 点坐标为(-1,14),故切线MA 的方程为y=-12(x+1)+14. 因为点20)在切线MA 及抛物线C 2上,于是y 0=-12214322-,① y 0=-(2122p322-.②由①②得p=2.(2)设N(x,y),A(x 1,214x ),B(x 2,224x ),x 1≠x 2,由N 为线段AB 中点知x=122x x +,③y=22128x x +.④ 切线MA,MB 的方程为 y=12x (x-x 1)+214x .⑤y=22x (x-x 2)+224x .⑥由⑤⑥得MA,MB 的交点M(x 0,y 0)的坐标为 x 0=122x x +,y 0=124x x . 因为点M(x 0,y 0)在C 2上,即20x =-4y 0,所以x 1x 2=-22126x x +.⑦ 由③④⑦得x 2=43y,x ≠0. 当x 1=x 2时,A,B 重合于原点O,AB 中点N 为O,坐标满足x 2=43y. 因此线段AB 中点N 的轨迹方程为x 2=43y. 模拟试题考点一 抛物线的定义和标准方程及其应用1.(2013福建厦门高三上质检)已知F 是抛物线y 2=4x 的焦点,P 是圆x 2+y 2-8x-8y+31=0上的动点,则|FP|的最小值是( ) (A)3(B)4(C)5(D)6解析:圆x 2+y 2-8x-8y+31=0的圆心C 坐标为(4,4),半径为1,∵|PF|≥|CF|-1,∴当P、C、F三点共线时,|PF|取到最小值,由y2=4x知F(1,0),∴|PF|min故选B.答案:B2.(2013山东潍坊一模)已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点F与双曲线24x-25y=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|AF|,则A点的横坐标为( )(D)4解析:由24x-25y=1得c2=4+5=9.∴双曲线右焦点为(3,0),∴抛物线焦点坐标为(3,0),抛物线方程为y2=12x.设d为点A(x0,y0)到准线的距离,由抛物线定义知d=|AF|=x0+3,由题意得|y0|=x0+3,代入抛物线方程得(x0+3)2=12x0,解得x0=3.故选B.答案:B考点二抛物线几何性质的应用1.(2013云南师大附中高三高考适应性月考卷)在直角坐标系xOy中,有一定点A(2,1),若线段OA的垂直平分线过抛物线y2=2px(p>0)的焦点,则该抛物线的准线方程是.解析:线段OA的斜率k=12,中点坐标为11,2⎛⎫⎪⎝⎭.所以线段OA 的垂直平分线的方程是y-12=-2(x-1), 令y=0得到x=54. 即抛物线的焦点为5,04⎛⎫⎪⎝⎭. 所以该抛物线的准线方程为x=-54. 答案:x=-542.(2013云南省昆明一中高三第二次高中新课程双基检测)已知点A(4,4)在抛物线y 2=px(p>0)上,该抛物线的焦点为F,过点A 作直线l:x=-4p 的垂线,垂足为M,则∠MAF 的平分线所在直线的方程为. 解析:点A 在抛物线上,所以16=4p,所以p=4,所以抛物线的焦点为F(1,0),准线方程为x=-1,垂足M(-1,4),由抛物线的定义得|AF|=|AM|,所以∠MAF 的平分线所在的直线就是线段MF 的垂直平分线,k MF =4011---=-2,所以∠MAF 的平分线所在的直线方程为y-4=12(x-4),即x-2y+4=0. 答案:x-2y+4=0考点三 直线与抛物线的位置关系1.(2013河南郑州高三第一次质量预测)已知抛物线x 2=4y 上有一条长为6的动弦AB,则AB 中点到x 轴的最短距离为( ) (A)34(B)32(C)1 (D)2 解析:易知,AB 的斜率存在,设AB 方程为y=kx+b.由2,4y kx b x y =+⎧⎨=⎩得x 2-4kx-4b=0. 设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则x 1,x 2是上述方程的两个根,∴x 1+x 2=4k,x 1·x 2=-4b,又|AB|=6, 化简得b=()2941k +-k 2, 设AB 中点为M(x 0,y 0),则y 0=122y y +=122kx b kx b +++=()122k x x ++b =2k 2+()2941k +-k 2=k 2+()2941k +=(k 2+1)+()2941k +-1 ≥2×32-1=2. 当且仅当k 2+1=()2941k +, 即k 2=12时,y 0取到最小值2.故选D. 答案:D2.(2013北京市东城区高三上学期期末)已知抛物线y 2=2px(p>0)的焦点F 与双曲线22179x y -=的右焦点重合,抛物线的准线与x 轴的交点为K,点A 在抛物线上且则△AFK 的面积为( ) (A)4(B)8(C)16(D)32解析:双曲线的右焦点为(4,0),抛物线的焦点为02p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,, 所以2p =4,即p=8. 所以抛物线方程为y 2=16x,焦点F(4,0),准线方程为x=-4,即K(-4,0),设A(x,y),由于|AK|=2|AF|,∴|y|=x+4,又y2=16x,∴(x+4)2=16x,即x=4.∴A(4,±8),S△AFK=12×8×|y|=32.故选D.答案:D3.(2013北京海淀高三上期末)已知E(2,2)是抛物线C:y2=2px上一点,经过点(2,0)的直线l与抛物线C交于A,B两点(不同于点E),直线EA,EB分别交直线x=-2于点M,N.(1)求抛物线方程及其焦点坐标;(2)已知O为原点,求证:∠MON为定值.解:(1)∵点E(2,2)在抛物线y2=2px上,∴4=2p×2,∴p=1.∴抛物线方程为y2=2x,焦点坐标为1,0 2⎛⎫ ⎪⎝⎭.(2)显然,直线l斜率存在,且不为0.设l斜率为k,则l方程为y=k(x-2).由()22,2.y k xy x⎧=-⎪⎨=⎪⎩得ky 2-2y-4k=0, 设A 211,2y y ⎛⎫ ⎪⎝⎭,B 222,2y y ⎛⎫ ⎪⎝⎭.则y 1+y 2=2k ,y 1·y 2=-4. ∵k EA =121222y y --=121242y y --=122y +. ∴EA 方程为y-2=122y +(x-2). 令x=-2,得y=2-182y +=11242y y -+. ∴M 11242,2y y ⎛⎫-- ⎪+⎝⎭. 同理可求得N 22242,2y y ⎛⎫-- ⎪+⎝⎭. ∴OM ·ON =11242,2y y ⎛⎫-- ⎪+⎝⎭·22242,2y y ⎛⎫-- ⎪+⎝⎭=4+()()()()1212242422y y y y --++ =4+()()12121212481624y y y y y y y y -+++++ =0∴OM ⊥ON .即∠MON=90°,∴∠MON 为定值.综合检测1.(2012东北三校第二次联考)若抛物线y 2=2px(p>0)上一点P 到焦点和抛物线的对称轴的距离分别为10和6,则p 的值为( )(A)2 (B)18(C)2或18(D)4或16 解析:设P(x 0,y 0),则0020010,26,2,p x y y px ⎧+=⎪⎪=⎨⎪=⎪⎩∴36=2p 102p ⎛⎫- ⎪⎝⎭,即p 2-20p+36=0. 解得p=2或18.故选C.答案:C2.(2012洛阳二模)已知抛物线y 2=4x 的焦点为F,过F 的直线与该抛物线相交于A(x 1,y 1)、B(x 2,y 2)两点,则21y +22y 的最小值是( )(A)4(B)8(C)12(D)16解析:抛物线的准线方程为x=-1,∴|AF|=x 1+1,|BF|=x 2+1,∴21y +22y =4x 1+4x 2=4(|AF|+|BF|)-8=4|AB|-8. ∵|AB|的最小值为4(当AB ⊥x 轴时取得),∴21y +22y 的最小值为8.故选B. 答案:B3.(2012陕西五校联考)设动点P(x,y)(x ≥0)到定点F 1,02⎛⎫⎪⎝⎭的距离比到y 轴的距离大12.记点P 的轨迹为曲线C.(1)求点P 的轨迹方程; (2)设圆M 过A(1,0),且圆心M 在P 的轨迹上,BD 是圆M 在y 轴上截得的弦,当M 运动时弦长BD 是否为定值?说明理由;(3)过F 1,02⎛⎫ ⎪⎝⎭作互相垂直的两直线交曲线C 于G 、H 、R 、S,求四边形GRHS 面积的最小值. 解:(1)由题意知,所求动点P(x,y)的轨迹为以F 1,02⎛⎫⎪⎝⎭为焦点,直线l:x=-12为准线的抛物线,其方程为y 2=2x. (2)是定值.解法如下:设圆心M 2,2a a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,半径圆的方程为222a x ⎛⎫- ⎪⎝⎭+(y-a)2=a 2+2212a ⎛⎫- ⎪⎝⎭, 令x=0,得B(0,1+a),D(0,-1+a),∴BD=2,即弦长BD 为定值.(3)设过F 的直线GH 的方程为y=k 12x ⎛⎫- ⎪⎝⎭,G(x 1,y 1),H(x 2,y 2), 由21,22,y k x y x ⎧⎛⎫=-⎪ ⎪⎝⎭⎨⎪=⎩得k 2x 2-(k 2+2)x+24k =0,∴x 1+x 2=1+22k ,x 1x 2=14,∴=2+22k , 同理得|RS|=2+2k 2.S 四边形GRHS =21222k ⎛⎫+ ⎪⎝⎭(2+2k 2)=22212k k ⎛⎫++ ⎪⎝⎭≥8(当且仅当k=±1时取等号). ∴四边形GRHS 面积的最小值为8.。
高三数学抛物线试题答案及解析1.设双曲线的离心率为2,且一个焦点与抛物线的焦点相同,则此双曲线的方程为__________.【答案】.【解析】抛物线的焦点坐标为(0,2),所以双曲线的焦点在y轴上且c=2,所以双曲线的方程为,即a2=n>0,b2=-m>0,所以a=,又e=,解得n=1,所以b2=c2-a2=4-1=3,即-m=3,m=-3,所以双曲线的方程为,故答案为:.【考点】1.抛物线的简单性质;2.双曲线的简单性质.2.已知点A(-1,0),B(1,-1)和抛物线.,O为坐标原点,过点A的动直线l交抛物线C于M、P,直线MB交抛物线C于另一点Q,如图.(1)证明: 为定值;(2)若△POM的面积为,求向量与的夹角;(3)证明直线PQ恒过一个定点.【答案】(1)见解析; (2) ;(3)直线PQ过定点E(1,-4).【解析】(1)设点根据、M、A三点共线,得计算得到=5;(2)设∠POM=α,可得结合三角形面积公式可得tanα="1."根据角的范围,即得所求.(3)设点、B、Q三点共线,据此确定进一步确定的方程,化简为得出结论.试题解析:(1)设点、M、A三点共线,2分5分(2)设∠POM=α,则由此可得tanα=1. 8分又 10分(3)设点、B、Q三点共线,即 12分即 13分由(*)式,代入上式,得由此可知直线PQ过定点E(1,-4). 14分【考点】抛物线及其几何性质,直线方程,直线与抛物线的位置关系,转化与化归思想.3.已知抛物线C: y2 =2px(p>0)的准线L,过M(l,0)且斜率为的直线与L相交于A,与C的一个交点为B,若,则p=____ 。
【答案】2【解析】由题意可得,抛物线的焦点为,准线为.,为AB的中点.直线方程为,由题意可得,故由中点公式可得,把点B的坐标代入抛物线可得,解得.【考点】直线与抛物线的位置关系4.已知中心在原点的双曲线C的右焦点为(2,0),右顶点为(,0).(1)求双曲线C的方程;(2)若直线l:y=kx+与双曲线C恒有两个不同的交点A和B,且·>2(其中O为原点),求k的取值范围.【答案】(1)-y2=1(2)(-1,-)∪(,1)【解析】(1)设双曲线C的方程为-=1(a>0,b>0).由已知得a=,c=2,再由c2=a2+b2得b2=1,所以双曲线C的方程为-y2=1.(2)将y=kx+代入-y2=1中,整理得(1-3k2)x2-6kx-9=0,由题意得,故k2≠且k2<1①.设A(xA ,yA),B(xB,yB),则xA+xB=,xAxB=,由·>2得xA xB+yAyB>2,x A xB+yAyB=xAxB+(kxA+)(kxB+)=(k2+1)xAxB+k(xA+xB)+2=(k2+1)·+k·+2=,于是>2,即>0,解得<k2<3②.由①②得<k2<1,所以k的取值范围为(-1,-)∪(,1).5.已知圆P:x2+y2=4y及抛物线S:x2=8y,过圆心P作直线l,此直线与上述两曲线的四个交点,自左向右顺次记为A,B,C,D,如果线段AB,BC,CD的长按此顺序构成一个等差数列,则直线l的斜率为( )A.B.C.D.【答案】A【解析】圆的方程为,则其直径长圆心为,设的方程为,代入抛物线方程得:设,有∴线段的长按此顺序构成一个等差数列,,即,解得,故选A.【考点】1.抛物线的几何性质;2.直线与抛物线相交问题.6.已知F是抛物线的焦点,A,B是该抛物线上的两点,|AF|+|BF|=3,则线段AB的中点到y轴的距离为()A.B.1C.D.【答案】C【解析】过A,B及线段AB的中点C向抛物线的准线作垂线,垂足分别为M,N,Q,CQ交y轴于T,由抛物线的定义知|AM|+|BN|=|AF|+|BF|=3,因为CQ是直角梯形AMNB的中位线所以CQ|=(|AM|+|BN)=,所以|CT|=|CQ|-|TQ|=-=7.已知抛物线的准线与x轴交于点M,过点M作圆的两条切线,切点为A、B,.(1)求抛物线E的方程;(2)过抛物线E上的点N作圆C的两条切线,切点分别为P、Q,若P,Q,O(O为原点)三点共线,求点N的坐标.【答案】(1)y2=4x;(2)点N坐标为或.【解析】本题主要考查抛物线的标准方程及其几何性质、圆的标准方程及其几何性质、圆的切线的性质等基础知识,考查学生分析问题解决问题的能力和计算能力.第一问,利用抛物线的准线,得到M点的坐标,利用圆的方程得到圆心C的坐标,在中,可求出,在中,利用相似三角形进行角的转换,得到的长,而,从而解出P的值,即得到抛物线的标准方程;第二问,设出N点的坐标,利用N、C点坐标写出圆C的方程,利用点C的坐标写出圆C的方程,两方程联立,由于P、Q是两圆的公共点,所以联立得到的方程即为直线PQ的方程,而O点在直线上,代入点O的坐标,即可得到s、t的值,即得到N点坐标.试题解析:(1)由已知得,C(2,0).设AB与x轴交于点R,由圆的对称性可知,.于是,所以,即,p=2.故抛物线E的方程为y2=4x. 5分(2)设N(s,t).P,Q是NC为直径的圆D与圆C的两交点.圆D方程为,即x2+y2-(s+2)x-ty+2s=0.①又圆C方程为x2+y2-4x+3=0.②②-①得(s-2)x+ty+3-2s=0.③ 9分P,Q两点坐标是方程①和②的解,也是方程③的解,从而③为直线PQ的方程.因为直线PQ经过点O,所以3-2s=0,.故点N坐标为或. 12分【考点】抛物线的标准方程及其几何性质、圆的标准方程及其几何性质、圆的切线的性质.8.如图,已知抛物线C的顶点在原点,开口向右,过焦点且垂直于抛物线对称轴的弦长为2,过C上一点A作两条互相垂直的直线交抛物线于P,Q两点.(1)若直线PQ过定点,求点A的坐标;(2)对于第(1)问的点A,三角形APQ能否为等腰直角三角形?若能,试确定三角形APD的个数;若不能,说明理由.【答案】(1),(2)一个【解析】(1)确定抛物线标准方程只需一个独立条件,本题条件为已知通径长所以抛物线的方程为.直线过定点问题,实际是一个等式恒成立问题.解决问题的核心是建立变量的一个等式.可以考虑将直线的斜率列为变量,为避开讨论,可设的方程为,与联立消得,则,设点坐标为,则有,代入化简得:因此,点坐标为,(2)若三角形APQ为等腰直角三角形,则的中点与点A连线垂直于.先求出的中点坐标为,再讨论方程解的个数,这就转化为研究函数增减性,并利用零点存在定理判断零点有且只有一个.试题解析:(1)设抛物线的方程为,依题意,,则所求抛物线的方程为. (2分)设直线的方程为,点、的坐标分别为.由,消得.由,得,,.∵,∴.设点坐标为,则有.,,∴或.∴或, ∵恒成立. ∴.又直线过定点,即,代入上式得注意到上式对任意都成立,故有,从而点坐标为. (8分)(2)假设存在以为底边的等腰直角三角形,由第(1)问可知,将用代换得直线的方程为.设,由消,得.∴,.∵的中点坐标为,即,∵,∴的中点坐标为.由已知得,即.设,则,在上是增函数.又,,在内有一个零点.函数在上有且只有一个零点,所以满足条件的等腰直角三角形有且只有一个. (12分)【考点】直线与抛物线关系,零点存在定理9.在平面直角坐标系中,已知三点,直线AC的斜率与倾斜角为钝角的直线AB的斜率之和为,而直线AB恰好经过抛物线)的焦点F并且与抛物线交于P、Q两点(P在Y轴左侧).则()A.9B.C.D.【答案】A【解析】由题意得,且.令,,则,所以,且,由此可解得.由抛物线的方程知焦点为,因此设直线的方程为,代入抛物线方程,得,解得或,所以由题意知,.由图形特征根据三角形相似易知.【考点】1、直线的斜率;2、直线方程;3、直线与抛物线的位置关系.10.抛物线y2=-8x的准线方程是________.【答案】x=2【解析】∵2p=8,∴p=4,故所求准线方程为x=2.11.下图是抛物线形拱桥,当水面在l时,拱顶离水面2m,水面宽4m.水位下降1m后,水面宽________m.【答案】2【解析】设抛物线的方程为x2=-2py,则点(2,-2)在抛物线上,代入可得p=1,所以x2=-2y.当y=-3时,x2=6,即x=±,所以水面宽为2.12.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M(2,y).若点M到该抛物线焦点的距离为3,则|OM|等于()A.2B.2C.4D.2【答案】B【解析】由题意设抛物线方程为y2=2px(p>0),则M到焦点的距离为xM+=2+=3,∴p=2,∴y2=4x. ∴=4×2,∴|OM|===2.故选B.13.已知过抛物线y2=4x的焦点F的直线交该抛物线于A、B两点,|AF|=2,则|BF|=.【答案】2【解析】设A(x0,y),由抛物线定义知x+1=2,∴x=1,则直线AB⊥x轴,∴|BF|=|AF|=2.14.已知抛物线C:y2=8x与点M(-2,2),过C的焦点且斜率为k的直线与C交于A、B两点,若·=0,则k等于()(A) (B) (C) (D)2【答案】D【解析】法一设直线方程为y=k(x-2),A(x1,y1)、B(x2,y2),由得k2x2-4(k2+2)x+4k2=0,∴x1+x2=,x 1x2=4,由·=0,得(x1+2,y1-2)·(x2+2,y2-2)=(x1+2)(x2+2)+[k(x1-2)-2][k(x2-2)-2]=0,代入整理得k2-4k+4=0,解得k=2.故选D.法二如图所示,设F为焦点,取AB中点P,过A、B分别作准线的垂线,垂足分别为G、H,连接MF,MP,由·=0,知MA⊥MB,则|MP|=|AB|=(|AG|+|BH|),所以MP为直角梯形BHGA的中位线,所以MP∥AG∥BH,所以∠GAM=∠AMP=∠MAP,又|AG|=|AF|,|AM|=|AM|,所以△AMG≌△AMF,所以∠AFM=∠AGM=90°,则MF⊥AB,所以k=-=2.15.已知F是抛物线y2=4x的焦点,P是圆x2+y2-8x-8y+31=0上的动点,则|FP|的最小值是() A.3B.4C.5D.6【答案】B【解析】圆x2+y2-8x-8y+31=0的圆心C坐标为(4,4),半径为1,∵|PF|≥|CF|-1,∴当P、C、F三点共线时,|PF|取到最小值,由y2=4x知F(1,0),∴|PF|min=-1=4.故选B.16.已知点A(4,4)在抛物线y2=px(p>0)上,该抛物线的焦点为F,过点A作直线l:x=-的垂线,垂足为M,则∠MAF的平分线所在直线的方程为.【答案】x-2y+4=0【解析】点A在抛物线上,所以16=4p,所以p=4,所以抛物线的焦点为F(1,0),准线方程为x=-1,垂足M(-1,4),由抛物线的定义得|AF|=|AM|,所以∠MAF的平分线所在的直线就是线段MF的垂直平分线,kMF==-2,所以∠MAF的平分线所在的直线方程为y-4=(x-4),即x-2y+4=0.17.设M(x0,y)为抛物线C:y2=8x上一点,F为抛物线C的焦点,若以F为圆心,|FM|为半径的圆和抛物线C的准线相交,则x的取值范围是()A.(2,+∞)B.(4,+∞) C.(0,2)D.(0,4)【答案】A【解析】∵(x0,y)为抛物线C:y2=8x上一点,∴x≥0,又∵以F为圆心,|FM|为半径的圆和抛物线C的准线相交,∴在水平方向上,点M应在点F的右侧,∴x>2.18.过抛物线y2=2px(p>0)上一定点P(x0,y)(y>0)作两直线分别交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2),当PA与PB的斜率存在且倾斜角互补时,的值为.【答案】-2【解析】设直线PA的斜率为kPA ,PB的斜率为kPB,由=2px1,=2px,得kPA==,同理kPB=,由于PA与PB的斜率存在且倾斜角互补,因此=-,即y1+y2=-2y(y>0),那么=-2.19.若抛物线y2=2px(p>0)的焦点在圆x2+y2+2x-3=0上,则p=()A.B.1C.2D.3【答案】C【解析】由已知(,0)在圆x2+y2+2x-3=0上,所以有+2×-3=0,即p2+4p-12=0,解得p=2或p=-6(舍去).20.过点(0,1)作直线,使它与抛物线y2=4x仅有一个公共点,这样的直线共有()A.1条B.2条C.3条D.4条【答案】C【解析】作出图形,可知点(0,1)在抛物线y2=4x外.因此,过该点可作抛物线y2=4x的切线有两条,还能作一条与抛物线y2=4x的对称轴平行的直线,因此共有三条直线与抛物线只有一个交点.21.如图,直线l:y=x+b与抛物线C:x2=4y相切于点A.(1)求实数b的值.(2)求以点A为圆心,且与抛物线C的准线相切的圆的方程.【答案】(1) b=-1 (2) (x-2)2+(y-1)2=4【解析】(1)由得x2-4x-4b=0(*)因为直线l与抛物线C相切,所以Δ=(-4)2-4×(-4b)=0.解得b=-1.(2)由(1)可知b=-1,故方程(*)为x2-4x+4=0.解得x=2,代入x2=4y,得y=1,故点A(2,1).因为圆A与抛物线C的准线相切,所以圆A的半径r就等于圆心A到抛物线的准线y=-1的距离,即r=|1-(-1)|=2,所以圆A的方程为(x-2)2+(y-1)2=4.22.过抛物线焦点的直线交其于,两点,为坐标原点.若,则的面积为()A.B.C.D.2【答案】C【解析】设直线的倾斜角为及,∵,∴点到准线的距离为,∴,则.∴的面积为.故选C.【考点】抛物线的几何性质,直线与抛物线的位置关系.23.如图X15-3所示,已知圆C1:x2+(y-1)2=4和抛物线C2:y=x2-1,过坐标原点O的直线与C2相交于点A,B,定点M的坐标为(0,-1),直线MA,MB分别与C1相交于点D,E.(1)求证:MA⊥MB;(2)记△MAB,△MDE的面积分别为S1,S2,若=λ,求λ的取值范围.【答案】(1)见解析(2)【解析】(1)证明:设直线AB的方程为y=kx,A(x1,y1),B(x2,y2),则x2-kx-1=0,所以x1+x2=k,x1x2=-1.又·=(x1,y1+1)·(x2,y2+1)=(k2+1)x1x2+k(x1+x2)+1=-k2-1+k2+1=0,∴MA⊥MB.(2)设直线MA的方程为y=k1x-1,MB的方程为y=k2x-1,k1k2=-1.解得或∴A(k1,-1),同理可得B(k2,-1),∴S1=|MA||MB|=|k1k2|.又解得或∴D ,同理可得E . ∴S 2=|MD||ME|=.=λ==≥.故λ的取值范围是.24. 已知抛物线C :y 2=2px(p>0)的焦点为F ,抛物线C 与直线l 1:y =-x 的一个交点的横坐标为8.(1)求抛物线C 的方程;(2)不过原点的直线l 2与l 1垂直,且与抛物线交于不同的两点A ,B ,若线段AB 的中点为P ,且|OP|=|PB|,求△FAB 的面积. 【答案】(1) y 2=8x (2) 24【解析】解:(1)易知直线与抛物线的交点坐标为(8,-8),∴82=2p×8, ∴2p =8,∴抛物线方程为y 2=8x. (2)直线l 2与l 1垂直,故可设l 2:x =y +m ,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),且直线l 2与x 轴的交点为M. 由得y 2-8y -8m =0,Δ=64+32m>0,∴m>-2. y 1+y 2=8,y 1y 2=-8m , ∴ x 1x 2==m 2.由题意可知OA ⊥OB ,即x 1x 2+y 1y 2=m 2-8m =0, ∴m =8或m =0(舍), ∴l 2:x =y +8,M(8,0).故S △FAB =S △FMB +S △FMA =·|FM|·|y 1-y 2|=3=24.25. 已知抛物线方程为x 2=4y ,过点M (0,m )的直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,且x 1x 2=-4,则m 的值为________. 【答案】1【解析】设直线方程为y =kx +m ,代入抛物线方程得x 2-4kx -4m =0,所以x 1x 2=-4m ,所以m =1.26. 抛物线的焦点坐标是( ) A .(2,0) B .(0,2) C .(l ,0) D .(0,1)【答案】D 【解析】因为,所以,因为焦点在的正半轴,所以焦点坐标为即。
抛物线大题一.解答题(共7小题)1.已知P(4,y0)是抛物线C:y2=2px(p>0)上位于第一象限的一点,且P到C的焦点的距离为5.(1)求抛物线C的方程;(2)设O为坐标原点,F为C的焦点,A,B为C上异于P的两点,且直线P A与PB 斜率乘积为﹣4.(i)证明:直线AB过定点;(ii)求|F A|•|FB|的最小值.2.已知抛物线C:y2=2px(p>0),其准线方程为x=﹣2.(1)求抛物线C的方程;(2)不过原点O的直线l:y=x+m与抛物线交于不同的两点P,Q,且OP⊥OQ,求m 的值.3.已知抛物线C的顶点在原点,对称轴为坐标轴,开口向右,且经过点P(1,2).(1)求抛物线C的标准方程;(2)过点M(2,0)且斜率为2的直线与抛物线C相交于A,B两点,求AB的长.4.在平面直角坐标系xOy中,抛物线y2=2px(p>0)上一点P的横坐标为4,且点P到焦点F的距离为5.(1)求抛物线的方程;(2)若直线l:x=my+t交抛物线于A,B两点(位于对称轴异侧),且,问:直线l是否过定点?若过定点,请求出该定点:若不过,请说明理由.5.已知抛物线C:y2=2px(p为常数,p>0)的焦点F与椭圆的右焦点重合,过点F的直线与抛物线交于A,B两点.(1)求抛物线C的标准方程;(2)若直线AB的斜率为1,求|AB|.6.设O为坐标原点,直线x=2与抛物线C:y2=2px(p>0)交于A,B两点,若OA⊥OB.(1)求抛物线C的方程;(2)若斜率为的直线l过抛物线C的焦点,且与抛物线C交于D,E两点,求|DE|的值.7.设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点P(4,m)(m>0)是抛物线C上一点,且|PF|=5.(1)求抛物线C的方程;(2)过点Q(2,0)斜率存在的直线l与C相交于A,B两点,在x轴上是否存在点M 使得∠AMQ=∠BMQ?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.抛物线大题参考答案与试题解析一.解答题(共7小题)1.已知P(4,y0)是抛物线C:y2=2px(p>0)上位于第一象限的一点,且P到C的焦点的距离为5.(1)求抛物线C的方程;(2)设O为坐标原点,F为C的焦点,A,B为C上异于P的两点,且直线P A与PB 斜率乘积为﹣4.(i)证明:直线AB过定点;(ii)求|F A|•|FB|的最小值.【分析】(1)由题意,结合所给信息列出等式,求出p的值,进而可得抛物线C的方程;(2)(i)结合(1)中所得信息得到点P的坐标,设出A,B两点的坐标,利用斜率公式得到4(y1+y2)+y1y2+20=0,对直线AB的斜率是否存在进行讨论,进而即可求解;(ii)设出A,B两点的坐标,分别讨论直线AB的斜率是否存在,当直线AB的斜率存在时,设出直线AB的方程,将直线方程与抛物线方程联立,利用韦达定理即可得到|F A|•|FB|的最小值,当直线AB的斜率不存在时,结合抛物线的定义即可得到|F A|•|FB|的最小值,两者比较即可求解.2.已知抛物线C:y2=2px(p>0),其准线方程为x=﹣2.(1)求抛物线C的方程;(2)不过原点O的直线l:y=x+m与抛物线交于不同的两点P,Q,且OP⊥OQ,求m 的值.【分析】(1)由抛物线的准线方程求出p,可得抛物线C的方程;(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),联立直线l和抛物线C的方程,消元写出韦达定理,将OP⊥OQ用坐标表示,代入韦达定理化简计算,可得m的值.3.已知抛物线C的顶点在原点,对称轴为坐标轴,开口向右,且经过点P(1,2).(1)求抛物线C的标准方程;(2)过点M(2,0)且斜率为2的直线与抛物线C相交于A,B两点,求AB的长.【分析】(1)由题意,先设出抛物线C的方程,将点P的坐标代入抛物线方程中,求出p的值,进而可得抛物线C的标准方程;(2)设出直线AB的方程和A,B两点的坐标,将直线AB的方程与抛物线方程联立,求出A,B两点的坐标,进而即可求解.4.在平面直角坐标系xOy中,抛物线y2=2px(p>0)上一点P的横坐标为4,且点P到焦点F的距离为5.(1)求抛物线的方程;(2)若直线l:x=my+t交抛物线于A,B两点(位于对称轴异侧),且,问:直线l是否过定点?若过定点,请求出该定点:若不过,请说明理由.【分析】(1)由题意,结合题目所给信息建立有关p的等式,进而即可求解;(2)设出A,B两点的坐标,将直线l的方程与抛物线方程联立,利用向量的坐标运算以及韦达定理再进行求解即可.5.已知抛物线C:y2=2px(p为常数,p>0)的焦点F与椭圆的右焦点重合,过点F的直线与抛物线交于A,B两点.(1)求抛物线C的标准方程;(2)若直线AB的斜率为1,求|AB|.【分析】(1)由题意,先求出的右焦点,根据抛物线C的焦点F与椭圆的右焦点重合,可得,进而求出抛物线方程;(2)结合(1)中所得信息得到直线AB的方程,将直线AB的方程与抛物线方程联立,利用韦达定理以及弦长公式再进行求解即可.6.设O为坐标原点,直线x=2与抛物线C:y2=2px(p>0)交于A,B两点,若OA⊥OB.(1)求抛物线C的方程;(2)若斜率为的直线l过抛物线C的焦点,且与抛物线C交于D,E两点,求|DE|的值.【分析】(1)由题意,得到点A的坐标,代入抛物线方程中进行求解即可;(2)先得到直线l的方程,将直线方程与抛物线方程联立,利用韦达定理以及抛物线的定义再进行求解即可.7.设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点P(4,m)(m>0)是抛物线C上一点,且|PF|=5.(1)求抛物线C的方程;(2)过点Q(2,0)斜率存在的直线l与C相交于A,B两点,在x轴上是否存在点M 使得∠AMQ=∠BMQ?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)利用|PF|=5,根据抛物线的定义,求出p的值,即可得解;(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),M(s,0),直线l的方程为x=ty+2(t≠0),将其与抛物线的方程联立,利用韦达定理,根据k AM=﹣k MB,求出s的值,即可得解.。
抛物线【九大题型】专练【题型1 抛物线的定义及其应用】........................................................................................................................3【题型2 抛物线的标准方程】................................................................................................................................5【题型3 抛物线的焦点坐标及准线方程】............................................................................................................6【题型4 抛物线的轨迹方程】................................................................................................................................7【题型5 抛物线上的点到定点的距离及最值】....................................................................................................9【题型6 抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值】..............................................................................11【题型7 抛物线的焦半径公式】..........................................................................................................................14【题型8 抛物线的几何性质】..............................................................................................................................16【题型9 抛物线中的三角形(四边形)面积问题】 (18)1、抛物线【知识点1 抛物线及其性质】1.抛物线的定义(1)定义:平面内与一个定点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作抛物线.点F叫作抛物线的焦点,直线l叫作抛物线的准线.(2)集合语言表示设点M(x,y)是抛物线上任意一点,点M到直线l的距离为d,则抛物线就是点的集合P={M||MF|=d}.2.抛物线的标准方程与几何性质(0,0)(0,0)3.抛物线与椭圆、双曲线几何性质的差异抛物线与椭圆、双曲线几何性质的差异:①它们都是轴对称图形,但椭圆和双曲线又是中心对称图形;②顶点个数不同,椭圆有4个顶点,双曲线有2个顶点,抛物线只有1个顶点;③焦点个数不同,椭圆和双曲线各有2个焦点,抛物线只有1个焦点;④离心率取值范围不同,椭圆的离心率范围是0<e<1,双曲线的离心率范围是e>1,抛物线的离心率是e=1;⑤椭圆和双曲线都有两条准线,而抛物线只有一条准线;⑥椭圆是封闭式曲线,双曲线和抛物线都是非封闭式曲线.【知识点2 抛物线标准方程的求解方法】1.抛物线标准方程的求解待定系数法: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.【知识点3 抛物线的焦半径公式】1.焦半径公式设抛物线上一点P的坐标为,焦点为F.(1)抛物线:;(2)抛物线:(3)抛物线:;(4)抛物线:.注:在使用焦半径公式时,首先要明确抛物线的标准方程的形式,不同的标准方程对应于不同的焦半径公式.【知识点4 与抛物线有关的最值问题的解题策略】1.与抛物线有关的最值问题的两个转化策略(1)转化策略一:将抛物线上的点到准线的距离转化为该点到焦点的距离,构造出“两点之间线段最短”“三角形两边之和大于第三边”,使问题得以解决.(2)转化策略二:将抛物线上的点到焦点的距离转化为到准线的距离,利用“与直线上所有点的连线中垂线段最短”原理解决.【方法技巧与总结】1.通径:过焦点与对称轴垂直的弦长等于2p.2.抛物线P,也称为抛物线的焦半径.【题型1 抛物线的定义及其应用】【例1】(2024·贵州贵阳·二模)抛物线y2=4x上一点M与焦点间的距离是10,则M到x轴的距离是()A.4B.6C.7D.9【解题思路】借助抛物线定义计算即可得.【解答过程】抛物线y2=4x的准线为x=―1,由抛物线定义可得x M+1=10,故x M=10―1=9,则|y M|===6,即M到x轴的距离为6.故选:B.【变式1-1】(2024·河北·模拟预测)已知点P为平面内一动点,设甲:P的运动轨迹为抛物线,乙:P到平面内一定点的距离与到平面内一定直线的距离相等,则()A.甲是乙的充分条件但不是必要条件B.甲是乙的必要条件但不是充分条件C.甲是乙的充要条件D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件【解题思路】根据已知条件,结合充分条件、必要条件的定义,即可求解.【解答过程】解:当直线经过定点时,点的轨迹是过定点且垂直于该直线的另一条直线,当直线不经过该定点时,点的轨迹为抛物线,故甲是乙的充分条件但不是必要条件.故选:A.【变式1-2】(2024·北京大兴·三模)已知抛物线y2=4x的焦点为F,过F且斜率为―1的直线与直线x=―1交于点A,点M在抛物线上,且满足|MA|=|MF|,则|MF|=()A.1B C.2D.【解题思路】由题意先求出过F且斜率为―1的直线方程,进而可求出点A,接着结合点M在抛物线上且|MA|=|MF|可求出x M,从而根据焦半径公式|MF|=x M+1即可得解.【解答过程】由题意可得F(1,0),故过F且斜率为―1的直线方程为y=―(x―1)=―x+1,令x=―1⇒y=2,则由题A(―1,2),因为|MA|=|MF|,所以MA垂直于直线x=―1,故y M=2,又M 在抛物线上,所以由22=4x M ⇒x M =1,所以|MF |=x M +1=2.故选:C.【变式1-3】(2024·福建莆田·模拟预测)若抛物线C 的焦点到准线的距离为3,且C 的开口朝左,则C 的标准方程为( )A .y 2=―6xB .y 2=6xC .y 2=―3xD .y 2=3x【解题思路】根据开口设抛物线标准方程,利用p 的几何意义即可求出.【解答过程】依题意可设C 的标准方程为y 2=―2px(p >0),因为C 的焦点到准线的距离为3,所以p =3,所以C 的标准方程为y 2=―6x .故选:A.【题型2 抛物线的标准方程】【例2】(2024·山东菏泽·模拟预测)已知点A (a,2)为抛物线x 2=2py (p >0)上一点,且点A 到抛物线的焦点F 的距离为3,则p =( )A .12B .1C .2D .4【解题思路】由题意,根据抛物线的性质,抛物线x 2=2py (p >0),则抛物线焦点为F 0,M (x 1,y 1)为 抛物线上一点,有|MF |=y 1+p 2,可得|AF |=2+p2=3,解得p =2.【解答过程】因为抛物线为x 2=2py (p >0),则其焦点在y 轴正半轴 上,焦点坐标为由于点A (a,2)为抛物线x 2=2py ,(p >0)为上一点,且点A 到抛物线的焦点F 的距离为3, 所以点A 到抛物线的焦点F 的距离为|AF |=2+p2=3,解得p =2,故选:C.【变式2-1】(2024·陕西安康·模拟预测)过点(2,―3),且焦点在y 轴上的抛物线的标准方程是( )A .x 2=―3yB .x 2=―43yC .x 2=―23yD .x 2=―4y【解题思路】利用待定系数法,设出抛物线方程,把点代入求解即可.【解答过程】设抛物线的标准方程为x 2=ay (a ≠0),将点点(2,―3)代入,得22=―3a,解得a=―43,所以抛物线的标准方程是x2=―43y.故选:B.【变式2-2】(2024·新疆·三模)已知抛物线y2=2px(p>0)上任意一点到焦点F的距离比到y轴的距离大1,则抛物线的标准方程为()A.y2=x B.y2=2x C.y2=4x D.y2=8x【解题思路】根据抛物线的定义求解.【解答过程】由题意抛物线y2=2px(p>0)上任意一点到焦点F的距离与它到直线x=―1的距离相,因此―p2=―1,p=2,抛物线方程为y2=4x.故选:C.【变式2-3】(2024·宁夏石嘴山·三模)如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线l交抛物线于两点A、B,交其准线于C,AE与准线垂直且垂足为E,若|BC|=2|BF|,|AE|=3,则此抛物线的方程为()A.y2=3x2B.y2=9xC.y2=9x2D.y2=3x【解题思路】过点A,B作准线的垂线,设|BF|=a,得到|AC|=3+3a,结合抛物线的定义,求得a=1,再由BD//FG,列出方程求得p的值,即可求解.【解答过程】如图所示,分别过点B作准线的垂线,垂足为D,设|BF|=a,则|BC|=2|BF|=2a,由抛物线的定义得|BD|=|BF|=a,在直角△BCD中,可得sin∠BCD=|BD||BC|=12,所以∠BCD=30∘,在直角△ACE中,因为|AE|=3,可得|AC|=3+3a,由|AC |=2|AE |,所以3+3a =6,解得a =1,因为BD //FG ,所以1p =2a3a ,解得p =32,所以抛物线方程为y 2=3x .故选:C.【题型3 抛物线的焦点坐标及准线方程】【例3】(2024·内蒙古赤峰·二模)已知抛物线C 的方程为 x =―116y 2, 则此抛物线的焦点坐标为( )A .(-4,0)B .―14,C .(-2,0)D .―12,【解题思路】由抛物线的几何性质求解.【解答过程】依题意得:y 2=―16x ,则此抛物线的焦点坐标为:―4,0,故选:A.【变式3-1】(2024·黑龙江大庆·模拟预测)已知抛物线C:y =6x 2,则C 的准线方程为( )A .y =―32B .y =32C .y =―124D .y =124【解题思路】根据抛物线的准线方程直接得出结果.【解答过程】抛物线C :y =6x 2的标准方程为x 2=16y ,所以其准线方程为y =―124.故选:C.【变式3-2】(2024·河南·三模)抛物线y 2=―28x 的焦点坐标为( )A .(0,―14)B .(0,―7)C .(―14,0)D .(―7,0)【解题思路】根据抛物线的标准方程直接得出结果.【解答过程】∵2p =28,∴p =14,∴抛物线y 2=―28x 的焦点坐标为(―7,0).故选:D.【变式3-3】(2024·福建厦门·模拟预测)若抛物线y 2=mx 的准线经过双曲线x 2―y 2=2的右焦点,则m的值为()A.―4B.4C.―8D.8【解题思路】根据题意,分别求得双曲线的右焦点以及抛物线的准线方程,代入计算,即可得到结果.【解答过程】因为双曲线x2―y2=2的右焦点为(2,0),又抛物线y2=mx的准线方程为x=―m4,则―m4=2,即m=―8.故选:C.【题型4 抛物线的轨迹方程】【例4】(2024·湖南衡阳·三模)已知点F(2,0),动圆P过点F,且与x=―2相切,记动圆圆心P点的轨迹为曲线Γ,则曲线Γ的方程为()A.y2=2x B.y2=4x C.y2=8x D.y2=12x【解题思路】分析题意,利用抛物线的定义判断曲线是抛物线,再求解轨迹方程即可.【解答过程】由题意知,点P到点F的距离和它到直线x=―2的距离相等,所以点P的轨迹是以(2,0)为焦点的抛物线,所以Γ的方程为y2=8x,故C正确.故选:C.【变式4-1】(23-24高二上·北京延庆·期末)到定点F(1,0)的距离比到y轴的距离大1的动点且动点不在x轴的负半轴的轨迹方程是()A.y2=8x B.y2=C.y2=2x D.y2=x【解题思路】根据抛物线的定义即可得解.【解答过程】因为动点到定点F(1,0)的距离比到y轴的距离大1,所以动点到定点F(1,0)的距离等于到x=―1的距离,所以动点的轨迹是以F(1,0)为焦点,x=―1为准线的抛物线,所以动点的轨迹方程是y2=4x.故选:B.【变式4-2】(23-24高二上·重庆·期末)已知点P(x,y)=|x+1|,则点P的轨迹为()A.椭圆B.双曲线C.抛物线D.圆【解题思路】根据已知条件及抛物线的定义即可求解.P(x,y)到点(1,0)的距离;|x+1|表示点P(x,y)到直线x=―1的距离.=|x+1|,所以点P(x,y)到点(1,0)的距离等于点P(x,y)到直线x=―1的距离,所以P的轨迹为抛物线.故选:C.【变式4-3】(23-24高二上·宁夏石嘴山·阶段练习)一个动圆与定圆F:(x+2)2+y2=1相内切,且与定直线l:x=3相切,则此动圆的圆心M的轨迹方程是( )A.y2=8x B.y2=4x C.y2=―4x D.y2=―8x【解题思路】先利用圆与圆的位置关系,直线与圆的位置关系找到动点M的几何条件,再根据抛物线的定义确定动点M的轨迹,最后利用抛物线的标准方程写出轨迹方程.【解答过程】设动圆M的半径为r,依题意:|MF|=r―1,点M到定直线x=2的距离为d=r―1,所以动点M到定点F(―2,0)的距离等于到定直线x=2的距离,即M的轨迹为以F为焦点,x=2所以此动圆的圆心M的轨迹方程是y2=―8x.故选:D.【题型5 抛物线上的点到定点的距离及最值】【例5】(2024·全国·模拟预测)已知A是抛物线C:y2=4x上的点,N(4,0),则|AN|的最小值为()A.2B.C.4D.【解题思路】由抛物线的方程,利用二次函数的性质求最值【解答过程】设,t,则|AN|===≥当且仅当t=±故选:D.【变式5-1】(2024高三·全国·专题练习)已知P是抛物线y2=2x上的点,Q是圆(x―5)2+y2=1上的点,则|PQ |的最小值是( )A .2B .C .D .3【解题思路】将问题转化为求|PC|的最小值,根据两点之间的距离公式,求得|PC|的最小值再减去半径即可.【解答过程】如图,抛物线上点P (x,y )到圆心C (5,0)的距离为|PC |,|CP |≤|CQ |+|PQ |,因此|PQ |≥|CP |―1,当|CP |最小时,|PQ |=|CP |―1最小,而|CP |2=(x ―5)2+y 2=―52+y 2=2―82+9,当y =±|CP |min =3,因此|PQ |的最小值是2.故选:A.【变式5-2】(2024·湖南益阳·三模)已知M 是抛物线y²=4x 上一点,圆C 1:(x ―1)2+(y ―2)2=1关于直线y =x ―1对称的圆为C 2,N 是圆C 2上的一点,则|MN |的最小值为( )A .1B ―1C―1D .37【解题思路】根据对称性求出圆C 2的方程,设y 0,求出|MC 2|的最小值,即可求出|MN |的最小值.【解答过程】圆C 1:(x ―1)2+(y ―2)2=1圆心为C 1(1,2),半径r =1,设C 2(a,b ),=―1―1=0,解得a =3b =0,则C 2(3,0),所以圆C2 :(x ―3)2+y 2=1,设y 0,则|MC 2|==所以当y 20=4,即y 0=±2时,|MC 2|min=所以|MN |的最小值是―1.故选:A.【变式5-3】(2024·黑龙江齐齐哈尔·二模)已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,M为C上的动点,N为圆A:x2+ y2+2x+8y+16=0上的动点,设点M到y轴的距离为d,则|MN|+d的最小值为()A.1B C D.2【解题思路】作出图形,过点M作ME垂直于抛物线的准线,垂足为点E,利用抛物线的定义可知d=|MF|―2,分析可知,当且仅当N、M为线段AF分别与圆A、抛物线C的交点时,|MN|+d取最小值,即可得解.【解答过程】根据已知得到F(2,0),圆A:(x+1)2+(y+4)2=1,所以A(―1,―4),圆A的半径为1,抛物线C的准线为l:x=―2,过点M作ME⊥l,垂足为点E,则|ME|=d+2,由抛物线的定义可得d+2=|ME|=|MF|,所以,|MN|+d=|MN|+|MF|―2≥|AM|+|MF|―1―2≥|AF|―1―2=1―2=2.当且仅当N、M为线段AF分别与圆A、抛物线C的交点时,两个等号成立,因此,|MN|+d的最小值为3.故选:D.【题型6 抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值】【例6】(2024·四川成都·模拟预测)设点A(2,3),动点P在抛物线C:y2=4x上,记P到直线x=―2的距离为d,则|AP|+d的最小值为()A.1B.3C1D【解题思路】根据抛物线的定义,P到焦点F的距离等于P到准线的距离,可得d=|PF|+1,从而转化为求|AP|+|PF|+1的值,当A,P,F三点共线时,d=|PF|+1取得最小值,即可求解.【解答过程】由题意可得,抛物线C的焦点F(1,0),准线方程为x=―1,由抛物线的定义可得d=|PF|+1,所以|AP|+d=|AP|+|PF|+1,因为|AP|+|PF|≥|AF|==所以|AP|+d=|AP|+|PF|+1≥+1.当且仅当A,P,F三点共线时取等号,所以|AP|+d+1.故选:D.【变式6-1】(2024·湖南常德·一模)已知抛物线方程为:y2=16x,焦点为F.圆的方程为(x―5)2+(y―1)2 =1,设P为抛物线上的点,Q|PF|+|PQ|的最小值为()A.6B.7C.8D.9【解题思路】根据抛物线定义将点到焦点的距离转化为点到直线的距离,即|PF|=|PN|,从而得到|PF|+ |PQ|=|PN|+|PQ|,P、Q、N三点共线时和最小;再由Q在圆上,|QN|min=|MN|―r得到最小值.【解答过程】由抛物线方程为y2=16x,得到焦点F(4,0),准线方程为x=―4,过点P做准线的垂线,垂足为N,因为点P在抛物线上,所以|PF|=|PN|,所以|PF|+|PQ|=|PN|+|PQ|,当Q点固定不动时,P、Q、N三点共线,即QN垂直于准线时和最小,又因为Q在圆上运动,由圆的方程为(x―5)2+(y―1)2=1得圆心M(5,1),半径r=1,所以|QN|min=|MN|―r=8,故选:C.【变式6-2】(2024·全国·模拟预测)在直角坐标系xOy中,已知点F(1,0),E(―2,0),M(2,2),动点P满足线段PE的中点在曲线y2=2x+2上,则|PM|+|PF|的最小值为()A.2B.3C.4D.5【解题思路】设P(x,y),由题意求出P的轨迹方程,继而结合抛物线定义将|PM|+|PF|的最小值转化为M 到直线l的距离,即可求得答案.【解答过程】设P(x,y),则PE y2=2x+2,可得y2=4x,故动点P的轨迹是以F为焦点,直线l:x=―1为准线的抛物线,由于22<4×2,故M(2,2)在抛物线y2=4x内部,过点P作PQ⊥l,垂足为Q,则|PM|+|PF|=|PM|+|PQ|,(抛物线的定义),故当且仅当M,P,Q三点共线时,|PM|+|PQ|最小,即|PM|+|PF|最小,最小值为点M到直线l的距离,所以(|PM|+|PF|)min=2―(―1)=3,故选:B.【变式6-3】(2024·陕西西安·一模)设P为抛物线C:y2=4x上的动点,A(2,6)关于P的对称点为B,记P到直线x=―1、x=―4的距离分别d1、d2,则d1+d2+|AB|的最小值为()A B.C+3D.+3【解题思路】根据题意得到d1+d2+|AB|=2d1+3+2|PA|=2(d1+|PA|)+3,再利用抛物线的定义结合三角不等式求解.【解答过程】抛物线C:y2=4x的焦点为F(1,0),准线方程为x=―1,如图,因为d 2=d 1+3,且A (2,6)关于P 的对称点为B ,所以|PA |=|PB |,所以d 1+d 2+|AB |=2d 1+3+2|PA |=2(d 1+|PA |)+3 =2(|PF |+|PA |)+3≥2|AF |+3 ==.当P 在线段AF 与抛物线的交点时,d 1+d 1+|AB |取得最小值,且最小值为.故选:D.【题型7 抛物线的焦半径公式】【例7】(2024·青海西宁·一模)已知F 是抛物线C:x 2=4y 的焦点,点M 在C 上,且M 的纵坐标为3,则|MF |=( )A .B .C .4D .6【解题思路】利用抛物线的标准方程和抛物线的焦半径公式即可求解.【解答过程】由x 2=4y ,得2p =4,解得p =2.所以抛物线C:x 2=4y 的焦点坐标为F (0,1),准线方程为y =―1,又因为M 的纵坐标为3,点M 在C 上,所以|MF |=y M +p2=3+22=4.故选:C.【变式7-1】(2024·河南·模拟预测)已知抛物线C:y 2=2px (p >0)上的点(m,2)到原点的距离为为F ,准线l 与x 轴的交点为M ,过C 上一点P 作PQ ⊥l 于Q ,若∠FPQ =2π3,则|PF |=( )A .13B .12C D .23【解题思路】根据点(m,2)到原点的距离为再设点P 坐标,利用抛物线的定义和等腰三角形的性质列出方程即可求解.【解答过程】因为点(m,2)到原点的距离为所以m 2+22=8,解得m =2,(负值舍),将点(2,2)代入抛物线方程y 2=2px (p >0),得4=4p ,所以p =1,所以C:y 2=2x,F(12,0),l:x =―12.由于抛物线关于x 轴对称,不妨设,因为|PQ|=|PF|=x +12,∠FPQ =2π3,所以△PQF 为等腰三角形,∠PQF =π6,所以|QF|=+12),所以|QF|==+12),解得x =16或x =―12(舍),所以|PF |=16+12=23.故选:D.【变式7-2】(2024·新疆·三模)已知抛物线C :y 2=x 的焦点为F ,在抛物线C 上存在四个点P ,M ,Q ,N ,若弦PQ 与弦MN 的交点恰好为F ,且PQ ⊥MN ,则1|PQ |+1|MN |=( )A B .1C D .2【解题思路】由抛物线的方程可得焦点F 的坐标,应用抛物线焦点弦性质|PF |=p1―cos θ,|QF |=p1+cos θ,|MF |=p1+sin θ,|NF |=p1―sin θ,结合三角的恒等变换的化简可得1|PQ |+1|MN |=12p ,即可求解.【解答过程】由抛物线C:y 2=x 得2p =1,则p =12,F(14,0),不妨设PQ 的倾斜角为θ0<θ<则由|PF |cos θ+p =|PF |,p ―|QF |cos θ=|QF |,得|PF |=p 1―cos θ,|QF |=p1+cos θ,所以|MF |==p1+sin θ,|NF |==p1―sin θ,得|PQ |=|PF |+|QF |=p1―cos θ+p1+cos θ=2psin 2θ,|MN |==2pcos 2θ,所以1|PQ |+1|MN |=12p =1.故选:B.【变式7-3】(2024·北京西城·三模)点F 抛物线y 2=2x 的焦点,A ,B ,C 为抛物线上三点,若FA +FB +FC =0,则|FA |+|FB |+|FC |=( )A .2B .C .3D .【解题思路】设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),C(x 3,y 3),根据抛物线方程求出焦点坐标和准线方程,再由FA +FB +FC =0可得F 为△ABC 的重心,从而可求出x 1+x 2+x 3,再根据抛物线的定义可求得结果.【解答过程】设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),C(x 3,y 3),由y 2=2x ,得p =1,所以F(12,0),准线方程为x =―12,因为FA +FB +FC =0,所以F 为△ABC 的重心,所以x 1+x 2+x 33=12,所以x 1+x 2+x 3=32,所以|FA |+|FB |+|FC |=x 1+12+x 2+12+x 3+12=x 1+x 2+x 3+32=32+32=3,故选:C.【题型8 抛物线的几何性质】【例8】(2024·重庆·模拟预测)A,B 是抛物线y 2=2px(p >0)上的不同两点,点F 是抛物线的焦点,且△OAB 的重心恰为F ,若|AF|=5,则p =( )A .1B .2C .3D .4【解题思路】根据重心可得x 1+x 2=3p 2y 1=―y 2,结合对称性可得x 1=3p4,再根据抛物线的定义运算求解.【解答过程】设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),因为△OAB 的重心恰为F=p2=0,解得x 1+x 2=3p2y 1=―y 2,由y 1=―y 2可知A,B 关于x 轴对称,即x 1=x 2,则x 1+x 2=2x 1=3p2,即x 1=3p 4,又因为|AF |=x 1+p2=5p 4=5,解得p =4.故选:D.【变式8-1】(23-24高二下·福建厦门·期末)等边三角形的一个顶点位于原点,另外两个顶点在抛物线y 2=2x 上,则这个等边三角形的边长为( )A .2B .C .4D.【解题思路】正三角形的另外两个顶点关于x 轴对称,设另外两个顶点坐标分别是A ),B―a),把顶点代入抛物线方程化简即可求解.【解答过程】设正三角形得边长为2a ,由图可知正三角形的另外两个顶点关于x 轴对称,可设另外两个顶点坐标分别是A),B―a ),把顶点代入抛物线方程得a 2=解得a =所以正三角形的边长为故选:D.【变式8-2】(23-24高三下·北京·阶段练习)设抛物线C 的焦点为F ,点E 是C 的准线与C 的对称轴的交点,点P 在C 上,若∠PEF =30°,则sin ∠PFE =( )A B C D 【解题思路】先设P(x 0,y 0),根据图形分别表示出tan ∠ P EF 和sin ∠ P FE 即可得解.【解答过程】由于抛物线的对称性,不妨设抛物线为C:y 2=2px(p >0),则其焦点为F(p2,0),点E 是C 的准线与C 的对称轴的交点,其坐标为E(―p2,0),点P 在C 上,设为P(x 0,y 0),若∠ P EF =30∘,则tan ∠ P EF =|y 0|x 0+p 2=且|PF|=x 0+p 2,则sin ∠ P FE =sin (π―∠ P FE )=|y 0||PF|=故选:B.【变式8-3】(23-24高二下·重庆·阶段练习)已知x 轴上一定点A (a,0)(a >0),和抛物线y 2=2px (p >0)上的一动点M ,若|AM |≥a 恒成立,则实数a 的取值范围为( )A .B .(0,p ]C .D .(0,2p ]【解题思路】设M (x 0,y 0) (x 0≥0),表示出|AM |,依题意可得x 20―(2a ―2p )x 0≥0恒成立,分x 0=0和x 0>0两种情况讨论,当x0>0时x0≥2a―2p恒成立,即可得到2a―2p≤0,从而求出a的取值范围.【解答过程】设M(x0,y0)(x0≥0),则y20=2px0,所以|AM|====因为|AM|≥a恒成立,所以x20―(2a―2p)x0+a2≥a2恒成立,所以x20―(2a―2p)x0≥0恒成立,当x0=0时显然恒成立,当x0>0时x0≥2a―2p恒成立,所以2a―2p≤0,则a≤p,又a>0,所以0<a≤p,即实数a的取值范围为(0,p].故选:B.【题型9 抛物线中的三角形(四边形)面积问题】【例9】(2024·江西新余·二模)已知点Q(2,―2)在抛物线C:y2=2px上,F为抛物线的焦点,则△OQF (O为坐标原点)的面积是()A.12B.1C.2D.4【解题思路】将点Q代入抛物线C的方程,即可求解p,再结合抛物线的公式,即可求解【解答过程】∵点Q(2,―2)在抛物线C:y2=2px上,F为抛物线C的焦点,∴4=4p,解得p=1,故抛物线C的方程为y2=2x,F(12,0),则△OQF的面积S△OQF=12×12×2=12.故选:A.【变式9-1】(23-24高二上·广东广州·期末)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线l与C相交于A、B两点,与y轴相交于点E.已知|AF|=5,|BF|=3,若△AEF的面积是△BEF面积的2倍,则抛物线C的方程为()A .y 2=2xB .y 2=4xC .y 2=6xD .y 2=8x【解题思路】过A,B 分别作C 的准线的垂线交y 轴于点M,N ,根据抛物线定义可得|AM |=5―p2,|BN |=3―p 2,再由S △AEF S △BEF=|AE ||BE |=|AM ||BN |即可求参数p ,进而可得抛物线方程.【解答过程】如图,过A,B 分别作C 的准线的垂线交y 轴于点M,N ,则AM //BN ,故|AE ||BE |=|AM ||BN |,因为C 的准线为x =―p2,所以|AM |=|AF |―p2=5―p2,|BN |=|BF |―p2=3―p2,所以S △AEFS △BEF=12|EF ||AE |sin ∠AEF 12|EF ||BE |sin ∠BEF =|AE ||BE |=|AM ||BN |=5―p 23―p 2=2,解得p =2,故抛物线C 的方程为y 2=4x .故选:B.【变式9-2】(23-24高二上·广东广州·期末)设F 为抛物线y 2=4x 的焦点,A,B,C 为该抛物线上不同的三点,且FA +FB +FC =0,O 为坐标原点,若△OFA 、△OFB 、△OFC 的面积分别为S 1、S 2、S 3,则S 21+S 22+S 23=( )A .3B .4C .5D .6【解题思路】设点A,B,C 的坐标,再表示出△OFA,△OFB,△OFC 的面积,借助向量等式即可求得答案.【解答过程】设点A,B,C 的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),(x 3,y 3),而抛物线的焦点F(1,0),|OF|=1,FA =(x 1―1,y 1),FB =(x 2―1,y 2),FC =(x 3―1,y 3),由FA +FB +FC =0,得x 1+x 2+x 3=3,于是S 1=12|y 1|,S 2=12|y 2|,S 3=12|y 3|,所以S 21+S 22+S 23=14(y 21+y 22+y 23)=x 1+x 2+x 3=3.故选:A.【变式9-3】(23-24高二·全国·课后作业)已知抛物线C:y2=8x,点P为抛物线上任意一点,过点P向圆D:x2+y2―4x+3=0作切线,切点分别为A,B,则四边形PADB的面积的最小值为()A.1B.2C D【解题思路】由题意圆的圆心与抛物线的焦点重合,可得连接PD,则S四边形PADB=2S Rt△PAD=|PA|,而|PA|=|PD|最小时,四边形PADB的面积最小,再抛物线的定义转化为点P到抛物线的准线的距离的最小值,结合抛物线的性质可求得结果【解答过程】如图,连接PD,圆D:(x―2)2+y2=1,该圆的圆心与抛物线的焦点重合,半径为1,则S四边形PADB=2S Rt△PAD=|PA|.又|PA|=PADB的面积最小时,|PD|最小.过点P向抛物线的准线x=―2作垂线,垂足为E,则|PD|=|PE|,当点P与坐标原点重合时,|PE|最小,此时|PE|=2.==故S四边形PADBmin故选:C.一、单选题1.(2024·江西·模拟预测)若抛物线x 2=8y 上一点(x 0,y 0)到焦点的距离是该点到x 轴距离的2倍.则y 0=( )A .12B .1C .32D .2【解题思路】根据抛物线的方程,结合抛物线的标准方程,得到抛物线的焦点和准线,利用抛物线的定义,得到抛物线上的点(x 0,y 0)到焦点的距离,根据题意得到关于y 0的方程,求解即可.【解答过程】已知拋物线的方程为x 2=8y ,可得p =4.所以焦点为F (0,2),准线为l :y =―2.抛物线上一点A (x 0,y 0)到焦点F 的距离等于到准线l 的距离,即|AF |=y 0+2,又∵A 到x 轴的距离为y 0,由已知得y 0+2=2y 0,解得y 0=2.故选:D .2.(2024·四川·模拟预测)已知抛物线C:x 2=8y 的焦点为F,P 是抛物线C 上的一点,O 为坐标原点,|OP |=4|PF |=( )A .4B .6C .8D .10【解题思路】求出抛物线焦点和准线方程,设P (m,n )(m ≥0),结合|OP |=n =4,由焦半径公式得到答案.【解答过程】抛物线C:x 2=8y 的焦点为F (0,2),准线方程为y =―2,设P (m,n )(m ≥0)=,解得n =4或n =―12(舍去),则|PF |=n +2=6.故选:B .3.(23-24高二下·甘肃白银·期中)若圆C 与x 轴相切且与圆x 2+y 2=4外切,则圆C 的圆心的轨迹方程为( )A .x 2=4y +4B .x 2=―4y +4C .x 2=4|y |+4D .x 2=4y ―4【解题思路】设圆心坐标为(x,y )=2+|y |,化简整理即可得解.【解答过程】设圆心坐标为(x,y)=2+|y|,化简得x2=4|y|+4,即圆C的圆心的轨迹方程为x2=4|y|+4.故选:C.4.(2024·北京海淀·三模)已知抛物线y2=4x的焦点为F、点M在抛物线上,MN垂直y轴于点N,若|MF|=6,则△MNF的面积为()A.8B.C.D.【解题思路】确定抛物线的焦点和准线,根据|MF|=6得到M.【解答过程】因为抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),准线方程为x=―1,所以|MF|=x M+1=6,故x M=5,不妨设M在第一象限,故M×(5―0)×=所以S△MNF=12故选:C.5.(2024·西藏林芝·模拟预测)已知抛物线y2=8x上一点P到准线的距离为d1,到直线l:4x―3y+12=0的距离为d2,则d1+d2的最小值为()A.1B.2C.3D.4【解题思路】点P到直线l:4x―3y+12=0的距离为|PA|,到准线l1:x=―2的距离为|PB|,利用抛物线的定义得|PF|=|PB|,当A,P和F共线时,点P到直线l:4x―3y+12=0和准线l1:x=―2的距离之和的最小,由点到直线的距离公式求得答案.【解答过程】由抛物线y2=8x知,焦点F(2,0),准线方程为l:x=―2,根据题意作图如下;点P到直线l:4x―3y+12=0的距离为|PA|,到准线l1:x=―2的距离为|PB|,由抛物线的定义知:|PB|=|PF|,所以点P到直线l:4x―3y+12=0和准线l1:x=―2的距离之和为|PF|+|PA|,=4,且点F(2,0)到直线l:4x―3y+12=0的距离为d=|8―0+12|5所以d1+d2的最小值为4.故选:D.6.(2024·四川雅安·三模)已知过圆锥曲线的焦点且与焦点所在的对称轴垂直的弦被称为该圆锥曲线的通径,清代数学家明安图在《割圆密率捷法》中,也称圆的直径为通径.已知圆(x―2)2+(y+1)2=4的一条直径与拋物线x2=2py(p>0)的通径恰好构成一个正方形的一组邻边,则p=()B.1C.2D.4A.12【解题思路】根据圆的通径的上端点就是抛物线通径的上右端点,可得抛物线x2=2py(p>0)经过点(2,1),从而可得答案.【解答过程】因为圆(x―2)2+(y+1)2=4的一条直径与抛物线x2=2py(p>0)的通径恰好构成一个正方形的一组邻边,而抛物线x2=2py(p>0)的通径与y轴垂直,所以圆(x―2)2+(y+1)2=4的这条直径与x轴垂直,且圆的直径的上端点就是抛物线通径的右端点,因为圆(x―2)2+(y+1)2=4的圆心为(2,―1),半径为2,所以该圆与x轴垂直的直径的上端点为(2,1),即抛物线x2=2py(p>0)经过点(2,1),则4=2p,即p=2.故选:C.7.(2024·山西运城·三模)已知抛物线C:y 2=4x 的焦点为F ,动点M 在C 上,点B 与点A (1,―2)关于直线l:y =x ―1对称,则|MF ||MB |的最小值为( )AB .12CD .13【解题思路】根据对称性可得B(―1,0),即点B 为C 的准线与x 轴的交点,作MM ′垂直于C 的准线于点M ′,结合抛物线的定义可知|MF ||MB |=|MM ′||MB |= cos θ(∠MBF =θ),结合图象可得当直线MB 与C 相切时,cos θ最小,求出切线的斜率即可得答案.【解答过程】依题意,F(1,0),A(1,―2),设B(m,n)=―1m+12―1,解得m =―1n =0,即B(―1,0),点B 为C 的准线与x 轴的交点,由抛物线的对称性,不妨设点M 位于第一象限,作MM ′垂直于C 的准线于点M ′,设∠MBF =θ,θ∈ (0,π2),由抛物线的定义得|MM ′|=|MF |,于是|MF ||MB |=|MM ′||MB |= cos θ,当直线MB 与C 相切时,θ最大,cos θ最小,|MF||MB|取得最小值,此时直线BM 的斜率为正,设切线MB 的方程为x =my ―1(m >0),由x =my ―1y 2=4x消去x 得y 2―4my +4=0,则Δ=16m 2―16=0,得m =1,直线MB 的斜率为1,倾斜角为π4,于是θmax =π4,(cos θ)min =,所以|MF||MB|的最小值为故选:A.8.(2024·江西九江·二模)已知抛物线C:y 2=2px 过点A (1,2),F 为C 的焦点,点P 为C 上一点,O 为坐标原点,则( )A .C 的准线方程为x =―2B .△AFO 的面积为1C .不存在点P ,使得点P 到C 的焦点的距离为2D .存在点P ,使得△POF 为等边三角形【解题思路】求解抛物线方程,得到准线方程,判断A ;求解三角形的面积判断B ;利用|PF|=2.判断C ;判断P 的位置,推出三角形的形状,判断D .【解答过程】由题意抛物线C:y 2=2px 过点A(1,2),可得p =2,所以抛物线方程为C:y 2=4x ,所以准线方程为x =―1,A 错误;可以计算S △AFO =12×1×2=1,B 正确;当P(1,2)时,点P 到C 的焦点的距离为2,C 错误;△POF 为等边三角形,可知P 的横坐标为:12,当x =12时,纵坐标为:则12×=≠则△POF 为等腰三角形,不是等边三角形,故等边三角形的点P 不存在,所以D 错误.故选:B .二、多选题9.(2024·湖南长沙·二模)已知抛物线C 与抛物线y 2=4x 关于y 轴对称,则下列说法正确的是( )A .抛物线C 的焦点坐标是(―1,0)B .抛物线C 关于y 轴对称C .抛物线C 的准线方程为x =1D .抛物线C 的焦点到准线的距离为4【解题思路】依题意可得抛物线C 的方程为y 2=―4x ,即可得到其焦点坐标与准线方程,再根据抛物线的性。
历年高三数学高考考点之<抛物线>必会题型及答案体验高考1.设直线l 与抛物线y 2=4x 相交于A ,B 两点,与圆(x -5)2+y 2=r 2(r >0)相切于点M ,且M 为线段AB 的中点,若这样的直线l 恰有4条,则r 的取值范围是( ) A.(1,3) B.(1,4)C.(2,3) D.(2,4) 答案 D解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (x 0,y 0),则⎩⎪⎨⎪⎧y 21=4x 1,y 22=4x 2,相减得(y 1+y 2)(y 1-y 2)=4(x 1-x 2),当直线l 的斜率不存在时,符合条件的直线l 必有两条;当直线l 的斜率k 存在时,如图x 1≠x 2,则有y 1+y 22·y 1-y 2x 1-x 2=2,即y 0·k =2, 由CM ⊥AB 得,k ·y 0-0x 0-5=-1,y 0·k =5-x 0, 2=5-x 0,x 0=3,即M 必在直线x =3上, 将x =3代入y 2=4x ,得y 2=12, ∴-23<y 0<23, ∵点M 在圆上,∴(x 0-5)2+y 20=r 2,r 2=y 20+4<12+4=16, 又y 20+4>4,∴4<r 2<16,∴2<r <4.故选D.2.如图,设抛物线y 2=4x 的焦点为F ,不经过焦点的直线上有三个不同的点A ,B ,C ,其中点A ,B 在抛物线上,点C 在y 轴上,则△BCF 与△ACF 的面积之比是( )A.|BF |-1|AF |-1B.|BF |2-1|AF |2-1C.|BF |+1|AF |+1D.|BF |2+1|AF |2+1 答案 A解析 由图形可知,△BCF 与△ACF 有公共的顶点F ,且A ,B ,C 三点共线,易知△BCF 与△ACF 的面积之比就等于|BC ||AC |.由抛物线方程知焦点F (1,0),作准线l ,则l 的方程为x =-1.∵点A ,B 在抛物线上,过A ,B 分别作AK ,BH 与准线垂直,垂足分别为点K ,H ,且与y 轴分别交于点N ,M .由抛物线定义,得|BM |=|BF |-1,|AN |=|AF |-1.在△CAN 中,BM ∥AN ,∴|BC ||AC |=|BM ||AN |=|BF |-1|AF |-1. 3.(2016·四川)设O 为坐标原点,P 是以F 为焦点的抛物线y 2=2px (p >0)上任意一点,M 是线段PF 上的点,且|PM |=2|MF |,则直线OM 的斜率的最大值为( ) A.33B.23C.22D.1 答案 C 解析 如图,由题意可知F ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,设P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫y 202p ,y 0,显然,当y 0<0时,k OM <0;y 0>0时,k OM >0,要求k OM 的最大值,不妨设y 0>0.则OM →=OF →+FM →=OF →+13FP →=OF →+13(OP →-OF →)=13OP →+23OF →=⎝ ⎛⎭⎪⎫y 26p +p 3,y 03,k OM =y 03y 206p +p 3=2y 0p +2p y 0≤222=22,当且仅当y 20=2p 2时等号成立.故选C.4.(2016·课标全国乙)以抛物线C 的顶点为圆心的圆交C 于A ,B 两点,交C 的准线于D ,E 两点.已知|AB |=42,|DE |=25,则C 的焦点到准线的距离为( ) A.2B.4C.6D.8 答案 B解析 不妨设抛物线C :y 2=2px (p >0),则圆的方程可设为x 2+y 2=r 2(r >0),如图,又可设A (x 0,22),D ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p2,5, 点A (x 0,22)在抛物线y 2=2px 上,∴8=2px 0, ① 点A (x 0,22)在圆x 2+y 2=r 2上,∴x 20+8=r 2, ②点D ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p2,5在圆x 2+y 2=r 2上,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫p 22+5=r 2, ③联立①②③,解得p =4,即C 的焦点到准线的距离为p =4,故选B.5.(2015·上海)抛物线y 2=2px (p >0)上的动点Q 到焦点的距离的最小值为1,则p =______. 答案 2解析 根据抛物线的性质,我们知道当且仅当动点Q 运动到原点的时候,才与抛物线焦点的距离最小,所以有|PQ |min =p2=1⇒p =2.高考必会题型题型一 抛物线的定义及其应用例1 已知P 为抛物线y 2=6x 上一点,点P 到直线l :3x -4y +26=0的距离为d 1.(1)求d 1的最小值,并求此时点P 的坐标;(2)若点P 到抛物线的准线的距离为d 2,求d 1+d 2的最小值. 解 (1)设P (y 206,y 0),则d 1=|12y 20-4y 0+26|5=110|(y 0-4)2+36|,当y 0=4时,(d 1)min =185,此时x 0=y 206=83,∴当P 点坐标为(83,4)时,(d 1)min =185.(2)设抛物线的焦点为F , 则F (32,0),且d 2=|PF |,∴d 1+d 2=d 1+|PF |,它的最小值为点F 到直线l 的距离|92+26|5=6110,∴(d 1+d 2)min =6110.点评 与抛物线有关的最值问题,一般情况下都与抛物线的定义有关.由于抛物线的定义在运用上有较大的灵活性,因此此类问题也有一定的难度.“看到准线想焦点,看到焦点想准线”,这是解决抛物线焦点弦有关问题的重要途径.变式训练1 (1)(2016·浙江)若抛物线y 2=4x 上的点M 到焦点的距离为10,则点M 到y 轴的距离是________.(2)已知点P 在抛物线y 2=4x 上,那么点P 到Q (2,1)的距离与点P 到抛物线焦点距离之和取得最小值时,点P 的坐标为( ) A.(14,1) B.(14,-1)C.(1,2) D.(1,-2) 答案 (1)9 (2)B解析 (1)抛物线y 2=4x 的焦点F (1,0).准线为x =-1,由M 到焦点的距离为10,可知M 到准线x =-1的距离也为10,故M 的横坐标满足x M +1=10,解得x M =9,所以点M 到y 轴的距离为9.(2)抛物线y 2=4x 焦点为F (1,0),准线为x =-1, 作PQ 垂直于准线,垂足为M ,根据抛物线定义,|PQ |+|PF |=|PQ |+|PM |,根据三角形两边之和大于第三边,直角三角形斜边大于直角边知:|PQ |+|PM |的最小值是点Q 到抛物线准线x =-1的距离. 所以点P 纵坐标为-1,则横坐标为14,即(14,-1).题型二 抛物线的标准方程及几何性质例2 (2015·福建)已知点F 为抛物线E :y 2=2px (p >0)的焦点,点A (2,m )在抛物线E 上,且|AF |=3.(1)求抛物线E 的方程;(2)已知点G (-1,0),延长AF 交抛物线E 于点B ,证明:以点F 为圆心且与直线GA 相切的圆,必与直线GB 相切.方法一 (1)解 由抛物线的定义得|AF |=2+p2.因为|AF |=3,即2+p2=3,解得p =2,所以抛物线E 的方程为y 2=4x .(2)证明 因为点A (2,m )在抛物线E :y 2=4x 上, 所以m =±22,由抛物线的对称性,不妨设A (2,22). 由A (2,22),F (1,0)可得直线AF 的方程为y =22(x -1).由⎩⎨⎧y =22(x -1),y 2=4x ,得2x 2-5x +2=0,解得x =2或x =12,从而B ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-2. 又G (-1,0),所以k GA =22-02-(-1)=223,k GB =-2-012-(-1)=-223.所以k GA +k GB =0,从而∠AGF =∠BGF ,这表明点F 到直线GA ,GB 的距离相等,故以F 为圆心且与直线GA 相切的圆必与直线GB 相切. 方法二 (1)解 同方法一.(2)证明 设以点F 为圆心且与直线GA 相切的圆的半径为r . 因为点A (2,m )在抛物线E :y 2=4x 上,所以m =±22,由抛物线的对称性,不妨设A (2,22). 由A (2,22),F (1,0)可得直线AF 的方程为y =22(x -1). 由⎩⎨⎧y =22(x -1),y 2=4x ,得2x 2-5x +2=0.解得x =2或x =12,从而B ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-2. 又G (-1,0),故直线GA 的方程为22x -3y +22=0. 从而r =|22+22|8+9=4217.又直线GB 的方程为22x +3y +22=0.所以点F 到直线GB 的距离d =|22+22|8+9=4217=r .这表明以点F 为圆心且与直线GA 相切的圆必与直线GB 相切.点评 (1)由抛物线的标准方程,可以首先确定抛物线的开口方向、焦点的位置及p 的值,再进一步确定抛物线的焦点坐标和准线方程.(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.变式训练2 已知抛物线C 的顶点在坐标原点O ,其图象关于y 轴对称且经过点M (2,1). (1)求抛物线C 的方程;(2)若一个等边三角形的一个顶点位于坐标原点,另两个顶点在抛物线上,求该等边三角形的面积;(3)过点M 作抛物线C 的两条弦MA ,MB ,设MA ,MB 所在直线的斜率分别为k 1,k 2,当k 1+k 2=-2时,试证明直线AB 的斜率为定值,并求出该定值. 解 (1)设抛物线C 的方程为x 2=2py (p >0), 由点M (2,1)在抛物线C 上,得4=2p , 则p =2,∴抛物线C 的方程为x 2=4y .(2)设该等边三角形OPQ 的顶点P ,Q 在抛物线上, 且P (x P ,y P ),Q (x Q ,y Q ), 则x 2P =4y P ,x 2Q =4y Q ,由|OP |=|OQ |,得x 2P +y 2P =x 2Q +y 2Q , 即(y P -y Q )(y P +y Q +4)=0.又y P >0,y Q >0,则y P =y Q ,|x P |=|x Q |, 即线段PQ 关于y 轴对称. ∴∠POy =30°,y P =3x P , 代入x 2P =4y P ,得x P =43,∴该等边三角形边长为83,S △POQ =48 3. (3)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则x 21=4y 1,x 22=4y 2,∴k 1+k 2=y 1-1x 1-2+y 2-1x 2-2=14x 21-1x 1-2+14x 22-1x 2-2=14(x 1+2+x 2+2)=-2.∴x 1+x 2=-12,∴k AB =y 2-y 1x 2-x 1=14x 22-14x 21x 2-x 1=14(x 1+x 2)=-3.题型三 直线和抛物线的位置关系例3 已知圆C 1的方程为x 2+(y -2)2=1,定直线l 的方程为y =-1.动圆C 与圆C 1外切,且与直线l 相切.(1)求动圆圆心C 的轨迹M 的方程;(2)直线l ′与轨迹M 相切于第一象限的点P ,过点P 作直线l ′的垂线恰好经过点A (0,6),并交轨迹M 于异于点P 的点Q ,记S 为△POQ (O 为坐标原点)的面积,求S 的值. 解 (1)设动圆圆心C 的坐标为(x ,y ),动圆半径为R , 则|CC 1|=x 2+(y -2)2=R +1,且|y +1|=R , 可得x 2+(y -2)2=|y +1|+1.由于圆C 1在直线l 的上方,所以动圆C 的圆心C 应该在直线l 的上方, ∴有y +1>0,x 2+(y -2)2=y +2,整理得x 2=8y ,即为动圆圆心C 的轨迹M 的方程.(2)设点P 的坐标为(x 0,x 208),则y =x 28,y ′=14x ,k l ′=x 04,k PQ =-4x 0,∴直线PQ 的方程为y =-4x 0x +6.又k PQ =x 208-6x 0,∴x 208-6x 0=-4x 0,x 20=16,∵点P 在第一象限,∴x 0=4,点P 的坐标为(4,2),直线PQ 的方程为y =-x +6.联立⎩⎪⎨⎪⎧y =-x +6,x 2=8y ,得x 2+8x -48=0,解得x =-12或4,∴点Q 的坐标为(-12,18). ∴S =12|OA |·|x P -x Q |=48.点评 (1)直线与抛物线的位置关系和直线与椭圆、双曲线的位置关系类似,一般要用到根与系数的关系;(2)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.(3)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.变式训练3 (2015·课标全国Ⅰ)在直角坐标系xOy 中,曲线C :y =x 24与直线l :y =kx +a (a >0)交于M ,N 两点,(1)当k =0时,分别求C 在点M 和N 处的切线方程;(2)y 轴上是否存在点P ,使得当k 变动时,总有∠OPM =∠OPN ?说明理由. 解 (1)由题设可得M (2a ,a ),N (-2a ,a ), 或M (-2a ,a ),N (2a ,a ).又y ′=x 2,故y =x 24在x =2a 处的导数值为a ,C 在点(2a ,a )处的切线方程为y -a =a(x -2a ), 即ax -y -a =0.y =x 24在x =-2a 处的导数值为-a ,C 在点(-2a ,a )处的切线方程为y -a =-a (x +2a ),即ax +y +a =0.故所求切线方程为ax -y -a =0和ax +y +a =0. (2)存在符合题意的点,证明如下:设P (0,b )为符合题意的点,M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),直线PM ,PN 的斜率分别为k 1,k 2. 将y =kx +a 代入C 的方程得x 2-4kx -4a =0. 故x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4a . 从而k 1+k 2=y 1-b x 1+y 2-b x 2=2kx 1x 2+(a -b )(x 1+x 2)x 1x 2=k (a +b )a. 当b =-a 时,有k 1+k 2=0,则直线PM 的倾斜角与直线PN 的倾斜角互补, 故∠OPM =∠OPN ,所以点P (0,-a )符合题意.高考题型精练1.如图所示,过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线l 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=9x B.y 2=6x C.y 2=3x D.y 2=3x 答案 C解析 如图,分别过点A ,B 作准线的垂线,分别交准线于点E ,D ,设|BF |=a ,则由已知得: |BC |=2a ,由定义得:|BD |=a , 故∠BCD =30°. 在直角三角形ACE 中,∵|AF |=3,∴|AE |=3,|AC |=3+3a , ∴2|AE |=|AC |,∴3+3a =6, 从而得a =1,∵BD ∥FG , ∴1p =23,求得p =32, 因此抛物线方程为y 2=3x ,故选C.2.已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,P 、Q 是抛物线上的两个点,若△PQF 是边长为2的正三角形,则p 的值是( ) A.2±3B.2+3C.3±1D.3-1 答案 A解析 依题意得F ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,设P ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 212p ,y 1,Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 222p ,y 2(y 1≠y 2).由抛物线定义及|PF |=|QF |,得y 212p +p 2=y 222p +p 2,∴y 21=y 22,∴y 1=-y 2.又|PQ |=2,因此|y 1|=|y 2|=1,点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫12p ,y 1.又点P 位于该抛物线上,于是由抛物线的定义得|PF |=12p +p2=2,由此解得p =2±3,故选A.3.设F 为抛物线y 2=8x 的焦点,A ,B ,C 为该抛物线上三点,若FA →+FB →+FC →=0,则|FA →|+|FB →|+|FC →|的值是( ) A.6B.8C.9D.12 答案 D解析 由抛物线方程,得F (2,0),准线方程为x =-2. 设A ,B ,C 坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),(x 3,y 3),则由抛物线的定义,知|FA |+|FB |+|FC |=x 1+2+x 2+2+x 3+2=x 1+x 2+x 3+6. 因为FA →+FB →+FC →=0,所以(x 1-2+x 2-2+x 3-2,y 1+y 2+y 3)=(0,0), 则x 1-2+x 2-2+x 3-2=0,即x 1+x 2+x 3=6, 所以|FA →|+|FB →|+|FC →|=|FA |+|FB |+|FC | =x 1+x 2+x 3+6=12,故选D.4.已知抛物线C :y 2=8x 的焦点为F ,点M (-2,2),过点F 且斜率为k 的直线与C 交于A ,B 两点,若∠AMB =90°,则k 等于( )A.2B.22C.12D.2 答案 D解析 抛物线C :y 2=8x 的焦点为F (2,0),由题意可知直线AB 的斜率一定存在,所以设直线方程为y =k (x -2),代入抛物线方程可得 k 2x 2-(4k 2+8)x +4k 2=0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=4+8k2,x 1·x 2=4, 所以y 1+y 2=8k,y 1·y 2=-16, 因为∠AMB =90°,所以MA →·MB →=(x 1+2,y 1-2)·(x 2+2,y 2-2)=16k 2-16k+4=0, 解得k =2,故选D.5.已知点A (-2,3)在抛物线C :y 2=2px 的准线上,过点A 的直线与C 在第一象限相切于点B ,记C 的焦点为F ,则直线BF 的斜率为( ) A.12B.23C.34D.43答案 D解析 抛物线y 2=2px 的准线为直线x =-p 2,而点A (-2,3)在准线上,所以-p2=-2,即p =4,从而C :y 2=8x ,焦点为F (2,0).设切线方程为y -3=k (x +2),代入y 2=8x 得k 8y 2-y +2k +3=0(k ≠0),①由于Δ=1-4×k 8(2k +3)=0,所以k =-2或k =12. 因为切点在第一象限,所以k =12. 将k =12代入①中,得y =8,再代入y 2=8x 中得x =8, 所以点B 的坐标为(8,8),所以直线BF 的斜率为86=43. 6.已知A (x 1,y 1)是抛物线y 2=8x 的一个动点,B (x 2,y 2)是圆(x -2)2+y 2=16上的一个动点,定点N (2,0),若AB ∥x 轴,且x 1<x 2,则△NAB 的周长l 的取值范围是( )A.(6,10)B.(10,12)C.(8,12)D.(8,10)解析 抛物线的准线l :x =-2,焦点F (2,0),由抛物线定义可得|AF |=x 1+2,圆(x -2)2+y 2=16的圆心为(2,0),半径为4,又定点N (2,0),∴△NAB 的周长即为△FAB 的周长=|AF |+|AB |+|BF |=x 1+2+(x 2-x 1)+4=6+x 2, 由抛物线y 2=8x 及B (x 2,y 2)在圆(x -2)2+y 2=16上,∴x 2∈(2,6),∴6+x 2∈(8,12),故选C.7.如图,从点M (x 0,4)发出的光线,沿平行于抛物线y 2=8x 的对称轴方向射向此抛物线上的点P ,经抛物线反射后,穿过焦点射向抛物线上的点Q ,再经抛物线反射后射向直线l :x -y -10=0上的点N ,经直线反射后又回到点M ,则x 0=________.答案 6解析 由题意得P (2,4),F (2,0)⇒Q (2,-4),因此N (6,-4),因为QN ∥PM ,所以MN ⊥QN ,即x 0=6.8.已知直线l 过点(0,2),且与抛物线y 2=4x 交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,则1y 1+1y 2=_____.答案 12解析 由题意可得直线的斜率存在且不等于0,设直线l 的方程为y =kx +2,代入抛物线y 2=4x 可得y 2-4k y +8k=0, ∴y 1+y 2=4k ,y 1y 2=8k ,∴1y 1+1y 2=y 1+y 2y 1y 2=12. 9.已知抛物线y 2=4x 与经过该抛物线焦点的直线l 在第一象限的交点为A ,A 在y 轴和准线上的投影分别为点B ,C ,|AB ||BC |=2,则直线l 的斜率为________.解析 设A (x 0,y 0),则|AB |=x 0,|BC |=1,由|AB ||BC |=x 01=2,得x 0=2,y 0=4×2=22, 又焦点F (1,0),所以直线l 的斜率为k =222-1=2 2. 10.已知双曲线x 2-y 23=1上存在两点M ,N 关于直线y =x +m 对称,且MN 的中点在抛物线y 2=18x 上,则实数m 的值为________.答案 0或-8解析 因为点M ,N 关于直线y =x +m 对称,所以MN 的垂直平分线为y =x +m ,所以直线MN 的斜率为-1.设线段MN 的中点为P (x 0,x 0+m ),直线MN 的方程为y =-x +b ,则x 0+m =-x 0+b ,所以b =2x 0+m .由⎩⎪⎨⎪⎧ y =-x +b ,x 2-y 23=1得2x 2+2bx -b 2-3=0, 所以x M +x N =-b ,所以x 0=-b 2,所以b =m2, 所以P (-m 4,34m ). 因为MN 的中点在抛物线y 2=18x 上,所以916m 2=-92m ,解得m =0或m =-8. 11.(2016·课标全国丙)已知抛物线C :y 2=2x 的焦点为F ,平行于x 轴的两条直线l 1,l 2分别交C 于A ,B 两点,交C 的准线于P ,Q 两点.(1)若F 在线段AB 上,R 是PQ 的中点,证明:AR ∥FQ ;(2)若△PQF 的面积是△ABF 的面积的两倍,求AB 中点的轨迹方程. (1)证明 由题意知,F ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,设l 1:y =a ,l 2:y =b ,则ab ≠0,且A ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 22,a ,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫b 22,b ,P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,a ,Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,b ,R ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,a +b 2. 记过A ,B 两点的直线为l ,则l 的方程为2x -(a +b )y +ab =0.由于F 在线段AB 上,故1+ab =0.记AR 的斜率为k 1,FQ 的斜率为k 2,则k 1=a -b 1+a 2=a -b a 2-ab =1a =-ab a=-b =k 2. 所以AR ∥FQ .(2)解 设过AB 的直线为l ,l 与x 轴的交点为D (x 1,0),则S △ABF =12|b -a ||FD |=12|b -a |⎪⎪⎪⎪⎪⎪x 1-12,S △PQF =|a -b |2. 由题意可得|b -a |⎪⎪⎪⎪⎪⎪x 1-12=|a -b |2, 所以x 1=1,x 1=0(舍去),设满足条件的AB 的中点为E (x ,y ).当AB 与x 轴不垂直时,由k AB =k DE 可得2a +b =y x -1(x ≠1).而a +b 2=y , 所以y 2=x -1(x ≠1).当AB 与x 轴垂直时,E 与D 重合,此时E 点坐标为(1,0)满足y 2=x -1.所以,所求轨迹方程为y 2=x -1.12.已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)是过F 的直线与抛物线的两个交点,求证:(1)y 1y 2=-p 2,x 1x 2=p 24; (2)1|AF |+1|BF |为定值; (3)以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切.证明 (1)由已知得抛物线焦点坐标为(p 2,0). 由题意可设直线方程为x =my +p 2,代入y 2=2px , 得y 2=2p ⎝⎛⎭⎪⎫my +p 2,即y 2-2pmy -p 2=0.(*) 则y 1,y 2是方程(*)的两个实数根,所以y 1y 2=-p 2. 因为y 21=2px 1,y 22=2px 2,所以y 21y 22=4p 2x 1x 2,所以x 1x 2=y 21y 224p 2=p 44p 2=p 24. (2)1|AF |+1|BF |=1x 1+p 2+1x 2+p 2=x 1+x 2+p x 1x 2+p 2(x 1+x 2)+p 24. 因为x 1x 2=p 24,x 1+x 2=|AB |-p , 代入上式,得1|AF |+1|BF |=|AB |p 24+p 2(|AB |-p )+p 24=2p (定值). (3)设AB 的中点为M (x 0,y 0),分别过A ,B 作准线的垂线,垂足为C ,D ,过M 作准线的垂线,垂足为N ,则|MN |=12(|AC |+|BD |)=12(|AF |+|BF |)=12|AB |.所以以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切.。
1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.2抛物线的图形和性质:①顶点是焦点向准线所作垂线段中点。
②焦准距:③通径:过焦点垂直于轴的弦长为。
④顶点平分焦点到准线的垂线段:。
⑤焦半径为半径的圆:以P为圆心、FP为半径的圆必与准线相切。
所有这样的圆过定点F、准线是公切线。
⑥焦半径为直径的圆:以焦半径FP为直径的圆必与过顶点垂直于轴的直线相切。
所有这样的圆过定点F、过顶点垂直于轴的直线是公切线。
⑦焦点弦为直径的圆:以焦点弦PQ为直径的圆必与准线相切。
所有这样的圆的公切线是准线。
3抛物线标准方程的四种形式:4抛物线的图像和性质:①焦点坐标是:,②准线方程是:。
③焦半径公式:若点是抛物线上一点,则该点到抛物线的焦点的距离(称为焦半径)是:,④焦点弦长公式:过焦点弦长⑤抛物线上的动点可设为P或或P5一般情况归纳:方程图象焦点准线定义特征y2=kx k>0时开口向右(k/4,0)x= ─k/4到焦点(k/4,0)的距离等于到准线x= ─k/4的距离k<0时开口向左x2=ky k>0时开口向上(0,k/4)y= ─k/4到焦点(0,k/4)的距离等于到准线y= ─k/4的距离k<0时开口向下抛物线的定义:例1:点M与点F (-4,0)的距离比它到直线l:x-6=0的距离4.2,求点M的轨迹方程.分析:点M到点F的距离与到直线x=4的距离恰好相等,符合抛物线定义.答案:y2=-16x例2:斜率为1的直线l经过抛物线y2=4x的焦点,与抛物线相交于点A、B,求线段A、B的长.分析:这是灵活运用抛物线定义的题目.基本思路是:把求弦长AB转化为求A、B两点到准线距离的和.解:如图8-3-1,y2=4x的焦点为F (1,0),则l的方程为y=x-1.由消去y得x2-6x+1=0.设A (x1,y1),B (x2,y2) 则x1+x2=6.又A、B两点到准线的距离为,,则点评:抛物线的定义本身也是抛物线最本质的性质,在解题中起到至关重要的作用。
例3:(1) 已知抛物线的标准方程是y2=10x,求它的焦点坐标和准线方程;(2) 已知抛物线的焦点是F (0,3)求它的标准方程;(3) 已知抛物线方程为y=-mx2 (m>0)求它的焦点坐标和准线方程;(4) 求经过P (-4,-2)点的抛物线的标准方程;分析:这是为掌握抛物线四类标准方程而设计的基础题,解题时首先分清属哪类标准型,再录求P值(注意p>0).特别是(3)题,要先化为标准形式:,则.(4)题满足条件的抛物线有向左和向下开口的两条,因此有两解.答案:(1) ,.(2) x2=12y (3) ,;(4) y2=-x或x2=-8y.例4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上分析:从方程形式看,求抛物线的标准方程仅需确定一个待定系数p;从实际分析,一般需确定p和确定开口方向两个条件,否则,应展开相应的讨论解:(1)设所求的抛物线方程为y2=-2px或x2=2py(p>0),∵过点(-3,2),∴4=-2p(-3)或9=2p·2∴p=或p=∴所求的抛物线方程为y2=-x或x2=y,前者的准线方程是x=,后者的准线方程是y=-(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,=4,∴p=8,此时抛物线方程y2=16x;焦点为(0,-2)时,=2,∴p=4,此时抛物线方程为x2=-8y∴所求的抛物线的方程为y2=16x或x2=-8y,对应的准线方程分别是x=-4,y=2常用结论①过抛物线y2=2px的焦点F的弦AB长的最小值为2p②设A(x1,y),1B(x2,y2)是抛物线y2=2px上的两点,则AB过F的充要条件是y1y2=-p2③设A,B是抛物线y2=2px上的两点,O为原点,则OA⊥OB的充要条件是直线AB恒过定点(2p,0)例5:过抛物线y2=2px (p>0)的顶点O作弦OA⊥OB,与抛物线分别交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,求证:y1y2=-4p2.分析:由OA⊥OB,得到OA、OB斜率之积等于-1,从而得到x1、x2,y1、y2之间的关系.又A、B是抛物线上的点,故(x1,y1)、(x2,y2)满足抛物线方程.从这几个关系式可以得到y1、y2的值.证:由OA⊥OB,得,即y1y2=-x1x2,又,,所以:,即.而y1y2≠0.所以y1y2=-4p2.弦的问题例1 A,B是抛物线y2=2px(p>0)上的两点,满足OAOB(O为坐标原点)求证:(1)A,B两点的横坐标之积,纵坐标之积为定值;(2)直线AB经过一个定点(3)作OMAB于M,求点M的轨迹方程解:(1)设A(x1,y1), B(x2,y2), 则y12=2px1, y22=2px2,∴y12y22=4p2x1x2,∵OAOB, ∴x1x2+y1y2=0,由此即可解得:x1x2=4p2, y1y2=─4p2 (定值)(2)直线AB的斜率k===,∴直线AB的方程为y─y1=(x─),即y(y1+y2)─y1y2=2px, 由(1)可得 y=(x─2p),直线AB过定点C(2p,0)(3)解法1:设M(x,y), 由(2)知y=(x─2p) (i),又ABOM, 故两直线的斜率之积为─1, 即·= ─1(ii)由(i),(ii)得x2─2px+y2=0 (x0)解法2: 由OMAB知点M的轨迹是以原点和点(2p,0)为直径的圆(除去原点)立即可求出例2 定长为3的线段AB的两个端点在抛物线y2=x上移动,AB的中点为M,求点M到y轴的最短距离,并求此时点M的坐标解:如图,设A(x1,y1), B(x2,y2),M(x,y), 则x=, y=,又设点A,B,M在准线:x=─1/4上的射影分别为A/,B/,M/, MM/与y轴的交点为N,则|AF|=|AA/|=x1+,|BF|=|BB/|=x2+,∴x=(x1+x2)=(|AF|+|BF|─)(|AB|─)=等号在直线AB过焦点时成立,此时直线AB的方程为y=k(x─)由得16k2x2─8(k2+2)x+k2=0依题意|AB|=|x1─x2|=×==3,∴k2=1/2, 此时x=(x1+x2)==∴y= ±即M(,), N(,─)例3设一动直线过定点A(2, 0)且与抛物线相交于B、C两点,点B、C在轴上的射影分别为, P是线段BC上的点,且适合,求的重心Q的轨迹方程,并说明该轨迹是什么图形解析: 设,由得①又代入①式得 ②由得代入②式得:由得或, 又由①式知关于是减函数且, 且所以Q点轨迹为一线段(抠去一点):(且)例4 已知抛物线,焦点为F,一直线与抛物线交于A、B两点,且,且AB的垂直平分线恒过定点S(6, 0)①求抛物线方程; ②求面积的最大值解: ①设, AB中点由得又得所以依题意,抛物线方程为②由及,令得又由和得:例5定长为3的线段AB的两个端点在抛物线y2=x上移动,AB的中点为M,求点M到y轴的最短距离,并求此时点M的坐标解:如图,设A(x1,y1), B(x2,y2),M(x,y), 则x=, y=,又设点A,B,M在准线:x=─1/4上的射影分别为A/,B/,M/, MM/与y轴的交点为N,则|AF|=|AA/|=x1+,|BF|=|BB/|=x2+,∴x=(x1+x2)=(|AF|+|BF|─)(|AB|─)=等号在直线AB过焦点时成立,此时直线AB的方程为y=k(x─)由得16k2x2─8(k2+2)x+k2=0依题意|AB|=|x1─x2|=×==3,∴k2=1/2, 此时x=(x1+x2)==∴y= ±即M(,), N(,─)综合类(几何)例1 过抛物线焦点的一条直线与它交于两点P、Q,通过点P和抛物线顶点的直线交准线于点M,如何证明直线MQ平行于抛物线的对称轴?解:思路一:求出M、Q的纵坐标并进行比较,如果相等,则MQ//x 轴,为此,将方程联立,解出直线OP的方程为即令,得M点纵坐标得证.由此可见,按这一思路去证,运算较为繁琐.思路二:利用命题“如果过抛物线的焦点的一条直线和这条抛物线相交,两上交点的纵坐标为、,那么”来证.设、、,并从及中消去x,得到,则有结论,即.又直线OP的方程为,,得.因为在抛物线上,所以.从而.这一证法运算较小.思路三:直线MQ的方程为的充要条件是.将直线MO的方程和直线QF的方程联立,它的解(x ,y)就是点P的坐标,消去的充要条件是点P在抛物线上,得证.这一证法巧用了充要条件来进行逆向思维,运算量也较小.说明:本题中过抛物线焦点的直线与x轴垂直时(即斜率不存在),容易证明成立.例2已知过抛物线的焦点且斜率为1的直线交抛物线于A、B两点,点R是含抛物线顶点O的弧AB上一点,求△RAB的最大面积.分析:求RAB的最大面积,因过焦点且斜率为1的弦长为定值,故可以为三角形的底,只要确定高的最大值即可.解:设AB所在的直线方程为.将其代入抛物线方程,消去x得当过R的直线l平行于AB且与抛物线相切时,△RAB的面积有最大值.设直线l方程为.代入抛物线方程得由得,这时.它到AB的距离为∴△RAB的最大面积为.例3直线过点,与抛物线交于、两点,P是线段的中点,直线过P和抛物线的焦点F,设直线的斜率为k.(1)将直线的斜率与直线的斜率之比表示为k的函数;(2)求出的定义域及单调区间.分析:过点P及F,利用两点的斜率公式,可将的斜率用k表示出来,从而写出,由函数的特点求得其定义域及单调区间.解:(1)设的方程为:,将它代入方程,得设,则将代入得:,即P点坐标为.由,知焦点,∴直线的斜率∴函数.(2)∵与抛物线有两上交点,∴且解得或∴函数的定义域为当时,为增函数.例4如图所示:直线l过抛物线的焦点,并且与这抛物线相交于A、B两点,求证:对于这抛物线的任何给定的一条弦CD,直线l不是CD的垂直平分线.分析:本题所要证的命题结论是否定形式,一方面可根据垂直且平分列方程得矛盾结论;别一方面也可以根据l上任一点到C、D距离相等来得矛盾结论.证法一:假设直线l是抛物线的弦CD的垂直平方线,因为直线l与抛物线交于A、B两点,所以直线l的斜率存在,且不为零;直线CD的斜率存在,且不为0.设C、D的坐标分别为与.则∴l的方程为∵直线l平分弦CD∴CD的中点在直线l上,即,化简得:由知得到矛盾,所以直线l不可能是抛物线的弦CD的垂直平分线.证法二:假设直线l是弦CD的垂直平分线∵焦点F在直线l上,∴由抛物线定义,到抛物线的准线的距离相等.∵,∴CD的垂直平分线l:与直线l和抛物线有两上交点矛盾,下略.例5设过抛物线的顶点O的两弦OA、OB互相垂直,求抛物线顶点O 在AB上射影N的轨迹方程.分析:求与抛物线有关的轨迹方程,可先把N看成定点;待求得的关系后再用动点坐标来表示,也可结合几何知识,通过巧妙替换,简化运算.解法一:设则:,,即, ①把N点看作定点,则AB所在的直线方程为:显然代入化简整理得:, ②由①、②得:,化简得用x、y分别表示得:解法二:点N在以OA、OB为直径的两圆的交点(非原点)的轨迹上,设,则以OA为直径的圆方程为:①设,OA⊥OB,则在求以OB为直径的圆方程时以代,可得②由①+②得:例6如图所示,直线和相交于点M,⊥,点,以A、B为端点的曲线段C上的任一点到的距离与到点N的距离相等,若△AMN为锐角三角形,,,且,建立适当的坐标系,求曲线段C的方程.分析:因为曲线段C上的任一点是以点N为焦点,以为准线的抛物线的一段,所以本题关键是建立适当坐标系,确定C所满足的抛物线方程.解:以为x轴,MN的中点为坐标原点O,建立直角坐标系.由题意,曲线段C是N为焦点,以为准线的抛物线的一段,其中A、B 分别为曲线段的两端点.∴设曲线段C满足的抛物线方程为:其中、为A、B的横坐标令则,∴由两点间的距离公式,得方程组:解得或∵△AMN为锐角三角形,∴,则,又B在曲线段C上,则曲线段C的方程为例7如图所示,设抛物线与圆在x轴上方的交点为A、B,与圆在x由上方的交点为C、D,P为AB中点,Q为CD的中点.(1)求.(2)求△ABQ 面积的最大值.分析:由于P、Q均为弦AB、CD的中点,故可用韦达定理表示出P、Q 两点坐标,由两点距离公式即可求出.解:(1)设由得:,由得,同类似,则,(2),∴当时,取最大值.例8 已知直线过原点,抛物线的顶点在原点,焦点在轴的正半轴上,且点和点关于直线的对称点都在上,求直线和抛物线的方程.分析:设出直线和抛物线的方程,由点、关于直线对称,求出对称点的坐标,分别代入抛物线方程.或设,利用对称的几何性质和三角函数知识求解.解法一:设抛物线的方程为,直线的方程为,则有点,点关于直线的对称点为、,则有解得解得如图,、在抛物线上∴两式相除,消去,整理,得,故,由,,得.把代入,得.∴直线的方程为,抛物线的方程为.解法二:设点、关于的对称点为、,又设,依题意,有,.故,.由,知.∴,.又,,故为第一象限的角.∴、.将、的坐标代入抛物线方程,得∴,即从而,,∴,得抛物线的方程为.又直线平分,得的倾斜角为.∴.∴直线的方程为.说明:(1)本题属于点关于直线的对称问题.解法一是解对称点问题的基本方法,它的思路明确,但运算量大,若不仔细、沉着,难于解得正确结果.解法二是利用对称图形的性质来解,它的技巧性较强,一时难于想到.(2)本题是用待定系数法求直线的方程和抛物线方程.在已知曲线的类型求曲线方程时,这种方法是最常规方法,需要重点掌握.例9 如图,正方形的边在直线上,、两点在抛物线上,求正方形的面积.分析:本题考查抛物线的概念及其位置关系,方程和方程组的解法和数形结合的思想方法,以及分析问题、解决问题的能力.解:∵直线,,∴设的方程为,且、.由方程组,消去,得,于是,,∴(其中)∴.由已知,为正方形,,∴可视为平行直线与间的距离,则有,于是得.两边平方后,整理得,,∴或.当时,正方形的面积.当时,正方形的面积.∴正方形的面积为18或50.说明:运用方程(组)的思想和方法求某些几何量的值是解析几何中最基本的、贯穿始终的方法,本题应充分考虑正方形这一条件.例10 设有一颗彗星围绕地球沿一抛物线轨道运行,地球恰好位于抛物线轨道的焦点处,当此彗星离地球为时,经过地球与彗星的直线与抛物线的轴的夹角为,求这彗星与地球的最短距离.分析:利用抛物线有关性质求解.解:如图,设彗星轨道方程为,,焦点为,彗星位于点处.直线的方程为.解方程组得,故..故,得.由于顶点为抛物线上到焦点距离最近的点,所以顶点是抛物线上到焦点距离最近的点.焦点到抛物线顶点的距离为,所以彗星与地球的最短距离为或,(点在点的左边与右边时,所求距离取不同的值).说明:(1)此题结论有两个,不要漏解;(2)本题用到抛物线一个重要结论:顶点为抛物线上的点到焦点距离最近的点,其证明如下:设为抛物线上一点,焦点为,准线方程为,依抛物线定义,有,当时,最小,故抛物线上到焦点距离最近的点是抛物线的顶点.例11 如图,抛物线顶点在原点,圆的圆心是抛物线的焦点,直线过抛物线的焦点,且斜率为2,直线交抛物线与圆依次为、、、四点,求的值.分析:本题考查抛物线的定义,圆的概念和性质,以及分析问题与解决问题的能力,本题的关键是把转化为直线被圆锥曲线所截得的弦长问题.解:由圆的方程,即可知,圆心为,半径为2,又由抛物线焦点为已知圆的圆心,得到抛物线焦点为,设抛物线方程为,∵为已知圆的直径,∴,则.设、,∵,而、在抛物线上,由已知可知,直线方程为,于是,由方程组消去,得,∴.∴,因此,.说明:本题如果分别求与则很麻烦,因此把转化成是关键所在,在求时,又巧妙地运用了抛物线的定义,从而避免了一些繁杂的运算.11.已知抛物线y2=2px(p>0),过焦点F的弦的倾斜角为θ(θ≠0),且与抛物线相交于A、B两点.(1)求证:|AB|=;(2)求|AB|的最小值.(1)证明:如右图,焦点F的坐标为F(,0).设过焦点、倾斜角为θ的直线方程为y=tanθ·(x-),与抛物线方程联立,消去y并整理,得tan2θ·x2-(2p+ptan2θ)x+=0.此方程的两根应为交点A、B的横坐标,根据韦达定理,有x1+x2=.设A、B到抛物线的准线x=-的距离分别为|AQ|和|BN|,根据抛物线的定义,有|AB|=|AF|+|FB|=|AQ|+|BN|=x1+x2+p=.(2)解析:因|AB|=的定义域是0<θ<π,又sin2θ≤1,所以,当θ=时,|AB|有最小值2p.12.已知抛物线y2=2px(p>0)的一条焦点弦AB被焦点F分成m、n两部分,求证:为定值,本题若推广到椭圆、双曲线,你能得到什么结论?解析:(1)当AB⊥x轴时,m=n=p,∴=.(2)当AB不垂直于x轴时,设AB:y=k(x-),A(x1,y1),B(x2,y2),|AF|=m,|BF|=n,∴m=+x1,n=+x2.将AB方程代入抛物线方程,得k2x2-(k2p+2p)x+=0,∴∴==.本题若推广到椭圆,则有=(e是椭圆的离心率);若推广到双曲线,则要求弦AB与双曲线交于同一支,此时,同样有=(e为双曲线的离心率).13.如右图,M是抛物线y2=x上的一点,动弦 ME、MF分别交x轴于A、B 两点,且 |MA|=|MB|.(1)若M为定点,证明:直线EF的斜率为定值;(2)若M为动点,且∠EMF=90°,求△EMF的重心G的轨迹方程.(1)证明:设M(y02,y0),直线ME的斜率为 k(k>0),则直线MF的斜率为-k,直线ME的方程为y-y0=k(x-y02).由得ky2-y+y0(1-ky0)=0.解得y0·y E=,∴y E=,∴x E=.同理可得y F=,∴x F=.∴k EF=(定值).(2)解析:当∠EMF=90°时,∠MAB=45°,所以k=1,由(1)得E((1-y0)2,(1-y0))F((1+y0)2,-(1+y0)).设重心G(x,y),则有消去参数y0,得y2= (x>0).14.在平面直角坐标系中,O为坐标原点,已知两点M(1,-3)、N(5,1),若点C满足= t+(1-t)(t∈R),点C的轨迹与抛物线y2=4x交于A、B两点.(1)求证:⊥;(2)在x轴上是否存在一点P(m,0),使得过点P任作抛物线的一条弦,并以该弦为直径的圆都过原点.若存在,请求出m的值及圆心的轨迹方程;若不存在,请说明理由.(1)证明:由=t+(1-t)(t∈R)知点C的轨迹是M、N两点所在的直线,故点C的轨迹方程是:y+3=·(x-1),即y=x-4.由(x-4)2=4xx2-12x+16=0.∴x1x2=16,x1+x2=12,∴y1y2=(x1-4)(x2-4)=x1x2-4(x1+x2)+16=-16.∴x1x2+y1y2=0.故⊥.(2)解析:存在点P(4,0),使得过点P任作抛物线的一条弦,以该弦为直径的圆都过原点.由题意知:弦所在的直线的斜率不为零,故设弦所在的直线方程为:x=ky+4,代入y2=x,得y2-4ky-16=0,∴y1+y2=4k,y1y2=-16.k OA·k OB==-1.∴OA⊥OB,故以AB为直径的圆都过原点.设弦AB的中点为M(x,y),则x=(x1+x2),y=(y1+y2).x1+x2=ky1+4+ky2+4=k(y1+y2)+8=k·(4k)+8=4k2+8.∴弦AB的中点M的轨迹方程为:消去k,得y2=2x-8.。