抛物线(2)
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课时分层作业(十四) 抛物线的几何性质(二)(建议用时:60分钟)[基础达标练]1.过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,点O 是坐标原点,则|AF |·|BF |的最小值是( )A .2B . 2C .4D .2错误!C [设直线AB 的倾斜角为θ,可得|AF |=错误!,|BF |=错误!,则|AF |·|BF |=错误!×错误!=错误!≥4。
]2.已知抛物线x 2=ay 与直线y =2x -2相交于M ,N 两点,若MN 中点的横坐标为3,则此抛物线方程为( )A .x 2=错误!yB .x 2=6yC .x 2=-3yD .x 2=3yD [设点M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).由错误!消去y ,得x 2-2ax +2a =0,所以x 1+x 22=错误!=3,即a =3,因此所求的抛物线方程是x 2=3y .]3.已知抛物线y 2=2x 的弦AB 的中点的横坐标为错误!,则|AB |的最大值为( )A .1B .2C .3D .4D[设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=3,利用抛物线的定义可知,|AF|+|BF|=x1+x2+1=4,由图可知|AF|+|BF|≥|AB|⇒|AB|≤4,当且仅当直线AB过焦点F时,|AB|取得最大值4。
]4.直线4kx-4y-k=0与抛物线y2=x交于A,B两点,若|AB|=4,则弦AB的中点到直线x+错误!=0的距离等于( ) A.错误!B.2 C.错误!D.4C[易知直线4kx-4y-k=0过抛物线y2=x的焦点错误!,∴|AB|为焦点弦.设A(x1,y1),B(x2,y2),则AB中点N错误!,∴|AB|=x1+x2+p=4。
∴错误!=错误!.∴AB中点到直线x+错误!=0的距离为错误!+错误!=错误!。
]5.已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为x轴,且与圆x2+y2=4相交的公共弦长等于2错误!,则抛物线的方程为()A.y2=3x或y2=-3x B.y2=-3xC.y2=6x D.y2=6x或y2=-6xA[设所求抛物线的方程为y2=2mx(m≠0),设交点A(x1,y1),B(x2,y2)(y1〉0,y2〈0),则|y1|+|y2|=2错误!,即y1-y2=2错误!,由对称性知y2=-y1,∴y1=错误!。
新高考数学复习考点知识专题讲解与练习专题60 抛物线(二)一、单项选择题1.已知抛物线C :y 2=2px(p>0)的焦点为F ,过F 且倾斜角为120°的直线与抛物线C 交于A ,B 两点,若AF ,BF 的中点在y 轴上的射影分别为M ,N ,且|MN|=43,则抛物线C 的准线方程为( )A .x =-1B .x =-2C .x =-32 D .x =-32.已知抛物线C :x 2=2py(p>0)的焦点为F ,抛物线C 的准线与y 轴交于点A ,点M(1,y 0)在抛物线C 上,|MF|=5y04,则tan ∠FAM =( ) A.25 B.52 C.54 D.453.已知抛物线C :y 2=2px(p>0)的焦点为F ,点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 4,a (a>0)在C 上,|AF|=3.若直线AF 与C 交于另一点B ,则|AB|的值是( ) A .12 B .10 C .9 D .4.54.若抛物线y =4x 2上一点到直线y =4x -5的距离最短,则该点的坐标是( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1 B .(0,0) C .(1,2) D .(1,4) 5.已知抛物线y 2=2px(p>0)的焦点弦AB 的两端点坐标分别为A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则y1y2x1x2的值一定等于A .-4B .4C .p 2D .-p 26.已知抛物线C :y 2=4x 与直线y =2x -4交于A ,B 两点(点A 在点B 下方),焦点为F ,则cos ∠AFB=A.45B.35 C .-35 D .-457.(2018·课标全国Ⅰ)设抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,过点(-2,0)且斜率为23的直线与C 交于M ,N 两点,则FM →·FN →=( ) A .5 B .6 C .7 D .8 8.(2021·石家庄市质检)已知抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过点F 和抛物线上一点M(2,22)的直线l 交抛物线于另一点N ,则|NF|∶|FM|等于( )A .1∶2B .1∶3C .1∶ 2D .1∶ 3 9.(2021·衡水中学调研)已知抛物线y 2=4x ,过点P(4,0)的直线与抛物线相交于A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)两个不同的点,则y 12+y 22的最小值为( ) A .12 B .24 C .16 D .32 10.(2021·石家庄市模拟)过抛物线y 2=4x 的焦点的直线l 与抛物线交于A ,B 两点,设点M(3,0).若△MAB 的面积为42,则|AB|=( )A .2B .4C .2 3D .8 二、多项选择题11.(2021·山东高考实战演练仿真卷)已知抛物线x 2=4y 的焦点为F ,经过点F 的直线交抛物线于A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),点A ,B 在抛物线准线上的射影分别为A 1,B 1,以下四个结论中正确的是( ) A .x 1x 2=-4B .|AB|=y 1+y 2+1C .∠A 1FB 1=π2D .AB 的中点到抛物线的准线的距离的最小值为212.(2021·山东高考统一模拟)设M ,N 是抛物线y 2=x 上的两个不同的点,O 是坐标原点.若直线OM 与ON 的斜率之积为-12,则( )A .|OM|+|ON|≥42B .以MN 为直径的圆的面积大于4πC .直线MN 过定点(2,0)D .点O 到直线MN 的距离不大于2 三、填空题与解答题 13.(2021·山东高考统一模拟)已知抛物线y 2=2px(p>0)与直线l :4x -3y -2p =0在第一、四象限分别交于A ,B 两点,F 是抛物线的焦点,若|AF →|=λ|FB →|,则λ=________. 14.(2020·郑州质检)设抛物线y 2=16x 的焦点为F ,经过点P(1,0)的直线l 与抛物线交于A ,B 两点,且2BP →=PA →,则|AF|+2|BF|=________. 15.(2021·四川遂宁市高三三诊)已知点M(0,2),过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线AB 交抛物线于A ,B 两点,若AM →·FM→=0,则点B 的纵坐标为________. 16.(2021·广西柳州模拟)已知抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过点F 的直线交抛物线于A ,B 两点. (1)若AF→=3FB →,求直线AB 的斜率; (2)设点M 在线段AB 上运动,原点O 关于点M 的对称点为点C ,求四边形OACB 面积的最小值.17.(2021·八省联考)已知抛物线y 2=2px 上三点A(2,2),B ,C ,直线AB ,AC 是圆(x -2)2+y 2=1的两条切线,则直线BC 的方程为( )A .x +2y +1=0B .3x +6y +4=0C .2x +6y +3=0D .x +3y +2=0 18.(2019·课标全国Ⅲ)已知曲线C :y =x22,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,求该圆的方程.参考答案1.答案 D 解析 设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),由抛物线C 的焦点为⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,知AF ,BF 的中点的纵坐标分别为y12,y22,则|MN|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪y22-y12=12|y 2-y 1|=43,所以|y 2-y 1|=8 3.由题意知直线AB 的方程为y =-3⎝ ⎛⎭⎪⎫x -p 2,与抛物线方程y 2=2px 联立消去x ,得y =-3·⎝ ⎛⎭⎪⎫y22p -p 2,即3y 2+2py -3p 2=0,所以y 1+y 2=-2p 3,y 1y 2=-p 2,于是由|y 2-y 1|=83,得(y 2+y 1)2-4y 1y 2=192,所以⎝⎛⎭⎪⎫-2p 32+4p 2=192,解得p =6,p 2=3,所以抛物线C 的准线方程为x =-3.故选D.2.答案 D 解析 过点M 向抛物线的准线作垂线,垂足为N ,则|MN|=y 0+p2=5y04,故y 0=2p.又M(1,y 0)在抛物线上,故y 0=12p ,于是2p =12p ,解得p =12, ∴|MN|=54,∴tan ∠FAM =tan ∠AMN =|AN||MN|=45.故选D.3.答案 C 解析 结合抛物线的性质可得p 4+p2=3,解得p =4,所以抛物线方程为y 2=8x ,所以点A 的坐标为(1,22),所以直线AB 的方程为y =-22(x -2),代入抛物线方程,计算B 的坐标为(4,-42),所以|AB|=(x1-x2)2+(y1-y2)2=9.故选C.4.答案 A 解析 设与直线y =4x -5平行的直线为y =4x +m ,由平面几何的性质可知,抛物线y =4x 2上到直线y =4x -5的距离最短的点即为直线y =4x +m 与抛物线相切的点.而对y =4x 2求导得y ′=8x ,又直线y =4x +m 的斜率为4,所以8x =4,得x =12,此时y =4×⎝ ⎛⎭⎪⎫122=1,即切点为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,故选A.5.答案 A 解析 ①若焦点弦AB ⊥x 轴,则x 1=x 2=p 2,则x 1x 2=p24,y 1y 2=-p 2,则y1y2x1x2=-4.②若焦点弦AB 不垂直于x 轴,可设直线AB :y =k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -p 2,联立y 2=2px 得k 2x 2-(k 2p +2p)x +p2k24=0,则x 1x 2=p24.∵y 12=2px 1,y 22=2px 2,∴y 12y 22=4p 2x 1x 2=p 4.又∵y 1y 2<0,∴y 1y 2=-p 2.故y1y2x1x2=-4.故选A.6.答案 D 解析 ∵抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,∴点F 的坐标为(1,0).又∵直线y =2x -4与C 交于A ,B 两点(点A 在点B 下方),∴A ,B 两点坐标分别为(1,-2),(4,4),则FA →=(0,-2),FB →=(3,4),∴cos ∠AFB =FA →·FB →|FA →|·|FB →|=-810=-45.故选D.7.答案 D 解析 过点(-2,0)且斜率为23的直线的方程为y =23(x +2),由⎩⎪⎨⎪⎧y =23(x +2),y2=4x ,得x 2-5x +4=0,设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),则y 1>0,y 2>0,根据根与系数的关系,得x 1+x 2=5,x 1x 2=4.易知F(1,0),所以FM →=(x 1-1,y 1),FN →=(x 2-1,y 2),所以FM →·FN →=(x 1-1)·(x 2-1)+y 1y 2=x 1x 2-(x 1+x 2)+1+4x1x2=4-5+1+8=8.故选D.8.答案 A 解析 方法一:抛物线y 2=4x 的焦点F 的坐标为(1,0),M(2,22),∴直线l 的方程为y =22(x -1).由⎩⎨⎧y2=4x ,y =22(x -1),得2x 2-5x +2=0,解得x =2或x =12,∴点N 的横坐标为12.∵抛物线y 2=4x 的准线方程为x =-1,∴|NF|=32,|MF|=3,∴|NF|∶|MF|=1∶2.故选A.方法二:抛物线y 2=4x 的焦点F 的坐标为(1,0),M(2,22),∴直线l 的方程为y =22(x -1).由⎩⎨⎧y2=4x ,y =22(x -1),得y 2-2y -4=0,解得y =22或y =-2,∴点N 的纵坐标为- 2.过点M 作MM ′⊥x 轴,垂足为M ′,过点N 作NN ′⊥x 轴,垂足为N ′,则△MM ′F ∽△NN ′F ,∴|NF|∶|MF|=|NN ′|∶|MM ′|=|-2|∶22=1∶2.故选A. 方法三:∵M(2,22)是抛物线上的点,且抛物线y 2=4x 的准线方程为x =-1,∴|MF|=3.又1|MF|+1|NF|=2p =1,∴|NF|=32,∴|NF|∶|MF|=1∶2.故选A. 9.答案 D 解析 当直线的斜率不存在时,方程为x =4,由⎩⎨⎧x =4,y2=4x ,得y 1=-4,y 2=4,∴y 12+y 22=32. 当直线的斜率存在时,设其方程为y =k(x -4),由⎩⎨⎧y2=4x ,y =k (x -4),得ky 2-4y -16k =0,∴y 1+y 2=4k ,y 1y 2=-16, ∴y 12+y 22=(y 1+y 2)2-2y 1y 2=16k2+32>32. 综上可知,y 12+y 22≥32. ∴y 12+y 22的最小值为32.故选D. 10.答案 D解析 抛物线y 2=4x 的焦点F 为(1,0),可设直线l 的方程为x =ty +1, 代入抛物线方程,可得y 2-4ty -4=0,设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),可得y 1+y 2=4t ,y 1y 2=-4,则|AB|=1+t2·|y 1-y 2|=1+t2·(y1+y2)2-4y1y2=1+t2·16t2+16, △MAB 的面积为12|MF|·|y 1-y 2|=12×2|y 1-y 2|=42,即16t2+16=42,解得t =±1,则|AB|=1+1·16+16=8.故选D. 11.答案 ACD解析 抛物线x 2=4y 的焦点为F(0,1),易知直线AB 的斜率存在,设直线AB 为y =kx +1.由⎩⎨⎧y =kx +1,x2=4y ,得x 2-4kx -4=0,则x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4,A 正确; |AB|=|AF|+|BF|=y 1+1+y 2+1=y 1+y 2+2,B 不正确;FA1→=(x 1,-2),FB1→=(x 2,-2),∴FA1→·FB1→=x 1x 2+4=0,∴FA1→⊥FB1→,∠A 1FB 1=π2,C 正确;AB 的中点到抛物线的准线的距离d =12(|AA 1|+|BB 1|)=12(y 1+y 2+2)=12(kx 1+1+kx 2+1+2)=12(4k 2+4)≥2.当k =0时取得最小值2,D 正确.故选ACD. 12.答案 CD 解析 不妨设M 为第一象限内的点,①当直线MN ⊥x 轴时,k OM =-k ON ,由k OM ·k ON =-12,得k OM =22,k ON =-22,所以直线OM ,ON 的方程分别为:y =22x 和y =-22x.与抛物线方程联立,得M(2,2),N(2,-2),所以直线MN 的方程为x =2,此时|OM|+|ON|=26, 以MN 为直径的圆的面积S =2π,故A 、B 不正确.②当直线MN 与x 轴不垂直时,设直线MN 的方程为y =kx +m , 与抛物线方程联立消去x ,得ky 2-y +m =0,则Δ=1-4km>0.设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),则y 1y 2=m k ,因为k OM ·k ON =-12,所以y1x1·y2x2=-12, 则2y 2y 1=-x 2x 1=-y 22y 12,则y 1y 2=-2,所以mk =-2,即m =-2k , 所以直线MN 的方程为y =kx -2k ,即y =k(x -2).综上可知,直线MN 为恒过定点Q(2,0)的动直线,故C 正确; 易知当OQ ⊥MN 时,原点O 到直线MN 的距离最大,最大距离为2, 即原点O 到直线MN 的距离不大于2.故D 正确.故选CD. 13.答案 4解析 直线l :当y =0时,x =p2,∴直线l 过抛物线的焦点,A ,F ,B 三点共线, 联立直线与抛物线方程⎩⎨⎧y2=2px ,4x -3y -2p =0,得8x 2-17px +2p 2=0,解得:x A =2p ,x B =p 8,∴|AF|=x A +p 2=52p ,|BF|=x B +p 2=58p ,λ=|AF→||FB →|=4.14.答案 15解析 设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).∵P(1,0),∴BP →=(1-x 2,-y 2),PA →=(x 1-1,y 1).∵2BP →=PA →,∴2(1-x 2,-y 2)=(x 1-1,y 1), ∴x 1+2x 2=3,-2y 2=y 1.将A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)代入抛物线方程y 2=16x ,得y 12=16x 1,y 22=16x 2.又∵-2y 2=y 1,∴4x 2=x 1.又∵x 1+2x 2=3,解得x 2=12,x 1=2.∴|AF|+2|BF|=x 1+4+2(x 2+4)=2+4+2×⎝ ⎛⎭⎪⎫12+4=15.15.答案 -1解析 因为点M(0,2),抛物线y 2=4x 的焦点为F(1,0),所以k MF =2-00-1=-2,由AM →·FM →=0可得AM ⊥FM ,所以直线AM 的斜率k AM =12,所以直线AM 的方程为y -2=12x ,即y =12x +2,由⎩⎪⎨⎪⎧y =12x +2,y2=4x 化简得x 2-8x +16=0,解得x =4,可得点A(4,4), 所以直线AF 的斜率k AF =44-1=43,所以直线AF 的方程为:y =43(x -1), 联立⎩⎪⎨⎪⎧y2=4x ,y =43(x -1),消去x 可得:y 2-3y -4=0,解得y =-1或y =4,所以点B 的纵坐标为-1. 16.答案 (1)3或- 3 (2)4解析 (1)依题意可得,抛物线的焦点为F(1,0),设直线AB :x =my +1,将直线AB 与抛物线联立⎩⎨⎧x =my +1,y2=4x ⇒y 2-4my -4=0.设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4.∵AF →=3FB →⇒y 1=-3y 2⇒m 2=13,∴斜率为1m=3或- 3. (2)S 四边形OACB =2S △AOB =2×12|OF|·|y 1-y 2|=|y 1-y 2|=(y1+y2)2-4y1y2=16m2+16≥4,当m =0时,四边形OACB 的面积最小,最小值为4. 17.答案 B解析 方法一(设而要求):∵A(2,2)在抛物线y 2=2px 上,∴4=4p ,∴p =1,∴y 2=2x ,过A(2,2)作圆C 的切线,设切线斜率为k.则切线方程为:y -2=k(x -2),即kx -y -2k +2=0.∴|2k -0-2k +2|k2+1=1,∴k =±3.当k =3时,切线方程为:y -2=3(x -2),联立⎩⎨⎧y -2=3(x -2),y2=2x ,解得⎩⎨⎧x =2,y =2或⎩⎪⎨⎪⎧x =8-433,y =233-2,则B ⎝⎛⎭⎪⎫8-433,23-63,当k =-3时,切线方程为:y-2=-3(x -2),联立⎩⎨⎧y -2=-3(x -2),y2=2x ,解得⎩⎨⎧x =2,y =2或⎩⎪⎨⎪⎧x =8+433,y =-233-2,则C ⎝ ⎛⎭⎪⎫8+433,-23+63, ∴k BC =-12,y -23-63=-12⎝⎛⎭⎪⎫x -8-433,即3x +6y +4=0,故选B. 方法二(设而不求):∵A(2,2)在抛物线y 2=2px 上,∴4=4p.∴p =1.∴y 2=2x.设B ⎝ ⎛⎭⎪⎫b22,b ,C ⎝ ⎛⎭⎪⎫c22,c ,则BC :2x -(b +c)y +bc =0,AC :2x -(2+c)y +2c =0,可得:|4+2c|4+(2+c )2=1,化简,得:3c 2+12c +8=0.同理,3b 2+12b +8=0,于是b ,c 是方程3t 2+12t +8=0的两个根,∴b +c =-4,bc =83,BC :2x +4y +83=0,即3x +6y +4=0.故选B.18.答案 (1)证明略 (2)x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -522=4或x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -522=2 解析 (1)证明:设D ⎝ ⎛⎭⎪⎫t ,-12,A(x 1,y 1),则x 12=2y 1. 由于y ′=x ,所以切线DA 的斜率为x 1,故y1+12x1-t=x 1. 整理得2tx 1-2y 1+1=0.设B(x 2,y 2),同理可得2tx 2-2y 2+1=0.故直线AB 的方程为2tx -2y +1=0.所以直线AB 过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12. (2)由(1)得直线AB 的方程为y =tx +12.由⎩⎪⎨⎪⎧y =tx +12,y =x22可得x 2-2tx -1=0.于是x 1+x 2=2t ,y 1+y 2=t(x 1+x 2)+1=2t 2+1.设M 为线段AB 的中点,则M ⎝ ⎛⎭⎪⎫t ,t2+12. 由于EM→⊥AB →,而EM →=(t ,t 2-2),AB →与向量(1,t)平行,所以t +(t 2-2)t =0.解得t =0或t =±1.当t =0时,|EM →|=2,所求圆的方程为x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -522=4; 当t =±1时,|EM →|=2,所求圆的方程为x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -522=2.。
抛物线知识点总结(二)引言概述抛物线是一个常见的数学曲线,具有许多重要的性质和应用。
本文将介绍关于抛物线的知识点,包括焦点、直角坐标系中的方程、顶点、开口方向以及抛物线与直线的交点等内容。
正文内容一、焦点1. 定义:焦点是抛物线上所有点到准线的距离都相等的点。
2. 焦距:焦点到准线的距离被称为焦距,记为2p。
3. 焦点的坐标:对于纵轴开口的抛物线,焦点的坐标为(p, 0);对于横轴开口的抛物线,焦点的坐标为(0, p)。
4. 焦半径:焦点到顶点的距离被称为焦半径,记为r。
5. 焦半径的性质:焦半径与焦距之间存在着特定的关系,即r=p/2。
二、方程1. 横轴开口的抛物线方程:y=a(x-h)²+k,其中(h, k)为顶点坐标,纵轴对称轴为x=h。
2. 纵轴开口的抛物线方程:x=a(y-k)²+h,其中(h, k)为顶点坐标,横轴对称轴为y=k。
3. 抛物线的一般方程:Ax² + Bxy + Cy² + Dx + Ey + F = 0,其中A、B、C、D、E、F为常数,且B² - 4AC < 0。
4. 方程的性质:根据方程的形式,可以确定抛物线的开口方向、顶点坐标以及是否与坐标轴相交等信息。
5. 方程的变形:通过配方法或平方完成平方项,可以将抛物线方程转化为标准方程。
三、顶点1. 定义:顶点是抛物线上的最高点或最低点,也是抛物线的对称中心。
2. 顶点的坐标:顶点的横坐标即为方程中的h,纵坐标即为方程中的k。
3. 求顶点的方法:对于已知抛物线方程,可以通过将方程转化为标准形式,得到顶点的坐标。
4. 顶点与焦点的关系:焦点和顶点都是抛物线上的特殊点,它们之间有一定的几何关系。
5. 顶点的性质:顶点是抛物线的最值点,也是对称轴的中点。
四、开口方向1. 横轴开口:当抛物线以横轴为开口时,抛物线的方程为y=a(x-h)²+k。
2. 纵轴开口:当抛物线以纵轴为开口时,抛物线的方程为x=a(y-k)²+h。
第2课时 抛物线的简单几何性质一、抛物线的性质1.抛物线2y =2px(p>0)的简单几何性质(1)对称性:以-y 代y ,方程2y =2px(p>0)不变,因此这条抛物线是以x 轴为对称轴的轴对称图形.抛物线的对称轴叫做抛物线的轴,抛物线只有一条对称轴. (2)顶点:抛物线和它的轴的交点叫做抛物线的顶点.(3)离心率:抛物线上的点到焦点的距离和它到准线的距离的比,叫做抛物线的离心率, (4)通径:过焦点垂直于轴的弦称为抛物线的通径,其长为2p.(5)范围:由y2=2px ≥0,p>0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,这说明抛物线向右上方和右下方无限延伸,p 值越大,它开口越开阔. 2.焦半径抛物线上一点与焦点F 连接的线段叫做焦半径,设抛物线上任一点A(x0,y0),则四种标准方程形式下的焦半径公式为3.p 表示焦点到准线的距离,p >0.p 值越大,抛物线的开口越宽;p 值越小,抛物线的开口越窄。
4.焦点弦问题如图所示:AB 是抛物线y 2=2px (p >0)过焦点F 的一条弦,设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),AB 的中点M (x 0,y 0),抛物线的准线为l .(1)以AB 为直径的圆必与准线l 相切; (2)|AB |=2(x 0+p2)=x 1+x 2+p ;(3)A 、B 两点的横坐标之积、纵坐标之积为定值,即x 1·x 2=42p ,y 1·y 2=2p.题型一、抛物线的对称性例1、正三角形的一个顶点位于坐标原点,另外两个顶点在抛物线y 2=2px (p >0)上,求这个正三角形的边长.[解析] 如图,设正三角形OAB 的顶点A 、B 在抛物线上,且它们坐标分别为(x 1,y 1)和(x 2,y 2)则:y 21=2px 1,y 22=2px 2.又|OA |=|OB |,∴x 21+y 21=x 22+y 22,即x 21-x 22+2px 1-2px 2=0,∴(x 1-x 2)(x 1+x 2+2p )=0. ∵x 1>0,x 2>0,2p >0,∴x 1=x 2, 由此可得|y 1|=|y 2|, 即线段AB 关于x 轴对称.由于AB 垂直于x 轴,且∠AOx =30°.∴y 1x 1=tan30°=33,而y 21=2px 1,∴ y 1=23p . 于是|AB |=2y 1=43p . 例2、等腰Rt △ABO 内接于抛物线2y =2px(p>0),O 为抛物线的顶点,OA ⊥OB ,则△ABO 的面积是()A .82pB .42p C .22pD .2p[答案] B题型二、抛物线焦点弦的性质例3、斜率为2的直线经过抛物线y 2=4x 的焦点,与抛物线相交于两点A 、B ,求线段AB 的长. 解∴|AB|=|AF|+|BF|=x1+x2+2=3+2=5. 例4、过抛物线2y =8x 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3,则|AB|的值为_____________.[答案] 10 题型三、最值问题例5、设P 是抛物线y 2=4x 上的一个动点,F 为抛物线焦点.(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.[解析] (1)如图,易知抛物线的焦点为F (1,0),准线方程是x =-1,由抛物线的定义知:点P 到直线x =-1的距离等于点P 到焦点F 的距离.于是,问题转化为:在曲线上求一点P ,使点P 到点A (-1,1)的距离与点P 到F (1,0)的距离之和最小.显然,连AF 交抛物线于P 点,故最小值为22+12,即 5. (2)如图把点B 的横坐标代入y 2=4x 中,得y =±12,因为12>2,所以B 在抛物线内部,自B 作BQ 垂直准线于Q ,交抛物线于P 1.此时,由抛物线定义知: |P 1Q |=|P 1F |.那么|PB |+|PF |≥|P 1B |+|P 1Q | =|BQ |=3+1=4. 即最小值为4. 例6、定点M ⎪⎭⎫⎝⎛310,3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d 1+d 2取最小值时,P 点坐标为( )A .(0,0)B .(1,2)C .(2,2) D.⎪⎭⎫ ⎝⎛-21,81 [答案] C例7、设抛物线C :x 2=2py 的焦点为F ,准线为l ,A 为C 上一点,已知以F 为圆心,F A 为半径的圆F 交l 于B ,D 两点.(1)若∠BFD =90°,△ABD 的面积为42,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.[正解] (1)由已知可得△BFD 为等腰直角三角形,当p >0时,|BD |=2p ,圆F 的半径|F A |=2p ,由抛物线定义可知A 到l 的距离d =|F A |=2p . 因为△ABD 的面积为42,所以12|BD |·d =42,即12·2p ·2p =42,解得p =2,所以F (0,1),圆F 的方程为x 2+(y -1)2=8. 当p <0时,同理可得p =-2,∴F (-1,0), ∴圆F 的方程为x 2+(y +1)2=8.(2)因为A 、B 、F 三点在同一直线m 上,所以AB 为圆F 的直径,∠ADB =90°,由抛物线定义知|AD |=|F A |=12|AB |.所以∠ABD =30°,m 的斜率为33或-33. 当m 的斜率为33时,由已知可设n :y =33x +b ,代入x 2=2py 得x 2-233px -2pb =0. 由于n 与C 只有一个公共点,故Δ=43p 2+8pb =0,解得b =-p 6.因为m 的截距b 1=p 2,|b 1||b |=3,所以坐标原点到m ,n 距离的比值为3. 当m 的斜率为-33时,由图形的对称性可知,坐标原点到m ,n 的距离的比值为3. 课后作业一、选择题1.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,若x 1+x 2=10,则弦AB 的长度为( )A .16B .14C .12D .10[答案] C[解析] 设抛物线的焦点为F ,则|AB |=|AF |+|BF |=x 1+1+x 2+1=x 1+x 2+2=10+2=12. 2.设O 是坐标原点,F 是抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,A 是抛物线上的一点,F A →与x 轴正向的夹角为60°,则|OA |为( )A.214pB.212pC.136p D.1336p [答案] B[解析] 设A (x 1,y 1),直线F A 的方程为y =3(x -p 2),由⎩⎪⎨⎪⎧ y 2=2px y =3(x -p 2),得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=32p y 1=3p. ∴|OA |=x 21+y 21=94p 2+3p 2=212p . 3.过抛物线焦点F 的直线与抛物线相交于A 、B 两点,若点A 、B 在抛物线准线上的射影分别为A 1,B 1,则∠A 1FB 1为( )A .45°B .60°C .90°D .120°[答案] C[解析] 设抛物线方为y 2=2px (p >0). 如图,∵|AF |=|AA 1|,|BF |=|BB 1|, ∴∠AA 1F =∠AF A 1,∠BFB 1=∠FB 1B .又AA 1∥Ox ∥B 1B ,∴∠A 1FO =∠F A 1A ,∠B 1FO =∠FB 1B ,∴∠A 1FB 1=12∠AFB =90°.4.抛物线y 2=2x 的焦点为F ,其准线经过双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左顶点,点M 为这两条曲线的一个交点,且|MF |=2,则双曲线的离心率为( ) A.102B .2 C. 5 D.52[答案] A[解析] F (12,0),l :x =-12,由题意知a =12.由抛物线的定义知,x M -(-12)=2,∴x M =32,∴y 2M =3,∵点(x M ,y M )在双曲线上,∴9414-3b 2=1,∴b 2=38,∴c 2=a 2+b 2=58,∴e 2=c 2a 2=58×4=52,∴e =102. 5.已知A 、B 在抛物线y 2=2px (p >0)上,O 为坐标原点,如果|OA |=|OB |,且△AOB 的垂心恰好是此抛物线的焦点F ,则直线AB 的方程是( ) A .x -p =0 B .4x -3p =0 C .2x -5p =0D .2x -3p =0[答案] C[解析] 如图所示:∵F 为垂心,F 为焦点,OA =OB ,∴OF 垂直平分AB . ∴AB 为垂直于x 轴的直线设A 为(2pt 2,2pt )(t >0),B 为(2pt 2,-2pt ), ∵F 为垂心,∴OB ⊥AF ,∴k OB ·k AF =-1, 即-(2pt )2(2pt 2-p 2)·2pt 2=-1,解得t 2=54∴AB 的方程为x =2pt 2=52p ,∴选C.二、填空题6.已知过抛物线y 2=6x 焦点的弦长为12,则此弦所在直线的倾斜角是__________________.[答案] π4或3π4[解析] 设直线的倾斜角为θ,由题意得12=2p sin 2θ=6sin 2θ,∴sin 2θ=12,∴sin θ=±22,∵θ∈[0,π),∴θ=π4或3π4.7.设抛物线y 2=8x 的焦点为F ,准线为l ,P 为抛物线上一点,P A ⊥l ,A 为垂足.如果直线AF 的斜率为-3,那么|PF |=__________________.[答案] 8[解析] 如图,k AF =-3,∴∠AFO =60°,∵|BF |=4,∴|AB |=43, 即P 点的纵坐标为43, ∴(43)2=8x ,∴x =6, ∴|P A |=8=|PF |. 三、解答题8.如图,有一张长为8,宽为4的矩形纸片ABCD ,按如图所示的方法进行折叠,使每次折叠后点B 都落在AD 边上,此时记为B ′(注:图中EF 为折痕,点F 也可落在CD 边上).过点B ′作B ′T ∥CD 交EF 于点T ,求点T 的轨迹方程.[解析] 如图,以边AB 的中点O 为原点,AB 所在的直线为y 轴建立平面直角坐标系,则B (0,-2).连结BT ,由折叠知|BT |=|B ′T |.∵B ′T ∥CD ,CD ⊥AD ,∴B ′T ⊥AD .根据抛物线的定义知,点T 的轨迹是以点B 为焦点,AD 所在直线为准线的抛物线的一部分.设T (x ,y ).∵|AB |=4.即定点B 到定直线AD 的距离为4,∴抛物线的方程为x 2=-8y .在折叠中,线段AB ′的长度|AB ′|在区间[0,4]内变化,而x =|AB ′|,∴0≤x ≤4,故点T 的轨迹方程为x 2=-8y (0≤x ≤4).9.定长为3的线段AB 的端点A 、B 在抛物线y 2=x 上移动,求AB 中点到y 轴距离的最小值,并求出此时AB 中点M 的坐标.[解析] 如图,设F 是抛物线y 2=x 的焦点,A 、B 两点到准线的垂线分别是AC 、BD ,M 点到准线的垂线为MN ,N 为垂足,则|MN |=12(|AC |+|BD |),根据抛物线定义得|AC |=|AF |,|BD |=|BF |,∴|MN |=12(|AF |+|BF |)≥|AB |2=32.设M 点的横坐标为x ,则|MN |=x +14,∴x =|MN |-14≥32-14=54,等号成立的条件是弦AB 过点F , 由于|AB |>2p =1,∴AB 过焦点是可能的,此时M 点到y 轴的最短距离是54,即AB 的中点横坐标为54.当F 在AB 上时,设A 、B 的纵坐标分别为y 1、 y 2,则y 1y 2=-p 2=-14,从而(y 1+y 1)2=y 21+y 22+2y 1y 2=2×54-12=2,∴y 1+y 2=±2, ∴M 点的坐标为(54,±22)时,M 到y 轴距离的最小值为54.。