抛物线例题
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一、 第一讲: 抛物线标准方程 二、 考点、热点回顾一、定义: 在平面内,及一个定点F 和一条定直线l(l 不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫抛物线.即:的轨迹是抛物线。
则点若M MNMF,1 三、 (定点F 叫做抛物线的焦点, 定直线l 叫做抛物线的准线。
)标准方程:设定点F 到定直线l 的距离为p(p 为已知数且大于0).取过焦点F 且垂直于准线l 的直线为x 轴, x 轴及l 交于K, 以线段KF 的垂直平分线为y 轴, 建立直角坐标系抛物线上的点M(x, y)到l的距离为d, 抛物线是集合p={M||MF|=d}.化简后得: y2=2px(p>0).由于焦点和准线在坐标系下的不同分布情况, 抛物线的标准方程有四种情形(列表如下):二、典型例题(2)例1.(1)已知抛物线的标准方程是y2=6x, 求它的焦点坐标和准线方程;已知抛物线的焦点坐标是F(0, -2), 求它的标准方程.方程是x2=-8y.例2.根据下列所给条件, 写出抛物线的标准方程:(1)焦点是F(3, 0);(3)焦点到准线的距离是2.答案是:(1)y2=12x;(2)y2=-x;(3)y2=4x, y2=-4x, x2=4y, x2=-4y.三、课堂练习1.抛物线y2=4x的焦点到准线的距离是________答案:2解析: 解析: 抛物线y2=4x的焦点F(1,0), 准线x=-1.∴焦点到准线的距离为2.2.分别求适合下列条件的抛物线的标准方程:(1)过点(-3,2);(2)焦点在直线x-2y-4=0上.答案:解析: 解: (1)设抛物线方程为y2=-2px或x2=2py(p>0), 则将点(-3,2)代入方程得2p=或2p=, 故抛物线方程为y2=-x或x2=y.(2)①令x=0, 由方程x-2y-4=0, 得y=-2.∴抛物线的焦点为F(0, -2).设抛物线方程为x2=-2py(p>0), 则由=2, 得2p=8. ∴所求抛物线方程为x2=-8y.②令y=0,由方程x-2y-4=0,得x=4.∴抛物线的焦点为F(4,0).设抛物线方程为y2=2px(p>0), 则由=4, 得2p=16.∴所求抛物线方程为y2=16x.综上, 所求抛物线方程为y2=16x或x2=-8y.3.已知抛物线的顶点在原点, 对称轴是x轴, 抛物线上的点M(-3, m)到焦点的距离等于5, 求抛物线的方程和m的值解法一: 由焦半径关系, 设抛物线方程为y2=-2px(p>0), 则准线方因为抛物线上的点M(-3, m)到焦点的距离|MF|及到准线的距离得p=4.因此, 所求抛物线方程为y2=-8x.又点M(-3, m)在此抛物线上, 故m2=-8(-3).解法二: 由题设列两个方程, 可求得p和m. 由学生演板. 由题意在抛物线上且|MF|=5, 故四、课后作业1.分别求适合下列条件的抛物线的标准方程:(1)过点(-3,2);(2)焦点在直线x-2y-4=0上.答案:解析: (1)设抛物线方程为y2=-2px或x2=2py(p>0), 则将点(-3,2)代入方程得2p=或2p=, 故抛物线方程为y2=-x或x2=y.(2)①令x=0, 由方程x-2y-4=0, 得y=-2.∴抛物线的焦点为F(0, -2).设抛物线方程为x2=-2py(p>0), 则由=2, 得2p=8. ∴所求抛物线方程为x2=-8y.②令y=0,由方程x-2y-4=0,得x=4.∴抛物线的焦点为F(4,0).设抛物线方程为y2=2px(p>0), 则由=4, 得2p=16.∴所求抛物线方程为y2=16x.综上, 所求抛物线方程为y2=16x或x2=-8y.2.若抛物线y2=-2px(p>0)上有一点M, 其横坐标为-9, 它到焦点的距离为10, 求抛物线方程和M点的坐标.解析: 解: 由抛物线的定义, 设焦点F(-, 0). 则准线为x=.设M到准线的距离为|MN|,则|MN|=|MF|=10, 即-(-9)=10, ∴p=2. 故抛物线方程为y2=-4x.将M(-9,y),代入抛物线方程得y=±6. 故M(-9,6)或M(-9,-6).3.已知抛物线C的焦点F在x轴的正半轴上, 点A(2, )在抛物线内. 若抛物线上一动点P到A.F两点距离之和的最小值为4, 求抛物线C的方程.解析: 解: 设抛物线方程为y2=2px(p>0), 其准线为x=-, 过P点作抛物线准线的垂线, 垂足为H(图略), 由定义知, |PH|=|PF|.∴|PA|+|PF|=|PA|+|PH|, 故当H、P、A三点共线时, |PA|+|PF|最小. ∴|PA|+|PF|的最小值为+2=4, p=4, 即抛物线C的方程为y2=8x.4.动圆M经过点A(3,0)且及直线l: x=-3相切, 求动圆圆心M的轨迹方程.解:设圆M及直线l相切于点N. ∵|MA|=|MN|, ∴圆心M到定点A(3,0)和定直线x=-3的距离相等.根据抛物线的定义, M在以A为焦点, l为准线的抛物线上.∵=3,∴p=6. ∴圆心M的轨迹方程为y2=12x.第二讲: 抛物线简单几何性质一、考点、热点回顾定义: 在平面内,及一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫抛物线.补充:1.通径: 通过焦点且垂直对称轴的直线, 及抛物线相交于两点, 连接这两点的线段叫做抛物线的通径。
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.。
第七节 抛 物 线 2019考纲考题考情1.抛物线的概念平面内与一个定点F 和一条定直线l (F ∉l )的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,点F 叫做抛物线的焦点,直线l 叫做抛物线的准线。
2.抛物线的标准方程与几何性质 标准 方程y 2=2px (p >0)y 2=-2px (p >0)x 2=2py (p >0)x 2=-2py (p >0)p 的几何意义:焦点F 到准线l 的距离图形顶点 O (0,0)对称轴 y =0x =0焦点 F ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0 F ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2,0 F ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,p 2 F ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-p 2 离心率e =100抛物线焦点弦的6个常用结论设AB是过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),则(1)x1x2=p24,y1y2=-p2。
(2)弦长|AB|=x1+x2+p=2psin2α(α为弦AB的倾斜角)。
(3)以弦AB为直径的圆与准线相切。
(4)过焦点垂直于对称轴的弦长等于2p(通径)。
(5)S△AOB=p22sinθ(θ为AB的倾斜角).(6)1|AF|+1|BF|为定值2p.考点一抛物线的定义及应用【例1】(1)已知抛物线x2=4y上一点A纵坐标为4,则点A到抛物线焦点的距离为()A.10B.4C.5D.15(2)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l,P为C上一点,PQ垂直l 于点Q,M,N分别为PQ,PF的中点,MN与x轴相交于点R,若∠NRF=60°,则|FR|等于()A.12B.1C.2 D.4解析(1)抛物线x2=4y的准线方程为y=-1,点A到准线的距离为5,根据抛物线定义可知点A到焦点的距离为5。
故选C。
(2)因为M,N分别是PQ,PF的中点,所以MN∥FQ,且PQ∥x轴。
又∠NRF=60°,所以∠FQP=60°。
由抛物线定义知|PQ|=|PF|,所以△FQP为正三角形。
练习:1、已知抛物线2y ax bx c =++(a <0)过A (2-,0)、O (0,0)、B (3-,1y )、C (3,2y )四点,则1y 与2y 的大小关系是( A )A .1y >2yB .1y 2y =C .1y <2yD .不能确定 2、二次函数y =ax 2+bx +c 的图象如图所示,下列结论错误..的是( B ) A. ab <0 B. ac <0C. 当x <2时,函数值随x 增大而增大;当x >2时,函数值随xD. 二次函数y =ax 2+bx +c 的图象与x 轴交点的横坐标就是方程ax 2+bx +c =0的根.3、如图是二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)在平面直角坐标系中的图象,根据图形判断 ①c >0;②a +b +c <0;③2a -b <0;④b 2+8a >4ac 中,正确的是(填写序号) ② 、④ .4、二次函数221=++-y ax x a 的图象可能是( B )5、在反比例函数ay x=中,当0x >时,y 随x 的增大而减小,则二次函数2y ax ax =-的图象大致是下图中的( A )6、在同一坐标系中一次函数y ax b =+和二次函数2y ax bx =+的图象可能为( A )7、已知二次函数2y ax bx c =++(0a ≠)的图象如图所示,有下列结论:( D )①240b ac ->; ②0abc >; ③80a c +>;④930a b c ++<. 其中,正确结论的个数是A. 1B. 2C. 3D. 48、已知二次函数2y ax bx c =++(a ≠0)的图象开口向上,并经过点AB A .B .C .(-1,2),(1,0) . 下列结论正确的是( D)A. 当x >0时,函数值y 随x 的增大而增大B. 当x >0时,函数值y 随x 的增大而减小C. 存在一个负数x 0,使得当x <x 0时,函数值y 随x 的增大而减小;当x > x 0时,函数值y 随x 的增大而增大D. 存在一个正数x 0,使得当x <x 0时,函数值y 随x 的增大而减小;当x >x 0时,函数值y 随x 的增大而增大 9、已知二次函数)0(2≠++=a c bx ax y 的图象如图所示,有下列5个结论:① 0>abc ;② c a b +<;③ 024>++c b a ;④ b c 32<; ⑤ )(b am m b a +>+,(1≠m 的实数)其中正确的结论有(B )A. 2个B. 3个C. 4个D. 5个10、如图是二次函数y =ax 2+bx +c 图象的一部分,图象过点A (-3,0),对称轴为x =-1.给出四个结论:①b 2>4ac ;②2a +b =0;③a -b +c =0;④5a <b .其中正确结论是( B ). A.②④B. ①④C. ②③D. ①③11、已知二次函数y =x 2-x+a (a >0),当自变量x 取m 时,其相应的函数值小于0,那么下列结论中正确的是( B )(A) m -1的函数值小于0 (B) m -1的函数值大于0(C) m -1的函数值等于0 (D) m -1的函数值与0的大小关系不确定12、定义[,,a b c ]为函数2y ax bx c =++的特征数, 下面给出特征数为[2m ,1 – m , –1– m ] 的函数的一些结论:① 当m = – 3时,函数图象的顶点坐标是(31,38); ② 当m > 0时,函数图象截x 轴所得的线段长度大于23; ③ 当m < 0时,函数在x >41时,y 随x 的增大而减小; ④ 当m ≠ 0时,函数图象经过同一个点. 其中正确的结论有( B )A. ①②③④B. ①②④C. ①③④D. ②④(Ⅳ) 二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)图象的平移二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)平移:a 不变,函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)移),,对于旋转、对称变换也是一样。
抛物线题型一抛物线的定义及其应用【典型例题】1. 设抛物线y2=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|=( )A.43B.8C.83D.162. 已知点P是抛物线y2=4x 上的动点,点P在y 轴上的射影是M,点A 的坐标是(4,a),则当|a|>4时,|PA|+|PM|的最小值是________.3. 已知点P(2,y)在抛物线y2=4x 上,则P 点到抛物线焦点F的距离为( )A.2 B.3 C. 3 D. 2【提分秘籍】1.定点F不能在定直线l上,因为若定点F在定直线l上,则动点的轨迹为过点F且垂直于l 的直线而非抛物线.2.抛物线的定义实质上给出了一个重要的内容:可将抛物线上的点到焦点的距离转化为到准线的距离,可以使运算化繁为简.3. 利用抛物线的定义可解决的常见问题(1)轨迹问题:用抛物线的定义可以确定动点与定点、定直线距离有关的轨迹是否为抛物线;(2)距离问题:涉及抛物线上的点到焦点的距离、到准线的距离问题时,注意利用两者之间的转化在解题中的应用.提醒:注意一定要验证定点是否在定直线上.题型二抛物线的标准方程与几何性质【典型例题】1. 已知直线l过抛物线C的焦点,且与C的对称轴垂直,l与C交于A、B两点,|AB|=12,P 为C的准线上一点,则△ABP 的面积为( )A.18 B.24 C.36 D.482. 已知抛物线C与双曲线x2-y2=1有相同的焦点,且顶点在原点,则抛物线C的方程是( )A.y2=±22x B.y2=±2xC.y2=±4x D.y2=±42x3. 如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F 的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若|BC| =2|BF|,且|AF|=3,则此抛物线的方程为( )A .y 2 =9xB .y 2 =6xC .y 2 =3xD .y 2 =3 x4. 过抛物线y 2 =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.22 B. 2 C. 223 D .2 2【提分秘籍】1.抛物线焦点弦的几个常用结论设AB 是过抛物线y 2=2px(p>0)焦点F 的弦,若A(x 1,y 1 ),B(x 2 ,y 2 ),则(1)x 1x 242p = ,y 1y 2 =-p 2 . (2)弦长|AB|=x 1 +x 2 +p =α2sin 2p (α为弦AB 的倾斜角). (3) pFB FA 2||1||1=+(4)以弦AB 为直径的圆与准线相切.2.求抛物线的标准方程的方法及注意事项(1)方法:求抛物线的标准方程常用待定系数法,因为未知数只有p ,所以,只需一个条件确定p 值即可;(2)注意事项:因为抛物线方程有四种标准形式,因此求抛物线方程时,需先定位,再定量.题型三 直线与抛物线的位置关系【典型例题】1. 如图,在直角坐标系xOy 中,点P (1,21) 到抛物线C :y 2 =2px(p>0)的准线的距离为45,点M(t,1)是C 上的定点,A ,B 是C 上的两动点,且线段AB 被直线OM 平分.(1)求p ,t 的值;(2)求△ABP 面积的最大值.2. 在平面直角坐标系xOy 中,直线l 与抛物线y 2 =4x 相交于不同的A 、B 两点.(1)如果直线l 过抛物线的焦点,求 OA · OB 的值;(2)如果OA · OB =-4,证明直线l 必过一定点,并求出该定点.【提分秘籍】设直线方程Ax +By +C =0与抛物线方程y =2px(p>0)联立,消去x 得到关于y 的方程my 2 +ny +l =0.(1)位置关系与其判别式Δ的关系:方程特征 交点个数 位置关系直线与抛物线 m=0 1 直线与抛物线的对称轴平行或重合,两者相交m ≠0, ∆>02 相交 m ≠0, ∆=0 1 相切 m ≠0, ∆<0 0 相离(2)相交问题的求解通法: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.注意:涉及弦的中点、斜率时,一般用“点差法”求解.【跟踪练习】1.曲线y =x e 5 +2在点(0,3)处的切线方程为________.2.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 的交点为F ,则直线BF 的斜率为( )A. 21B. 32C. 43D. 343.已知抛物线C :y 2 =8x 的焦点为F ,准线为l ,P 是l 上一点,Q 是直线 PF 与C 的一个交点.若FP =4FQ ,则|QF|=( )A.27 B .3C. 25 D .24.已知两条抛物线E 1 :y 2=2p 1 x(p 1>0)和E 2:y 2=2p 2 x(p 2>0),过原点O 的两条直线l 1 和l 2 ,l 1 与E 1 ,E 2分别交于A 1 ,A 2 两点,l 2 与E 1 ,E 2 分别交于B 1 ,B 2 两点.(1)证明:A 1B 2 ∥A 1 B 2 ;(2)过O 作直线l(异于l 1 ,l 2)与E 1,E 2 分别交于C 1 ,C 2 两点,记△A 1 B 1 C 1 与△A 2 B 2 C 2 的面积分别为S 1 与S 2 ,求21S S 的值.5.在平面直角坐标系xOy 中,点M 到点F(1,0)的距离比它到y 轴的距离多 1. 记点M 的轨迹为C.(1)求轨迹C 的方程;(2)设斜率为k 的直线l 过定点P(-2,1),求直线l 与轨迹C 恰好有一个公共点、两个公共点、三个公共点时k 的相应取值范围.6.如图,正方形ABCD 和正方形DEFG 的边长分别为a ,b(a <b),原点O 为AD 的中点,抛物线y 2 =2px(p >0)经过C ,F 两点,则ab =________.7.已知抛物线C :y 2=2px(p>0)的焦点为F ,直线y =4与y 轴的交点为P ,与C 的交点为Q ,且|QF|= 45|PQ|. (1)求C 的方程;(2)过F 的直线l 与C 相交于A ,B 两点,若AB 的垂直平分线l ′与C 相交于M ,N 两点,且A ,M , B ,N 四点在同一圆上,求l 的方程.8.设F 为抛物线C :y 2=3x 的焦点,过F 且倾斜角为30°的直线交C 于A ,B 两点,O 为坐标原点,则△OAB 的面积为( ) A. 433 B. 839 C. 3263 D. 499.已知抛物线C :y 2 =2px(p >0)的焦点为F ,A 为C 上异于原点的任意一点,过点A 的直线l 交C 于另一点B ,交x 轴的正半轴于点D ,且有|FA|=|FD|.当点A 的横坐标为3时,△ADF 为正三角形.(1)求C 的方程.(2)若直线l 1∥l ,且l 1和C 有且只有一个公共点E.①证明直线AE 过定点,并求出定点坐标.②△ABE 的面积是否存在最小值?若存在,请求出最小值;若不存在,请说明理由.10.如图所示,曲线C 由上半椭圆C 1:12222=+bx a y (a>b>0,y≥0)和部分抛物线C 2:y =-x 2+1(y≤0)连接而成,C 1与C 2的公共点为A ,B ,其中C 1的离心率为23 . (1)求a ,b 的值;(2)过点B 的直线l 与C 1,C 2分别交于点P ,Q(均异于点A ,B),若AP ⊥AQ ,求直线l 的方程.11.抛物线y 2=4x 的焦点到双曲线1322=-y x 的渐近线的距离是( ) A. 21 B. 23 C .1 D. 3 312.若抛物线y 2=2px 的焦点坐标为(1,0),则p =________;准线方程为 ________.13.抛物线x 2=2py(p>0)的焦点为F ,其准线与双曲线13322=-y x 相交于A ,B 两点,若△ABF 为等边三角形,则p =________.14. 设抛物线的顶点在坐标原点,准线方程为x =-2,则抛物线的方程是 ( )A .y 2=-8xB .y 2=-4xC .y 2=8xD .y 2 =4x15.过点(0,1)作直线,使它与抛物线y 2 =4x 仅有一个公共点,这样的直线有( )A .1条B .2条C .3条D .4条16.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 .2B .18C .2或18D .4或1617.已知点P 为抛物线y 2=2x 上的动点,点P 到准线的距离为d ,且点P 在y 轴上的射影是M ,点A (27,4),则|PA|+|PM|的最小值是( ) A.27 B .4 C.29 D .5 18.若点P 到定点F(4,0)的距离比它到直线x +5=0 的距离小1,则点P 的轨迹方程是( )A .y 2 =-16xB .y 2 =-32xC .y 2 =16xD .y 2 =16x 或y =0(x<0)19.已知直线l :4x -3y +6=0和直线l :x =-1,抛物线y 2=4x 上一动点P 到直线l 和直线l 的距离之和的最小值是( )A.553 B .2 C. 511 D .320.已知A 、B 为抛物线C :y 2=4x 上的不同两点,F 为抛物线C 的焦点,若FA =-4FB ,则直线AB 的斜率为( )A .± 32 B .± 23 C .± 43 D .± 3421.已知过点P(4,0)的直线与抛物线y 2=4x 相交于A(x 1,y 1 )、B(x 2 ,y 2 )两点,则y 12+y 22 的最小值是________.22.如图所示是抛物线形拱桥,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.23. 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.24. 抛物线关于x轴对称,它的顶点在坐标原点,点P(1,2),A(x1 ,y 1),B(x 2,y 2)均在抛物线上.(1)写出该抛物线的方程及其准线方程;(2)当PA与PB 的斜率存在且倾斜角互补时,求y1 +y2的值及直线AB的斜率.25. 设P(x1,y1 ),Q(x2,y2 )是抛物线y2=2px(p>0)上相异两点,Q,P 到y 轴的距离的积为4且OP·OQ=0,PQ 交x轴于E.(1)求该抛物线的标准方程;(2)过Q的直线与抛物线的另一交点为R,与x轴的交点为T,且Q为线段RT 的中点,试求弦PR长度的最小值.。
《抛物线》典型例题12例典型例题一例1 指出抛物线的焦点坐标、准线方程. (1)y x 42= (2))0(2≠=a ay x分析:(1)先根据抛物线方程确定抛物线是四种中哪一种,求出p ,再写出焦点坐标和准线方程.(2)先把方程化为标准方程形式,再对a 进行讨论,确定是哪一种后,求p 及焦点坐标与准线方程.解:(1)2=p ,∴焦点坐标是(0,1),准线方程是:1-=y (2)原抛物线方程为:x ay 12=,a p 12=∴①当0>a 时,ap 412=,抛物线开口向右, ∴焦点坐标是)0,41(a ,准线方程是:a x 41-=. ②当0<a 时,a p 412-=,抛物线开口向左, ∴焦点坐标是)0,41(a ,准线方程是:ax 41-=. 综合上述,当0≠a 时,抛物线2ay x =的焦点坐标为)0,41(a ,准线方程是:ax 41-=. 典型例题二例2 若直线2-=kx y 与抛物线x y 82=交于A 、B 两点,且AB 中点的横坐标为2,求此直线方程.分析:由直线与抛物线相交利用韦达定理列出k 的方程求解.另由于已知与直线斜率及弦中点坐标有关,故也可利用“作差法”求k .解法一:设),(11y x A 、),(22y x B ,则由:⎩⎨⎧=-=xy kx y 822可得:04)84(22=++-x k x k .∵直线与抛物线相交,0≠∴k 且0>∆,则1->k . ∵AB 中点横坐标为:2842221=+=+∴kk x x , 解得:2=k 或1-=k (舍去). 故所求直线方程为:22-=x y .解法二:设),(11y x A 、),(22y x B ,则有22212188x y x y ==.两式作差解:)(8))((212121x x y y y y -=+-,即2121218y y x x y y +=--. 421=+x x 444)(22212121-=-+=-+-=+∴k x x k kx kx y y ,448-=∴k k 故2=k 或1-=k (舍去). 则所求直线方程为:22-=x y .典型例题三例3 求证:以抛物线的焦点弦为直径的圆心与抛物线的准线相切. 分析:可设抛物线方程为)0(22>=p px y .如图所示,只须证明12MM AB =,则以AB 为直径的圆,必与抛物线准线相切. 证明:作l AA ⊥1于l BB A ⊥11,于1B .M 为AB 中点,作l MM ⊥1于1M ,则由抛物线的定义可知:BF BB AF AA ==11,在直角梯形A A BB 11中:AB BF AF BB AA MM 21)(21)(21111=+=+=AB MM 211=∴,故以AB 为直径的圆,必与抛物线的准线相切. 说明:类似有:以椭圆焦点弦为直径的圆与相对应的准线相离,以双曲线焦点弦为直径的圆与相应的准线相交.典型例题四例4(1)设抛物线x y 42=被直线k x y +=2截得的弦长为53,求k 值. (2)以(1)中的弦为底边,以x 轴上的点P 为顶点作三角形,当三角形的面积为9时,求P 点坐标.分析:(1)题可利用弦长公式求k ,(2)题可利用面积求高,再用点到直线距离求P 点坐标.解:(1)由⎩⎨⎧+==kx y x y 242得:0)44(422=+-+k x k x设直线与抛物线交于),(11y x A 与),(22y x B 两点.则有:4,122121k x x k x x =⋅-=+[][])21(5)1(54)(5))(21(22212212212k k k x x x x x x AB -=--=-+=-+=∴53)21(5,53=-∴=∴k AB ,即4-=k (2)9=∆S ,底边长为53,∴三角形高5565392=⨯=h ∵点P 在x 轴上,∴设P 点坐标是)0,(0x 则点P 到直线42-=x y 的距离就等于h ,即55612402220=+--x 10-=∴x 或50=x ,即所求P 点坐标是(-1,0)或(5,0).典型例题五例5 已知定直线l 及定点A (A 不在l 上),n 为过A 且垂直于l 的直线,设N 为l 上任一点,AN 的垂直平分线交n 于B ,点B 关于AN 的对称点为P ,求证P 的轨迹为抛物线.分析:要证P 的轨迹为抛物线,有两个途径,一个证明P 点的轨迹符合抛物线的定义,二是证明P 的轨迹方程为抛物线的方程,可先用第一种方法,由A 为定点,l 为定直线,为我们提供了利用定义的信息,若能证明PN PA =且l PN ⊥即可. 证明:如图所示,连结PA 、PN 、NB .由已知条件可知:PB 垂直平分NA ,且B 关于AN 的对称点为P .∴AN 也垂直平分PB .则四边形PABN 为菱形.即有PN PA =...l PN l AB ⊥∴⊥则P 点符合抛物线上点的条件:到定点A 的距离与到定直线的距离相等,所以P 点的轨迹为抛物线.典型例题六例6 若线段21P P 为抛物线)0(2:2>=p px y C 的一条焦点弦,F 为C 的焦点,求证:p F P FP 21121=+. 分析:此题证的是距离问题,如果把它们用两点间的距离表示出来,其计算量是很大的.我们可以用抛物线的定义,巧妙运用韦达定理,也可以用抛物线的定义与平面几何知识,把结论证明出来.证法一:)0,2(pF ,若过F 的直线即线段21P P 所在直线斜率不存在时, 则有p F P F P ==21,p p p F P FP 2111121=+=+∴. 若线段21P P 所在直线斜率存在时,设为k ,则此直线为:)0)(2(≠-=k px k y ,且设),(),,(222111y x P y x P .由⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=)2()2(p x k y px k y 得:04)2(22222=++-p k x k p x k 2221)2(k k p x x +=+∴ ①4221p x x =⋅ ②根据抛物线定义有:p x x P P px F P p x F P ++=∴+=+=21211211,2,2则F P F P F P F P F P F P 21212111⋅+=+4)(2)2)(2(22121212121p x x p x x p x x p x p x p x x +++++=++++= 请将①②代入并化简得:p F P FP 21121=+ 证法二:如图所示,设1P 、2P 、F 点在C 的准线l 上的射影分别是'1P 、'2P 、F ',且不妨设1122P P m n P P '=<=',又设2P 点在F F '、11P P'上的射影分别是A 、B 点,由抛物线定义知,p F F m F P n F P ='==,,12又AF P 2∆∽12BP P ∆,1221P P F P BP AF =∴即nm nn m n p +=-- pn m mnn m p 2112)(=+∴=+∴ 故原命题成立.典型例题七例7 设抛物线方程为)0(22>=p px y ,过焦点F 的弦AB 的倾斜角为α,求证:焦点弦长为α2sin 2pAB =. 分析:此题做法跟上题类似,也可采用韦达定理与抛物线定义解决问题.证法一:抛物线)0(22>=p px y 的焦点为)0,2(p,过焦点的弦AB 所在的直线方程为:)2(tan px y -=α由方程组⎪⎩⎪⎨⎧=-=px y p x y 2)2(tan 2α消去y 得:0tan )(tan 4tan 422222=+-αααp p x设),(),,(2211y x B y x A ,则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅+=+=+4)cot 21(tan )2(tan 22122221p x x p p x x ααα 又)(tan 2121x x y y -=α[]ααααααααα242222222222122122212sin 2sin 14)cot 1(cot 4sec 44)cot 1()tan 1(4)()tan 1())(tan 1(pp p p p x x x x x x AB =⋅=+⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅-++=-++=-+=∴即α2sin 2pAB =证法二:如图所示,分别作1AA 、1BB 垂直于准线l .由抛物线定义有:ααcos cos 11⋅-==+⋅==BF p BB BF p AF AA AF于是可得出:αcos 1-=p AF αcos 1+=pBFαααα22sin 2cos 12cos 1cos 1p pp p BFAF AB =-=++-=+=∴ 故原命题成立.典型例题八例8 已知圆锥曲线C 经过定点)32,3(P ,它的一个焦点为F (1,0),对应于该焦点的准线为1-=x ,过焦点F 任意作曲线C 的弦AB ,若弦AB 的长度不超过8,且直线AB 与椭圆22322=+y x 相交于不同的两点,求 (1)AB 的倾斜角θ的取值范围.(2)设直线AB 与椭圆相交于C 、D 两点,求CD 中点M 的轨迹方程. 分析:由已知条件可确定出圆锥曲线C 为抛物线,AB 为抛物线的焦点弦,设其斜率为k ,弦AB 与椭圆相交于不同的两点,可求出k 的取值范围,从而可得θ的取值范围,求CD 中点M 的轨迹方程时,可设出M 的坐标,利用韦达定理化简即可.解:(1)由已知得4=PF .故P 到1-=x 的距离4=d ,从而d PF = ∴曲线C 是抛物线,其方程为x y 42=.设直线AB 的斜率为k ,若k 不存在,则直线AB 与22322=+y x 无交点. ∴k 存在.设AB 的方程为)1(-=x k y由⎩⎨⎧-==)1(42x k y x y 可得:0442=--k y ky 设A 、B 坐标分别为),(11y x 、),(22y x ,则:442121-=⋅=+y y ky y222122122212)1(44)(1))(11(k k y y y y k k y y kAB +=-++=-+=∴∵弦AB 的长度不超过8,8)1(422≤+∴k k 即12≥k 由⎩⎨⎧=+-=223)1(22y x x k y 得:0)1(24)32(2222=-+-+k x k x k∵AB 与椭圆相交于不同的两点,32<∴k 由12≥k 和32<k 可得:31<≤k 或13-≤<-k 故3tan 1≤≤θ或1tan 3-<<-θ 又πθ<≤0,∴所求θ的取值范围是:34πθπ<≤或4332πθπ≤< (2)设CD 中点),(y x M 、),(33y x C 、),(44y x D由⎩⎨⎧=+-=223)1(22y x x k y 得:0)1(24)32(2222=-+-+k x k x k 9325313231322232)1(2,324222224322132243<+≤∴<≤+-=∴+=+=+-=⋅+=+∴k k k x k k x x x k k x x k k x x则323211522<+-≤k 即3252<≤x . 3)1(2)1(23221222222+-⋅-⋅=+=∴-=x y x y k k x x y k 化简得:032322=-+x y x∴所求轨迹方程为:)3252(032322<≤=-+x x y x典型例题九例9 定长为3的线段AB 的端点A 、B 在抛物线x y =2上移动,求AB 的中点到y 轴的距离的最小值,并求出此时AB 中点的坐标.分析:线段AB 中点到y 轴距离的最小值,就是其横坐标的最小值.这是中点坐标问题,因此只要研究A 、B 两点的横坐标之和取什么最小值即可. 解:如图,设F 是x y =2的焦点,A 、B 两点到准线的垂线分别是AC 、BD ,又M 到准线的垂线为MN ,C 、D 和N 是垂足,则2321)(21)(21=≥+=+=AB BF AF BD AC MN .设M 点的横坐标为x ,纵坐标为y ,41+=x MN ,则454123=-≥x .等式成立的条件是AB 过点F . 当45=x 时,41221-=-=P y y ,故 22122)(212221221=-=++=+x y y y y y y , 221±=+y y ,22±=y . 所以)22,45(±M ,此时M 到y 轴的距离的最小值为45. 说明:本题从分析图形性质出发,把三角形的性质应用到解析几何中,解法较简.典型例题十例10 过抛物线px y 2=的焦点F 作倾斜角为θ的直线,交抛物线于A 、B 两点,求AB 的最小值. 分析:本题可分2πθ=和2πθ≠两种情况讨论.当2πθ≠时,先写出AB 的表达式,再求范围. 解:(1)若2πθ=,此时p AB 2=. (2)若2πθ≠,因有两交点,所以0≠θ. )2(tan p x y AB -=θ:,即2tan py x +=θ.代入抛物线方程,有0tan 222=--p y py θ. 故θθ22222212csc 44tan 4)(p p p y y =+=-, θθθ2222212212tan csc 4tan )()(p y y x x =-=-. 故θθθ422222csc 4)tan 11(csc 4p p AB =+=. 所以p p AB 2sin 22>=θ.因2πθ≠,所以这里不能取“=”. 综合(1)(2),当2πθ=时,p AB 2=最小值. 说明:(1)此题须对θ分2πθ=和2πθ≠两种情况进行讨论; (2)从解题过程可知,抛物线点弦长公式为θ2sin 2pl =; (3)当2πθ=时,AB 叫做抛物线的通径.通径是最短的焦点弦. 典型例题十一例11 过抛物线px y 22=)0(>p 的焦点F 作弦AB ,l 为准线,过A 、B 作l 的垂线,垂足分别为'A 、'B ,则①''FB A ∠为( ),②B AF '∠为( ).A .大于等于︒90B .小于等于︒90C .等于︒90D 不确定分析:本题考查抛物线的定义、直线与圆的位置关系等方面的知识,关键是求角的大小以及判定直线与圆是否相切.解:①点A 在抛物线上,由抛物线定义,则21'∠=∠⇒=AF AA ,又x AA //'轴31∠=∠⇒.∴32∠=∠,同理64∠=∠,而︒=∠+∠+∠+∠1804632,∴︒=∠+∠9063,∴︒=∠90''FB A .选C .②过AB 中点M 作l MM ⊥',垂中为'M , 则AB BF AF BB AA MM 21)(21)(21'''=+=+=.∴以AB 为直径的圆与直线l 相切,切点为'M .又'F 在圆的外部,∴︒<∠90'B AF .特别地,当x AB ⊥轴时,'M 与'F 重合,︒=∠90'B AF .即︒≤∠90'B AF ,选B .典型例题十二例12 已知点)2,3(M ,F 为抛物线x y 22=的焦点,点P 在该抛物线上移动,当PF PM +取最小值时,点P 的坐标为__________.分析:本题若建立目标函数来求PF PM +的最小值是困难的,若巧妙地利用抛物线定义,结合图形则问题不难解决.解:如图,由定义知PE PF =,故213=≥≥+=+MN ME PM PF PF PM .取等号时,M 、P 、E 三点共线,∴P 点纵坐标为2,代入方程,求出其横坐标为2,所以P 点坐标为)2,2(.。
抛物线的简单几何性质典型例题————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:ﻩ典型例题一例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)2(,22px k y px y -==联立,解出),)11(,2)11((2222k k p k k p P ++++))11(,2)11((2222k k p kk p Q +--+ 直线OP 的方程为,)11()11(2222x k k k y ++++=即.)11(22x kk y +--=令2px -=,得M 点纵坐标Q M y k k p y =+-=)11(2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px y 22=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1y 、2y ,那么221p y y -=”来证.设),(11y x P 、),(22y x Q 、),(33y x M ,并从px y 22=及)2(px k y -=中消去x ,得到0222=--kp py ky ,则有结论221p y y -=,即122y p y -=.又直线O P的方程为x x y y 11=, 2px -=,得1132x py y -=.因为),(11y x P 在抛物线上,所以p yx 2112=.从而212211113)(2y y p y p py x py y =-=⋅-==.这一证法运算较小.思路三:直线MQ 的方程为o y y =的充要条件是),2(),,2(0200y p y Q y pM -.将直线M O的方程p y y 02-=和直线QF 的方程)2(2220px py py y o --=联立,它的解(x ,y )就是点P的坐标,消去o y 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.典型例题二例2 已知过抛物线)0(22>=p px y 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RA B的最大面积,因过焦点且斜率为1的弦长为定值,故可以AB 为三角形的底,只要确定高的最大值即可.解:设A B所在的直线方程为2p x y -=. 将其代入抛物线方程px y 22=,消去x 得0222=--p py yp y y y y y y AB 44)(222122121=-+⋅=-=∴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b x y +=.代入抛物线方程得0222=+-pb py y 由,0842=-=∆pb p 得2p b =,这时),2(p pR .它到A B的距离为p h 22= ∴△RAB 的最大面积为2221p h AB =⋅.典型例题三例3 直线1l 过点)0,1(-M ,与抛物线x y 42=交于1P 、2P 两点,P 是线段1P 2P 的中点,直线2l 过P和抛物线的焦点F,设直线1l 的斜率为k .(1)将直线2l 的斜率与直线1l 的斜率之比表示为k 的函数)(k f ; (2)求出)(k f 的定义域及单调区间.分析:2l 过点P及F ,利用两点的斜率公式,可将2l 的斜率用k 表示出来,从而写出)(k f ,由函数)(k f 的特点求得其定义域及单调区间.解:(1)设1l 的方程为:)1(+=x k y ,将它代入方程x y 42=,得0)42(2222=+-+k x k x k设),(),(),(222111y x P y x P y x P 、、,则2222212,24k k x k k x x -=-=+ 将222k k x -=代入)1(+=x k y 得:ky 2=,即P点坐标为)2,2(22k k k -.由x y 42=,知焦点)0,1(F ,∴直线2l 的斜率22221122kk k k k k -=--= ∴函数211)(kk f -=. (2)∵2l 与抛物线有两上交点,∴0≠k 且04)42(422>--=∆k k 解得01<<-k 或10<<k∴函数)(k f =的定义域为{}1001<<<<-k k k 或 当)0,1(-∈k 时,)(k f 为增函数.典型例题四例4 如图所示:直线l 过抛物线px y 22=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)2,2(121pt pt 与)2,2(222pt pt .则211t t k CD += ∴l 的方程为)2()(21px t t y -⋅+-=∵直线l 平分弦CD∴CD 的中点))(),((212221t t p t t p ++在直线l 上, 即]2)()[()(22212121p t t p t t t t p -++-=+,化简得:0)21)((222121=+++t t t t p由0)(21≠+t t p 知0212221=++t t 得到矛盾,所以直线l 不可能是抛物线的弦C D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,∴DF CF =由抛物线定义,),(),,(2211y x D y x C 到抛物线的准线2px -=的距离相等. ∵2121,y y x x -==,∴CD 的垂直平分线l :0=y 与直线l 和抛物线有两上交点矛盾,下略.典型例题五例5 设过抛物线)0(22>=p px y 的顶点O的两弦OA 、O B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),(00y x ;待求得00y x 、的关系后再用动点坐标)(y x ,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),,(),,(),,(002211y x N y x B y x A则:2221212,2px y px y ==,22221214p y y x x ⋅=∴OB OA ⊥ ,1-=⋅∴OB OA k k 即02121=+y y x x042122221=+∴y y py y 021≠y y ,2214p y y -=∴ ①把N 点看作定点,则AB 所在的直线方程为:),(000x x y x y y --=-显然00≠x 0200)(x y x y y x -+-=∴代入,22px y =化简整理得:0)(222020020=+-+y x p y py y x 00≠∴x ,0202021)(2x y x p y y +-=∴ ②由①、②得:020202)(24x y x p p +-=-,化简得)0(02002020≠=-+x px y x 用x 、y 分别表示00y x 、得:)0(0222≠=-+x px y x解法二:点N 在以O A、OB 为直径的两圆的交点(非原点)的轨迹上,设)2,2(2pt pt A ,则以OA 为直径的圆方程为:)()()(242222t t p pt y pt x +=-+-022222=--+pty pt y x ①设)2,2(121pt pt B ,O A⊥OB,则tt t t 1111-=⇒-=在求以OB 为直径的圆方程时以t1-代1t ,可得022)(222=+-+pty px y x t ②由①+②得:0)2)(1(222=-++px y x t)0(0222≠=-+∴x px y x典型例题六例6如图所示,直线1l 和2l 相交于点M ,1l ⊥2l ,点1l N ∈,以A 、B 为端点的曲线段C 上的任一点到2l 的距离与到点N的距离相等,若△AMN 为锐角三角形,7=AM ,3=AN ,且6=BN ,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2l 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1l 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2l 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:),0,)(0(22>≤≤>=y x x x p px y B A 其中A x 、B x 为A 、B的横坐标令,p MN =则)0,2(),0,2(pN p M -,3,17==AN AM ∴由两点间的距离公式,得方程组:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-=++92)2(172)2(22A A A Apx p x px p x解得⎩⎨⎧==14A x p 或⎩⎨⎧==22A x p∵△AMN 为锐角三角形,∴A x p>2,则4=p ,1=A x 又B 在曲线段C 上,4262=-=-=∴pBN x B 则曲线段C 的方程为).0,41(82>≤≤=y x x y典型例题七例7如图所示,设抛物线)10(22<<=p px y 与圆9)5(22=+-y x 在x轴上方的交点为A、B,与圆27)6(22=+-y x 在x 由上方的交点为C 、D,P 为AB 中点,Q 为C D的中点.(1)求PQ .(2)求△AB Q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PQ .解:(1)设),(),,(),,(),,(),,(),,(2211y x Q y x P y x D y x C y x B y x A D D C C B B A A由⎪⎩⎪⎨⎧==+-pxy y x 29)5(222得:016)5(22=+--x p x , P x x x BA -=+=∴5212198)5(222222)(222p p p p x x x x p x x p y y y BA B A B A B A -=+-=++=+=+=由⎪⎩⎪⎨⎧==+-pxy y x 227)6(222得09)6(22=+--x p x , p x x x DC -=+=∴622 )(2222D C DC x x py y y +=+=同1y 类似,229p p y -=则0,12121=-=-y y x x ,1=∴PQ(2)B A B A APQ ABQ x x P y y PQ S S S BPQ -=-⋅=+=∆∆∆2221)1(821022p p p P-=--=10<<p ,∴当21=p 时,ABQ S ∆取最大值21. 典型例题八例8 已知直线l 过原点,抛物线C 的顶点在原点,焦点在x 轴的正半轴上,且点)0,1(-A 和点)8,0(B 关于直线l 的对称点都在C 上,求直线l 和抛物线C 的方程.分析:设出直线l 和抛物线C 的方程,由点A 、B 关于直线l 对称,求出对称点的坐标,分别代入抛物线方程.或设α=∠Ox B ',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C 的方程为px y 22=)0(>p ,直线l 的方程为kx y =)0(≠k , 则有点)0,1(-A ,点)8,0(B 关于直线l 的对称点为),(11'y x A 、),(22'y x B ,则有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=⋅+-⋅=,11,2121111k x y x k y 解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=+-=;12,1121221k k y k k x⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=⋅-⋅=+,18,2282222k x y x k y 解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=+=.1)1(8,11622222k k y k k x 如图,'A 、'B 在抛物线上∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+⋅=+-+-⋅=+.1162)1()1(64,112)1(42222222222k k p k k k k p k k 两式相除,消去p ,整理,得012=--k k ,故251±=k , 由0>p ,0>k ,得251+=k .把251+=k 代入,得552=p . ∴直线l 的方程为x y 251+=,抛物线C 的方程为x y 5542=. 解法二:设点A 、B 关于l 的对称点为),(11'y x A 、),(22'y x B , 又设α=∠Ox B ',依题意,有1'==OA OA ,8'==OB OB . 故αcos 82=x ,αsin 82=y . 由︒=∠90BOA ,知︒=∠90''OA B .∴ααsin )90cos(1=︒-=x ,ααcos )90sin(1-=︒-=y .又01>x ,02>x ,故α为第一象限的角.∴)cos ,(sin 'αα-A 、)sin 8,cos 8('ααB .将'A 、'B 的坐标代入抛物线方程,得⎪⎩⎪⎨⎧==.cos 16sin 64,sin 2cos 22ααααp p ∴αα33cos sin 8=,即21tan =α从而55sin =α,552cos =α, ∴552=p ,得抛物线C 的方程为x y 5542=. 又直线l 平分OB B '∠,得l 的倾斜角为︒+=-︒+452290ααα. ∴251sin 1cos )90cos(1)90sin()452tan(+=-=︒++︒+=︒+=αααααk . ∴直线l 的方程为x y 251+=. 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.典型例题九例9 如图,正方形ABCD 的边AB 在直线4+=x y l :上,C 、D 两点在抛物线x y =2上,求正方形ABCD 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4+=x y AB :,CD AB //,∴设CD 的方程为b x y +=,且),(11y x C 、),(22y x D .由方程组⎩⎨⎧+==bx y x y 2,消去x ,得02=+-b y y ,于是 121=+y y ,b y y =21,∴21211y y k CD -+=(其中1=k ) ∴)41(24)(221221b y y y y CD -=-+⋅=.由已知,ABCD 为正方形,AD CD =,∴CD 可视为平行直线AB 与CD 间的距离,则有24bCD -=,于是得24)41(2bb -=-.两边平方后,整理得,01282=++b b ,∴6-=b 或2-=b .当6-=b 时,正方形ABCD 的面积50)241(22=+==CD S .当2-=b 时,正方形ABCD 的面积18)81(22=+==CD S .∴正方形ABCD 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.典型例题十例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410⨯d km 时,经过地球与彗星的直线与抛物线的轴的夹角为︒30,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px y 22=,0>p ,焦点为)0,2(p F , 彗星位于点),(00y x P 处.直线PF 的方程为)2(33p x y -=.解方程组⎪⎩⎪⎨⎧-==),2(33,22p x y px y 得2)347(p x ±=, 故2)347(0p x ±=. p p p p x PF )324(|22)347(|332|2|3320±=-±=-=. 故d p =±)324(,得d p 232±=. 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d p 4322±=,所以彗星与地球的最短距离为410432⨯+d km 或410432⨯-d km ,(P 点在F 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),(00y x P 为抛物线px y 22=上一点,焦点为)0,2(p F ,准线方程为2p x -=,依抛物线定义,有220p x p PF ≥+=)0(0≥x ,当00=x 时,PF 最小,故抛物线上到焦点距离最近的点是抛物线的顶点.典型例题十一例11 如图,抛物线顶点在原点,圆x y x 422=+的圆心是抛物线的焦点,直线l 过抛物线的焦点,且斜率为2,直线l 交抛物线与圆依次为A 、B 、C 、D 四点,求CD AB +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CD AB +转化为直线被圆锥曲线所截得的弦长问题.解:由圆的方程x y x 422=+,即4)2(22=+-y x 可知,圆心为)0,2(F ,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)0,2(F ,设抛物线方程为x y 82=,BC AD CD AB -=+ ∵BC 为已知圆的直径,∴4=BC ,则4-=+AD CD AB .设),(11y x A 、),(22y x D ,∵FD AF AD +=,而A 、D 在抛物线上,由已知可知,直线l 方程为)2(2-=x y ,于是,由方程组⎩⎨⎧-==).2(2,82x y y 消去y ,得0462=+-x x ,∴621=+x x . ∴1046=+=AD ,因此,6410=-=+CD AB .说明:本题如果分别求AB 与CD 则很麻烦,因此把CD AB +转化成4-=-AD BC AD 是关键所在,在求AD 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.。
抛物线(1)抛物线——二次曲线【例1】P 为抛物线px y 22=上任一点,F 为焦点,则以PF 为直径的圆与y 轴( ).A 相交 .B 相切 .C 相离 .D 位置由P 确定【解析】如图,抛物线的焦点为,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,准线是 :2pl x =-.作PH ⊥l 于H ,交y 轴于Q ,那么PF PH =,且2pQH OF ==.作MN ⊥y 轴于N 则MN 是梯形PQOF 的中位线,()111222MN OF PQ PH PF =+==.故以PF 为直径的圆与y 轴相切,选B.【评注】相似的问题对于椭圆和双曲线来说,其结论则 分别是相离或相交的.(2)焦点弦——常考常新的亮点弦有关抛物线的试题,许多都与它的焦点弦有关.理解并掌握这个焦点弦的性质,对破解这些试题是大有帮助的.【例2】 过抛物线()022p px y =的焦点F 作直线交抛物线于()()1122,,,A x y B x y 两点,求证:(1)12AB x x p =++ (2)pBF AF 211=+ 【证明】(1)如图设抛物线的准线为l ,作1AA l ⊥11111,2pA BB l B AA x ⊥==+于,则AF ,122pBF BB x ==+.两式相加即得:12AB x x p =++(2)当AB ⊥x 轴时,有AF BF p ==,112AF BF p∴+=成立; 当AB 与x 轴不垂直时,设焦点弦AB 的方程为:2p y k x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭.代入抛物线方程:2222p k x px ⎛⎫-= ⎪⎝⎭.化简得:()()222222014p k x p k x k -++=∵方程(1)之二根为x 1,x 2,∴1224k x x ⋅=.()122111212121111112224x x p p p p p AF BF AA BB x x x x x x +++=+=+=+++++ ()()121222121222424x x p x x p p p p p p x x p x x ++++===+++++. 故不论弦AB 与x 轴是否垂直,恒有p BF AF 211=+成立.(3)切线——抛物线与函数l XY FA(x,y)11B(x,y)22A 1B 1l【例3】证明:过抛物线22y px =上一点M (x 0,y 0)的切线方程是:y 0y=p (x+x 0)【证明】对方程22y px =两边取导数:22.py y p y y''⋅=∴=,切线的斜率 00x x p k y y ='==.由点斜式方程:()()20000001p y y x x y y px px y y -=-⇒=-+20021y px =,代入()即得: y 0y=p (x+x 0)(4)定点与定值——抛物线埋在深处的宝藏例如:1.一动圆的圆心在抛物线x y 82=上,且动圆恒与直线02=+x 相切,则此动圆必过定点 ( )()()()().4,0.2,0.0,2.0,2A B C D -显然.本题是例1的翻版,该圆必过抛物线的焦点,选B. 2.抛物线22y px =的通径长为2p ;3.设抛物线22y px =过焦点的弦两端分别为()()1122,,,A x y B x y ,那么:212y y p =-以下再举一例【例4】设抛物线22y px =的焦点弦AB 在其准线上的射影是A 1B 1,证明:以A 1B 1为直径的圆必过一定点【分析】假定这条焦点弦就是抛物线的通径,那么A 1B 1=AB=2p ,而A 1B 1与AB 的距离为p ,可知该圆必过抛物线的焦点.由此我们猜想:一切这样的圆都过抛物线的焦点.以下我们对AB 的一般情形给于证明. 【证明】如图设焦点两端分别为()()1122,,,A x y B x y , 那么:22121112.y y p CA CB y y p =-⇒⋅== 设抛物线的准线交x 轴于C ,那么.CF p =2111111.90A FB CF CA CB A FB ∴∆=⋅∠=︒中故.这就说明:以A 1B 1为直径的圆必过该抛物线的焦点.● 通法 特法 妙法(1)解析法——为对称问题解困排难解析几何是用代数的方法去研究几何,所以它能解决纯几何方法不易解决的几何问题(如对称问题等). 【例5】(07.四川文科卷.10题)已知抛物线 y=-x 2+3上存在关于直线x+y=0对称的相异两点 A 、B ,则|AB|等于( )A.3B.4C.32D.42 【分析】直线AB 必与直线x+y=0垂直,且线段 AB 的中点必在直线x+y=0上,因得解法如下.【解析】∵点A 、B 关于直线x+y=0对称,∴设直线AB 的方程为:y x m =+.由()223013y x m x x m y x =+⎧⇒++-=⎨=-+⎩设方程(1)之两根为x 1,x 2,则121x x +=-.11,22M ⎛⎫- ⎪⎝⎭. 设AB 的中点为M (x 0,y 0),则120122x x x +==-.代入x+y=0:y 0=12.故有从而1m y x =-=.直线AB 的方程为:1y x =+.方程(1)成为:220x x +-=.解得:2,1x =-,从而1,2y =-,故得:A (-2,-1),B (1,2).AB ∴=,选C.(2)几何法——为解析法添彩扬威 虽然解析法使几何学得到长足的发展,但伴之而来的却是难以避免的繁杂计算,这又使得许多考生对解析几何习题望而生畏.针对这种现状,人们研究出多种使计算量大幅度减少的优秀方法,其中最有成效的就是几何法.【例6】(07.全国1卷.11题)抛物线24y x =的焦点为F ,准线为l ,经过F x 轴XYAB FA 1B 11M CXOY ABMl x y +=ÿxyM(x,y)F 1(-c ,0)F 2(c,0)O H2:a l x c=-r 1r 2r 2上方的部分相交于点A ,AK l ⊥,垂足为K ,则AKF △的面积( ) A .4B .33C .43D .8【解析】如图直线AF 3AFX=60°. △AFK 为正三角形.设准线l 交x 轴于M ,则2,FM p == 且∠KFM=60°,∴234,43AKF KF S ∆===选C. 【评注】(1)平面几何知识:边长为a 的正三角形的面积用公式23S ∆=计算. (2)本题如果用解析法,需先列方程组求点A 的坐标,,再计算正三角形的边长和面积.虽不是很难,但决没有如上的几何法简单.(3)定义法——追本求真的简单一着许多解析几何习题咋看起来很难.但如果返朴归真,用最原始的定义去做,反而特别简单. 【例7】(07.湖北卷.7题)双曲线22122:1(00)x y C a b a b-=>>,的左准线为l ,左焦点和右焦点分别为1F 和2F ;抛物线2C 的线为l ,焦点为21F C ;与2C 的一个交点为M ,则12112F F MF MF MF -等于( )A .1-B .1C .12-D .12【分析】 这道题如果用解析法去做,计算会特别繁杂,而平面几何知识又一时用不上,那么就从最原始的定义方面去寻找出路吧.如图,我们先做必要的准备工作:设双曲线的半 焦距c ,离心率为e ,作 MH l H ⊥于,令 1122,MF r MF r ==.∵点M 在抛物线上, 1112222,MF MF r MH MF r e MH MF r ∴=====故,这就是说:12||||MF MF 的实质是离心率e.其次,121||||F F MF 与离心率e 有什么关系?注意到:()1212111122111F F e r r c e a e e MF r r r e +⋅⎛⎫====-=- ⎪⎝⎭. 这样,最后的答案就自然浮出水面了:由于()12112||||11||||F F MF e e MF MF -=-+=-.∴选 A..(4)三角法——本身也是一种解析三角学蕴藏着丰富的解题资源.利用三角手段,可以比较容易地将异名异角的三角函数转化为同名同角的三角函数,然后根据各种三角关系实施“九九归一”——达到解题目的.因此,在解析几何解题中,恰当地引入三角资源,常可以摆脱困境,简化计算.线x y 82=的【例8】(07.重庆文科.21题)如图,倾斜角为a 的直线经过抛物焦点F ,且与抛物线交于A 、B 两点。
《抛物线》典型例题12 例典型例题一例 1 指出抛物线的焦点坐标、准线方程.22(1)x24 y (2)x ay2(a 0)分析:(1)先根据抛物线方程确定抛物线是四种中哪一种,求出p,再写出焦点坐标和准线方程.(2)先把方程化为标准方程形式,再对 a 进行讨论,确定是哪一种后,求p 及焦点坐标与准线方程.解:(1)p 2 ,∴焦点坐标是(0,1),准线方程是:y 12 1 1(2)原抛物线方程为:y2 1 x, 2 p 1 a a①当 a 0时,p 1,抛物线开口向右,2 4a11∴焦点坐标是(1 ,0),准线方程是:x 1.4a 4a②当a 0 时,p 1,抛物线开口向左,2 4a11∴焦点坐标是( ,0),准线方程是:x .4a 4a2 1 1 综合上述,当a 0时,抛物线x ay2的焦点坐标为(1 ,0),准线方程是:x14a 4a 典型例题二例 2 若直线y kx 2与抛物线y28x交于A、B两点,且AB中点的横坐标为2,求此直线方程.分析:由直线与抛物线相交利用韦达定理列出k 的方程求解.另由于已知与直线斜率及弦中点坐标有关,故也可利用“作差法”求 k .故所求直线方程为: y 2x 2 .则所求直线方程为: y 2x 2 .典型例题三例 3 求证:以抛物线的焦点弦为直径的圆心与抛物线的准线相切. 分析:可设抛物线方程为 y 2 2px(p 0).如图所示,只须证明 A 2B MM 1 ,解法一:设 A(x 1, y 1) 、 B(x 2, y 2 ) ,则由:y kx 22y 28x可得:k 2x 2 (4k 8)x 4 0.∵直线与抛物线相交, k 0 且 0, 则k1.∵AB 中点横坐标为: x 1 x 2 4k 82 k 22,解得: k 2 或 k 1舍去).解法二: 设A(x 1,y 1)、B(x 2,y 2) ,则有 y 1 28x 12y28x 2 .两式作差解: ( y 1 y 2)(y 1 y 2) 8(x 1 x 2) ,即y 1 y 2 x 1x28 y 1 y 2x 1 x 2 4 y 1y 2 kx 1 2 kx 2 2 k( x 1 x 2) 4 4k 4 ,k 4k 8 4 故 k2或 k 1 (舍去).1MM 1AB ,故以 AB 为直径的圆,必与抛物线的准线相切.12说明:类似有: 以椭圆焦点弦为直径的圆与相对应的准线相离, 以双曲线焦点弦为直径的圆与相应的准线相交.典型例题四例4(1)设抛物线 y 2 4x 被直线 y 2x k 截得的弦长为 3 5,求 k 值.为 9 时,求 P 点坐标.求 P 点坐标.k 2x 1 x 2 1 k, x 1 x 242 解:( 1)由 yy4x 2x 得: 4x 2 k2(4k 4)x k 2 0AB (1 22)( x 1 x 2)2 5( x 1 x 2)2 4x 1x 2 5 (1 k)2 k 2 5(1 2k)AB 3 5, 5(1 2k) 3 5 ,即 k 4 2)S 9 ,底边长为 3 5 ,∴三角形高 h 2 9 6 535 ∵点 P 在x 轴上,∴设 P 点坐标是 (x 0,0) 则点 P 到直线 y 2x 4的距离就等于 h ,即 0 2 2 22 12655x1或 x 0 5,即所求 P 点坐标是(- 1,0)或( 5,0).典型例题五MM 111 12( AA 1 BB 1) 12(AF2)以(1)中的弦为底边,以x 轴上的点 P 为顶点作三角形,当三角形的面积 分析:(1)题可利用弦长公式求 k ,(2)题可利用面积求高,再用点到直线距离设直线与抛物线交于 A (x 1,y 1)与B (x 2,y 2) 两点.则有:BF )范文 范例 指导 参考例5 已知定直线 l 及定点 A (A 不在 l 上),n 为过A 且垂直于 l 的直线,设 N 为 l 上任一点, AN 的垂直平分线交 n 于 B ,点 B 关于 AN 的对称点为 P ,求证 P 的轨迹为抛物线.分析:要证 P 的轨迹为抛物线, 有两个途径, 一个证明 P 点的轨迹符合抛物线的 定义,二是证明 P 的轨迹方程为抛物线的方程, 可先用第一种方法,由 A 为定点, l 为定直线,为我们提供了利用定义的信息,若能证明 PA PN 且 PN l 即可. 证明: 如图所示,连结 PA 、PN 、NB .由已知条件可知: PB 垂直平分 NA ,且 B 关于 AN 的对称点为 P . ∴ AN 也垂直平分 PB .则四边形 PABN 为菱形.即有 PA PN .AB l. PN l.则 P 点符合抛物线上点的条件:到定点 A 的距离与到定直线的距离相等,所以 P 点的轨迹为抛物线.典型例题六例6 若线段 P 1P 2为抛物线 C:y 2 2px(p 0)的一条 分析: 此题证的是距离问题,如果把它们用两点间 的距离表示出来,其计算量是很大的.我们可以用 抛物线的定义,巧妙运用韦达定理,也可以用抛物线的定义与平面几何知识,把结论证明出来.证法一:F(2p ,0),若过 F 的直线即线段 P 1P 2所在直线斜率不存在时,则有 P 1F P 2F p,111 1 2P 1F P 2F p p p焦点弦, F 为 C 的焦点,求证:1 12 P 1F P 2F p若线段P1P2 所在直线斜率存在时,设为k,则此直线为:y k(x 2p)(k 0) ,且设P1(x1,y1),P2(x2,y2) .k(x p )2得:k(x p )2 k2x2p(k22)xk2p24x 1 x22p(k 22)k2x 1 x 2根据抛物线定义有:P1 F x1 2p,P2F x12p , P1P2 x1 x2 p则 1 1 P1F P2F P1F P2 F P1F P2Fx1x2(x1 2p)(x2 2 )x2 p2p4x1x1x2 2p (x1 x2)1请将①②代入并化简得:112P1F P2F p证法二:如图所示,设P1、P2 、F点在C的准线l 上的射影分别是P1 、P2 、F ,且不妨设P2P2 n m P1P1 ,又设P2 点在FF P1P1 上的射影分别是A、B点,由抛物线定义知,P2 F n, P1F m, FF p又P2 AF ∽P2 BP1 ,AF P2 F BP1 P2P1p(m n ) 2mn 112 m n p即 AB 2psin 2故原命题成立.典型例题七例 7 设抛物线方程为 y 2 2px(p 0) ,过焦点 F 的弦 AB 的倾斜角为 焦点弦长为 AB 2 2p .sin分析: 此题做法跟上题类似,也可采用韦达定理与抛物线定义解决问题. 证法一: 抛物线 y 2 2px( p 0)的焦点为 (2p ,0), 过焦点的弦 AB 所在的直线方程为: y tan ( x 2p ) 由方程组 y tan (x 2p)消去 y 得: y 2 2 px2 2 2 2 24 x 2 tan 2 4 p(tan 2 ) p 2 tan 2,求证:x 1 x2设 A(x 1, y 1),B(x 2,y 2) ,则x1x2p(tan 22)tan 22p4p(1 2cot 2 )又 y 1 y 2 tan ( x 1 x 2 )AB (1 tan 2 )( x 1 x 2)2 (1 tan 2 ) (x 1 x 2) 2 4x 1x 2 (1 tan 2 ) p 2 (1 cot 2 ) 4 p4sec 2 4p 2 cot 2 (1 cot 2 )2p 2 sin1 4 sin证法二: 如图所示,分别作 AA 1、 BB 1垂直于准线 l .由抛物线定义有:AFAA 1 AF cos p BFBB 1pBF cos典型例题八例 8 已知圆锥曲线 C 经过定点 P (3,2 3) ,它的一个焦点为 F (1,0),对应于该 焦点的准线为 x 1,过焦点 F 任意作曲线 C 的弦 AB ,若弦 AB 的长度不超过 8, 且直线 AB 与椭圆 3x 2 2y 2 2 相交于不同的两点,求 ( 1) AB 的倾斜角 的取值范围.(2)设直线 AB 与椭圆相交于 C 、 D 两点,求 CD 中点 M 的轨迹方程. 分析:由已知条件可确定出圆锥曲线 C 为抛物线, AB 为抛物线的焦点弦,设其 斜率为 k ,弦 AB 与椭圆相交于不同的两点, 可求出 k 的取值范围, 从而可得 的 取值范围,求 CD 中点 M 的轨迹方程时,可设出 M 的坐标,利用韦达定理化简即 可.于是可得出:AFp1 cosBFp1 cosABAF BFpp1 cos1 cos2p21 cos2p2sin故原命题成立.解:(1)由已知得PF 4 .故P到x 1 的距离 d 4 ,从而PF d ∴曲线C是抛物线,其方程为y24x .设直线AB的斜率为k,若k 不存在,则直线AB与3x2∴k 存在.设AB的方程为y k ( x 1)4 x 2可得:ky24 y 4k 0 k( x 1)2 y22 无交点.2 由y2y设A、B坐标分别为(x1,y1)、(x2, y2),则:y1y2y1y2 4AB12 (1 k2 )(y1y2)2 1k k2 (y1 y2)2 k4(1 k2 )4y1 y2 k2∵弦AB的长度不超过8,24(1 k 2)k28即k2由y2k(x21)得:(2k23x22 y223)x24k 2x 2(k21)∵AB与椭圆相交于不同的两点,k2由k21和k2 3可得: 1 k故1 tan 3 或 3 tan又0 ,∴所求的取值范围是:3或232) 设CD中点M ( x, y) 、C( x3, y3 )、D(x4,y4)由y2k(x21)得:(2k23)x24k2x3x22 y222(k 21) 0典型例题九例 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 的中点到 y 轴的距离的最小值,并求出此时 AB 中点的坐标.分析: 线段 AB 中点到 y 轴距离的最小值,就是其横坐标的最小值.这是中点坐 标问题,因此只要研究 A 、 B 两点的横坐标之和取什么最小值即可.解:如图,设 F 是y 2 x 的焦点, A 、 B 两点到准线的垂线分别是 AC 、BD , 又M 到准线的垂线为 MN , C 、 D 和N 是垂足,则x34k 22, x 3 x 12k 232 x3 x 42k 2 2k 2 3 1 232k 2 3 k 2 322k 23 9x42(k 2 1) 2k 2 3则2 51 2k 21 2223即25yx12k 2 2k 2322 y 2 2 (x 1)2 22 y 22 ( x 1) 2化简得: 3x 2 2 y 2 3x∴所求轨迹方程为: 3x 22y 23x 0( 2 x 2) 531 3 1 设M 点的横坐标为 x ,纵坐标为 y , MN x ,则 x 42 4等式成立的条件是 AB 过点 F .2 2 21(y 1 y 2) y 1 y 2 2y 1y 2 2x 2 2,y 1 y 2 2 , y5 2 5 所以 M(54, 22) ,此时 M 到y 轴的距离的最小值为 45 .说明:本题从分析图形性质出发, 把三角形的性质应用到解析几何中, 解法较简.典型例题十例 10 过抛物线 y 2 px 的焦点 F 作倾斜角为 的直线,交抛物线于 A 、B 两点, 求 AB 的最小值.分析:本题可分 2 和 2两种情况讨论.当 2 时,先写出 AB 的表达式, 再求范围.解:(1) 若 2 ,此时 AB 2p .11 12( AC BD) 21( AFBF)12AB当x 45时, y 1y 2 P 214,故MN1AB :y tan (x 2p ),即 x ta y n说明:(2) 若 2 ,因有两交点,所以 0.代入抛物线方程,有 ta 2 3n p y tan p 2 0 .故 ( y 2 y 1 ) 2 4 p 2tan 2 4p 2 4p 2 csc( x 2 x 1) 2 ( y 2 y 1)2tan 2 22 csc4 p 2 2tan 故 AB 22 4 p csc (1 12 ) 4p 2 csc 4 tan 2所以 AB 2p 2 sin 2p .因 2 ,所以这里不能取“=” 综合(1)(2) ,当 2 时, AB 最小值 2p .(1) 此题须对 分 2 和 2两种情况进行讨论;的大小以及判定直线与圆是否相切.解:①点 A 在抛物线上,由抛物线定义,则 AA ' AF 1 2, 又 AA ' // x 轴 1 3 . ∴ 2 3,同理 4 6 , 而 2 3 6 4 180 ,∴ 3 6 90 ,∴ A 'FB ' 90 .选 C .②过AB 中点 M 作MM ' l ,垂中为 M ',∴以 AB 为直径的圆与直线 l 相切,切点为 M ' .又 F ' 在圆的外部,∴ AF 'B 90 . 特别地,当 AB x 轴时, M '与 F '重合, AF 'B 90 .即 AF 'B 90 ,选 B .典型例题十二例 12 已知点 M(3,2), F 为抛物线 y 2 2x 的焦点,点 P 在该抛物线上移动, 当 PM PF 取最小值时,点 P 的坐标为 __________ .分析: 本题若建立目标函数来求 PM PF 的最小值是困难的,若巧妙地利用抛则 MM1(AA ' BB ' ) 2 1 12( AF BF ) 1 AB 2物线定义,结合图形则问题不难解决.1 由定义知PF PE ,故PM PF PF PM ME MN 3 .取等号时,M 、P、E三点共线,∴ P点纵坐标为2,代入方程,求出其横坐标为2,所以P点坐标为(2, 2) .。
抛物线焦点弦典型例题设AB 是过抛物线y 2=2px (p >0)焦点F 的弦,若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则(1)x 1·x 2=p 24. (2)y 1·y 2=-p 2.(3)|AB |=x 1+x 2+p =2p sin 2α(α是直线AB 的倾斜角). (4)1|AF |+1|BF |=2p为定值(F 是抛物线的焦点). [典例1] 过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线l 与抛物线交于A ,B 两点,若|AF |=2|BF |,则|AB |等于( )A .4B.92 C .5 D .6[一般解法] 易知直线l 的斜率存在,设为k ,则其方程为y =k (x -1).由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -1),y 2=4x 得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0, 得x A ·x B =1,①关注公众号《品数学》,获取更多干货!因为|AF |=2|BF |,由抛物线的定义得x A +1=2(x B +1),即x A =2x B +1,②由①②解得x A =2,x B =12, 所以|AB |=|AF |+|BF |=x A +x B +p =92. [应用结论] 法一:由对称性不妨设点A 在x 轴的上方,如图,设A ,B 在准线上的射影分别为D ,C ,作BE ⊥AD 于E ,设|BF |=m ,直线l 的倾斜角为θ,则|AB |=3m ,由抛物线的定义知|AD |=|AF |=2m ,|BC |=|BF |=m ,所以cos θ=|AE ||AB |=13,所以tan θ=22,则sin 2θ=8cos 2θ,所以sin 2θ=89.又y 2=4x ,知2p =4,故利用弦长公式|AB |=2p sin 2θ=92. 法二:因为|AF |=2|BF |,1|AF |+1|BF |=12|BF |+1|BF |=32|BF |=2p =1,解得|BF |=32,|AF |=3,故|AB |=|AF |+|BF |=92. [答案] B[典例2] 设F 为抛物线C :y 2=3x 的焦点,过F 且倾斜角为30°的直线交C 于A ,B 两点,O 为坐标原点,则△OAB 的面积为( ) A.334B.938C.6332D.94[一般解法] 由已知得焦点坐标为F ⎝⎛⎭⎫34,0,因此直线AB 的方程为y =33⎝⎛⎭⎫x -34,即4x -43y -3=0.与抛物线方程联立,化简得4y 2-123y -9=0,故|y A -y B |=(y A +y B )2-4y A y B =6.因此S △OAB =12|OF ||y A -y B |=12×34×6=94. [应用结论] 由2p =3,及|AB |=2p sin 2 α,关注公众号《品数学》,获取更多干货! 得|AB |=2p sin 2α=3sin 230°=12. 原点到直线AB 的距离d =|OF |·sin 30°=38, 故S △AOB =12|AB |·d =12×12×38=94. [答案] D[典例3] 如图,过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线交抛物线于点A ,B ,交其准线l 于点C ,若F 是AC 的中点,且|AF |=4,则线段AB 的长为( )A .5B .6 C.163 D.203[一般解法] 如图,设l 与x 轴交于点M ,过点A 作AD ⊥l 交l 于点D ,由抛物线的定义知,|AD |=|AF |=4,由F 是AC 的中点,知|AD |=2|MF |=2p ,所以2p =4,解得p =2,所以抛物线的方程为y 2=4x .设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则|AF |=x 1+p 2=x 1+1=4,所以x 1=3,可得y 1=23,所以A (3,23),又F (1,0),所以直线AF 的斜率k =233-1=3,所以直线AF 的方程为y =3(x -1),代入抛物线方程y 2=4x 得3x 2-10x +3=0,所以x 1+x 2=103,|AB |=x 1+x 2+p =163.故选C. [应用结论] 法一:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则|AF |=x 1+p 2=x 1+1=4,所以x 1=3,又x 1x 2=p 24=1,所以x 2=13,所以|AB |=x 1+x 2+p =3+13+2=163. 法二:因为1|AF |+1|BF |=2p ,|AF |=4,所以|BF |=43,所以|AB |=|AF |+|BF |=4+43=163. [答案] C。
一、(1)设y=(m 2+m)x m 2-2m -1是x 的二次函数,试求m 的值. (2)指出二次函数y=ax 2+bx +c(a ≠0)的自变量x 的取值范围. (3)下列函数中是二次函数的是 [ ](C)y=2(x -1)2+4x ; (D)y =mx 2+n .(4)k 取什么值时,y=(k 2-3k+2)x 2+(k -2)x +k -1各是x 的一次函数?二次函数?(5)已知边长为4的正方形ABCD ,E 、F 分别是BC 、DC 上的点,AE=AF .设△AEF 面积为y ,EC 为x .求y 与x 的函数关系式.二、1.如图2所示过点A(a,0)(a>0)且平行于y 轴的直线与抛物线2x y =及241x y =的交点分别为C 、B 。
(1)求点C 、B 的坐标;(2)求线段BC 的长;(3)△OBC 面积是△OAB 面积的几倍?2.画二次函数252212+-=x x y 的图象,并根据图象回答:(1)x 取什么值时,函数值为零?(2)x 取什么值时,函数值大于或小于零?例1 已知二次函数的图象经过顶点M(-2,1)与点A(2,-47).试求它的关系式.例2 已知二次函数的图象经过A(1,-1),B(2,-3),C(3,-1)三点.试求它的关系式.例3 已知二次函数的图象经过A(-1,0),B(2,0),C(3,12).试求它的关系式.例4 已知二次函数y=ax 2+bx +c(a ≠0)与x 轴两交点的横坐标的和为-2.5,积为-6,且图象经过点P(0,6),试求它的关系式。
例5 已知二次函数图象经过A(-1,-1),B(3,-1),C(2,-7).试求它的解析式.例1 已知抛物线y=ax 2+bx +c(a ≠0)的顶点坐标为M(2,-1),抛物线与x 轴的两个交点和顶点所组成的三角形面积等于4.试求a 、b 、c 的值.例2 已知二次函数的图象的顶点在第二象限,且在直线y=-x 上,顶点与原点的距离为32,图象与x 轴的两个交点间距离等于8,试求它的函数关系式.例1.平行移动二次函数2343432++-=x x y 的图象(开口方向和形状均保持不变),使之与x 轴相交于A 、B 两点,与y 轴相交于C 点,点B 坐标为B(-1,0),且|AC|=|AB|.试求此时二次函数的关系式.例2 以x 为自变量的二次函数y=-x 2+(2m +2)x -(m 2+4m -3)中,m 为不小于0的整数,它的图象与x 轴相交于点A 和点B ,点A 在原点左边,点B 在原点右边.试求这个二次函数的关系式.〔例1〕要用6米长的木料做一个如图所示的窗框.若上、下框的高为1∶2,则长、宽各为多少米时,窗框的光照面积S 最大(中间木档所占面积可忽略不计).〔例2〕快艇和轮船分别从A 地、C 地同时驶出,沿箭头所示方向航行,如图所示,快艇和轮船的速度各为40千米/时和20千米/时,知AC=150千米,求经过多少小时后快艇与轮船间的距离最近?〔例1〕如图所示是抛物线y=ax2+bx+c.(1)确定a、b、c与b2-4ac的符号;(2)写出顶点P与点M、N的坐标;(3)求线段MN的长.〔例2〕设抛物线的对称轴是直线x=1,抛物线与x轴的两个交点间距离是4,与y轴的交点坐标是(0,-6).求这个二次函数的解析式,并求x取什么值时,y随x的增大而增大或减小?x取什么值时,y>0?y<0?(1)图所示是喷灌设备图,水管AB高出地面1.5米,B处是自转的喷水头,喷出的水流呈抛物线状,点B与水流最高点C的连线与水平地面成45°角,BC=22米,求水流落地点D到原点O的距离(精确到0.1米)(3)将进货单价为40元的仿古瓷瓶,按50元一个销售时能卖出500个.如果这类瓷瓶每个涨价1元时,销售量就减少10个.为了获取最大利润,售价应定为多少元?1.求二次函数y=-x2-4x-8的顶点坐标、对称轴方程和最值.2.已知函数y=-2x2-16x-24, (1)求它的顶点坐标;(2)当x为何值时,函数有最值?最值是多少?(3)求图像与x轴交点的坐标;(4)求图像与y轴交点的坐标;(5)x取什么值时y>0?y=0?y<0?(6)x取什么值时,函数值y随x的增大而增大?函数值y随x的增大而减小?【题2】如果把二次函数的图象向左平移2个单位,再向上平移3个单位,此时图象的解析式是y=2x2.求原来的二次函数的解析式.[练习题]1.函数y=-x2+4x-5的图象可看作y=-x2的图象经过怎样的平移得到?2.把二次函数的图象向左平移3个单位再向上平移2个单位,所得图象的解析式为y=x2,求原来的二次函数的解析式.3、设1222)6(-+-+=mmxmmy,问当m为何值时,y是二次函数?4、是否存在实数m,使58722)607(-+-+=mmxmmy为二次函数?5、是否存在实数m,使mmxmy32)4(++=为二次函数?【题4】已知对称轴平行于y轴的抛物线经过点(2,1),又知它与x轴只有一个交点,而且这个交点的横坐标等于该抛物线与y轴交点的纵坐标,求出这个抛物线的函数解析式.[练习题]1、已知对称轴平行于Y轴的抛物线的顶点在直线y=x上,且顶点到原点的距离为2,又知抛物线与X轴两个交点的横坐标之积等于-1,求这个抛物线所对应的二次函数的解析式。
2.在下列条件下,求抛物线的解析式:(1)抛物线过点A(-2,39),B(1,6),C(5,102)三点;(2)抛物线顶点坐标为(3,-2),且图象与x轴的两个交点间距离为4;(3)抛物线过点A(2,0),B(3,0),C(6,8)三点.【题5】已知函数y=-2x2+mx+m的图象如图所示,且|OA|=|OC|,求m的值.[练习题]1.如图,在坐标平面上有三点O(0,0),A (1,0),B(0,1),在线段OB内有一点C,当顶点在第一象限的抛物线y=ax2+bx+c过点A和C时,判断下列的值是正、负或零,并说明理由:(1)a;(2)b;(3)c;(4)b2-4ac;(5)a+b+c;(6)a-b +c;(7)a+b+1.2.设抛物线y=f(x)的形状与抛物线y=-2x2的形状相同,如图所示的条件,求抛物线y=f(x)和直线y=g(x)的解析式.题6】如图,已知函数y =ax 2+bx +c 的图象与x 轴交于A 、B 两点,求A 、B 的坐标.1.已知二次函数y =ax 2+bx +c(a <0,b 2-4ac >0),当x 为何值时,y >0?2.如图,x =1是抛物线 y =ax 2+bx +c 的对称轴,下列四个关系:①a +b +c >0;②a -b +c <0;③abc <0;④3b >2c 中正确的是 [ ](A)仅①成在,②、③、④不成立; (B)①、②成立,③、④、不成立; (C)①、③成立,②、④不成立; (D)①、②、③、④都立.【题7】如图所示,设a 与k 同号,c 与b 也同号,函数y =ax 2+c 与y =kx +b 在同一坐标系内图象正确的是 [ ].1、如图所示,在同一坐标系中,具有函数c ax y +=2与xay =(a ≠0,c ≠0)特征的图象是[ ]2.如图所示,一次函数y =ax +b 与二次函数y =ax 2+bx +c 在同一坐标系内的图象是 [ ] .【题8】m 为何值时,二次函数y =(2m -1)x 2+(m +1)x +(m -4)的值恒为正?[练习题]1.已知二次函数y =mx 2+(m -1)x +m -1有最小值为零,求m 的值.2.二次函数y =(m -5)x 2-(2m +1)x +(m +5)的值恒为负,求m 的取值范围. 【题9】当整数k 为何值时,二次函数y =(3-k)x 2-2(k +1)x +3k -1的图象与x 轴交于横坐标为正数的两个不同点?1.求证二次函数 y =x 2+(k +3)x +2k -k 2不论k 为何值,它的图象与x 轴总有两个交点.2.(1)m 为何值时,二次函数y =x 2+4(m -1)x +(5m +1)(m -1)=0的图象与x 轴交于横坐标为正数的两个不同点.(2)m 为何值时,二次函数y =(m -2)x 2-4mx +2m -6的图象与x 轴的两个不同交点都在x 轴的负方向上?[练习题]1.若3x 2+2y 2=9x ,求x 2+y 2的最大值. 2.设y =(x 1-1)2+(x 2-1)2,其中x 1、x 2是方程x 2-2ax +a +6=0的两个实根.(1)把y 表示成u 的函数;(2)求这个函数的最小值.【题11】 如图,已知边长为4的正方形,截去一角成五边形ABCDE ,其中AF =2,FB =1.在AB 上求一点P ,使矩形PNDM 有最大面积,并求出这个最大的面积.111.△ABC 中,∠B =90°,AB =6cm ,BC =12cm ,点P 从点A 开始沿AB边向点B以1cm/秒的速度移动,点Q从点B开始沿BC边向点C以2cm/秒的速度移动.如果P、Q分别从A、B同时出发,问几秒钟后△PBQ的面积最大.(如图) 2.如图快艇和轮船分别从A地和C地同时开出,各沿箭头所指方向航行,快艇和轮船的速度分别为40km/时和16km/时,已知AC=145km,经过多少时间后,快艇和轮船之间的距离最短?【题12】已知函数y=mx2+2(m-1)x+1-m的图象与x轴有二个不同的交点,求m的取值范围.【题13】用铁片剪制作一个周长为20厘米的扇形零件.(1)试写出扇形的面积与它的半径之间的函数关系式;(2)求半径的取值范围;(3)当半径是多少厘米时,扇形的面积最大?其最大面积是多少?(4)画出图象.。