抛物线.板块二.抛物线的几何性质.教师版 普通高中数学复习讲义Word版
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【例1】 抛物线24y x =上点M 的横坐标为1,则点M 到该抛物线的焦点的距离为( )A .3B .2C .1.5D .1 【考点】抛物线的几何性质 【难度】1星 【题型】选择 【关键字】无 【解析】B ;【答案】B ;【考点】抛物线的几何性质【难度】2星 【题型】选择【关键字】2010年,辽宁高考 【解析】B ;【答案】B ;【例3】 抛物线24x y =-与过焦点且垂直于对称轴的直线交于A ,B 两点,则( )A .84ABO AB S ==△,B .82AOB AB S ==△,C .42AOB AB S ==△,D .44AOB AB S ==△, 【考点】抛物线的几何性质 【难度】2星 【题型】选择 【关键字】无【解析】抛物线24x y =-的焦点为(01)-,,对称轴为y 轴,故点A ,B 的纵坐标为1-,典例分析板块二.抛物线的几何性质代入得其横坐标分别为22-,,故4AB =,14122ABC S ∆=⨯⨯-=,故选C ;【答案】C ;【例4】 过点(12)M ,且以y 轴为准线的抛物线的焦点的轨迹为( )A .圆B .椭圆C .双曲线D .抛物线 【考点】抛物线的几何性质 【难度】星 【题型】选择 【关键字】无【解析】设焦点为F ,则由抛物线的性质,||1FM =.【答案】A ;【例5】 设O 为坐标原点,F 为抛物线24y x =的焦点,A 是抛物线上一点,若4OA AF ⋅=-,则点A 的坐标是( )A .(2,±B .(2,C .(1,2)±D .(1,2) 【考点】抛物线的几何性质 【难度】2星 【题型】选择 【关键字】无【解析】(1,0)F ,不妨设11(,)A x y ,于是有221111111(,)(1,)4x y x y x x y ⋅--=-=--,又2114y x =,故有211340x x +-=,从而14x =-(舍去)或11x =.此时12y =±.【答案】C ;【例6】 抛物线24y x =的弦AB 过定点(20),,则AOB ∠是( )A .锐角B .直角C .钝角D .以上都可能 【考点】抛物线的几何性质 【难度】2星 【题型】选择 【关键字】无【解析】若AB 过点(40),,则AOB ∠为直角,点(20),在点(40),左侧,故为钝角. 【答案】C ;【例7】 已知点P 在抛物线24y x =上,那么点P 到点(21)Q -,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 .114⎛⎫- ⎪⎝⎭,B .114⎛⎫⎪⎝⎭, C .(12), D .(12)-, 【考点】抛物线的几何性质【难度】3星 【题型】选择【关键字】2008年,海南高考【解析】由抛物线的定义知,即求抛物线上的点P ,使得它到准线1x =-的距离与到点(21)Q -,的距离之和最小,如图,过Q 点作准线的垂线,与抛物线交于一点,P 为此点时,有距离和的最小值,故P 的纵坐标为1-.【答案】A ;【例8】 已知点P 是抛物线22y x =上的一个动点,则点P 到点A ()02,的距离与P 到该抛物线准线的距离之和的最小值为( )AB .3 CD .92【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】选择【关键字】2008年,辽宁高考 【解析】抛物线的焦点为02⎛⎫⎪⎝⎭,,由抛物线的定义知,即求抛物线上的点到()02,与到102⎛⎫ ⎪⎝⎭,的距离之和的最小值,结合图象知,即为点()02,与点102⎛⎫⎪⎝⎭,的距离,为= 【答案】A ;【例9】 已知直线1:4360l x y -+=和直线2:1l x =-,抛物线24y x =上一动点P 到直线1l 和直线2l 的距离之和的最小值是( )A .2B .3C .115 D .3716【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】选择【关键字】2009年,四川高考 【解析】直线2:1l x =-为抛物线的准线,由抛物线的定义知, P 到2l 的距离等于P 到抛物线的焦点(10)F ,的距离, 故本题化为在抛物线上找一个点P 使得P 到点(10)F , 和直线2l 的距离之和最小,最小值为(10)F ,到直线 1:4360l x y -+=的距离,即min 2d ==.【答案】A ;【例10】 已知抛物线2:8C y x =的焦点为F ,准线与x 轴的交点为K ,点A 在C上且||||AK AF ,则AFK ∆的面积为( )A .4B .8C .16D .32【考点】抛物线的几何性质【难度】3星 【题型】选择【关键字】2008年,四川高考【解析】边读题边画图.28y x =的焦点(20)F ,,准线2x =-,(20)K -,.设()A x y ,,由AK =,即2222(2)2[(2)]x y x y ++=-+. 化简得:22124y x x =-+-,与28y x =联立,解得:2x =,4y =±.因此1144822AFK A S FK y ∆=⋅⋅=⋅⋅=.【答案】B ;【例11】 设斜率为2的直线l 过抛物线2(0)y ax a =≠的焦点F ,且和y 轴交于点A ,若OAF △(O 为坐标原点)的面积为4,则抛物线方程为( )A .24y x =±B .28y x =±C .24y x =D .28y x = 【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】选择【关键字】2009年,山东高考【解析】04a F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,于是l 的方程为:24a y x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭.令0x =得, 02a A ⎛⎫- ⎪⎝⎭,.14242a a S =⨯⨯-=,解得8a =±.【答案】B ;【例12】 设抛物线C :28y x =的焦点为F ,准线与x 轴相交于点K ,点A 在C上且||||AK AF ,则AFK △的面积为( )A .4B .8C .16D .32【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】选择 【关键字】无【解析】准线方程为2x =-,焦点(20)F ,.不妨设A 点在x 轴上方,如图,过A 作AH 垂直于准线于H,则||||AK AF AH ==,故||||AH HK =设()A A A x y ,,则有22248A A A A y y x y =+=+⇒=,从而2A x =,于是不难知道|||||AF KF AK =,AKF △为直角三角形,11||||44822AKF S AF FK =⋅=⨯⨯=△【答案】B ;【例13】 已知直线()()20y k x k =+>与抛物线2:8C y x =相交于A 、B 两点,F 为C 的焦点.若2FA FB =,则k =( )A .13BC .23D【考点】抛物线的几何性质【难度】3星 【题型】选择【关键字】2009年,全国高考【解析】抛物线2:8C y x =的准线为:2l x =-,直线(2)y k x =+恒过定点(20)P -,.如图过A B ,分别作AM l ⊥于M ,BN l ⊥于N ,由||2||FA FB =,则||2||AM BN =,点B 为AP 的中点.连结OB ,则1||||2OB AF =,∴||||OB BF =.点B 的横坐标为1,故点B的坐标为(1,∴k ==D .【答案】D ;【例14】 连接抛物线24x y =的焦点F 与点(1,0)M 所得的线段与抛物线交于点A ,设点O 为坐标原点,则三角形OAM 的面积为( )A.1-+ B.32 C.1+ D.32【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】选择【关键字】2007年,江西高考【解析】线段FM 所在直线方程1x y +=与抛物线交于00(,)A x y ,联立214x y x y +=⎧⎨=⎩消去x得:2610y y -+=,解得032y =-(较大的值舍去),∴131(322OAM S ∆=⨯⨯-=.【答案】B ;【例15】 设抛物线22y x =的焦点为F,过点)0M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 ,2BF =,则BCF ∆与ACF ∆的面积之比BCFACFS S ∆∆=( )A .45B .23C .47D .12【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】选择【关键字】2009 年,天津高考 【解析】如图,由题知121||21||212B BCF B ACF A Ax S x BC S AC x x ++===++△△, 又13||222B B BF x x =+=⇒=,∴B y =由A 、B 、M 三点共线有M A M BM A M By y y y x x x x --=--,22A x ⇒=, ∴121||31421||214152B BCF B ACF A Ax S x BC S AC x x +++=====+++△△,故选择A . 【答案】A ;【例16】 如图,过抛物线22(0)y px p =>的焦点F 的直线交抛物线于点A 、B ,交其准线于点C ,若2BC BF =,且3AF =,则此抛物线的方程为( )A .232y x =B .23y x =C .292y x =D .29y x =【考点】抛物线的几何性质【难度】3星 【题型】选择【关键字】2009年,宁夏高考模拟 【解析】D ,可知22BC BF BD ==,于是知直线AB 的倾斜角为60︒. 又3AF =,故32A p x +=,32A p x =-,)2A A p y x p ⎫=-=-⎪⎭,由23(3)232p p p ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭得:32p =或92p =.又322p p ->,得32p =.【答案】B ;【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】选择【关键字】2010年,崇文一模【例18】 过抛物线22(0)x py p =>的焦点F 作倾斜角为30︒的直线,与抛物线分别交于A 、B 两点(A 在y 轴左侧),则AF FB= .【考点】抛物线的几何性质 【难度】2星 【题型】填空【关键字】2008年,江西高考【解析】由抛物线的定义知1sin30()2BF AF AB BF AF -=︒=+,于是13AF FB =. 【答案】13;【例19】 设抛物线22(0)y px p =>的焦点为F ,点(02)A ,.若线段FA 的中点B 在抛物线上,则B 到该抛物线准线的距离为 . 【考点】抛物线的几何性质 【难度】2星 【题型】填空【关键字】2010年,浙江高考的准线为l ,过(10)M ,.若AM MB =,则【考点】抛物线的几何性质 【难度】星 【题型】填空【关键字】2010年,全国高考 【解析】2;【答案】2;【例21】 已知F 是抛物线24C y x =:的焦点,A ,B 是C 上的两个点,线段AB 的中点为()22M ,,则ABF ∆的面积等于 . 【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】填空【关键字】2008年,全国高考【解析】易知直线AB 的斜率存在且不为0,设直线方程为2(2)x k y -=-,代入抛物线方程得24880y ky k -+-=,由124222y y k+==,得1k =,即直线AB 方程为y x =,因此A B ,的坐标分别为()00,,()44,,又()10F ,,故不难算出11422ABF S ∆=⨯⨯=. 【答案】2;【例22】 过抛物线24y x =的焦点F 作一直线交抛物线于P 、Q 两点,若线段PF 与FQ 的长分别是p 、q ,则11p q+=_______【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】填空 【关键字】无【解析】设点22121244y y P y Q y ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,,,, 当12||||y y ≠时,由P F Q ,,三点共线得1211222212141444y y y y y y y y -=⇒=---,又22121144y y p q =+=+,,于是2212(1)(1)144y y p q --=⋅=,从而易得111p q +=.当12||||y y =时,只可能PQ 与x 轴垂直,此时也容易验证1121p q p q==+=,.【答案】1;【例23】 直线1y kx =+与抛物线2y x =交于A 、B 两点,设以AB 为直线的圆为圆C ,则坐标原点O 与圆C 的关系为_______. 【考点】抛物线的几何性质 【难度】2星 【题型】填空 【关键字】无【解析】∵OA OB ⊥,故原点O 在圆上.【答案】原点O 在圆上【例24】 已知P 是抛物线216y x =上的一点,它到x 轴的距离为12,则它到焦点的距离为_______. 【考点】抛物线的几何性质 【难度】2星 【题型】填空 【关键字】无【解析】设()P P P x y ,,则12P y =±,代入抛物线方程得212916P x ==,此抛物线的准线方程为4x =-,故P 点到准线的距离为9(4)13--=,故P 点到焦点的距离为13.【答案】13【例25】 抛物线2y x =上到其准线和顶点距离相等的点的坐标为 _____. 【考点】抛物线的几何性质 【难度】2星【题型】填空 【关键字】无【解析】抛物线2y x =的准线l 的方程为14x =-,焦点坐标为F 1(0)4,,设点P 为抛物线上到顶点的距离等于到准线的距离的点,由抛物线定义知,PO PF =,即点P 在线段OF 的中垂线上.线段OF 的中垂线为111(0)48x =+=,代入抛物线方程知4y =,即所求的点的坐标为1(84,或1(84-,.【答案】1(84,或1(84-,.【例26】 抛物线229y x =上一点M 到焦点的距离为738,则点M 到抛物线顶点的距离是 .【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】填空 【关键字】无 【解析】抛物线292y x =的焦点坐标为908⎛⎫⎪⎝⎭,,准线方程为98x =-,设00()M x y ,,由抛物线的定义知097388x ⎛⎫--= ⎪⎝⎭,故08x =,于是06y =±,抛物线的顶点为(00),,故所求距离为10.【答案】10;【例27】 抛物线28y x =的焦点为F ,点P 在抛物线上,若5PF =,则点P 的坐标为_________.【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】填空 【关键字】无【解析】抛物线28y x =的准线方程为2x =-,由抛物线的定义知:P 点到准线的距离等于5PF =,设()P P P x y ,,有(2)5P x --=,且0P x ≥,解得3P x =,代入28y x =,解得P y =±,故点P 的坐标为(3或(3-,;【答案】(3或(3-,;【例28】 已知抛物线2112x y =上有两点P 、Q , 若P 点的横坐标为2,则点P 到焦点的距离为_______; 若Q 点到焦点的距离为9,则Q 点的坐标为______.【考点】抛物线的几何性质 【难度】2星 【题型】填空【关键字】无【解析】2211212x y y x =⇒=,它的准线方程为3x =-,由抛物线的定义知,要求P 到焦点的距离,只需求P 到准线的距离即可,又P 的横坐标为2,故P 到焦点的距离为2(3)5--=;设Q 点的坐标为()P P x y ,,则有(3)9P x --=,且0P x >,故6P x =,代入解得P y =±,故Q点坐标为(6±,; 【答案】5;(6±,【例29】 已知点(32)M ,,F 为抛物线22y x =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__________.【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】填空 【关键字】无【解析】本题若建立目标函数来求PM PF +的最小值是困难的,若巧妙地利用抛物线定义,结合图形则问题不难解决.抛物线22y x =的准线l 的方程为12x =-,过P 点作PE ⊥准线l ,垂足为E , 过M 点作MN ⊥准线l ,垂足为N ,如图, 由定义知PF PE =,故13()2PM PF PM PE ME MN +=+=--≥≥.当M 、P 、E 三点共线时,取到等号,此时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(22),.【答案】(22),【例30】 对于抛物线24y x =上任意一点Q ,点(0)P a ,都满足PQ a ≥,则a 的取值范围是_______.【考点】抛物线的几何性质 【难度】2星 【题型】填空 【关键字】无 【解析】法一:当0a <时,以P 为圆心,||a a =-为半径的圆与 抛物线24y x =相切于原点,故此时满足条件;0a =时,显然满足;当0a >时,要满足条件,需要圆222()x a y a -+=与抛物线24y x =相切或相离,即22(2)0x a x +-=有且只有一个非负根,2(2)0a -≤,即02a <≤. 综上知:(2]a ∈-∞,. 法二:设()Q x y ,,则有24y x =,222222()2(2)PQ x a y x a x a a =-+=+-+≥,即(42)0x x a +-≥对所有的0x ≥恒成立,即24x a -≥对所有的0x ≥恒成立,故2402a a -⇒≤≤,即(2]a ∈-∞,. 【答案】(2]-∞,【例31】 过抛物线22(0)y px p =>的焦点F 作直线l ,交抛物线于A B ,两点,交其准线于C 点.若53CB BF =,则直线l 的斜率为_________.【考点】抛物线的几何性质 【难度】2星 【题型】填空 【关键字】无【解析】由题设易知B 在A C ,之间,A 在x 轴上方时,如图.过B作准线的垂线,垂足为H,由抛物线的性质及已知条件可得3||||||5BH BF BC==,且CBH AFx∠=∠,于是不难知道直线l的斜率为43.类似的,A在x轴下方时,所求斜率为43 -.【答案】43k=±;【例32】已知抛物线21y ax=-的焦点是坐标原点,则以抛物线与两坐标轴的三个交点为顶点的三角形面积为.【考点】抛物线的几何性质【难度】星【题型】填空【关键字】2008年,全国高考【解析】由抛物线21y ax=-的焦点坐标为1(01)4a-,为坐标原点得,14a=,则2114y x=-与坐标轴的交点为(01)(20)(20)--,,,,,,以这三点围成的三角形的面积为14122⨯⨯=.【答案】2;【例33】过抛物线216y x=上的动点P向圆22(4)1x y-+=引切线,则切线长的最小值是_______.【考点】抛物线的几何性质【难度】3星【题型】填空【关键字】无【解析】记圆心为(40)A,,则切线长d=,先求minPA即可.∵A为抛物线的焦点,P是抛物线上任一点,故min 4PA=(此时P在原点位置),故切【例34】 若抛物线24y x =的弦AB 垂直于x 轴,且AB =则抛物线的焦点到直线AB 的距离为_________.【考点】抛物线的几何性质 【难度】2星 【题型】填空 【关键字】无【解析】设直线AB 的方程为0x x =0(0)x >,于是得A B ,的纵坐标分别为±故+=02x =;抛物线的焦点为(1,0),故它到直线AB 的距离为211-=.【答案】1【例35】 过抛物线22(0)y p x P =>的焦点F 作一直线l 与抛物线交于P Q ,两点,作11PP QQ ,垂直于抛物线的准线,垂足分别是11P Q ,,已知线段PF QF ,的长度分别是a b ,,那么11||PQ = .【考点】抛物线的几何性质 【难度】2星 【题型】填空 【关键字】无【解析】如图,由抛物线的定义知11PP a QQ b ==,,过Q 作1PP 的垂线,垂足为H .于是11||||PQ QH ==【答案】【例36】 已知()P x y ,是抛物线28y x =-的准线与双曲线22182x y -=的两条渐近线所围成的三角形平面区域内(含边界)的任意一点,则2z x y =-的最大值为【考点】抛物线的几何性质 【难度】2星 【题型】填空 【关键字】无【解析】2x =-与12y x =±围成的区域,简单的线性规划.【答案】5;【例37】 如果1P ,2P ,…,8P 是抛物线24y x =上的点,它们的横坐标依次为1x ,2x ,…,8x ,F 是抛物线的焦点,若12810x x x +++=,则128PF PF PF +++=_____. 【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】填空 【关键字】无【解析】根据抛物线的定义,可知12ii i pPF x x =+=+(1238i =,,,,), ∴()1281288118PF P F P F x x x +++=++++⨯=. 【答案】18;【例38】 已知圆()22:32A x y -+=,点P 是抛物线2:4C y x =上的动点,过点P 作圆A 的两条切线,则两切线夹角的最大值为 .【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】填空【关键字】2009年,海淀一模【解析】如图,两切线夹角MPN ∠的最大值对应的点P 满足PA 有最小值.设2001,4P y y ⎛⎫⎪⎝⎭,有2222422200*********(4)8416216PA y y y y y ⎛⎫=-+=-+=-+ ⎪⎝⎭, 故当点(1,2)P ±时,对应min PA =此时1sin 2MPA ==∠,从而ππ263MPN =⋅=∠. 【答案】π3;【例39】 如图,抛物线22y px =的弦12P P 交x 轴于点Q ,过1P、2P 分别作x 轴的垂线,垂足为M 、N ,求证:OQ 是OM 和ON 的比例中项.【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】解答 【关键字】无【解析】设点1P 、2P 的坐标分别为11()x y ,、22()x y ,,则直线12P P 的方程为112121y y x x y y x x --=-- …………① 由于点Q 是直线12P P 和x 轴的交点,令0y =得点Q 的横坐标为211212x y x y x y y -=-.点1P 和2P 分别在x 轴的上方和下方,不妨设点1P 在x 轴的上方,点2P 在x 轴的下方,则1y =2y = 代入①,得x ==,所以2OQ OM ON =,即证得OQ 是OM 和ON 的比例中项.【答案】设点1P 、2P 的坐标分别为11()x y ,、22()x y ,,则直线12P P 的方程为 112121y y x x y y x x --=-- …………① 由于点Q 是直线12P P 和x 轴的交点,令0y =得点Q 的横坐标为211212x y x y x y y -=-.点1P 和2P 分别在x 轴的上方和下方,不妨设点1P 在x 轴的上方,点2P 在x 轴的下方,则1y =2y =代入①,得x ==,所以2OQ OM ON =,即证得OQ 是OM 和ON 的比例中项.【例40】 定长为3的线段AB 的两个端点在2y x =上移动,AB 中点为M ,求点M 到x 轴的最短距离. 【考点】抛物线的几何性质【难度】星 【题型】解答 【关键字】无【解析】方法一:可直接利用抛物线设点221122()()A x x B x x ,,,,以及AB 中点为00()M x y ,,用弦长公式及中点公式得出0y 关于0x 的函数表达式,用函数思想求出最短距离.由题设有2222121212022120()()922x x x x x x x x x y ⎧-+-=⎪+=⎨⎪+=⎩由第一个方程得221212()(1())9x x x x -++=,即 22121212(()4)(1())9x x x x x x +-++=.由后两个方程得21200242x x x y =-代入上面的式子,有2220000[42(42)](14)9x x y x --+=.化简得2200022009944(41)1154141y x x x x =+=++-=++≥,即054y ≥. 当202094141x x +=+即02x =时,0min 5()4y =,此时5()24M ±,.方法二:M 到x 轴的距离是一种“点到线距离”,可先 考虑M 到准线的距离,想到用定义.如图,22223MM AA BB AF BF AB =+=+=≥∴232MM ≥,即11342MM +≥,∴154MM ≥,当AB 经过焦点F 时取得最小值.∴M 到x 轴的最短距离为54.【答案】54【例41】 设抛物线22y px =(0p >)的焦点为F ,经过点F 的直线交抛物线于A 、B 两点.点C 在抛物线的准线上,且BC ∥x 轴.证明:直线AC 经过原点O .【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】解答 【关键字】无 【解析】法一:因为抛物线22y px =(0p >)的焦点为02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,,所以经过点F 的直线AB 的方程可设为2px my =+,代入抛物线方程得 2220y pmy p --=.若记()11A x y ,,()22B x y ,,则12y y ,是该方程的两个根,所以212y y p =-.因为BC ∥x 轴,且点C 在准线2p x =-上,所以点C 的坐标为22p y ⎛⎫- ⎪⎝⎭,, 故直线CO 的斜率为211122OA y y p k k p y x ====-. 所以直线AC 经过原点O . 法二:如图,记x 轴与抛物线准线l 的交点为E ,AD EF BC ∥∥. 连结AC ,与EF 相交于点N ,则||||||||||||EN CN BF AD AC AB ==,||||.||||NF AF BC AB = 根据抛物线的几何性质,AF AD =,BF BC =, ∴AD BF AF BC EN NF ABAB⋅⋅===.即点N 是EF 的中点,与抛物线的顶点O 重合,所以直线AC 经过原点O .【答案】法一:因为抛物线22y px =(0p >)的焦点为02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,,所以经过点F的直线AB 的方程可设为2px my =+,代入抛物线方程得 2220y pmy p --=.若记()11A x y ,,()22B x y ,,则12y y ,是该方程的两个根,所以212y y p =-.因为BC ∥x 轴,且点C 在准线2p x =-上,所以点C 的坐标为22p y ⎛⎫- ⎪⎝⎭,, 故直线CO 的斜率为211122OA y y p k k p y x ====-. 所以直线AC 经过原点O . 法二:如图,记x 轴与抛物线准线l 的交点为E ,过A 作AD l ⊥,D 是垂足.则AD EF BC ∥∥. 连结AC ,与EF 相交于点N ,则||||||||||||EN CN BF AD AC AB ==,||||.||||NF AF BC AB = 根据抛物线的几何性质,AF AD =,BF BC =, ∴AD BF AF BC EN NF ABAB⋅⋅===.即点N 是EF 的中点,与抛物线的顶点O 重合,所以直线AC 经过原点O .【例42】 自抛物线24y x =上一点(12)A ,引两弦AM 、AN ,已知两弦的斜率之和为零,求AMN △面积的最大值. 【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】解答 【关键字】无【解析】因0AM AN k k +=知:1MN pk b=-=-,设直线MN 的方程是0x y m ++=,则点A 到直线MN 的距离d =.由204x y m y x ++=⎧⎨=⎩得:2440y y m ++=,12MN y =-=,所以132AMN S MN d ∆=⋅=+,224(1)(3)2(2-2)(3)(3)AMN S m m m m m ∆=-+++=310322332233m m m -++++⎛⎫⋅= ⎪⎝⎭≤,当且仅当223m m -=+即13m =-时,max ()AMN S ∆=【答案】13m =-时,max ()AMN S ∆=【例43】 正方形ABCD 的一条边AB 在直线4y x =+上,顶点C 、D 在抛物线2y x =上,求正方形的边长.【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】解答 【关键字】无【解析】设CD 的方程为y x b =+,由2y x b y x=+⎧⎨=⎩消去x 得20y y b -+=,设11()C x y ,,22()D x y ,,则121y y +=,12y y b =,1212x x y y -=-,∴CD== 又AB 与CD的距离d =4y x =+上的一点(04),即得), 由ABCD2b =-或6b =-.∴正方形的边长为【答案】【例44】 曲线2y x =上两点B 、C ,O 是原点,OB BC ⊥,则当B 移动时,C 的纵坐标的范围. 【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】解答 【关键字】无【解析】设2()B t t ,,2()C y y ,,由题意知0t y t ≠≠,,∵OB BC ⊥,∴2221OB BC t y t k k t y t -=⋅=--,即111t y t ⋅=-+.∴1y t t =--.而1(0)t t t --≠的取值范围为(2][2)-∞-+∞,,(分0t >或0t <,利用基本不等式), 所以C 的纵坐标范围为(2][2)-∞-+∞,,.【答案】(2][2)-∞-+∞,,.【例45】 证明:抛物线上任取四点所组成的四边形不可能是平行四边形. 【考点】抛物线的几何性质【难度】4星 【题型】解答 【关键字】无【解析】直接从正面思考比较困难,可以从反面来考虑,用反证法.不妨设抛物线方程为22(0)y px p =>,,如果抛物线上存在四点形成平行四边形,设这四个点1234A A A A ,,,相应的坐标为()(1234)i i x y i =,,,,,.首先不可能有两个点的纵坐标相等,否则设12y y =,则由22i i y x p=知12x x =,即12A A ,是一个点.其次不可能有一条边与x 轴垂直,若不然,设边12A A 与x 轴垂直,则1212x x y y ==-,.再由平行四边形的性质知12A A 的对边34A A 也与x 轴垂直,3434x x y y ==-, ∵1234||||A A A A =,∴2143||||y y y y -=-,即13|2||2|y y =, 于是13y y =或14y y =,这与没有两个点的纵坐标相等不符. 所以四条边都不与x 轴垂直,也就是它们的斜率都存在. 不妨设四个点按顺时针方向依次为1234A A A A ,,,, 由1234A A A A ∥,知1234A A A A k k =,∴43212143y y y y x x x x --=--,将2(1234)2i i y x i p ==,,,,代入得4321222221342222y y y y y y y y p p p p--=--,化简可得1234y y y y +=+ ………① 同理由2314A A A A ∥,可得3214y y y y +=+ ………② ①②相加,便有24y y =,这与没有两个点纵坐标相等不符. 综上可知抛物线上的四点不可能组成平行四边形.【答案】直接从正面思考比较困难,可以从反面来考虑,用反证法.不妨设抛物线方程为22(0)y px p =>,,如果抛物线上存在四点形成平行四边形,设这四个点1234A A A A ,,,相应的坐标为()(1234)i i x y i =,,,,,. 首先不可能有两个点的纵坐标相等,否则设12y y =,则由22i i y x p=知12x x =,即12A A ,是一个点.其次不可能有一条边与x 轴垂直,若不然,设边12A A 与x 轴垂直,则1212x x y y ==-,.再由平行四边形的性质知12A A 的对边34A A 也与x 轴垂直,3434x x y y ==-,∵1234||||A A A A =,∴2143||||y y y y -=-,即13|2||2|y y =, 于是13y y =或14y y =,这与没有两个点的纵坐标相等不符. 所以四条边都不与x 轴垂直,也就是它们的斜率都存在. 不妨设四个点按顺时针方向依次为1234A A A A ,,,,由1234A A A A ∥,知1234A A A A k k =,∴43212143y y y y x x x x --=--,将2(1234)2i i y x i p ==,,,,代入得4321222221342222y y y y y y y y p p p p--=--,化简可得1234y y y y +=+ ………① 同理由2314A A A A ∥,可得3214y y y y +=+ ………② ①②相加,便有24y y =,这与没有两个点纵坐标相等不符. 综上可知抛物线上的四点不可能组成平行四边形.【例46】 从抛物线22(0)y px p =>上的一个定点A 引两条倾斜角互补的弦AP ,AQ ,则直线PQ 的斜率为定值. 【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】解答 【关键字】无【解析】若定点A 为顶点,则直线PQ 垂直于x 轴;若定点()A a b ,在抛物线上且不是顶点,设直线AP 的方程是()(0)x a k y b k -=-≠,由2()2x a k y b y px-=-⎧⎨=⎩得:22220y pky pkb pa -+-=, 由于22b pa =,故22222222y pky pkb pa y pky pkb b -+-=-+- 22()2()()(2)0y b pk y b y b y pk b =---=--+=,从而2P y pk b =-.同样2Q y pk b =--, 直线PQ 的斜率是22222Q P Q PQQ PQ P P y y y y p py x x y y by p p --===--+-,因此直线PQ 的斜率为定值pb-. 【答案】若定点A 为顶点,则直线PQ 垂直于x 轴;若定点()A a b ,在抛物线上且不是顶点,设直线AP 的方程是()(0)x a k y b k -=-≠,由2()2x a k y b y px-=-⎧⎨=⎩得:22220y pky pkb pa -+-=, 由于22b pa =,故22222222y pky pkb pa y pky pkb b -+-=-+- 22()2()()(2)0y b pk y b y b y pk b =---=--+=,从而2P y pk b =-.同样2Q y pk b =--,直线PQ 的斜率是22222Q P Q PQQ PQ P P y y y y p py x x y y by p p --===--+-,因此直线PQ 的斜率为定值pb-.【例47】 抛物线22(0)y px p =>的弦PQ 的端点与顶点O 的连线成直角时,直线PQ 过定点(20)p ,;反之,抛物线22(0)y px p =>的弦PQ 过定点(20)p ,时,有OP OQ ⊥.【考点】抛物线的几何性质 【难度】3星 【题型】解答 【关键字】无【解析】直线OP 的方程是y kx =(0)k ≠,由22y kx y px =⎧⎨=⎩得:222P P p x k p y k ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,∵OP OQ ⊥,∴直线OQ 的方程为1y x k =-,同理有222Q Qx pky pk ⎧=⎪⎨=-⎪⎩.直线PQ 的斜率是2222122Q P Q P Q Q P Q P P y y y y p ky x x y y k y p p --===-+--, 故直线PQ 的方程是2222()1p k py x k k k -=--,化简得:2(2)1ky x p k =--,(化简思路:化简时将含k 的项移到等式的一边) 故直线PQ 过定点(20)p ,.反之,可设11()P x y ,,22()Q x y ,,直线PQ 为2my x p =-, 连立222my x p y px=-⎧⎨=⎩,消去x 得:22240y pmy p --=,于是2124y y p =-,224212122164224y y p x x p p p p=⋅==, 212212414OP OQy y p k k x x p -⋅=⋅==-,故OP OQ ⊥, 命题得证.推广:抛物线22(0)y px p =>上有定点()A a b ,,抛物线的弦PQ 满足AP AQ ⊥,则直线PQ 过定点.设直线AP 的方程是()(0x a k y b k -=-≠,由2()2x a k y b y px -=-⎧⎨=⎩得:22220y p k y p k b p a -+-=,从而2P y pk b =-,同时2Q py b k=--.直线PQ 的斜率是22222Q P Q P QQ PQ PP y y pyx x y y y p p-==-+-,故直线PQ 的方程是()P P py y x x p pk bk-=---, 化简得:221()22b yp pb k px yb p k ⎛⎫+-=++- ⎪⎝⎭,(注:化简时将含k 的项移到等式的一边)故直线PQ 过定点222b p b p ⎛⎫+- ⎪⎝⎭,. 【答案】直线OP 的方程是y kx =(0)k ≠,由22y kx y px =⎧⎨=⎩得:222P P p x k p y k ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,∵OP OQ ⊥,∴直线OQ 的方程为1y x k =-,同理有222Q Qx pky pk ⎧=⎪⎨=-⎪⎩.直线PQ 的斜率是2222122Q P Q P Q Q P Q P P y y y y p ky x x y y k y p p --===-+--, 故直线PQ 的方程是2222()1p k py x k k k -=--,化简得:2(2)1ky x p k =--,(化简思路:化简时将含k 的项移到等式的一边) 故直线PQ 过定点(20)p ,.反之,可设11()P x y ,,22()Q x y ,,直线PQ 为2my x p =-, 连立222my x p y px=-⎧⎨=⎩,消去x 得:22240y pmy p --=,于是2124y y p =-,224212122164224y y p x x p p p p=⋅==, 212212414OP OQy y p k k x x p -⋅=⋅==-,故OP OQ ⊥, 命题得证.推广:抛物线22(0)y px p =>上有定点()A a b ,,抛物线的弦PQ 满足AP AQ ⊥,则直线PQ 过定点.设直线AP 的方程是()(0x a k y b k -=-≠,由2()2x a k y b y px -=-⎧⎨=⎩得:22220y p k y p k b p a -+-=,从而2P y pk b =-,同时2Q py b k=--.直线PQ 的斜率是22222Q P Q PQQ PQ PP y y py x x y y y p p-==-+-,故直线PQ 的方程是()P P py y x x p pk bk-=---, 化简得:221()22b yp pb k px yb p k ⎛⎫+-=++- ⎪⎝⎭,(注:化简时将含k 的项移到等式的一边)故直线PQ 过定点222b p b p ⎛⎫+- ⎪⎝⎭,.。