高考数学总复习考点知识及题型专题讲义44 抛物线
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§9.6 抛物线1.抛物线的概念平面内与一个定点F和一条定直线l(l不过F )的距离相等的点的集合叫作抛物线.点F叫作抛物线的焦点,直线l叫作抛物线的准线.2.抛物线的标准方程与几何性质标准方程y2=2px(p>0)y2=—2px(p>0)x2=2py(p>0)x2=—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错误!F错误!F错误!F错误!离心率e=1准线方程x=—错误!x=错误!y=—错误!y=错误!范围x≥0,y∈R x≤0,y∈R y≥0,x∈R y≤0,x∈R开口方向向右向左向上向下1.判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)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一定是抛物线.(×)(2)方程y=ax2(a≠0)表示的曲线是焦点在x轴上的抛物线,且其焦点坐标是(错误!,0),准线方程是x=—错误!. (×)(3)抛物线既是中心对称图形,又是轴对称图形.(×)(4)AB为抛物线y2=2px(p>0)的过焦点F(错误!,0)的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2=错误!,y1y2=—p2,弦长|AB|=x1+x2+p.(√)2.设抛物线y2=8x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线l与抛物线有公共点,则直线l的斜率的取值范围是()A.错误!B.[—2,2]C.[—1,1] D.[—4,4]答案C解析Q(—2,0),设直线l的方程为y=k(x+2),代入抛物线方程,消去y整理得k2x2+(4k2—8)x+4k2=0,由Δ=(4k2—8)2—4k2·4k2=64(1—k2)≥0,解得—1≤k≤1.3.(2012·四川)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,y0).若点M到该抛物线焦点的距离为3,则|OM|等于()A.2错误!B.2错误!C.4D.2错误!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 M+错误!=2+错误!=3,∴p=2,∴y2=4x.∴y错误!=4×2=8,∴|OM|=错误!=错误!=2错误!.4.动圆过点(1,0),且与直线x=—1相切,则动圆的圆心的轨迹方程为__________.答案y2=4x解析设动圆的圆心坐标为(x,y),则圆心到点(1,0)的距离与到直线x=—1的距离相等,根据抛物线的定义易知动圆的圆心的轨迹方程为y2=4x.5.若抛物线y2=2px的焦点与椭圆错误!+错误!=1的右焦点重合,则p的值为________.答案4解析因为椭圆错误!+错误!=1的右焦点为(2,0),所以抛物线y2=2px的焦点为(2,0),则p =4.题型一抛物线的定义及应用例1已知抛物线y2=2x的焦点是F,点P是抛物线上的动点,又有点A(3,2),求|PA|+|PF|的最小值,并求出取最小值时点P的坐标.思维启迪由定义知,抛物线上点P到焦点F的距离等于点P到准线l的距离d,求|PA|+|PF|的问题可转化为求|PA|+d的问题.解将x=3代入抛物线方程y2=2x,得y=±错误!.∵错误!>2,∴A在抛物线内部,如图.设抛物线上点P到准线l:x=—错误!的距离为d,由定义知|PA|+|PF|=|PA|+d,当PA⊥l时,|PA|+d最小,最小值为错误!,即|PA|+|PF|的最小值为错误!,此时P点纵坐标为2,代入y2=2x,得x=2,∴点P的坐标为(2,2).思维升华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.已知点P是抛物线y2=2x上的一个动点,则点P到点(0,2)的距离与点P到该抛物线准线的距离之和的最小值为()A.错误!B.3C.错误!D.错误!答案A解析抛物线y2=2x的焦点为F(错误!,0),准线是l,由抛物线的定义知点P到焦点F的距离等于它到准线l的距离,因此要求点P到点(0,2)的距离与点P到抛物线的准线的距离之和的最小值,可以转化为求点P到点(0,2)的距离与点P到焦点F的距离之和的最小值,结合图形不难得出相应的最小值就等于焦点F到点(0,2)的距离.因此所求的最小值等于错误!=错误!,选A.题型二抛物线的标准方程和几何性质例2抛物线的顶点在原点,对称轴为y轴,它与圆x2+y2=9相交,公共弦MN的长为2错误!,求该抛物线的方程,并写出它的焦点坐标与准线方程.思维启迪首先确定方程的形式,根据条件列方程确定方程中的系数.解由题意,得抛物线方程为x2=2ay(a≠0).设公共弦MN交y轴于A,N在y轴右侧,则|MA|=|AN|,而|AN|=错误!.∵|ON|=3,∴|OA|=错误!=2,∴N(错误!,±2).∵N点在抛物线上,∴5=2a·(±2),即2a=±错误!,故抛物线的方程为x2=错误!y或x2=—错误!y.抛物线x2=错误!y的焦点坐标为错误!,准线方程为y=—错误!.抛物线x2=—错误!y的焦点坐标为错误!,准线方程为y=错误!.思维升华(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.(1)设斜率为2的直线l过抛物线y2=ax(a≠0)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.y2=±4xB.y2=±8xC.y2=4xD.y2=8x(2)(2013·江西)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∶错误!B.1∶2C.1∶错误!D.1∶3答案(1)B (2)C解析(1)直线方程为y=2(x—错误!),令x=0,得y=—错误!,故有4=错误!·|错误!|·|—错误!|=错误!,∴a=±8,∴y2=±8x.(2)由抛物线定义知M到F的距离等于M到准线l的距离MH.即|FM|∶|MN|=|MH|∶|MN|=|FO|∶|AF|=1∶错误!.题型三抛物线焦点弦的性质例3设抛物线y2=2px(p>0)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.思维启迪证直线AC经过原点O,即证O、A、C三点共线,为此只需证k OC=k OA.本题也可结合图形特点,由抛物线的几何性质和平面几何知识去解决.证明方法一设AB:x=my+错误!,代入y2=2px,得y2—2pmy—p2=0.由根与系数的关系,得y A y B=—p2,即y B=—错误!.∵BC∥x轴,且C在准线x=—错误!上,∴C(—错误!,y B).则k OC=错误!=错误!=错误!=k OA.∴直线AC经过原点O.方法二如图,记准线l与x轴的交点为E,过A作AD⊥l,垂足为D.则AD∥EF∥BC.连接AC交EF于点N,则错误!=错误!=错误!,错误!=错误!.∵|AF|=|AD|,|BF|=|BC|,∴|EN|=错误!=错误!=|NF|,即N是EF的中点,从而点N与点O重合,故直线AC经过原点O.思维升华本题的“几何味”特别浓,这就为本题注入了活力.在涉及解析思想较多的证法中,关键是得到y A y B=—p2这个重要结论.还有些证法充分利用了平面几何知识,这也提醒广大师生对圆锥曲线几何性质的重视,也只有这样才能挖掘出丰富多彩的解析几何题目.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A(x1,y1)、B(x2,y2)是过F的直线与抛物线的两个交点,求证:(1)y1y2=—p2,x1x2=错误!;(2)错误!+错误!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(错误!,0).由题意可设直线方程为x=my+错误!,代入y2=2px,得y2=2p(my+错误!),即y2—2pmy—p2=0.(*)则y1、y2是方程(*)的两个实数根,所以y1y2=—p2.因为y错误!=2px1,y错误!=2px2,所以y错误!y错误!=4p2x1x2,所以x1x2=错误!=错误!=错误!.(2)错误!+错误!=错误!+错误!=错误!.因为x1x2=错误!,x1+x2=|AB|—p,代入上式,得错误!+错误!=错误!=错误!(定值).(3)设AB的中点为M(x0,y0),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|=错误!(|AC|+|BD|)=错误!(|AF|+|BF|)=错误!|AB|.所以以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.题型四直线与抛物线的位置关系例4已知抛物线C:y=mx2(m>0),焦点为F,直线2x—y+2=0交抛物线C于A,B两点,P 是线段AB的中点,过P作x轴的垂线交抛物线C于点Q.(1)求抛物线C的焦点坐标.(2)若抛物线C上有一点R(x R,2)到焦点F的距离为3,求此时m的值.(3)是否存在实数m,使△ABQ是以Q为直角顶点的直角三角形?若存在,求出m的值;若不存在,说明理由.思维启迪抛物线上的点到抛物线的焦点距离,往往转化为该点到准线的距离.解(1)∵抛物线C:x2=错误!y,∴它的焦点F(0,错误!).(2)∵|RF|=y R+错误!,∴2+错误!=3,得m=错误!.(3)存在,联立方程错误!消去y得mx2—2x—2=0,依题意,有Δ=(—2)2—4×m×(—2)>0⇒m>—错误!.设A(x1,mx错误!),B(x2,mx错误!),则错误!(*)∵P是线段AB的中点,∴P(错误!,错误!),即P(错误!,y P),∴Q(错误!,错误!).得错误!=(x1—错误!,mx错误!—错误!),错误!=(x2—错误!,mx错误!—错误!),若存在实数m,使△ABQ是以Q为直角顶点的直角三角形,则错误!·错误!=0,即(x1—错误!)·(x2—错误!)+(mx错误!—错误!)(mx错误!—错误!)=0,结合(*)化简得—错误!—错误!+4=0,即2m2—3m—2=0,∴m=2或m=—错误!,而2∈(—错误!,+∞),—错误!∉(—错误!,+∞).∴存在实数m=2,使△ABQ是以Q为直角顶点的直角三角形.思维升华(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|=x1+x2+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.已知一条曲线C在y轴右边,C上每一点到点F(1,0)的距离减去它到y轴距离的差都是1.(1)求曲线C的方程;(2)是否存在正数m,对于过点M(m,0)且与曲线C有两个交点A,B的任一直线,都有错误!·错误!<0?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由.解(1)设P(x,y)是曲线C上任意一点,那么点P(x,y)满足:错误!—x=1(x>0).化简得y2=4x(x>0).(2)设过点M(m,0)(m>0)的直线l与曲线C的交点为A(x1,y1),B(x2,y2).设l的方程为x=ty+m,由错误!得y2—4ty—4m=0,Δ=16(t2+m)>0,于是错误!1又错误!=(x1—1,y1),错误!=(x2—1,y2),错误!·错误!<0⇔(x1—1)(x2—1)+y1y2=x1x2—(x1+x2)+1+y1y2<0.2又x=错误!,于是不等式2等价于错误!·错误!+y1y2—错误!+1<0⇔错误!+y1y2—错误!错误!+1<0.3由1式,不等式3等价于m2—6m+1<4t2. 4对任意实数t,4t2的最小值为0,所以不等式4对于一切t成立等价于m2—6m+1<0,即3—2错误!<m<3+2错误!.由此可知,存在正数m,对于过点M(m,0)且与曲线C有两个交点A,B的任一直线,都有错误!·错误!<0,且m的取值范围是(3—2错误!,3+2错误!).直线与圆锥曲线问题的求解策略典例:(12分)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线l过F且与抛物线C交于M,N两点,已知当直线l与x轴垂直时,△OMN的面积为2(O为坐标原点).(1)求抛物线C的方程;(2)是否存在直线l,使得以MN为对角线的正方形的第三个顶点恰好在y轴上,若存在,求直线l的方程;若不存在,请说明理由.思维启迪(1)求MN的长,由面积得p的值;(2)问题的几何条件是:线段MN的中垂线与y轴的交点和M,N构成等腰直角三角形,因此依次待定直线,表示中点,得中垂线与y轴交点,利用直角边垂直关系列式求解.规范解答解(1)当直线l与x轴垂直时,则|MN|=2p,∴S△OMN=错误!·2p·错误!=错误!=2,即p=2.∴抛物线C的方程为y2=4x. [4分](2)∵直线l与x轴垂直时,不满足.设正方形的第三个顶点为P.故可设直线l:y=k(x—1)(k≠0),M(x1,y1),N(x2,y2),P(0,y0),联立错误!可化简得k2x2—(2k2+4)x+k2=0,则错误!代入直线l可得MN的中点为(错误!,错误!),错误!则线段MN的垂直平分线为y—错误!=—错误!(x—1—错误!),故P(0,错误!+错误!).[8分]又错误!·错误!=0,则x1x2+(y1—y0)(y2—y0)=0.即x1x2+y1y2—y0(y1+y2)+y错误!=0.1—4—y0·错误!+y错误!=0,化解得ky错误!—4y0—3k=0,由y0=错误!+错误!代入上式,化简得(3k4—4)(k2+1)=0.解得k=± 错误!.∴存在直线l:y=± 错误!(x—1).[12分]解决直线与圆锥曲线的位置关系的一般步骤:第一步:联立方程,得关于x或y的一元二次方程;第二步:写出根与系数的关系,并求出Δ>0时参数范围(或指出直线过曲线内一点)第三步:根据题目要求列出关于x1x2,x1+x2的关系式,求得结果;第四步:反思回顾,查看有无忽略特殊情况.温馨提醒本题主要考查抛物线的几何性质,直线与抛物线的位置关系等基础知识,同时考查解析几何的基本思想方法和综合解题能力.(1)题比较基础,易于掌握;(2)题的基本点是设而不求,难点是如何把几何条件转化为代数方程,重点考查解题思想与方法,其中我们要习惯于把垂直关系转化为向量的数量积为零.方法与技巧1.认真区分四种形式的标准方程(1)区分y=ax2与y2=2px(p>0),前者不是抛物线的标准方程.(2)求标准方程要先确定形式,必要时要进行分类讨论,标准方程有时可设为y2=mx或x2=my (m≠0).2.抛物线的焦点弦:设过抛物线y2=2px(p>0)的焦点的直线与抛物线交于A(x1,y1),B(x,y2),则:2(1)y1y2=—p2,x1x2=错误!;(2)若直线AB的倾斜角为θ,则|AB|=错误!;(3)若F为抛物线焦点,则有错误!+错误!=错误!.失误与防范1.求抛物线的标准方程时一般要用待定系数法求p值,但首先要判断抛物线是否为标准方程,以及是哪一种标准方程.2.注意应用抛物线的定义解决问题.A组专项基础训练(时间:40分钟)一、选择题1.抛物线y=—错误!x2的焦点坐标是()A.(0,错误!)B.(—错误!,0)C.(0,—错误!)D.(—错误!,0)答案C解析把原方程先化为标准方程x2=—2y,则2p=2,∴错误!=错误!,即焦点坐标为(0,—错误!),故选C.2.(2013·四川)抛物线y2=4x的焦点到双曲线x2—错误!=1的渐近线的距离是()A.错误!B.错误!C.1D.错误!答案B解析抛物线y2=4x的焦点F(1,0),双曲线x2—错误!=1的渐近线是y=±错误!x,即错误!x±y=0,∴所求距离为错误!=错误!.选B.3.已知抛物线y2=2px(p>0),过其焦点且斜率为1的直线交抛物线于A、B两点,若线段AB的中点的纵坐标为2,则该抛物线的准线方程为()A.x=1B.x=—1C.x=2D.x=—2答案B解析∵y2=2px的焦点坐标为(错误!,0),∴过焦点且斜率为1的直线方程为y=x—错误!,即x=y+错误!,将其代入y2=2px,得y2=2py+p2,即y2—2py—p2=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=2p,∴错误!=p=2,∴抛物线的方程为y2=4x,其准线方程为x=—1.4.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点弦AB的两端点坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则错误!的值一定等于()A.—4B.4C.p2D.—p2答案A解析1若焦点弦AB⊥x轴,则x1=x2=错误!,则x1x2=错误!;2若焦点弦AB不垂直于x轴,可设AB:y=k(x—错误!),联立y2=2px得k2x2—(k2p+2p)x+错误!=0,则x1x2=错误!.即x1x2=错误!,则y1y2=—p2.故错误!=—4.5.如图,抛物线C1:y2=2px和圆C2:(x—错误!)2+y2=错误!,其中p>0,直线l经过C1的焦点,依次交C1,C2于A,B,C,D四点,则错误!·错误!的值为()A.p2B.错误!C.错误!D.错误!答案B解析设抛物线的焦点为F,A(x1,y1),D(x2,y2),则|AB|=|AF|—|BF|=x1+错误!—错误!=x1,同理|CD|=x2.又错误!·错误!=|AB||CD|=x1·x2=错误!.二、填空题6.若点P到直线y=—1的距离比它到点(0,3)的距离小2,则点P的轨迹方程是__________.答案x2=12y解析由题意可知点P到直线y=—3的距离等于它到点(0,3)的距离,故点P的轨迹是以点(0,3)为焦点,以y=—3为准线的抛物线,且p=6,所以其标准方程为x2=12y.7.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,y0),由抛物线定义知x0+1=2,∴x0=1,则直线AB⊥x轴,∴|BF|=|AF|=2.8.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的准线为l,过M(1,0)且斜率为错误!的直线与l相交于点A,与C的一个交点为B,若A错误!=M错误!,则p=________.答案2解析如图,由AB的斜率为错误!,知∠α=60°,又A错误!=M错误!,∴M为AB的中点.过点B作BP垂直准线l于点P,则∠ABP=60°,∴∠BAP=30°.∴错误!=错误!错误!=错误!.∴M为焦点,即错误!=1,∴p=2.三、解答题9.如图,已知抛物线y2=2px(p>0)有一个内接直角三角形,直角顶点在原点,两直角边OA与OB的长分别为1和8,求抛物线的方程.解设直线OA的方程为y=kx,k≠0,则直线OB的方程为y=—错误!x,由错误!得x=0或x=错误!.∴A点坐标为错误!,同理得B点坐标为(2pk2,—2pk),由|OA|=1,|OB|=8,可得错误!2÷1解方程组得k6=64,即k2=4.则p2=错误!=错误!.又p>0,则p=错误!,故所求抛物线方程为y2=错误!x.10.(2013·福建)如图,抛物线E:y2=4x的焦点为F,准线l与x轴的交点为A.点C在抛物线E上,以C为圆心,|CO|为半径作圆,设圆C与准线l交于不同的两点M,N.(1)若点C的纵坐标为2,求|MN|;(2)若|AF|2=|AM|·|AN|,求圆C的半径.解(1)抛物线y2=4x的准线l的方程为x=—1.由点C的纵坐标为2,得点C的坐标为(1,2),所以点C到准线l的距离d=2,又|CO|=错误!,所以|MN|=2错误!=2错误!=2.(2)设C(错误!,y0),则圆C的方程为(x—错误!)2+(y—y0)2=错误!+y错误!,即x2—错误!x+y2—2y0y=0.由x=—1,得y2—2y0y+1+错误!=0,设M(—1,y1),N(—1,y2),则错误!由|AF|2=|AM|·|AN|,得|y1y2|=4,所以错误!+1=4,解得y0=±错误!,此时Δ>0.所以圆心C的坐标为(错误!,错误!)或(错误!,—错误!),从而|CO|2=错误!,|CO|=错误!,即圆C的半径为错误!.B组专项能力提升(时间:30分钟)1.设F为抛物线y2=4x的焦点,A,B,C为该抛物线上三点,若错误!+错误!+错误!=0,则|错误!|+|错误!|+|错误!|等于()A.9 B.6 C.4D.3答案B解析设A(x1,y1)、B(x2,y2)、C(x3,y3),又F(1,0).由错误!+错误!+错误!=0知(x1—1)+(x2—1)+(x3—1)=0,即x1+x2+x3=3,|错误!|+|错误!|+|错误!|=x1+x2+x3+错误!p=6.2.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l,过抛物线C上的点A作准线l的垂线,垂足为M,若△AMF与△AOF(其中O为坐标原点)的面积之比为3∶1,则点A的坐标为()A.(2,2错误!)B.(2,—2错误!)C.(2,±错误!)D.(2,±2错误!)答案D解析如图所示,由题意,可得|OF|=1,由抛物线的定义,得|AF|=|AM|,∵△AMF与△AOF(其中O为坐标原点)的面积之比为3∶1,∴错误!=错误!=3,∴|AF|=|AM|=3,设A错误!,∴错误!+1=3,解得y0=±2错误!.∴错误!=2,∴点A的坐标是(2,±2错误!).3.(2012·安徽)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.错误!B.错误!C.错误!D.2错误!答案C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y=2错误!,∴A(2,2错误!),∴直线AF的方程为y=2错误!(x—1).联立直线与抛物线的方程错误!解之得错误!或错误!由图知B错误!,∴S△AOB=错误!|OF|·|y A—y B|=错误!×1×|2错误!+错误!|=错误!错误!.故选C.4.已知直线l1:4x—3y+11=0和直线l2:x=—1,抛物线y2=4x上一动点P到直线l1和直线l2的距离之和的最小值是________.答案3解析因为x=—1恰为抛物线y2=4x的准线,所以可画图观察.如图,连接PFd2=PF,∴d1+d2=d1+PF≥FQ=错误!=错误!=3.5.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=2BF,且AF=3,则此抛物线的方程为________.答案y2=3x解析如图,分别过A,B作AA1⊥l于A1,BB1⊥l于B1,由抛物线的定义知AF=AA1,BF=BB1,∵BC=2BF,∴BC=2BB1,∴∠BCB1=30°,∴∠AFx=60°.则△AA1F为等边三角形,过F作FF1⊥AA1于F1,则F1为AA1的中点,设l交x轴于K,则KF=A1F1=错误!AA1=错误!AF,即p=错误!,∴抛物线方程为y2=3x.6.抛物线y2=4x的焦点为F,过点F的直线交抛物线于A,B两点.(1)若错误!=2错误!,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C,求四边形OACB面积的最小值.解(1)依题意知F(1,0),设直线AB的方程为x=my+1.将直线AB的方程与抛物线的方程联立,消去x得y2—4my—4=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),所以y1+y2=4m,y1y2=—4.1因为错误!=2错误!,所以y1=—2y2. 2联立1和2,消去y1,y2,得m=±错误!.所以直线AB的斜率是±2错误!.(2)由点C与原点O关于点M对称,得M是线段OC的中点,从而点O与点C到直线AB的距离相等,所以四边形OACB的面积等于2S△AOB.因为2S△AOB=2×错误!·|OF|·|y1—y2|=错误!=4错误!,所以当m=0时,四边形OACB的面积最小,最小值是4.。
高中数学讲义之解析几何圆锥曲线第3讲抛物线【知识要点】一、抛物线的定义平面内到某一定点 F 的距离与它到定直线l (F l )的距离相等的点的轨迹叫抛物线,这个定点 F 叫做抛物线的焦点,定直线l 叫做抛物线的准线。
注1:在抛物线的定义中,必须强调:定点 F 不在定直线l 上,否则点的轨迹就不是一个抛物线,而是过点 F 且垂直于直线l 的一条直线。
注2:抛物线的定义也可以说成是:平面内到某一定点 F 的距离与它到定直线l (F l )的距离之比等于 1 的点的轨迹叫抛物线。
注3:抛物线的定义指明了抛物线上的点到其焦点的距离与到其准线的距离相等这样一个事实。
以后在解决一些相关问题时,这两者可以相互转化,这是利用抛物线的定义解题的关键。
二、抛物线的标准方程1.抛物线的标准方程抛物线的标准方程有以下四种:2 (1)y2px (p 0),其焦点为F (p2,0)px,准线为 2;2(2)y2px (p 0 ),其焦点为F (p2,0)px,准线为 2;2 (3)x2py (p 0),其焦点为F (0,p2)py,准线为 2;2(4)x2py (p 0 ),其焦点为F (0,p2)py,准线为 2.2.抛物线的标准方程的特点12抛物线的标准方程y 2px 2(p 0)或x 2py (p 0)的特点在于:等号的一端是某个变元的完全平方,等号的另一端是另一个变元的一次项,抛物线方程的这个形式与其位置特征相对应:当抛物线的对称轴为x 轴时,抛物线方程中的一次项就是x 的一次项,且一次项x 的符号指明了抛物线的开口方向;当抛物线的对称轴为y 轴时,抛物线方程中的一次项就是y 的一次项,且一次项y 的符号指明了抛物线的开口方向.三、抛物线的性质2以标准方程y 2px(p 0)为例,其他形式的方程可用同样的方法得到相关结论。
(1)范围:x 0 ,y R;(2)顶点:坐标原点O (0,0) ;(3)对称性:关于x 轴轴对称,对称轴方程为y 0 ;(4)开口方向:向右;(5)焦参数:p ;F ( p2,0)(6)焦点:;px(7)准线: 2;(8)焦准距:p ;(9)离心率: e 1;(10)焦半径:若( , )P x0 y2为抛物线y 2px(p 0 )上一点,则由抛物线的定义,有PF x0 p 2;(11)通径长:2p.2注1:抛物线的焦准距指的是抛物线的焦点到其相应准线的距离。
03- 抛物线【知识点】一、抛物线的标准方程、种类及其几何性质() :标准方程图形焦点准线范围对称轴极点离心率二、抛物线的焦半径、焦点弦轴(0,0)轴1.焦点弦:过抛物线焦点的弦,若,则(1) x0+,(2) ,- p2(3)弦长 , ,即当 x1=x2时 , 通径最短为 2p(4)若 AB的倾斜角为θ,则 =(5) +=2.通径:过抛物线的焦点且垂直于对称轴的弦。
过焦点的全部弦中最短的弦,也被称做通径.其长度为2p.3.的参数方程为(为参数),的参数方程为(为参数).4、弦长公式:三、抛物线问题的基本方法1.直线与抛物线的地点关系2.直线,抛物线,3.,消 y 得:4.( 1)当 k=0 时,直线与抛物线的对称轴平行,有一个交点;5.( 2)当 k≠ 0 时,>0,直线与抛物线订交,两个不一样交点;=0,直线与抛物线相切,一个切点;<0,直线与抛物线相离,无公共点。
(3)若直线与抛物线只有一个公共点, 则直线与抛物线必相切吗(不必定)6.对于直线与抛物线的地点关系问题常用办理方法直线:抛物线,①联立方程法:设交点坐标为, ,则有 , 以及,还可进一步求出,在波及弦长,中点,对称,面积等问题时,常用此法,比方a.订交弦 AB的弦长或b.中点, ,②点差法:设交点坐标为,,代入抛物线方程,得将两式相减,可得a.在波及斜率问题时,b.在波及中点轨迹问题时,设线段的中点为,,即,同理,对于抛物线,若直线与抛物线订交于两点,点是弦的中点,则有(注意能用这个公式的条件: 1)直线与抛物线有两个不一样的交点, 2)直线的斜率存在,且不等于零)【典型例题】考点 1 抛物线的定义题型利用定义, 实现抛物线上的点到焦点的距离与到准线的距离之间的变换[ 例1 ]已知点P 在抛物线 y2= 4x 上,那么点P 到点Q( 2,- 1)的距离与点P 到抛物线焦点距离之和的最小值为[分析]过点P 作准线的垂线交准线于点R,由抛物线的定义知,,当P 点为抛物线与垂线的交点时,获得最小值,最小值为点Q到准线的距离, 因准线方程为x=-1,故最小值为31. 已知抛物线的焦点为,点,在抛物线上,且、、成等差数列,则有()A.B.C. D.[分析]C由抛物线定义,即:.2.已知点 F 是抛物线的焦点 ,M 是抛物线上的动点 , 当最小时 ,M点坐标是()A. B. C. D.[分析]设 M到准线的距离为, 则,当最小时,M点坐标是,选C考点2抛物线的标准方程题型 : 求抛物线的标准方程[ 例 2 ]求知足以下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)焦点在直线上[ 分析 ] (1)设所求的抛物线的方程为或,∵过点 (-3,2)∴∴∴抛物线方程为或,前者的准线方程是后者的准线方程为(2)令得,令得,∴抛物线的焦点为(4,0) 或 (0,-2),当焦点为(4,0)时,∴,此时抛物线方程; 焦点为 (0,-2)时∴,此时抛物线方程.∴所求抛物线方程为或, 对应的准线方程分别是.3. 若抛物线的焦点与双曲线的右焦点重合, 则的值[分析]4.对于极点在原点的抛物线,给出以下条件:①焦点在 y 轴上;②焦点在 x 轴上;③抛物线上横坐标为 1 的点到焦点的距离等于 6;④抛物线的通径的长为 5;⑤由原点向过焦点的某条直线作垂线,垂足坐标为(2, 1).能使这抛物线方程为y 2=10的条件是 ____________. (要求填写适合条件的序号)x[分析]用清除法,由抛物线方程y2=10x 可清除①③④,进而②⑤知足条件.5.若抛物线的极点在原点,张口向上, F 为焦点, M为准线与 Y 轴的交点, A 为抛物线上一点 , 且,求此抛物线的方程[ 分析 ]设点是点在准线上的射影,则,由勾股定理知,点 A 的横坐标为,代入方程得或4,抛物线的方程或考点 3抛物线的几何性质题型:相关焦半径和焦点弦的计算与论证[ 例 3 ] 设 A、 B 为抛物线上的点, 且 (O 为原点 ), 则直线 AB必过的定点坐标为__________.[分析]设直线OA方程为 , 由解出 A点坐标为解出 B 点坐标为,直线AB方程为 , 令得,直线AB 必过的定点增补:抛物线的几个常有结论及其应用结论一:若AB是抛物线的焦点弦(过焦点的弦),且,,则:,。
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。
高考数学总复习(基础知识+高频考点+解题训练)抛物线[知识能否忆起]1.抛物线定义平面内与一个定点F 和一条定直线l (l 不经过点F )距离相等的点的轨迹叫做抛物线,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)图形范围 x ≥0,y ∈Rx ≤0,y ∈R对称轴 x 轴顶点坐标 原点O (0,0)焦点坐标 ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2,0 准线方程 x =-p 2x =p 2离心率e =1标准方程x 2=2py (p >0) x 2=-2py (p >0)图形范围 y ≥0,x ∈Ry ≤0,x ∈R对称轴 y 轴顶点坐标 原点O (0,0)焦点坐标 ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,p 2 ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-p 2 准线方程y =-p 2y =p 2[小题能否全取]1.(教材习题改编)已知抛物线的焦点坐标是(0,-3),则抛物线的标准方程是( ) A .x 2=-12y B .x 2=12y C .y 2=-12xD .y 2=12x解析:选A ∵p2=3,∴p =6,∴x 2=-12y .2.(教材习题改编)抛物线y =ax 2的准线方程是y =2,则a 的值是( ) A.18 B .-18C .8D .-8解析:选B 抛物线的标准方程为x 2=1ay .则a <0且2=-14a ,得a =-18.3.已知倾斜角为60°的直线l 通过抛物线x 2=4y 的焦点,且与抛物线相交于A ,B 两点,则弦AB 的长为( )A .4B .6C .10D .16解析:选D 设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则依题意得焦点F (0,1),准线方程是y =-1,直线l :y =3x +1,由⎩⎨⎧y =3x +1,x 2=4y ,消去x 得y 2-14y +1=0,y 1+y 2=14,|AB |=|AF |+|BF |=(y 1+1)+(y 2+1)=(y 1+y 2)+2=16.4.(2012·郑州模拟)已知斜率为2的直线l 过抛物线y 2=ax (a >0)的焦点F ,且与y 轴相交于点A ,若△OAF (O 为坐标原点)的面积为4,则抛物线方程为________.解析:依题意得,|OF |=a 4,又直线l 的斜率为2,可知|AO |=2|OF |=a 2,△AOF 的面积等于12·|AO |·|OF |=a 216=4,则a 2=64.又a >0,所以a =8,该抛物线的方程是y 2=8x .答案:y 2=8x5.设抛物线y 2=8x 上一点P 到y 轴的距离是4,则点P 到该抛物线焦点的距离是________. 解析:其准线方程为x =-2,又由点P 到y 轴的距离为4,则P 点横坐标x P =4,由定义知|PF |=x P+p2=6. 答案:61.抛物线方程中,字母p 的几何意义是抛物线的焦点F 到准线的距离,p2等于焦点到抛物线顶点的距离,记牢对解题非常有帮助.2.用抛物线定义解决问题,体现了等价转换思想的应用.3.由y 2=mx (m ≠0)或x 2=my (m ≠0)求焦点坐标时,只需将x 或y 的系数除以4,再确定焦点位置即可.抛物线的定义及应用典题导入[例1] (1)(2011·辽宁高考)已知F 是拋物线y 2=x 的焦点,A ,B 是该拋物线上的两点,|AF |+|BF |=3,则线段AB 的中点到y 轴的距离为( )A.34 B .1 C.54D.74(2)(2012·曲阜师大附中质检)在抛物线C :y =2x 2上有一点P ,若它到点A (1,3)的距离与它到抛物线C 的焦点的距离之和最小,则点P 的坐标是( )A .(-2,1)B .(1,2)C .(2,1)D .(-1,2)[自主解答] (1)如图,由抛物线的定义知,|AM |+|BN |=|AF |+|BF |=3,|CD |=32,所以中点C 的横坐标为32-14=54. (2)由题知点A 在抛物线内部,根据抛物线定义,问题等价于求抛物线上一点P ,使得该点到点A 与到抛物线的准线的距离之和最小,显然点P 是直线x =1与抛物线的交点,故所求P 点的坐标是(1,2).[答案] (1)C (2)B由题悟法涉及抛物线上的点到焦点(准线)的距离问题,可优先考虑利用抛物线的定义转化为点到准线(焦点)的距离问题求解.以题试法1.(2012·安徽高考)过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线交该抛物线于A ,B 两点.若|AF |=3,则|BF |=________.解析: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y 2=4x 得y 2=8,由图知,y =22, ∴A (2,22),∴直线AF 的方程为y =22(x -1).又⎩⎨⎧y =22x -1,y 2=4x ,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =12,y =-2,或⎩⎨⎧x =2,y =2 2.由图知,点B 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-2, ∴|BF |=12-(-1)=32.答案:32抛物线的标准方程及几何性质典题导入[例2] (1)(2012·山东高考)已知双曲线C 1:x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的离心率为2.若抛物线C 2:x 2=2py(p >0)的焦点到双曲线C 1的渐近线的距离为2,则抛物线C 2的方程为( )A .x 2=833yB .x 2=1633yC .x 2=8yD .x 2=16y(2)(2012·四川高考)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 |=( )A .2 2B .2 3C .4D .2 5[自主解答] (1)∵双曲线C 1:x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2,∴c a =a 2+b 2a=2,∴b =3a ,∴双曲线的渐近线方程为3x ±y =0,∴抛物线C 2:x 2=2py (p >0)的焦点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,p 2到双曲线的渐近线的距离为⎪⎪⎪⎪⎪⎪3×0±p 22=2,∴p =8.∴所求的抛物线方程为x 2=16y .(2)依题意,设抛物线方程是y 2=2px (p >0),则有2+p2=3,得p =2,故抛物线方程是y 2=4x ,点M的坐标是(2,±22),|OM |=22+8=2 3.[答案] (1)D (2)B由题悟法1.求抛物线的方程一般是利用待定系数法,即求p 但要注意判断标准方程的形式.2.研究抛物线的几何性质时,一是注意定义转化应用;二是要结合图形分析,同时注意平面几何性质的应用.以题试法2.(2012·南京模拟)已知抛物线x 2=4y 的焦点为F ,准线与y 轴的交点为M ,N 为抛物线上的一点,且|NF |=32|MN |,则∠NMF =________.( ) 解析:过N 作准线的垂线,垂足为H ,则|NF |=|NH |=32|MN |,如图.∴cos ∠MNH =32, ∴∠MNH =π6,∴∠NMF =π6.答案:π6直线与抛物线的位置关系典题导入[例3] (2012·福建高考)如图,等边三角形OAB 的边长为83,且其三个顶点均在抛物线E :x 2=2py (p >0)上.(1)求抛物线E 的方程;(2)设动直线l 与抛物线E 相切于点P ,与直线y =-1相交于点Q .证明以PQ 为直径的圆恒过y 轴上某定点.[自主解答] (1)依题意,|OB |=83,∠BOy =30°.设B (x ,y ),则x =|OB |sin 30°=43,y =|OB |cos 30°=12. 因为点B (43,12)在x 2=2py 上,所以(43)2=2p ×12,解得p =2. 故抛物线E 的方程为x 2=4y . (2)证明:由(1)知y =14x 2,y ′=12x .设P (x 0,y 0),则x 0≠0,y 0=14x 20,且l 的方程为y -y 0=12x 0(x -x 0),即y =12x 0x -14x 20.由⎩⎪⎨⎪⎧y =12x 0x -14x 20,y =-1,得⎩⎪⎨⎪⎧x =x 20-42x 0,y =-1.所以Q 为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 20-42x 0,-1.设M (0,y 1),令MP ·MQ =0对满足y 0=14x 20(x 0≠0)的x 0,y 0恒成立.由于MP =(x 0,y 0-y 1),MQ =⎝ ⎛⎭⎪⎫x 20-42x 0,-1-y 1,由MP ·MQ =0,得x 20-42-y 0-y 0y 1+y 1+y 21=0,即(y 21+y 1-2)+(1-y 1)y 0=0.(*)由于(*)式对满足y 0=14x 20(x 0≠0)的y 0恒成立,所以⎩⎪⎨⎪⎧1-y 1=0,y 21+y 1-2=0,解得y 1=1.故以PQ 为直径的圆恒过y 轴上的定点M (0,1).由题悟法1.设抛物线方程为y 2=2px (p >0),直线Ax +By +C =0,将直线方程与抛物线方程联立,消去x 得到关于y 的方程my 2+ny +q =0.(1)若m ≠0,当Δ>0时,直线与抛物线有两个公共点; 当Δ=0时,直线与抛物线只有一个公共点; 当Δ<0时,直线与抛物线没有公共点.(2)若m =0,直线与抛物线只有一个公共点,此时直线与抛物线的对称轴平行. 2.与焦点弦有关的常用结论.(以右图为依据) (1)y 1y 2=-p 2,x 1x 2=p 24.(2)|AB |=x 1+x 2+p =2psin 2θ(θ为AB 的倾斜角).(3)S △AOB =p 22sin θ(θ为AB 的倾斜角).(4)1|AF |+1|BF |为定值2p. (5)以AB 为直径的圆与准线相切. (6)以AF 或BF 为直径的圆与y 轴相切.(7)∠CFD =90°.以题试法3.(2012·泉州模拟)如图,点O 为坐标原点,直线l 经过抛物线C :y 2=4x 的焦点F . (1)若点O 到直线l 的距离为12,求直线l 的方程;(2)设点A 是直线l 与抛物线C 在第一象限的交点.点B 是以点F 为圆心,|FA |为半径的圆与x 轴的交点,试判断AB 与抛物线C 的位置关系,并给出证明.解:(1)抛物线的焦点F (1,0),当直线l 的斜率不存在时,即x =1不符合题意.当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为:y =k (x -1),即kx -y -k =0. 所以,|-k |1+k 2=12,解得k =±33. 故直线l 的方程为:y =±33(x -1),即x ±3y -1=0. (2)直线AB 与抛物线相切,证明如下: 设A (x 0,y 0),则y 20=4x 0.因为|BF |=|AF |=x 0+1,所以B (-x 0,0). 所以直线AB 的方程为:y =y 02x 0(x +x 0), 整理得:x =2x 0yy 0-x 0①把方程①代入y 2=4x 得:y 0y 2-8x 0y +4x 0y 0=0,Δ=64x 20-16x 0y 20=64x 20-64x 20=0,所以直线AB 与抛物线相切.1.(2012·济南模拟)抛物线的焦点为椭圆x 24+y 29=1的下焦点,顶点在椭圆中心,则抛物线方程为( )A .x 2=-45y B .y 2=-45x C .x 2=-413yD .y 2=-413x解析:选A 由椭圆方程知,a 2=9,b 2=4,焦点在y 轴上,下焦点坐标为(0,-c ),其中c =a 2-b 2= 5.∴抛物线焦点坐标为(0,-5),∴抛物线方程为x 2=-45y .2.(2012·东北三校联考)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 .2B .18C .2或18D .4或16解析:选C 设P (x 0,y 0),则⎩⎪⎨⎪⎧x 0+p2=10,|y 0|=6,y 2=2px 0,∴36=2p ⎝⎛⎭⎪⎫10-p 2,即p 2-20p +36=0,解得p =2或18.3.(2013·大同模拟)已知抛物线y 2=2px (p >0)的准线与曲线x 2+y 2-6x -7=0相切,则p 的值为( )A .2B .1 C.12D.14解析:选A 注意到抛物线y 2=2px 的准线方程是x =-p2,曲线x 2+y 2-6x -7=0,即(x -3)2+y 2=16是圆心为(3,0),半径为4的圆.于是依题意有⎪⎪⎪⎪⎪⎪p 2+3=4.又p >0,因此有p2+3=4,解得p =2.4.(2012·郑州模拟)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( ) A.π6或5π6 B.π4或3π4 C.π3或2π3D.π2解析:选B 由焦点弦长公式|AB |=2p sin 2θ得6sin 2θ=12,所以sin θ=22,所以θ=π4或3π4. 5.(2012·唐山模拟)抛物线y 2=2px 的焦点为F ,点A 、B 、C 在此抛物线上,点A 坐标为(1,2).若点F 恰为△ABC 的重心,则直线BC 的方程为( )A .x +y =0B .x -y =0C .2x +y -1=0D .2x -y -1=0解析:选C ∵点A 在抛物线上,∴4=2p ,p =2,抛物线方程为y 2=4x ,焦点F (1,0) 设点B (x 1,y 1),点C (x 2,y 2),则有y 21=4x 1,①y 22=4x 2,②由①-②得(y 1-y 2)(y 1+y 2)=4(x 1-x 2)得k BC =y 1-y 2x 1-x 2=4y 1+y 2. 又∵y 1+y 2+23=0,∴y 1+y 2=-2,∴k BC =-2. 又∵x 1+x 2+13=1,∴x 1+x 2=2,∴BC 中点为(1,-1),则BC 所在直线方程为y +1=-2(x -1),即2x +y -1=0.6.(2013·湖北模拟)已知直线y =k (x -m )与抛物线y 2=2px (p >0)交于A 、B 两点,且OA ⊥OB ,OD ⊥AB 于D .若动点D 的坐标满足方程x 2+y 2-4x =0,则m =( )A .1B .2C .3D .4解析:选D 设点D (a ,b ),则由OD ⊥AB 于D ,得⎩⎪⎨⎪⎧b a =-1k ,b =k a -m ,则b =-km1+k2,a =-bk ;又动点D 的坐标满足方程x 2+y 2-4x =0,即a 2+b 2-4a =0,将a =-bk 代入上式,得b 2k 2+b 2+4bk =0,即bk 2+b +4k =0,-k 3m 1+k 2-km 1+k2+4k =0,又k ≠0,则(1+k 2)(4-m )=0,因此m =4.7.(2012·乌鲁木齐模拟)过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线交y 轴于点A ,抛物线上有一点B 满足OB ,=OA ,+OF , (O 为坐标原点),则△BOF 的面积是________.解析:由题可知F (1,0),可设过焦点F 的直线方程为y =k (x -1)(可知k 存在),则A (0,-k ),∴B (1,-k ),由点B 在抛物线上,得k 2=4,k =±2,即B (1,±2),S △BOF =12·|OF |·|y B |=12×1×2=1.答案:18.(2012·渭南模拟)已知抛物线C :y =14x 2,则过抛物线焦点F 且斜率为12的直线l 被抛物线截得的线段长为________.解析:由题意得l 的方程为y =12x +1,即x =2(y -1).代入抛物线方程得y =(y -1)2,即y 2-3y +1=0.设线段端点坐标为(x 1,y 1),(x 2,y 2),则线段长度为y 1+y 2+p =5.答案:59.(2012·广州模拟)已知直线y =k (x -2)(k >0)与抛物线y 2=8x 相交于A ,B 两点,F 为抛物线的焦点,若|FA |=2|FB |,则k 的值为________.解析:直线y =k (x -2)恰好经过抛物线y 2=8x 的焦点F (2,0),由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=8x ,y =k x -2可得ky 2-8y -16k=0,因为|FA |=2|FB |,所以y A =-2y B ,则y A +y B =-2y B +y B =8k ,所以y B =-8k,y A ·y B =-16,所以-2y 2B =-16,即y B =±22,又k >0,故k =2 2.答案:2 210.已知过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,斜率为22的直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)(x 1<x 1)两点,且|AB |=9.(1)求该抛物线的方程;(2)O 为坐标原点,C 为抛物线上一点,若OC =OA +λOB ,求λ的值. 解:(1)直线AB 的方程是y =22⎝ ⎛⎭⎪⎫x -p 2,与y 2=2px 联立,从而有4x 2-5px +p 2=0,所以x 1+x 2=5p 4.由抛物线定义得|AB |=x 1+x 2+p =9, 所以p =4,从而抛物线方程是y 2=8x .(2)由p =4,4x 2-5px +p 2=0可简化为x 2-5x +4=0,从而x 1=1,x 2=4,y 1=-22,y 2=42, 从而A (1,-22),B (4,42).设OC =(x 3,y 3)=(1,-22)+λ(4,42)=(4λ+1,42λ-22), 又y 23=8x 3,即[22(2λ-1)]2=8(4λ+1), 即(2λ-1)2=4λ+1, 解得λ=0或λ=2.11.如图,过抛物线y 2=4px (p >0)上一定点M (x 0,y 0)(y 0>0)作两条直线,分别交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).(1)求该抛物线上纵坐标为4p 的点到点(p,0)的距离; (2)当MA 与MB 的斜率都存在,且y 1+y 2y 0=-2时,求MA 与MB 的斜率之和; (3)证明:直线AB 不可能平行于x 轴.解:(1)当y =4p 时,x =4p ,抛物线的准线方程为x =-p ,焦点为(p,0),抛物线上纵坐标为4p 的点到点(p,0)的距离,就是该点到焦点的距离,由抛物线的定义得,所求距离为4p -(-p )=5p .(2)设直线MA 的斜率为k MA ,MB 的斜率为k MB , 由y 21=4px 1,y 20=4px 0,得k MA =y 1-y 0x 1-x 0=4py 1+y 0, 同理k MB =4py 2+y 0, 又y 1+y 2y 0=-2,所以y 1+y 2=-2y 0,因为k MA +k MB =4p y 1+y 0+4p y 2+y 0=4p y 1+y 2+2y 0y 1+y 0y 2+y 0=0,所以k MA +k MB =0,故MA 与MB 的斜率之和为0.(3)证明:设直线AB 的斜率为k AB ,则k AB =y 2-y 1x 2-x 1=y 2-y 1y 224p -y 214p=4py 1+y 2,由(2)知y 1+y 2=-2y 0,所以k AB =-2p y 0,由于M (x 0,y 0)为定点,所以-2p y 0为定值且-2py 0≠0,故直线AB 不可能平行于x 轴.12.(2012·安徽模拟)已知椭圆C 1:x 24+y 2b 2=1(0<b <2)的离心率为32,抛物线C 2:x 2=2py (p >0)的焦点是椭圆的顶点.(1)求抛物线C 2的方程;(2)过点M (-1,0)的直线l 与抛物线C 2交于E ,F 两点,过E ,F 作抛物线C 2的切线l 1,l 2,当l 1⊥l 2时,求直线l 的方程.解:(1)∵椭圆C 1的长半轴长a =2,半焦距c =4-b 2.由e =c a =4-b 22=32得b 2=1,∴椭圆C 1的上顶点为(0,1),即抛物线C 2的焦点为(0,1), 故抛物线C 2的方程为x 2=4y .(2)由已知可得直线l 的斜率必存在,设直线l 的方程为y =k (x +1),E (x 1,y 1),F (x 2,y 2).由x 2=4y 得y =14x 2,∴y ′=12x .∴切线l 1,l 2的斜率分别为12x 1,12x 2.当l 1⊥l 2时,12x 1·12x 2=-1,即x 1x 2=-4.由⎩⎪⎨⎪⎧y =k x +1x 2=4y 得x 2-4kx -4k =0,∴Δ=(4k )2-4×(-4k )>0,解得k <-1或k >0.①且x 1x 2=-4k =-4,即k =1,满足①式,∴直线l 的方程为x -y +1=0.1.(2013·郑州模拟)如图,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=3xD .y 2=3x解析:选C 过点B 作准线的垂线,垂足为B 1,记准线与x 轴的交点为F 1,则依题意得|BB 1||FF 1|=|BC ||CF |=23,所以|BB 1|=23|FF 1|=2p 3,由抛物线的定义得|BF |=|BB 1|=2p 3.过A ,B 作x 轴的垂线,垂足分别为D ,E ,由△BEF ∽△ADF 得23p 3=p -2p33-p ,解得p =32.所以此抛物线的方程是y 2=3x .2.(2012·安徽高考)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.322D .2 2解析:选C 由题意,抛物线y 2=4x 的焦点为F (1,0),准线方程为l :x =-1,可得A 点的横坐标为2,代入y 2=4x 得y 2=8,不妨设A (2,22),则直线AB 的方程为y =22(x -1),与y 2=4x 联立得2x 2-5x +2=0,可得B ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-2,所以S △AOB =S △AOF +S △BOF =12×1×|y A -y B |=322. 3.(2012·浙江高考)如图,在直角坐标系xOy 中,点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,12到抛物线C :y 2=2px (p >0)的准线的距离为54.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. 解:(1)由题意知⎩⎪⎨⎪⎧2pt =1,1+p 2=54,得⎩⎪⎨⎪⎧p =12,t =1.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),线段AB 的中点为Q (m ,m ), 设直线AB 的斜率为k (k ≠0).由⎩⎪⎨⎪⎧y 21=x 1,y 22=x 2,得(y 1-y 2)(y 1+y 2)=x 1-x 2, 故k ·2m =1,所以直线AB 的方程为y -m =12m (x -m ),即x -2my +2m 2-m =0.由⎩⎪⎨⎪⎧x -2my +2m 2-m =0,y 2=x ,消去x ,整理得y 2-2my +2m 2-m =0,所以Δ=4m -4m 2>0,y 1+y 2=2m ,y 1·y 2=2m 2-m .从而|AB |= 1+1k2·|y 1-y 2|=1+4m 2·4m -4m 2.设点P 到直线AB 的距离为d ,则d =|1-2m +2m 2|1+4m 2,设△ABP 的面积为S , 则S =12|AB |·d =|1-2(m -m 2)|·m -m 2.由Δ=4m -4m 2>0,得0<m <1.令u =m -m 2,0<u ≤12,则S =u -2u 3,S ′(u )=1-6u 2.由S ′(u )=0,得u =66∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12, 所以S (u )max =S ⎝⎛⎭⎪⎫66=69. 故△ABP 面积的最大值为69.1.(2012·北京高考)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:直线l 的方程为y =3(x -1),即x =33y +1,代入抛物线方程得y 2-433y -4=0,解得y A =433+ 163+162=23(y B <0,舍去),故△OAF 的面积为12×1×23= 3.答案: 32.(2012·东城模拟)已知顶点在坐标原点,焦点在x 轴正半轴的抛物线上有一点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,m ,A 点到抛物线焦点的距离为1.(1)求该抛物线的方程;(2)设M (x 0,y 0)为抛物线上的一个定点,过M 作抛物线的两条相互垂直的弦MP ,MQ ,求证:PQ 恒过定点(x 0+2,-y 0);(3)直线x +my +1=0与抛物线交于E ,F 两点,问在抛物线上是否存在点N ,使得△NEF 为以EF 为斜边的直角三角形?若有,求出该点存在时需满足的条件;若无,请说明理由.解:(1)由题意可设抛物线的方程为y 2=2px (p >0),则由抛物线的定义可得p 2+12=1,即p =1,所以该抛物线的方程为y 2=2x .(2)由题意知直线PQ 与x 轴不平行,设直线PQ 的方程为x =my +n ,代入y 2=2x 得y 2-2my -2n =0. 所以y 1+y 2=2m ,y 1y 2=-2n ,其中y 1,y 2分别是P ,Q 的纵坐标,x 1,x 2分别是P ,Q 的横坐标. 因为MP ⊥MQ ,所以k MP ·k MQ =-1. 即y 1-y 0x 1-x 0·y 2-y 0x 2-x 0=-1, 又由x 1=y 212,x 2=y 222,x 0=y 202,代入上式得2y 1+y 0·2y 2+y 0=-1,所以(y 1+y 0)(y 2+y 0)=-4. 即y 1y 2+(y 1+y 2)y 0+y 20+4=0,所以(-2n )+2my 0+2x 0+4=0,即n =my 0+x 0+2. 所以直线PQ 的方程为x =my +my 0+x 0+2, 所以直线PQ 恒过定点(x 0+2,-y 0).(3)假设存在点N (x 0,y 0),设E (x 1,y 1),F (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=2x ,x +my +1=0,消去x 得y 2+2my +2=0,则y 1+y 2=-2m ,y 1y 2=2,且(2m )2-8>0,即m 2>2.由于NE ⊥NF ,所以y 1-y 0x 1-x 0·y 2-y 0x 2-x 0=-1,又点E ,F ,N 在抛物线上,所以x 1=y 212,x 2=y 222,x 0=y 202,代入y 1-y 0x 1-x 0·y 2-y 0x 2-x 0=-1,得2y 1+y 0·2y 2+y 0=-1,即(y 1+y 0)(y 2+y 0)=-4,即y 1y 2+y 0(y 1+y 2)+y 20+4=0,将y 1+y 2=-2m ,y 1y 2=2代入并整理得y 20-2my 0+6=0,只要4m 2-24>0,即m 2>6,该方程即有实数解.所以只要m 2>6就存在满足条件的点N ,当m 2≤6时不存在满足条件的点N .。
高考数学总复习考点知识及题型专题讲义四十四 抛物线知识梳理1.抛物线的概念把平面内与一个定点F 和一条定直线l (l 不过F )的距离相等的点的集合叫作抛物线.这个定点F 叫作抛物线的焦点,这条定直线l 叫作抛物线的准线. 用集合语言描述:P ={M ||MF |d=1},即P ={M ||MF |=d }.注意:抛物线的定义中不可忽视“定点不在定直线上”这一条件,当定点在定直线上时,动点的轨迹是过定点且与定直线垂直的直线. 2.抛物线的标准方程与几何性质3.(1)y 1y 2=-p 2,x 1x 2=p 24. (2)|AB |=x 1+x 2+p =2psin 2θ(θ为AB 的倾斜角).(3) S △AOB =p 22sin θ(4)1|AF |+1|BF |为定值2p. (5)以AB 为直径的圆与准线相切,以AF 或BF 为直径的圆与y 轴相切.(6)当AB 与抛物线的对称轴垂直时,称线段AB 为抛物线的通径,它是焦点弦中最短者,长度等于2p .典例剖析题型一 抛物线的定义及其应用例1 若抛物线y =4x 2上的一点M 到焦点的距离为1,则点M 的纵坐标是__________. 答案1516解析 M 到准线的距离等于M 到焦点的距离,又准线方程为y =-116,设M (x ,y ),则y +116=1,∴y =1516.变式训练 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 |=__________. 答案 3解析 ∵FP →=4FQ →,∴|FP →|=4|FQ →|,∴|PQ ||PF |=34.如图,过Q 作QQ ′⊥l ,垂足为Q ′,设l 与x 轴的交点为A ,则|AF |=4, ∴|PQ ||PF |=|QQ ′||AF |=34, ∴|QQ ′|=3,根据抛物线定义可知|QF |=|QQ ′|=3解题要点 利用抛物线的定义解决此类问题,应灵活地运用抛物线上的点到焦点的距离与到准线距离的等价转化.“看到准线想到焦点,看到焦点想到准线”,这是解决抛物线焦点弦有关问题的有效途径.题型二 抛物线的标准方程求解例2 已知抛物线C :y 2=2px (p >0)过点A (1,-2).求抛物线C 的方程,并求其准线方程; 解析 将(1,-2)代入y 2=2px ,得(-2)2=2p ×1,所以p =2. 故所求的抛物线C 的方程为y 2=4x ,其准线方程为x =-1.变式训练 已知抛物线C 与双曲线x 2-y 2=1有相同的焦点,且顶点在原点,则抛物线C 的方程是__________. 答案 y 2=±42x解析 因为双曲线的焦点为(-2,0),(2,0).设抛物线方程为y 2=±2px (p >0),则p2=2,所以p =22,所以抛物线方程为y 2=±42x .解题要点 求抛物线的标准方程的方法:①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 抛物线的几何性质例3 如图,过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线l 依次交抛物线及其准线于点A 、B 、C ,若|BC |=2|BF |,且|AF |=3,则抛物线的方程是________.答案 y 2=3x解析 分别过点A 、B 作准线的垂线AE 、BD ,分别交准线于点E 、D ,则|BF |=|BD |,∵|BC |=2|BF |,∴|BC |=2|BD |,∴∠BCD =30°,又∵|AE |=|AF |=3, ∴|AC |=6,即点F 是AC 的中点,根据题意得p =32,∴抛物线的方程是y 2=3x .变式训练 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 |等于__________. 答案 3解析 ∵FP →=4FQ →,∴|FP →|=4|FQ →|,∴|PQ ||PF |=34.如图,过Q 作QQ ′⊥l ,垂足为Q ′,设l 与x 轴的交点为A ,则|AF |=4,∴|PQ ||PF |=|QQ ′||AF |=34,∴|QQ ′|=3,根据抛物线定义可知|QQ ′|=|QF |=3. 解题要点 应用抛物线性质的技巧:1.利用抛物线方程确定及应用其焦点、准线等性质时,关键是将抛物线方程化成标准方程.2.要结合图形分析,灵活运用平面几何的性质以图助解.3.借助抛物线的定义,在点到焦点间距离和点到准线间距离之间相互转化.当堂练习1.(2015陕西文)已知抛物线y 2=2px (p >0)的准线经过点(-1,1),则该抛物线焦点坐标为__________. 答案 (1,0)解析 由于抛物线y 2=2px (p >0)的准线方程为x =-p 2,由题意得-p2=-1,p =2,焦点坐标为()1,0.2.O 为坐标原点,F 为抛物线C :y 2=42x 的焦点,P 为C 上一点,若|PF |=42,则△POF 的面积为__________. 答案 2 3解析 利用|PF |=x P +2=42,可得x P =32, ∴y P =±2 6.∴S △POF =12|OF |·|y P |=2 3.3. (2014年辽宁卷)已知点A (-2,3)在抛物线C :y 2=2px 的准线上,记C 的焦点为F ,则直线AF 的斜率为__________. 答案 -34解析 ∵点A (-2,3)在y 2=2px 的准线上,∴-p2=-2,∴p =4,∴y 2=2px 的焦点为F (2,0),∴k AF =3-0-2-2=-34.4.(2014·安徽)抛物线y =14x 2的准线方程是__________.答案 y =-1解析 ∵y =14x 2,∴x 2=4y .∴准线方程为y =-1.5.已知A (2,0),抛物线C :x 2=4y 的焦点为F ,射线F A 与抛物线C 相交于点M ,与其准线相交于点N ,则|FM |∶|MN |=________. 答案 1∶ 5解析 MF 的方程为x 2+y =1即x +2y -2=0,MF 的倾斜角为α,则tan α=-12,由抛物线的定义可知|MF |=|MQ |;∴|MF ||MN |=|MQ ||MN |=sin α=55=15. 课后作业一、 填空题1.过点P (-2,3)的抛物线的标准方程是__________. 答案 y 2=-92x 或x 2=43y解析 设抛物线的标准方程为y 2=kx 或x 2=my ,代入点P (-2,3),解得k =-92,m =43,∴y 2=-92x 或x 2=43y .2.抛物线y =4x 2的焦点到准线的距离是__________. 答案 18解析 由x 2=14y ,知p =18,所以焦点到准线的距离为p =18.3.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__________. 答案 y 2=8x解析 由抛物线的准线方程为x =-2,得焦点F (2,0),∴p2=2,∴p =4,故抛物线的标准方程为y 2=8x .4.在y =2x 2上有一点P ,它到A (1,3)的距离与它到焦点的距离之和最小,则点P 的坐标是__________. 答案 (1,2)解析 如图所示,直线l 为抛物线y =2x 2的准线,F 为其焦点,PN ⊥l ,AN 1⊥l ,由抛物线的定义知,|PF |=|PN |,∴|AP |+|PF |=|AP |+|PN |≥|AN 1|,当且仅当A 、P 、N 三点共线时取等号. ∴P 点的横坐标与A 点的横坐标相同即为1.5.若抛物线y 2=2px 上一点P (2,y 0)到其准线的距离为4,则抛物线的标准方程为__________. 答案 y 2=8x解析 由题意,得2-⎝⎛⎭⎫-p2=4,p =4,所以抛物线的方程为y 2=8x . 6.点M (5,3)到抛物线y =ax 2的准线的距离为6,那么抛物线的方程是__________. 答案 y =112x 2或y =-136x 2解析 将y =ax 2化为x 2=1a y ,当a >0时,准线y =-14a ,由已知得3+14a =6,∴1a =12,∴a =112.当a <0时,准线y =-14a ,由已知得|3+14a |=6, ∴a =-136或a =112(舍).∴抛物线方程为y =x 212或y =-136x 2.7.抛物线y =-2x 2的焦点坐标为__________. 答案 (0,-18)解析 y =-2x 2化为标准方程为x 2=-12y ,其焦点坐标是(0,-18).8.抛物线y 2=4x的焦点到双曲线x 2-y 23=1的渐近线的距离是__________. 答案32解析 抛物线y 2=4x 的焦点坐标为(1,0),双曲线的渐近线方程为±3x -y =0,则所求距离为d =32. 9.过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线交y 轴于点A ,抛物线上有一点B 满足OB OA AF =+u u u r u u u r u u u r(O 为坐标原点),则△BOF 的面积是__________. 答案 1解析 由题可知F (1,0),可设过焦点F 的直线方程为y =k (x -1)(可知k 存在),则A (0,-k ), ∴B (1,-k ),由点B 在抛物线上,得k 2=4,k =±2,即B (1,±2), S △BOF =12·|OF |·|y B |=12×1×2=1.10.若抛物线y 2=2x 上一点M 到坐标原点O 的距离为3,则点M 到抛物线焦点的距离为________. 答案 32解析 设M (x ,y ),则由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=2x ,x 2+y 2=3,得x 2+2x -3=0.解得x =1或x =-3(舍).所以点M 到抛物线焦点的距离d =1--12=32.11.已知抛物线y 2=2px (p >0),过其焦点且斜率为1的直线交抛物线于A 、B 两点,若线段AB 的中点的纵坐标为2,则该抛物线的准线方程为________. 答案 x =-1解析 直线方程为y =x -p 2,由⎩⎪⎨⎪⎧y =x -p 2,y 2=2px ,得y 2-2py -p 2=0.设A 和B 的纵坐标分别为y 1和y 2,由韦达定理知y 1+y 2=2p ,又线段AB 的中点的纵坐标为2,所以p =2.于是抛物线的准线方程为x =-1. 二、解答题12.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 |=54|PQ |.求C 的方程;解析 设Q (x 0,4),代入y 2=2px 得x 0=8p .所以|PQ |=8p ,|QF |=p 2+x 0=p 2+8p .由题设得p 2+8p =54×8p,解得p =-2(舍去)或p =2.所以C 的方程为y 2=4x .13.若抛物线y 2=4x 上一点P 到其焦点F 的距离为3,延长PF 交抛物线于Q ,若O 为坐标原点,求△OPQ 面积S △OPQ .解析 如图所示,由题意知,抛物线的焦点F 的坐标为(1,0),又|PF |=3,由抛物线定义知:点P 到准线x =-1的距离为3,∴点P 的横坐标为2. 将x =2代入y 2=4x 得y 2=8,由图知点P 的纵坐标y =22, ∴P (2,22),∴直线PF 的方程为y =22(x -1).联立直线与抛物线的方程⎩⎪⎨⎪⎧y =22(x -1),y 2=4x ,解之得⎩⎪⎨⎪⎧x =12,y =-2或⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =2 2.由图知Q ⎝⎛⎭⎫12,-2,∴S △OPQ =12|OF |·|y P -y Q |=12×1×|22+2|=322.。