专题21 抛物线(解答题压轴题)1.(2021·全国高三模拟预测)在平面直角坐标系xOy 中,抛物线E :()220y px p =>上一点00(4,)(0)S y y >到焦点F 的距离5SF =.不经过点S 的直线l 与E 交于A ,B . (1)求抛物线E 的标准方程;(2)若直线AS ,BS 的斜率之和为2,证明:直线l 过定点. 【答案】(1)24y x =;(2)证明见解析. 【详解】(1)抛物线E :()220y px p =>的焦点,02p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,准线方程为2p x =-,因为抛物线上一点00(4,)(0)S y y >到焦点F 的距离5SF =, 由抛物线的定义得452p+=,所以2p =. 所以抛物线E 的标准方程是24y x =;(2)将4x =代入24y x =可得04y =或04y =-(舍),所以点S 坐标为(4,4), 因为直线l 的斜率不等于0,设直线l 的方程是x my n =+,()11,A x y ,()22,B x y ,联立24y x x my n⎧=⎨=+⎩,得2440y my n --=,因为直线l 与E 有两个交点,所以216160m n ∆=->,即20m n ->.由韦达定理得121244y y my y n +=⎧⎨=-⎩,因为直线AS ,BS 的斜率之和为2,所以121222121212444411444444444y y y y y y x x y y ⎛⎫----+=+=+ ⎪--++⎝⎭-- 1212124(8)24()16y y y y y y ++==+++,所以121224()0y y y y ++=,将121244y y m y y n+=⎧⎨=-⎩代入上式可得:8160n m -+=,即2n m =, 所以直线l 的方程是()2x my n m y =+=+,它过定点()0,2-.2.(2021·全国高三月考(理))已知直线l 过原点O ,且与圆A 交于M ,N 两点,4MN =,圆A 与直线2y =-相切,OA 与直线l 垂直,记圆心A 的轨迹为曲线C . (1)求C 的方程;(2)过直线1y =-上任一点P 作C 的两条切线,切点分别为1Q ,2Q ,证明: ①直线12Q Q 过定点; ②12PQ PQ ⊥.【答案】(1)24(0)x y y =≠;(2)①证明见解析;②证明见解析. 【详解】(1)解:如图,设(,)A x y ,因为圆A 与直线2y =-相切,所以圆A的半径为|2|y +.由圆的性质可得222||||||OA ON AN +=,即2224(2)x y y ++=+,化简得24x y =. 因为O 与A 不重合,所以0y ≠, 所以C 的方程为24(0)x y y =≠.(2)证明:①由题意可知1Q ,2Q 与O 不重合.如图,设(,1)P t -,()111,Q x y ,则2114x y =,因为2xy '=,所以切线1PQ 的斜率为12x , 故11112x y x t+=-,整理得11220tx y -+=. 设()222,Q x y ,同理可得22220tx y -+=. 所以直线12Q Q 的方程为220tx y -+=, 所以直线12Q Q 过定点(0,1).②因为直线12Q Q 的方程为220tx y -+=,由2220,4,tx y x y -+=⎧⎨=⎩消去y 得2240x tx --=, 所以122x x t +=,124x x =-.又()()()()12121211PQ PQ x t x t y y ⋅=--+++ ()2121212221122tx tx x x t x x t ++⎛⎫⎛⎫=-+++++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭()21212122222t t x x t x x t x x ⎛⎫⎛⎫=-+++++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭()()221212121244t x x t x x t x x t x x =-++++++2212144t x x t ⎛⎫=+++ ⎪⎝⎭0=,所以12PQ PQ .3.(2021·安徽高三开学考试(理))已知中心在坐标原点O ,焦点在xC 过点1)2.(1)求C 的标准方程;(2)是否存在不过原点O 的直线:l y kx m =+与C 交于,P Q 两点,使得直线OP 、PQ 、OQ 的斜率成等比数列、若存在,求k 的值及m 的取值范围;若不存在,请说明理由.【答案】(1)2214x y +=;(2)存在,12k =±,m的取值范围为(1)(1,0)(0,1)-⋃-⋃⋃.【详解】(1)设C 的标准方程为22221x y a b +=(a >b >0),由题意得,222223114a b cc e a a b ⎧=+⎪⎪⎪==⎨⎪⎪+=⎪⎩,解得21a b c ⎧=⎪=⎨⎪=⎩,∴C 的标准方程为2214x y +=(2)联立2214y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,得222(14)84(1)0k x kmx m +++-=(m ≠0), 设1122(,),(,)P x y Q x y ,则122841km x x k +=-+,21224(1)41m x x k -=+∴2212121212()()()y y kx m kx m k x x mk x x m =++=+++∵OP ,PQ ,OQ 的斜率成等比数列,∴2OP OQ PQ k k k ⋅=,∴21212y y k x x ⋅=, ∴21212y y k x x =,∴12()0k x x m ++=,∴228041k mm k -+=+,解得12k =± ∵22222(8)4(41)4(1)16(41)0km k m k m ∆=-+⨯-=-+>, ∴2224120k m m -+=->,解得m <, ∵120x x ≠,∴210m -≠,解得1m ≠±.综上,12k =±,m的取值范围为(1)(1,0)(0,1)-⋃-⋃⋃.4.(2021·全国高三专题练习)如图,已知抛物线()2:20C y px p =>的焦点为()1,0F ,D 为x 轴上位于F右侧的点,点A 为抛物线C 在第一象限上的一点,且AF DF =,分别延长线段AF 、AD 交抛物线C 于M 、N .(1)若AM MN ⊥,求直线AF 的斜率; (2)求三角形AMN 面积的最小值. 【答案】(12)16. 【详解】 (1)()1,0F ,则12p=,得2p =,所以,抛物线C 的方程为24y x =, 设()2,2A t t ,点A 为抛物线C 在第一象限上的一点,故0t >,设点(),0D d ,由AF DF =得211t d +=-,则22d t =+,得()22,0D t +,所以,221AMt k t =-,直线AM 的方程为2112t x y t-=+, 联立224112y xt x y t ⎧=⎪⎨-=+⎪⎩,得222240t y y t ---=,所以,42M A y y t -==-,进一步得()2222AN AD tk k t t t ===--+,直线AN 的方程为212x y t t=-++, 联立22124x y t t y x⎧=-++⎪⎨⎪=⎩,得()224420y y t t +-+=,4N A y y t ∴+=-,则42N y t t=--,又AM MN ⊥,22224414444M N M N A M A M AM MN A M N M A M M N A M M Ny y y y y y y y k k y y y y x x x x y y y y ----∴⋅=⋅=⋅=⋅=---++--, 代入得44122422t tt t t⋅=-----,化简得:42230t t --=, 又0t >,t ∴=(3,A,AF k ∴=(2)由(1)知224,2N t t t t ⎛⎫⎛⎫+-- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,212,M t t ⎛⎫- ⎪⎝⎭, ()222221122A M t AM x x t t t+=++=++=,直线AM 的方程2112t x y t-=+即为()22120tx t y t ---=所以点N 到直线AM 的距离为()()()222221211t t d tt t++===+, ()332331122216AMNtS t t t +⎛⎛⎫==+≥= ⎪ ⎝⎭⎝△, 当且仅当1t =时,S 取到最小值16.5.(2021·全国高三月考(理))已知抛物线()220x py p =>上一点()02,P y 到其焦点F 的距离为2,过点(),0T t ()0t >作两条斜率为1k ,2k 的直线1l ,2l 分别与该抛物线交于A ,B 与C ,D 两点,且120k k +=,FAB FCD S S =△△.(Ⅰ)求抛物线的方程; (Ⅱ)求实数t 的取值范围. 【答案】(Ⅰ)24x y =;(Ⅱ)()()0,11,2【详解】(Ⅰ)由抛物线()220x py p =>上一点()02,P y 到其焦点F 的距离为2,所以004222py py =⎧⎪⎨+=⎪⎩,解得2p =, 故抛物线的方程为24x y =;(Ⅱ)设直线()11:l y k x t =-,与抛物线24x y =联立,可得211440x k x k t -+=,设()11,A x y ,()22,B x y , 则1214x x k +=,1214x x k t =,所以12AB x =-== 点F 到直线1l的距离为1d =,所以111122FABSAB d k t =⋅=⨯=+,同理可得2FCDSk t =+,因为120k k +=,且FAB FCD S S =△△所以12k t k t+=+,整理可得:()22121k t -=,即21212k t=-,所以22t <,所以0t <<由211122221644016440k k t k k t ⎧∆=-⨯>⎨∆=-⨯>⎩可得221k t >, 即2212t t >-,即()2210t ->,所以1t ≠, 综上所述,t 的取值范围为()()0,11,2.6.(2021·浙江瑞安中学高三模拟预测)已知抛物线()21:20C y px p =>和右焦点为F 的椭圆222:143x y C +=.如图,过椭圆2C 左顶点T 的直线交抛物线1C 于,A B 两点,且2AB TA =.连接AF 交2C 于两点,M N ,交1C 于另一点C ,连BC ,Q 为BC 的中点,TQ 交AC 于D .(1)证明:点A 的横坐标为定值;(2)记CDT ∆,QMN ∆的面积分别为1S ,2S,若12S S = 【答案】(1)证明见解析;(2)2124y x =. 【详解】(1)证明:由题意知,()2,0T -,直线TA 的斜率存在设为k ,()()1122,,,A x y B x y ,不妨设直线TA 的方程为()()20y k x k =+>,与抛物线方程联立得()222y k x y px ⎧=+⎨=⎩,整理得,()22224240k x k p x k +-+=,则21212224,4p k x x x x k -+==,因为2AB TA =, 所以1213y y =,则21122219x y x y ==,设()10x a a =>,则29x a =,则21294x x a==,则23a =或23-(舍去),所以123x =,即点A 的横坐标为定值.(2)由(1)知,()28,,6,833A k B k ⎛⎫⎪⎝⎭,()1,0F ,则直线AF 的方程为()81y k x =-- ,与椭圆联立得()2214381x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=--⎩,整理得()22223256512256120k x k x k +-+-=,设()()3344,,,M x y N x y ,则2234342251225612,32563256k k x x x x k k -+==++, 则()22121643256k MN k++,直线AF 与抛物线联立得()2281y px y k x ⎧=⎪⎨=--⎪⎩,整理得,()2222641282640k x k p x k -++=,设()55,C x y ,则5213x ⋅=,所以532x =,即3,42C k ⎛⎫- ⎪⎝⎭,则15,24Q k ⎛⎫ ⎪⎝⎭, 所以直线TQ 的方程为()8223k y x =+,与直线AF 联立得()()822381k y x y k x ⎧=+⎪⎨⎪=--⎩, 解得2124x y k⎧=⎪⎨⎪=⎩,则21,24D k ⎛⎫ ⎪⎝⎭,即CD ==T 到AF的距离1d ==,Q 到AF的距离2d =,则1112S CD d =,2212S MN d =,所以12CD S S MN =2121643256k k =++,整理得,24252563584190k k ⨯+-=,解得21256k =,则116k =, 所以21,36A ⎛⎫ ⎪⎝⎭,又21,36A ⎛⎫ ⎪⎝⎭在抛物线上,则212263p ⎛⎫=⋅ ⎪⎝⎭,解得148p =.则抛物线的方程为2124y x =. 7.(2021·全国高三专题练习(理))已知抛物线()2:20C x py p =>的焦点为F ,且F 与圆22:(4)1M x y ++=上点的距离的最小值为4.(1)求p ;(2)若点P 在M 上,,PA PB 是C 的两条切线,,A B 是切点,求PAB ∆面积的最大值. 【答案】(1)2p =;(2)【详解】(1)抛物线C 的焦点为0,2p F ⎛⎫⎪⎝⎭,42p FM =+,所以,F 与圆22:(4)1M x y ++=上点的距离的最小值为4142p+-=,解得2p =; (2)抛物线C 的方程为24x y =,即24x y =,对该函数求导得2x y '=,设点()11,A x y 、()22,B x y 、()00,P x y , 直线PA 的方程为()1112x y y x x -=-,即112x xy y =-,即11220x x y y --=, 同理可知,直线PB 的方程为22220x x y y --=,由于点P 为这两条直线的公共点,则10102020220220x x y y x x y y --=⎧⎨--=⎩,所以,点A 、B 的坐标满足方程00220x x y y --=, 所以,直线AB 的方程为00220x x y y --=,联立0022204x x y y x y --=⎧⎪⎨=⎪⎩,可得200240x x x y -+=, 由韦达定理可得1202x x x +=,1204x x y =,所以,AB ,点P 到直线AB的距离为d =所以,()3220011422PABS AB d x y =⋅==-△, ()()2222000000041441215621x y y y y y y -=-+-=---=-++,由已知可得053y -≤≤-,所以,当05y =-时,PAB△的面积取最大值321202⨯=8.(2021·浙江省杭州第二中学高三模拟预测)已知抛物线()2:20C y px p=>经过点(2,,P 是圆()22:11M x y ++=上一点,PA 、PB 都是C 的切线.(1)求抛物线C 的方程及其准线方程; (2)求PAB ∆的面积的最大值.【答案】(1)抛物线C 的方程为24y x =,准线方程为1x =-;(2)【详解】(1)将点(2,的坐标代入抛物线C 的方程为228p ⨯=,解得2p =, 所以,抛物线C 的方程为24y x =,该抛物线的准线方程为1x =-;(2)先证明抛物线C 在其上一点()00,Q x y 处的切线方程为00220x y y x -+=.证明如下:由于点()00,Q x y 在抛物线C 上,则2004y x =,联立2004220y x x y y x ⎧=⎨-+=⎩,可得200202y y y x -+=,即220020y y y y -+=,则2200440y y ∆=-=,所以,抛物线C 在其上一点()00,Q x y 处的切线方程为00220x y y x -+=. 设点()11,A x y 、()22,B x y 、()33,P x y ,则直线PA 的方程为11220x y y x -+=,直线PB 的方程为22220x y y x -+=,因为点P 在直线PA 、PB 上,所以,31313232220220x y y x x y y x -+=⎧⎨-+=⎩,所以,点A 、B 的坐标满足方程33220x y y x -+=,由于两点确定一条直线,故直线AB 的方程为33220x y y x -+=,联立2334220y x x y y x ⎧=⎨-+=⎩,消去x 可得233240y y y x -+=,由韦达定理可得1232y y y +=,1234y y x =,所以,12AB y y -=点P 到直线AB的距离为d =所以,()3223311422PABS AB d y x =⋅==-△, 另一方面,()22233333342439y x x x x x -=---=-++,其中320x -≤≤, 所以,当32x =-时,2334y x -取得最大值8,因此,()3322233114822PABS y x =-≤⨯=△9.(2021·广东汕头·高三三模)已知圆()22:21C x y +-=与定直线:1l y =-,且动圆M 与圆C 外切并与直线l 相切.(1)求动圆圆心M 的轨迹E 的方程;(2)已知点P 是直线1:2l y =-上一个动点,过点P 作轨迹E 的两条切线,切点分别为A 、B . ①求证:直线AB 过定点; ②求证:PCA PCB ∠=∠.【答案】(1)28x y =;(2)①证明见解析;②证明见解析. 【详解】(1)依题意知:M 到()0,2C 的距离等于M 到直线2y =-的距离,∴动点M 的轨迹是以C 为焦点,直线2y =-为准线的抛物线,设抛物线方程为()220x py p =>,则22p=,则4p =,即抛物线的方程为28x y =, 故:动圆圆心M 的轨迹E 的方程为:28x y =;(2)①由28x y =得:218y x =,14y x '∴=,设2111,8A x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭、2221,8B x x ⎛⎫⎪⎝⎭,(),2P t -,其中12x x ≠,则切线PA 的方程为()2111184x y x x x -=-,即2111148y x x x =-,同理,切线PB 的方程为2221148y x x x =-, 由21122211481148y x x x y x x x ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,解得121228x x x x x y +⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,1212228x x t x x +⎧=⎪⎪∴⎨⎪-=⎪⎩,即1212216x x t x x +=⎧⎨=-⎩,2111,8A x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭、()222121,8B x x x x ⎛⎫≠ ⎪⎝⎭,∴直线AB 的方程为()222121121111888x x y x x x x x --=--,化简得121288x x x x y x +=-, 即24ty x =+, 故直线AB 过定点()0,2; ②由①知:直线AB 的斜率为4AB t k =, (i )当直线PC 的斜率不存在时,直线AB 的方程为2y =,PC AB ∴⊥,PCA PCB ∴∠=∠; (ii )当直线PC 的斜率存在时,(),2P t -、()0,2C ,∴直线PC 的斜率2240PC k t t --==--,414AB PC t k k t-∴⋅=⨯=-, PC AB ∴⊥,PCA PCB ∴∠=∠.综上所述:PCA PCB ∠=∠得证.10.(2021·河南郑州·高三三模(理))已知抛物线2:4C x y =和圆()22:11E x y ++=,过抛物线上一点()00,P x y ,作圆E 的两条切线,分别与x 轴交于,A B 两点.(1)若切线PB 与抛物线C 也相切,求直线PB 的斜率; (2)若02y ≥,求PAB ∆面积的最小值. 【答案】(1)3±;(2)最小值为2. 【详解】(1)由题意,可设切线PB 的方程为y kx m =+,代入抛物线的方程得2440x kx m --=, 由相切的条件得:216160k m ∆=+=,即20k m +=,由直线与圆相切可得圆心到直线距离1d ==,即222k m m =+,∴230m m +=,可得3m =-或0m =,∵当0m =时,有PB 的方程为0y =,此时(0,0)P 与圆E 的有且仅有一条切线, ∴3m =-,舍去0m =,故23k =,即3k =±.(2)设切线方程为00()y y k x x -=-,即000kx y y kx -+-=,圆心到直线距离1d ==,整理得222000000(1)(22)20k x x y x k y y --+++=,而220004(2)0x y y ∆=++>(02y ≥),设PA ,PB 斜率分别为12,k k ,则20000012122200222+,,11x y x y y k k k k x x ++=⋅=-- 令y =0,得000012,A B y yx x x x k k =-=-,0000120000121212000|||()()|||||y y y y k k AB x x y y k k k k k k -=---=-=⋅==00011||22PABSAB y y =⋅== 令222(6)(),2(2)y y y f y y y +=≥+,2232(4+18()0(2)y y y f y y +'=>+),则()f y 在[2,)+∞上单调递增,即min ()(2) 4.f y f ==∴PABS的最小值为2.11.(2021·浙江高三三模)如图,已知抛物线C :214y x =,点()()000,1A x y y ≥为抛物线上一点,过点A 的圆G 与y 轴相切于点()0,M t ,且与抛物线C 在点A 处有相同切线,8OM NO =,过点N 的直线l 交抛物线于点E ,F ,直线AE ,AF 的斜率分别为1k ,2k ,满足120k k +=.(1)求抛物线C 的焦点坐标和准线方程; (2)求点A 到直线l 的距离的最小值.【答案】(1)焦点坐标()0,1,准线方程1y =-;(2. 【详解】(1)抛物线的标准方程为24x y =,所以其焦点坐标()0,1,准线方程1y =-;(2)已知204x y =,则点A 处的切线方程:20024x x y x =-,因为过点A 的圆G 与y 轴相切于点()0,M t ,且与抛物线C 在点A 处有相同切线所以()202222004124x t x t x x x t t t ⎧-⎪⋅=-⎪⎪-⎨⎪⎛⎫⎪-+-= ⎪⎪⎝⎭⎩,化简得:224200030216x t t x x +--=.由0t >得:)200202x t y t -==-+> 设()11,E x y ,()22,F x y ,则由120k k +=得:1020044x x x x +++=,即0122x x x -=+, 所以021212EF x y y k x x -==--,由8OM NO =得0,8t N ⎛⎫- ⎪⎝⎭, 所以,直线l :028x t y x =--,则023y d =23[)01,y ∈+∞上单调递增所以,当01y =时,min d =此时,直线l 与抛物线相交.12.(2021·四川泸州·高三三模(理))从抛物线24y x =上各点向x 轴作垂线段,记垂线段中点的轨迹为曲线P .(1)求曲线P 的方程,并说明曲线P 是什么曲线;(2)过点()2,0M 的直线l 交曲线P 于两点A 、B ,线段AB 的垂直平分线交曲线P 于两点C 、D ,探究是否存在直线l 使A 、B 、C 、D 四点共圆?若能,请求出圆的方程;若不能,请说明理由. 【答案】(1)曲线P 的方程为2y x =,曲线P 是焦点为1,04⎛⎫⎪⎝⎭的抛物线;(2)存在;圆N 的方程为227113222x y ⎛⎫⎛⎫-++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭或227113222x y ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.【详解】(1)设抛物线2y x =上的任意点为()00,S x y ,垂线段的中点为(),x y ,故002x x y y =⎧⎪⎨=⎪⎩,则002x x y y =⎧⎨=⎩,代入2004y x =得()224y x =,得曲线P 的方程为2y x =, 所以曲线P 是焦点为1,04⎛⎫⎪⎝⎭的抛物线;(2)若直线l 与x 轴重合,则直线l 与曲线P 只有一个交点,不合乎题意.设直线l 的方程为2x ty =+,根据题意知0t ≠,设()11,A x y 、()22,B x y ,联立22y x x ty ⎧=⎨=+⎩,得220y ty --=,280t ∆=+>,则12y y t +=,122y y ⋅=-,则12A y y B =-=且线段AB 中点的纵坐标为1222y y t +=,即2121222222x x y y t t ++=⋅+=+, 所以线段AB 中点为22,22t t M ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,因为直线CD 为线段AB 的垂直平分线,可设直线CD 的方程为1x y m t =-+,则21222t t m t ⎛⎫+=-⨯+ ⎪⎝⎭,故252t m +=, 联立22152y x t x y t ⎧=⎪⎨+=-+⎪⎩,得()222250ty y t t +-+=,设()33,C x y 、()44,D x y ,则341y y t +=-,()234152y y t ⋅=-+,故34y CD =-线段CD 中点为22151,222t N tt ⎛⎫++- ⎪⎝⎭, 假设A 、B 、C 、D 四点共圆,则弦AB 的中垂线与弦CD 中垂线的交点必为圆心, 因为CD 为线段AB 的中垂线,则可知弦CD 的中点N 必为圆心,则12AN CD =, 在Rt AMN △中,222AN AM MN =+,所以22212CD AM MN ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则()()222222221111111121018442222t t t t t t t t ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++=++++++ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 故4228810t t t +--=,即()()24264222198880t t t t t t t t -+++--==, 解得21t =,即1t =±,所以存在直线l ,使A 、B 、C 、D 四点共圆,且圆心为弦CD 的中点N , 圆N 的方程为227113222x y ⎛⎫⎛⎫-++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭或227113222x y ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.13.(2021·浙江高三期末)如图,已知抛物线21:C x y =在点A 处的切线l 与椭圆222:12x C y 相交,过点A 作l 的垂线交抛物线1C 于另一点B ,直线OB (O 为直角坐标原点)与l 相交于点D ,记()11,A x y 、()22,B x y ,且1>0x .(1)求12x x -的最小值; (2)求DO DB的取值范围.【答案】(1)2;(2)40,17⎛⎫⎪⎝⎭.【详解】 (1)对函数2yx 求导得2y x '=,所以抛物线1C 在点A 处的切线方程为()1112y y x x x -=-,即2112y x x x =-,联立21122212y x x x x y ⎧=-⎪⎨+=⎪⎩,得()2234111188220x x x x x +-+-=, 所以()()62411164418220x x x ∆=-+->,解得2104x <<所以直线AB 的方程为2111122y x x x =-++, 联立21121122y x x x x y⎧=-++⎪⎨⎪=⎩,得23111220x x x x x +--=,所以12112x x x +=-,所以12111222x x x x -=+≥=,当且仅当112x =时取等号, 所以12x x -的最小值为2;(2)记点O 、B 到直线l 的距离分别为1d 、2d ,所以21d =,211211214124x x x x d ⎫++=⎪⎭,所以()4112222121441414DOd x DB d x x ===⎛⎫++ ⎪⎝⎭,因为2104x <<2114x +,所以222440,1714DODBx ⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭⎛⎫+ ⎪⎝⎭,所以DO DB 的取值范围为40,17⎛⎫⎪⎝⎭.14.(2021·河北沧州·高三二模)已知(2,0)M -,(2,0)N ,动点P 满足:直线PM 与直线PN 的斜率之积为常数14-,设动点P 的轨迹为曲线1C .抛物线22:2(0)C x py p =>与1C 在第一象限的交点为A ,过点A 作直线l 交曲线1C 于点B 交抛物线2C 于点E (点,B E 不同于点A ). (1)求曲线1C 的方程.(2)是否存在不过原点的直线l ,使点E 为线段AB 的中点?若存在,求出p 的最大值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)221(2)4x y x +=≠±;(2)存在,p【详解】解:(1)设动点()(),2P x y x ≠±,则2PM yk x =+,2PN y k x =-. 14PM PN k k =-,1224y y x x ∴⋅=-+-,即22144y x =--, 即221(2)4x y x +=≠±, ∴曲线C 1的方程为221(2)4x y x +=≠±. (2)设()1111,(0,0)A x y x y >>,()22,B x y ,()00,E x y ,显然直线l 存在斜率, 设:(0,0)l y kx m k m =+≠≠,()2222244,148440,x y k x kmx m y kx m ⎧+=⇒+++-=⎨=+⎩, 122814km x x k -∴+=+,02414kmx k -=+. 又2222,2()220,x py x p kx m x pkx pm y kx m ⎧=⇒=+⇒--=⎨=+⎩,102x x pm ∴=-,21124142142km k x pm x p k k ⎛⎫-+∴=-⇒=⎪+⎝⎭,因此有0k >,2422221,442,x x y x p x py ⎧+=⎪⇒+=⎨⎪=⎩,42422221421442k p k k p k p ⎛⎫+ ⎪⎛⎫+⎝⎭∴+= ⎪⎝⎭, 224224141422p k k k k ∴=⎛⎫⎛⎫+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,设222214112224222k k t k k k ⎛⎛⎫+⎛⎫=+=⋅ ⎪⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝=, 当且仅当122k k =时取等号,即当12k =时取等号, 则2224411()24p t t t ==++-,当4t ≥时,211()2024t +-≥,当12k =,即4t =时,2p 取得最大值,最大值为15,即p =此时A ⎝⎭,直线l 不过点M ,N . 故存在不过原点的直线l ,使点E 为线段AB 的中点,且p . 15.(2021·湖南长沙·高三模拟预测)已知抛物线()2:20C x py p =>的焦点为F ,点(),1m 在抛物线C 上,该点到原点的距离与到C 的准线的距离相等. (1)求抛物线C 的方程;(2)过焦点F 的直线l 与抛物线C 交于A ,B 两点,且与以焦点F 为圆心2为半径的圆交于M ,N 两点,点B ,N 在y 轴右侧.①证明:当直线l 与x 轴不平行时,AM BN ≠②过点A ,B 分别作抛物线C 的切线1l ,2l ,1l 与2l 相交于点D ,求DAM △与DBN 的面积之积的取值范围.【答案】(1)28x y =;(2)①证明见解析;②[)16,+∞. 【详解】(1)由题意可得2212m pp ⎧==+,解得4p =, 所以抛物线C 的方程为28x y =.(2)由(1)知,圆F 方程为:()2221x y +-=, 由已知可设:2l y kx =+,且()11,A x y ,()22,B x y ,由228y kx x y=+⎧⎨=⎩得28160x kx --=,设()00,Q x y 是抛物线C 上任一点,则2QF ==,故抛物线与圆相离.①证明:当直线l 与x 轴不平行时,有0k ≠, 由抛物线定义知,12AF y =+,22BF y =+. 所以()()22AM BN AF BF -=---()()121222AF BF y y kx kx =-=-=+-+12k x x =-=80k =>,所以AM BN ≠②由(1)知抛物线方程为218y x =.所以14y x '=.所以过点A 的切线()2111111:84l y x x x x -=-,即2111148y x x x =-.同理可得,过点B 的切线2l 为2221148y x x x =-. 由1l ,2l 方程联立,得222112211188x y x y x x x x -=-+,解之,得12128D y x x ==-,又得()()22212111048x x x x x ---=,所以1242D x xx k +==.()4,2D k -到:2l y kx =+的距离d =()()22AM BN AF BF ⋅=--()()122222y y =+-+-⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦()222121212148864x x y y x x ==⨯==,从而1122QAM QBN S S AM d BN d ⋅=⋅△△()22214161164d d k =⨯==+≥. 16.(2021·浙江高三专题练习)已知椭圆22:14x T y +=,抛物线2:2M y px =的焦点是F ,且动点()1,G t -在其准线上.(1)当点G 在椭圆T 上时,求GF 的值;(2)如图,过点G 的直线1l 与椭圆T 交于,P Q 两点,与抛物线M 交于,A B 两点,且G 是线段PQ 的中点,过点F 的直线2l 交抛物线M 于,C D 两点.若//AC BD ,求2l 的斜率k 的取值范围.【答案】(1)GF =2)k >k <【详解】 解:(1)由已知12p=,2p =,则()1,0F , 因为G 在椭圆T 上,所以2114t +=,所以234t =,所以GF =; (2)设()1:1l x m y t +=-,2:1l x ny =+,()()()()11223344,,,,,,,A x y B x y C x y D x y ,因为G 是PQ 的中点,所以114t m -⋅=-,且2114t +<, 所以4m t =①,且234t <②, 由()241y x x m y t ⎧=⎪⎨+=-⎪⎩消去x 得24440y my mt -++=,则()21610m mt ∆=-->③,且12y y -=由241y x x ny ⎧=⎨=+⎩消去x 得2440y ny --=,所以34y y -=因为//AC BD ,所以132444y y y y =++,即1234y y y y -=-, 所以2222122n m mt t =--=-④, 由①②③解得213124t <<, 由④得207n <<,即217k >,所以k >k <17.(2021·河南高三月考(理))已知抛物线()2:20C x py p =>的焦点为F ,且点F 与圆()22:41M x y ++=1. (1)求p ;(2)已知直线:4l y kx =+与C 相交于A ,B 两点,过点B 作平行于y 轴的直线BD 交直线:4l y '=-于点D .问:直线AD 是否过y 轴上的一定点?若过定点,求出该定点的坐标;若不过定点,试说明理由. 【答案】(1)2p =;(2)直线AD 恒过定点()0,0. 【详解】(1)抛物线C 的焦点为0,2p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,FM F ∴与圆M11,解得2p =.(2)设()11,A x y ,()22,B x y ,则()2,4D x -,由24,4,x y y kx ⎧=⎨=+⎩得24160x kx --=, 0∴∆>,且124x x k +=,1216x x =-,()12124kx x x x ∴=-+, 又直线AD 的方程为()121244y y x x x x ++=--, 令0x =,得()212144x y y x x ++=-,114y kx =+,()()21122212184844x kx x x x y x x x x +-++∴+===--,0y ∴=,故直线AD 恒过定点()0,0.18.(2021·上海市实验学校高三月考)已知直线2y x =与抛物线:Γ()220y px p =>交于1G ,2G 两点,且12G G ,过椭圆221:143x y C +=的右顶点Q 的直线l 交于抛物线Γ于A ,B 两点.(1)求抛物线Γ的方程;(2)若射线OA ,OB 分别与椭圆1C 交于点D ,E ,点O 为原点,ODE ,OAB 的面积分别为1S ,2S ,问是否存在直线l 使213S S =?若存在求出直线l 的方程,若不存在,请说明理由;(3)若P 为2x =-上一点,PA ,PB 与x 轴相交于M ,N 两点,问M ,N 两点的横坐标的乘积M N x x ⋅是否为定值?如果是定值,求出该定值,否则说明理由.【答案】(1)24y x =(2)不存在,理由见解析;(3)M N x x ⋅是定值,且定值为4,理由见解析. 【详解】(1)设()111,G x y ,()222,G x y ,由222y xy px =⎧⎨=⎩可得2420x px -=,所以10x =,22p x =,所以()10,0G ,2,2G p p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,所以12G G =0p >,所以2p =,所以抛物线Γ的方程为24y x =;(2)椭圆的右顶点为()2,0Q ,设直线:l 2x my =+,()33,A x y ,()44,B x y , 将:l 2x my =+代入24y x =可得:2480y my --=, 所以344y y m +=,348y y =-, 假设存在,设()55,D x y ,()66,E x y , 射线OA :33233344y y y x x xy x y === ,由3224143y x y x y ⎧=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩ 可得:2523643364y y ⨯=+,同理可得2624643364y y ⨯=+, 11sin 2S OD OE DOC =∠,21sin 2S OA OB AOB =∠, 所以342156OA OB y y S S OD OE y y ==⋅ , 所以()()()2234222156********64643643364364y y S S y y y y y y ⎛⎫=== ⎪⨯⨯⎝⎭⨯++()()()22222343496436464931616644812164999y y y y m m +⨯++⨯++++===⨯, 所以211133S S ≥>,所以不存在直线l ,使213S S =; (3)设()02,P y -,则()3003:22y y PA y y x x --=++, 令0y =可得:()030332M y y x y x y -=+①, 同理可得:()040442N y y x y x y -=+②,两式相乘可得()()()()030404403322M N y y y y x x y x y y x y --=++()2222223434034034433400433424244444y y y y y x x y x y x y y y y y y y y y ⎛⎫⋅=+++=+⋅+⋅+ ⎪⨯⎝⎭()()2342234003434003434244164y y y y y y y y y y y y y y y y +⎛⎫⎡⎤=++=-++ ⎪⎣⎦⎝⎭即()()()203040034344M N y y y y x x y y y y y y ⎡⎤--=-++⎣⎦,所以()()220034340034344M N y y y y y y x x y y y y y y ⎡⎤⎡⎤-++=-++⎣⎦⎣⎦, 即()()22000048448M N y my x x y my --=--,当点P 不在直线AB 上时,200480y my --≠,所以4M N x x =,当点P 在直线AB 上时,2M N Q x x x ===,所以4M N x x =, 综上所述:M N x x ⋅是定值,且定值为4.19.(2021·全国高三专题练习)在平面直角坐标系xOy 中,原点为O ,抛物线C 的方程为24x y =,线段AB 是抛物线C 的一条动弦. (1)求抛物线C 的准线方程;(2)求=4OA OB ⋅-,求证:直线AB 恒过定点;(3)过抛物线的焦点F 作互相垂直的两条直线1l 、2l ,1l 与抛物线交于P 、Q 两点,2l 与抛物线交于C 、D 两点,M 、N 分别是线段PQ 、CD 的中点,求FMN 面积的最小值.【答案】(1)准线方程:1y =-;(2)直线AB 恒过定点()0,2,证明见解析;(3)4. 【详解】(1)由24x y =可得:2p =,焦点为()0,1F ,所以准线方程:1y =-, (2)设直线AB 方程为y kx b =+,()11,A x y ,()22,B x y由24y kx b x y =+⎧⎨=⎩得2440x kx b --=, 所以124x x k +=,124x x b =-,222121212124416x x OA OB x x y y x x b b ⋅=+=+=-+=-,即2440b b -+=,解得:2b = 所以直线2y kx =+过定点()0,2(3)()0,1F ,由题意知直线1l 、2l 的斜率都存在且不为0, 设直线1l 的方程为1y kx =+,()33,P x y ,()44,Q x y , 则直线2l 的方程为11y x k=-+, 由241x y y kx ⎧=⎨=+⎩得2440x kx --=, 所以344x x k +=,344x x =-, 所以()34122M x x x k =+=,2121M M y kx k =+=+,所以()22,21M k k +用1k -替换k 可得2N x k =-,221N y k =+,所以222,1N k k⎛⎫-+ ⎪⎝⎭,所以12FMNSFM FN =====224≥⨯=,当且仅当221k k =即1k =±时,等号成立, 所以FMN 的面积取最小值4.20.(2021·浙江高三模拟预测)已知点F 为抛物线C :214y x =的焦点,点()0,4D ,点A 为抛物线C 上的动点,直线l :y t =截以AD 为直径的圆所得的弦长为定值.(1)求t 的值;(2)如图,直线l 交y 轴于点E ,抛物线C 上的点B 满足AB 的中垂线过点D 且直线AB 不与x 轴平行,求ABE 的面积的最大值.【答案】(1)3t =;(2【详解】解:(1)()0,4D ,设200,4x A x ⎛⎫ ⎪⎝⎭,AD 的中点为20044,22x x C ⎛⎫+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭,2r =设截得的弦为GH ,圆心C 到弦的距离为d .则2222200022244414442x x x GH r d t ⎛⎫⎛⎫+- ⎪+ ⎪⎝⎭=-=-- ⎪ ⎪⎪⎝⎭,()222011242444t GH x t -⎛⎫=-++-- ⎪⎝⎭与0x 无关3t ⇒=. (2)由上题可得()0,3E ,设()11,A x y ,()22,B x y , 线段AB 中点为G ,直线AB 的斜率存在且不等于0, 设直线AB :y kx m =+,联立直线与抛物线方程得:224404y kx mx kx m x y =+⎧⇒--=⎨=⎩, 由2016160k m ∆>⇒+>,由韦达定理可得:124x x k +=,124x x m =-, 21242y y k m +=+,则AB 的中点为()22,2G k k m +则AB 的中垂线为()()2122y k m x k k-+=--, 代入()0,4D ,得222m k =-则124AB x x =-=E AB d -=则(21142322122S AB d m k =⋅⋅=⋅=-=+=记2t k =,()()()2212f t t t =-+,()()()7612f t t t '=-+,70,6t ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()f t 单调递增,7,26t ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()f t 单调递减,76t =,即276k k =⇒=时,ABES 此时13m =-满足0∆>,所以ABES。