抛物线的焦点弦-高考真题练习
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专题9.5 抛物线1.(2020·全国高考真题(理))已知A 为抛物线C :y 2=2px (p >0)上一点,点A 到C 的焦点的距离为12,到y 轴的距离为9,则p =( ) A .2 B .3 C .6 D .9【答案】C 【解析】设抛物线的焦点为F ,由抛物线的定义知||122A p AF x =+=,即1292p=+,解得6p.故选:C.2.(2020·北京高三二模)焦点在x 轴的正半轴上,且焦点到准线的距离为4的抛物线的标准方程是( ) A .x 2=4y B .y 2=4x C .x 2=8y D .y 2=8x【答案】D 【解析】根据题意,要求抛物线的焦点在x 轴的正半轴上, 设其标准方程为22(0)y px p =>, 又由焦点到准线的距离为4,即p =4, 故要求抛物线的标准方程为y 2=8x , 故选:D.3.(全国高考真题)设F 为抛物线2:4C y x =的焦点,曲线()0ky k x=>与C 交于点P ,PF x ⊥轴,则k =( )A .12B .1C .32D .2【答案】D 【解析】由抛物线的性质可得(1,2)221kP y k ⇒==⇒=,故选D. 4.(2020·全国高考真题(文))设O 为坐标原点,直线2x =与抛物线C :22(0)y px p =>交于D ,E 两点,若OD OE ⊥,则C 的焦点坐标为( ) A .1,04⎛⎫⎪⎝⎭B .1,02⎛⎫ ⎪⎝⎭C .(1,0)D .(2,0)练基础【答案】B 【解析】因为直线2x =与抛物线22(0)y px p =>交于,E D 两点,且OD OE ⊥, 根据抛物线的对称性可以确定4DOx EOx π∠=∠=,所以()2,2D ,代入抛物线方程44p =,求得1p =,所以其焦点坐标为1(,0)2, 故选:B.5.(2019·四川高三月考(文))若抛物线22y px =的准线为圆2240x y x ++=的一条切线,则抛物线的方程为( ) A.216y x =- B.28y x =-C.216y x =D.24y x =【答案】C 【解析】∵抛物线22y px =的准线方程为x=2p-,垂直于x 轴. 而圆2240x y x ++=垂直于x 轴的一条切线为4x =-, 则42p=,即8p =. 故抛物线的方程为216y x =. 故选:C .6.(2019·北京高考真题(文))设抛物线y 2=4x 的焦点为F ,准线为l .则以F 为圆心,且与l 相切的圆的方程为__________. 【答案】(x -1)2+y 2=4. 【解析】抛物线y 2=4x 中,2p =4,p =2, 焦点F (1,0),准线l 的方程为x =-1, 以F 为圆心,且与l 相切的圆的方程为 (x -1)2+y 2=22,即为(x -1)2+y 2=4.7.(2019·山东高三月考(文))直线l 与抛物线22x y =相交于A ,B 两点,当AB 4=时,则弦AB 中点M 到x 轴距离的最小值为______. 【答案】32【解析】由题意,抛物线22x y =的焦点坐标为(0,12),根据抛物线的定义如图,所求d=111A B AF BF 113M 2222A B AB M ++--==≥= 故答案为:32. 8.(2021·沙湾县第一中学(文))设过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,且直线AB 的倾斜角为4π,则线段AB 的长是____,焦点F 到A ,B 两点的距离之积为_________.【答案】8 8 【分析】由题意可得直线AB 的方程为1y x =-,然后将直线方程与抛物线方程联立方程组,消去y 后,利用根与系数的关系,结合抛物线的定义可求得答案 【详解】解:由题意得(1,0)F ,则直线AB 的方程为1y x =-,设1122(,),(,)A x y B x y ,由241y x y x ⎧=⎨=-⎩,得2610x x -+=, 所以12126,1x x x x +==, 所以12628AB x x p =++=+=,因为11221,122=+=+=+=+p pAF x x BF x x , 所以()()1212121116118AF BF x x x x x x ⋅=+⋅+=+++=++=, 故答案为:8,89.(2021·全国高三专题练习)已知抛物线顶点在原点,焦点在坐标轴上,又知此抛物线上的一点(),3A m -到焦点F 的距离为5,则m 的值为__________;抛物线方程为__________. 【答案】答案见解析 答案见解析 【分析】由于抛物线的开口方向未定,根据点(),3A m -在抛物线上这一条件,抛物线开口向下,向左、向右均有可能,以此分类讨论,利用焦半径公式列方程可得p 的值,根据点(),3A m -在抛物线上可得m 的值. 【详解】根据点(),3A m -在抛物线上,可知抛物线开口向下,向左、向右均有可能, 当抛物线开口向下时,设抛物线方程为22x py =-(0p >), 此时准线方程为2py =,由抛物线定义知(3)52p --=,解得4p =.所以抛物线方程为28x y ,这时将(),3A m -代入方程得m =±当抛物线开口向左或向右时,可设抛物线方程为22y ax (0a ≠),从p a =知准线方程为2ax =-,由题意知()25232am am⎧+=⎪⎨⎪-=⎩,解此方程组得11192a m =⎧⎪⎨=⎪⎩,22192a m =-⎧⎪⎨=-⎪⎩,33912a m =⎧⎪⎨=⎪⎩,44912a m =-⎧⎪⎨=-⎪⎩,综合(1)、(2)得92m =,22y x =; 92m =-,22y x =-;12m =,218y x =; 12m =-,218y x =-;m =±28xy .故答案为:92,92-,12,12-,±22y x =,22y x =-,218y x =,218y x =-,28x y .10.(2019·广东高三月考(理))已知F 为抛物线2:4T x y =的焦点,直线:2l y kx =+与T 相交于,A B 两点.()1若1k =,求FA FB +的值;()2点(3,2)C --,若CFA CFB ∠=∠,求直线l 的方程.【答案】(1)10(2)3240x y +-= 【解析】(1)由题意,可得()0,1F ,设221212,,,44x x A x B x ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,联立方程组224y kx x y=+⎧⎨=⎩,整理得2480x kx --=,则124x x k +=,128x x =-,又由22121144x x FA FB +++=+()2121222104x x x x +-=+=.(2)由题意,知211,14x FA x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,222,14x FB x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,()3.3FC =--, 由CFA CFB ∠=∠,可得cos ,cos ,FA FC FB FC =又2114x FA =+,2214x FB =+,则FA FC FB FC FA FC FB FC =, 整理得()1212420x x x x ++-=,解得32k =-, 所以直线l 的方程为3240x y +-=.1.(2021·吉林长春市·高三(理))已知M 是抛物线24y x =上的一点,F 是抛物线的焦点,若以Fx 为始边,FM 为终边的角60xFM ∠=,则FM 等于( ) A .2 B C .D .4【答案】D 【分析】设点200,4y M y ⎛⎫ ⎪⎝⎭,取()1,0a =,可得1cos ,2FM a <>=,求出20y 的值,利用抛物线的定义可求练提升得FM 的值. 【详解】设点()00,M x y ,其中2004y x =,则()1,0F ,2001,4y FM y ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,取()1,0a =,则211cos ,2y FM a FM a FM a-⋅<>===⋅⎛,可得4200340480y y -+=,因为20104y ->,可得204y >,解得2012y =,则20034y x ==,因此,014MF x=+=. 故选:D.2.(2017·全国高考真题(文))过抛物线2:4C y x =的焦点F 的直线交C 于点M (在x 轴上方),l 为C 的准线,点N 在l 上且MNl ⊥,则点M 到直线NF 的距离为()A. B. D.【答案】A 【解析】设直线l 与x 轴相交于点P ,与直线MN 相交于点Q ,(1,0)F ,设||||MN MF m ==,因为||2,30PF NQM =∠=,所以||4,||2QF QM m ==, 所以42m m +=,解得:4m =,设00(,)M x y ,由焦半径公式得:014x +=, 所以03x=,0y =,所以sin sin 42NP MNF NFP NF ∠=∠===,所以点M 到直线NF 的距离为||sin 4NM MNF ⋅∠=⋅=3.(2020·广西南宁三中其他(理))已知抛物线28C y x =:的焦点为F ,P 是抛物线C 的准线上的一点,且P 的纵坐标为正数,Q 是直线PF 与抛物线C 的一个交点,若PQ =,则直线PF 的方程为( )A .20x y --=B .20x y +-=C .20x y -+=D .20x y ++=【答案】B 【解析】过Q 点作QH PM ⊥于H ,因为PQ =,由抛物线的定义得PQ =,所以在Rt PQH ∆中,4PQH π∠=,所以4PFM π∠=,所以直线PF 的斜率为1k =-,所以直线PF 的方程为()()012y x -=--, 即20x y +-=, 故选B.4.(2020·浙江高三月考)如图,已知抛物线21:4C y x =和圆222:(1)1C x y -+=,直线l 经过1C 的焦点F ,自上而下依次交1C 和2C 于A ,B ,C ,D 四点,则AB CD ⋅的值为( )A .14B .12C .1D .2【答案】C 【解析】因为抛物线21:4C y x =的焦点为(1,0)F ,又直线l 经过1C 的焦点F ,设直线:(1)l y k x =-,由24(1)y x y k x ⎧=⎨=-⎩得2222(24)0k x k x k -++=, 设1122(,),(,)A x y B x y ,则121=x x由题意可得:1111=-=+-=AB AF BF x x , 同理2=CD x ,所以12cos01︒⋅=⋅⋅==AB CD AB CD x x . 故选C5.【多选题】(2022·全国高三专题练习)已知抛物线21:C y mx =与双曲线222:13y C x -=有相同的焦点,点()02,P y 在抛物线1C 上,则下列结论正确的有( )A .双曲线2C 的离心率为2B .双曲线2C 的渐近线为y x = C .8m =D .点P 到抛物线1C 的焦点的距离为4【答案】ACD 【分析】由双曲线方程写出离心率、渐近线及焦点,即可知A 、B 、C 的正误,根据所得抛物线方程求0y ,即知D 的正误. 【详解】双曲线2C 的离心率为2e ==,故A 正确;双曲线2C 的渐近线为y =,故B 错误; 由12,C C 有相同焦点,即24m=,即8m =,故C 正确; 抛物线28y x =焦点为()2,0,点()02,P y 在1C 上,则04y =±,故()2,4P 或()2,4P -,所以P 到1C 的焦点的距离为4,故D 正确. 故选:ACD .6.【多选题】(2021·海南鑫源高级中学)在下列四个命题中,真命题为( )A .当a 为任意实数时,直线(a -1)x -y +2a +1=0恒过定点P ,则过点P 且焦点在y 轴上的抛物线的标准方程是243x y =B .已知双曲线的右焦点为(5,0),一条渐近线方程为2x -y =0,则双曲线的标准方程为221205x y -= C .抛物线y =ax 2(a ≠0)的准线方程14y a=-D .已知双曲线2214x y m +=,其离心率()1,2e ∈,则m 的取值范围(-12,0)【答案】ACD 【分析】求出直线定点设出抛物方程即可判断A ;根据渐近线方程与焦点坐标求出,a b 即可判断B ;根据抛物线方程的准线方程公式即可判断C ;利用双曲线离心率公式即可判断D . 【详解】对A 选项,直线(a -1)x -y +2a +1=0恒过定点为()2,3P -,则过点P 且焦点在y 轴上的抛物线的标准方程设为22x py =,将点()2,3P -代入可得23p =,所以243x y =,故A 正确;对B 选项,知5,2bc a==,又22225a b c +==,解得225,20a b ==,所以双曲线的标准方程为221520x y -=,故B 错; 对C 选项,得21x y a =,所以准线方程14y a=-,正确;对D 选项,化双曲线方程为2214x y m-=-,所以()1,2e =,解得()12,0m ∈-,故正确.故选:ACD7.(2021·全国高二课时练习)已知点M 为抛物线2:2(0)C y px p =>上一点,若点M 到两定点(,)A p p ,,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭的距离之和最小,则点M 的坐标为______.【答案】,2p p ⎛⎫⎪⎝⎭【分析】过点M 作抛物线准线的垂线,垂足为B ,根据抛物线的定义可得||||MF MB =, 易知当A ,B ,M 三点共线时||MB MA +取得最小值且为||AB ,进而可得结果. 【详解】过点M 作抛物线准线的垂线,垂足为B ,由抛物线的定义,知点M 到焦点,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭的距离与点M 到准线的距离相等,即||||MF MB =,所以||||||||MF MA MB MA +=+, 易知当A ,B ,M 三点共线时,||MB MA +取得最小值, 所以min 3(||||)||2p MF MA AB +==,此时点M 的坐标为,2p p ⎛⎫⎪⎝⎭. 故答案为:2p p ⎛⎫⎪⎝⎭,8.(2021·全国高二课时练习)抛物线()220y px p =>的焦点为F ,已知点A ,B 为抛物线上的两个动点,且满足120AFB ∠=︒,过弦AB 的中点M 作抛物线准线的垂线MN ,垂足为N ,则MN AB的最大值为______.【分析】设=AF a ,=BF b ,根据中位线定理以及抛物线定义可得()12MN a b =+,在AFB △中,由余弦定理以及基本不等式可得)AB a b ≥+,即可求得MN AB 的最大值.【详解】设=AF a ,=BF b ,作AQ 垂直抛物线的准线于点Q ,BP 垂直抛物线的准线于点P .由抛物线的定义,知AF AQ =,BF BP =.由余弦定理得()2222222cos120AB a b ab a b ab a b ab =+=︒=++=+-.又22a b ab +⎛⎫≤ ⎪⎝⎭,∴()()()()22221344a b ab a b a b a b +-≥+-+=+,当且仅当a b =时,等号成立,∴)AB a b ≥+,∴()1a b MN AB +≤=MN AB9.(2020·山东济南外国语学校高三月考)抛物线C :22y x =的焦点坐标是________;经过点()4,1P 的直线l 与抛物线C 相交于A ,B 两点,且点P 恰为AB 的中点,F 为抛物线的焦点,则AF BF +=________.【答案】1,02⎛⎫⎪⎝⎭9【解析】抛物线C :22y x =的焦点1,02F ⎛⎫⎪⎝⎭. 过A 作AM ⊥准线交准线于M ,过B 作BN ⊥准线交准线于N ,过P 作PK ⊥准线交准线 于K ,则由抛物线的定义可得AM BN AF BF +=+. 再根据P 为线段AB 的中点,119(||||)||4222AM BN PK +==+=, ∴9AF BF +=,故答案为:焦点坐标是1,02⎛⎫ ⎪⎝⎭,9AF BF +=.10.(2019·四川高考模拟(文))抛物线C :()220x py p =>的焦点为F ,抛物线过点(),1P p .(Ⅰ)求抛物线C 的标准方程与其准线l 的方程;(Ⅱ)过F 点作直线与抛物线C 交于A ,B 两点,过A ,B 分别作抛物线的切线,证明两条切线的交点在抛物线C 的准线l 上.【答案】(Ⅰ)抛物线的标准方程为24x y =,准线l 的方程为1y =-;(Ⅱ)详见解析. 【解析】(Ⅰ)由221p p =⨯,得2p =,所以抛物线的标准方程为24x y =,准线l 的方程为1y =-.(Ⅱ)根据题意直线AB 的斜率一定存在,又焦点()0,1F ,设过F 点的直线方程为1y kx =+,联立241x yy kx ⎧=⎨=+⎩,得,2440x kx --=. 设()11,A x y ,()22,B x y ,则124x x k +=,124x x =-.∴()22221212122168x x x x x x k +=+-=+.由214y x =得,1'2y x =,过A ,B 的抛物线的切线方程分别为 ()()1112221212y y x x x y y x x x ⎧-=-⎪⎪⎨⎪-=-⎪⎩, 即21122211241124y x x x y x x x ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,两式相加,得()()2212121148y x x x x x =+-+,化简,得()221y kx k =-+,即()21y k x k =--, 所以,两条切线交于点()2,1k -,该点显然在抛物线C 的准线l :1y =-上.1.(2021·全国高考真题)抛物线22(0)y px p =>的焦点到直线1y x =+,则p =( ) A .1 B .2 C .D .4【答案】B 【分析】首先确定抛物线的焦点坐标,然后结合点到直线距离公式可得p 的值. 【详解】抛物线的焦点坐标为,02p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,其到直线10x y -+=的距离:d == 解得:2p =(6p =-舍去). 故选:B.2.(2021·天津高考真题)已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的右焦点与抛物线22(0)y px p =>的焦点重合,抛物线的准线交双曲线于A ,B 两点,交双曲线的渐近线于C 、D 两点,若|CD AB .则双曲线的离心率为( ) A B C .2D .3练真题【答案】A 【分析】设公共焦点为(),0c ,进而可得准线为x c =-,代入双曲线及渐近线方程,结合线段长度比值可得2212a c =,再由双曲线离心率公式即可得解. 【详解】设双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>与抛物线22(0)y px p =>的公共焦点为(),0c ,则抛物线22(0)y px p =>的准线为x c =-,令x c =-,则22221c ya b-=,解得2b y a =±,所以22b AB a =, 又因为双曲线的渐近线方程为b y x a =±,所以2bcCD a=,所以2bc a c ,所以222212a cbc =-=,所以双曲线的离心率ce a== 故选:A.3.(2020·北京高考真题)设抛物线的顶点为O ,焦点为F ,准线为l .P 是抛物线上异于O 的一点,过P 作PQ l ⊥于Q ,则线段FQ 的垂直平分线( ). A .经过点O B .经过点P C .平行于直线OP D .垂直于直线OP【答案】B 【解析】如图所示:.因为线段FQ 的垂直平分线上的点到,F Q 的距离相等,又点P 在抛物线上,根据定义可知,PQ PF =,所以线段FQ 的垂直平分线经过点P .故选:B.4.(2021·全国高考真题)已知O 为坐标原点,抛物线C :22y px =(0p >)的焦点为F ,P 为C 上一点,PF 与x 轴垂直,Q 为x 轴上一点,且PQ OP ⊥,若6FQ =,则C 的准线方程为______. 【答案】32x =-【分析】先用坐标表示P Q ,,再根据向量垂直坐标表示列方程,解得p ,即得结果. 【详解】抛物线C :22y px = (0p >)的焦点,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,∵P 为C 上一点,PF 与x 轴垂直, 所以P 的横坐标为2p,代入抛物线方程求得P 的纵坐标为p ±, 不妨设(,)2pP p ,因为Q 为x 轴上一点,且PQ OP ⊥,所以Q 在F 的右侧, 又||6FQ =, (6,0),(6,)2pQ PQ p ∴+∴=- 因为PQ OP ⊥,所以PQ OP ⋅=2602pp ⨯-=, 0,3p p >∴=,所以C 的准线方程为32x =-故答案为:32x =-.5.的直线过抛物线C :y 2=4x 的焦点,且与C 交于A ,B 两点,则AB =________.【答案】163【解析】∵抛物线的方程为24y x =,∴抛物线的焦点F 坐标为(1,0)F ,又∵直线AB 过焦点F AB 的方程为:1)y x =- 代入抛物线方程消去y 并化简得231030x x -+=, 解法一:解得121,33x x ==所以12116||||3|33AB x x =-=-= 解法二:10036640∆=-=> 设1122(,),(,)A x y B x y ,则12103x x +=, 过,A B 分别作准线1x =-的垂线,设垂足分别为,C D 如图所示.12||||||||||11AB AF BF AC BD x x =+=+=+++1216+2=3x x =+故答案为:1636.(2020·浙江省高考真题)如图,已知椭圆221:12x C y +=,抛物线22:2(0)C y px p =>,点A 是椭圆1C 与抛物线2C 的交点,过点A 的直线l 交椭圆1C 于点B ,交抛物线2C 于M (B ,M 不同于A ).(Ⅰ)若116=p ,求抛物线2C 的焦点坐标; (Ⅱ)若存在不过原点的直线l 使M 为线段AB 的中点,求p 的最大值.【答案】(Ⅰ)1(,0)32;【解析】 (Ⅰ)当116=p 时,2C 的方程为218y x =,故抛物线2C 的焦点坐标为1(,0)32;(Ⅱ)设()()()112200,,,,,,:A x y B x y M x y I x y m λ=+,由()22222222220x y y my m x y mλλλ⎧+=⇒+++-=⎨=+⎩, 1200022222,,222m m my y y x y m λλλλλλ--∴+===+=+++, 由M 在抛物线上,所以()222222244222m pm mp λλλλλ=⇒=+++, 又22222()220y pxy p y m y p y pm x y mλλλ⎧=⇒=+⇒--=⎨=+⎩, 012y y p λ∴+=,2101022x x y m y m p m λλλ∴+=+++=+,2122222mx p m λλ∴=+-+.由2222142,?22x y x px y px ⎧+=⎪⇒+=⎨⎪=⎩即2420x px +-=12x p ⇒==-222221822228162p p p m p p p λλλλλ+⇒-=+⋅=++≥+,18p ≥,21160p ≤,p ≤ 所以,p,此时A . 法2:设直线:(0,0)l x my t m t =+≠≠,()00,A x y .将直线l 的方程代入椭圆221:12x C y +=得:()2222220m y mty t +++-=,所以点M 的纵坐标为22M mty m =-+.将直线l 的方程代入抛物线22:2C y px =得:2220y pmy pt --=,所以02M y y pt =-,解得()2022p m y m+=,因此()220222p m xm+=,由220012x y +=解得22212242160m m p m m ⎛⎫⎛⎫=+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以当m t ==p .。
第9讲 两套抛物线的焦半径与焦点弦公式知识与方法1.设点()00,P x y 在抛物线上,()11,A x y 、()22,B x y ,AB 是抛物线的焦点弦,则抛物线p pp p2.如图,设抛物线22y px =()0p >的焦点为F ,AB 为抛物线的一条焦点弦,AFO α∠=.则抛物线的“角版”焦半径、焦点弦、面积公式如下: ①1cos p AF α=+;②22sin pAB α=;③22sin AOBp S α=.典型例题【例1】抛物线22y px =()0p >的焦点为F ,点()1,P m 在抛物线上,且3PF =,则p =______. 【解析】由焦半径公式,1342pPF p =+=⇒= 【答案】4变式1 抛物线24x y =−的焦点为F ,点A 在抛物线上,且4AF =,则点A 的坐标为______.【解析】设()00,A x y ,则()20000143123AF y y x x P =−=⇒=−⇒=⇒=±±−.【答案】()3±−变式2 抛物线2:2C y x =的焦点为F ,过F 且倾斜角为60°的直线l 被抛物线C 截得的弦长为______.【解析】解法1:由题意,1,02F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,设1:2l y x ⎫=−⎪⎭,代入22y x =整理得:233504x x −+=, 设两根为1x 和2x ,则1253x x +=,故直线l 被抛物线C 截得的弦长12813L x x =++=.解法2:直线l 被抛物线C 截得的弦长22228sin sin 603p L α===︒.【答案】83变式3 抛物线2:2C y x =的焦点为F ,过F 且斜率为2的直线被抛物线C 截得的弦长为______.【解析】设直线的倾斜角为α,tan 2sin αα=⇒=⇒弦长22225sin 2p L α===⎝⎭. 【答案】52【例2】过抛物线2:4C y x =焦点F 的直线l 与抛物线C 交于A 、B 两点,若3AF =,则BF =_____.【解析】设AFO α∠=,则231cos AF α==+,所以1cos 3α=−,故()231cos 2BF πα==+−.【答案】32变式1 过抛物线2:4C y x =的焦点F 的直线l 与抛物线C 交于A 、B 两点,若8AB =,且AF BF >,则AF BF=______.【解析】不妨设直线l 的倾斜角为锐角,如图,设AFO α∠=,则22418sin sin sin 2AB ααα==⇒=⇒=, 所以135α=︒,45BFO ∠=︒,从而)211cos135AF ==++︒,)211cos 45BF ==+︒故3AF BF=+【答案】3+变式2 过抛物线2:4C y x =焦点F 的直线l 与抛物线C 交于A 、B 两点,若2AF BF =,则AB =______.【解析】不妨设直线l 为如图所示的情形,设AFO α∠=,则21cos AF α=+,()221cos 1cos BF παα==+−−,2222144922cos 1cos 1cos 3sin 1cos 2AF BF AB ααααα=⇒=⋅⇒=−⇒===+−−.【答案】92变式3 已知抛物线2:2C y px =()0p >的焦点为F ,准线为l ,过点F 作倾斜角为120°的直线与准线l 相交于点A ,线段AF 与抛物线C 相交于点B ,且43AB =,则抛物线C 的方程为______.【解析】如图,作BD l ⊥于D ,直线AF 的倾斜角为120°2601cos603p pBFO BF ⇒∠=︒⇒==+︒,由抛物线定义,BD BF =,所以23p BD =, 易得60ABD ∠=︒,所以213cos 423p BD ABD AB ∠===,解得:1p =,故抛物线C 的方程为22y x =.【答案】22y x =变式4 设F 为抛物线2:2C y px =()0p >的焦点,经过点F 且倾斜角为02παα⎛⎫<< ⎪⎝⎭的直线l 与抛物线相交于A 、B 两点,O 为原点且OAB 的面积为32sin α,若线段AB 的中垂线与x 轴相交于点M ,则FM =______.【解析】解法1:如图,,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,设直线():02p l x my m =+>,()11,A x y ,()22,B x y ,其中cos sin m αα=,联立222p x my y px⎧=+⎪⎨⎪=⎩消去x 整理得:2220y pmy p −−=,故122y y pm +=,()212122x x m y y p pm p +=++=+,所以AB 中点为2,2p G pm pm ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,AB 中垂线的方程为22p y pm m x pm ⎛⎫−=−−− ⎪⎝⎭,令0y =得:232x p pm =+,所以23,02M p pm ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,故22322p FM p pm p pm =+−=+,又21222AB x x p pm p =++=+,原点O 到直线l的距离d =所以()21122222OABp SAB d pm p =⋅=⋅+=由题意,32sin OABSα=,32sin α=,将cos sin m αα=代入整理得:22sin p α=,所以()22222cos 112sin sin pFM p pm p m p ααα⎛⎫=+=+=+== ⎪⎝⎭. 解法2:如图,22sin pAB α=,则22sin AOBp Sα=, 23322sin 2sin 2sin 2sin OAB p S p αααα=⇒=⇒=①,设AB 中点为G ,则()22112cos 21cos 2sin sin p p p FG AF AG AF AB απααα=−=−=−⋅=+−, 所以2cos sin FG pFM αα==,由①知22sin p α=,故2FM =.【答案】2变式5 过抛物线2:4C y x =焦点F 作两条互相垂直的直线分别与抛物线C 交于A 、B 和D 、E 四点,则四边形ADBE 面积的最小值为______.【解析】解法1:由题意,()1,0F ,设直线AB 的方程为1x my =+()0m ≠,()11,A x y ,()22,B x y , 联立214x my y x =+⎧⎨=⎩消去x整理得:2440y my −−=,所以124y y m +=,()21212242x x m y y m +=++=+,故212244AB x x m =++=+,用1m−替换m 可得:244DE m =+,从而四边形ADBE 的面积()2222114144482823222S AB DE m m m m ⎛⎛⎫⎛⎫=⋅=++=++≥+= ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝当且仅当1m =±时等号成立,即四边形ADBE 面积的最小值为32.解法2:不妨设直线AB 为02παα⎛⎫<< ⎪⎝⎭,则直线DE 的倾斜角为2πα+,由焦点弦公式,24sin AB α=,2244cos sin 2DE παα==⎛⎫+ ⎪⎝⎭, 四边形ADBE 的面积2222211448323222sin cos sin cos sin 2S AB CD ααααα=⋅=⋅⋅==≥, 当且仅当4πα=时取等号,所以四边形ADBE 面积的最小值为32.【答案】32强化训练1.(★★)抛物线22y px =()0p >的焦点为F ,点()2,P m 在抛物线上,且4PF =,则p =______.【解析】由焦半径公式,2442pPF p =+=⇒=. 【答案】42.(★★)抛物线22x y =的焦点为F ,点A 在抛物线上,且3AF =,则点A 的坐标为______. 【解析】设()00,A x y ,则200000155325222AF y y x y x A ⎛⎫=+=⇒=⇒==⇒=⇒ ⎪⎝⎭.【答案】52⎛⎫ ⎪⎝⎭3.(★★)抛物线2:4C y x =的焦点为F ,过F 斜率为3的直线l 与抛物线C 交于A 、B 两点,则AB =______.【解析】设直线l 的倾斜角为α,2440tan 3sin sin 9AB ααα=⇒=⇒==. 【答案】4094.(★★★)抛物线2:2C y x =的焦点为F ,过F 的直线l 与抛物线C 交于A 、B 两点,若4AB =,则AOB 的面积为______. 【解析】设AOF α∠=,则224sin AB α==,所以sin 2α=,故12sin 2AOBS α==.5.(★★★)过抛物线2:2C y x =焦点F 的直线l 与C 交于A 、B 两点,若4AF =,则BF =______.【解析】如图,设AFO α∠=,则()131144cos 1cos 41cos 1cos 7AF BF ααπαα==⇒=−⇒===++−−.【答案】476.(★★★)过抛物线2:2C y x =的焦点F 的直线1与C 交于A 、B 两点,若8AB =,则AF BF ⋅=______【解析】设直线l 的倾斜角为α, 则222211118sin 4sin 41cos 1cos sin AB AF BF ααααα==⇒=⇒⋅=⋅==−+. 【答案】47.(★★★)过抛物线2:3C y x =的焦点F 的直线与C 交于A 、B 两点,若2AF BF =,则AB =______.【解析】设AFO α∠=,则1cos p AF α=+,()1cos 1cos p pBF παα==+−−,22212232722cos 1cos 1cos 3sin 1cos 8113p p p pAF BF AB ααααα=⇒=⋅⇒=−⇒====+−−⎛⎫−− ⎪⎝⎭【答案】2788.(2012·重庆·★★★)过抛物线22y x =的焦点F 作直线交抛物线于A 、B 两点,若2512AB =,AF BF <,则AF =______.【解析】不妨设直线AB 的倾斜角为锐角,如图,设BFO α∠=, 则2225sin 12AB α==,所以sin α=,从而1cos 5α=−,故()1151cos 1cos 6AF παα===+−−.【答案】569.(★★★)如下图所示,经过抛物线2:2C y px =()0p >的焦点F 的直线l 与抛物线C 及其准线相交于A 、B 、C 三点,若4BC BF =,且4AF =,则p =______.【解析】设AFO α∠=,则BFO πα∠=−, 过B 作BD ⊥准线于D ,则BD BF =,144cos 4BD BC BF BC BD CBD BC=⇒=⇒∠==()11cos cos cos cos 44BFO πααα⇒∠=−=−=⇒=−, 所以4431cos 3p AF p p α===⇒=+.【答案】310.(★★★★)过抛物线2:4C y x =的焦点F 的直线l 交抛物线C 于P 、Q 两点,交圆()2211x y −+=于M 、N 两点,其中P 、M 位于第一象限,则11PM QN+的最小值为______. 【解析】如图,设()0PFO ααπ∠=<<,由题意,1FM FN ==, 21cos 111cos 1cos PM PF FM PF ααα−=−=−=−=++,()21cos 111cos 1cos QN QF FN QF απαα+=−=−=−=+−−, 所以()()()()()222221cos 1cos 1cos 111cos 1cos 1cos 1cos 1cos 1cos sin PM QN αααααααααα+++−+−+=+==−++− ()222222sin 2cos 2cos 212sin sin ααααα+⎛⎫==+≥ ⎪⎝⎭, 当且仅当2πα=时取等号,故11PM QN+的最小值为2.【答案】211.(★★★)已知F 为抛物线()220y px p =>的焦点,经过F 且倾斜角为45°的直线与抛物线交于A 、B 两点,线段AB 的中垂线与x 轴相交于点M ,则4pFM=______. 【解析】解法1:由题意,,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,直线AB 的方程为2p x y =+,设()11,A x y ,()22,B x y ,联立222p x y y px ⎧=+⎪⎨⎪=⎩消去x 整理得:2220y py p −−=,所以122y y p +=,12123x x y y p p +=++=, 从而AB 中点G 为3,2p p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,故AB 中垂线的方程为32y p x p ⎛⎫−=−−⎪⎝⎭令0y =得:52x p =,所以5,02p M ⎛⎫⎪⎝⎭,故5222p FM p p =−=,所以42p FM =.解法2:如图,G 为AB 中点,由题意,MFG 是等腰直角三角形,12FG AF AG AF AB =−=−2121cos1352sin 45p p =−⋅=+︒︒,所以422pFM p FM=⇒=.【答案】212.(★★★★)已知抛物线()2:20C y px p =>的焦点为F ,准线为l ,若位于x 轴上方的动点A 在准线l 上,线段AF 与抛物线C 相交于点B ,且1AF AF BF−=,则抛物线C 的方程为______.【解析】解法1(特值法):取,2p A p ⎛⎫− ⎪⎝⎭,则1AF k =−,直线AF 的方程为2p x y =−+,由222p x y y px ⎧=−+⎪⎨⎪=⎩得:2220y py p +−=,解得:()1y p =−, 显然点B 在x轴上方,所以)1B y p =,故(2322B B p y x p −==, 从而点B的坐标为()3,12pp ⎛⎫−⎪− ⎪⎝⎭因为1AF AF BF−=,而AF =,((3222p p BF p −=+=,1−=,解得:1p =,故抛物线C 的方程为22y x =. 解法2(特值法):取直线AB 的倾斜角为120°, 如图,则60AFK ABD ∠=∠=︒,此时22AF FK p ==,而11213AF AB BF AB AB BFBFBFBD+==+=+=+=,所以233AF pBF==,将2AF p =、23pBF =代入1AF AF BF−=可得1p =, 故抛物线C 的方程为22y x =.解法3(极限位置分析法):让点A 无限接近点,02p ⎛⎫− ⎪⎝⎭,则点B 无限接近原点,此时1AF AF BF−=即为21p −=,解得:1p =,所以抛物线C 的方程为22y x =解法4:设()00,B x y ,则02p BF x =+,由~FBT FAK 可得AF KF BF TF =,即02AF pp BF x =− 所以0022p p AF x p x ⎛⎫=+⋅ ⎪⎝⎭−,代入1AF AF BF −=知0001222p p p x p p x x ⎛⎫−+⋅= ⎪⎝⎭−−,解得1p =, 故抛物线C 的方程为22y x =.解法5:过B 作BD l ⊥于D ,因为1AF AF BF−=,所以AF AF BF BF −⋅=,故AF BF AF BF −=⋅,由图可知AF BF AB −=,所以AB AF BF =⋅,又BF BD =,所以AB AF BD =⋅,故1BD ABAF =,从图上来看,cos BD ABD AB=∠,而ABD AFK ∠=∠,所以1cos KF AFK AFAF∠==,故1KF =,即1p =,所以抛物线C 的方程为22y x =. 解法6(用焦半径公式):设BFO α∠=,则1cos pBF α=+,cos cos pAF KF p AF αα==⇒=,代入1AF AF BF−=得:cos 1cos 1cos pp p ααα−=+, 解得:1p =,所以抛物线C 的方程为22y x = 【答案】22y x =。
专题14 抛物线目录一览2023真题展现考向一 直线与抛物线真题考查解读近年真题对比考向一 抛物线的性质考向二 直线与抛物线命题规律解密名校模拟探源易错易混速记/二级结论速记考向一 直线与抛物线1.(多选)(2023•新高考Ⅱ•第10题)设O 为坐标原点,直线y =x ﹣1)过抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点,且与C 交于M 两点,l 为C 的准线,则( )A .p =2B .|MN |=83C .以MN 为直径的圆与l 相切D .△OMN 为等腰三角形【答案】AC解:直线y =x ﹣1)过抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点,可得p2=1,所以p =2,所以A 正确;抛物线方程为:y 2=4x ,与C 交于M ,N 两点,直线方程代入抛物线方程可得:3x 2﹣10x +3=0,x M +x N =103,所以|MN |=x M +x N +p =163,所以B 不正确;M ,N 的中点的横坐标:53,中点到抛物线的准线的距离为:1+53=83,所以以MN 为直径的圆与l 相切,所以C 正确;3x 2﹣10x +3=0,不妨可得x M =3,x N =13,y M =﹣x N =|OM ||ON |=|MN |=163,所以△OMN 不是等腰三角形,所以D 不正确.【命题意图】考查抛物线的定义、标准方程、几何性质、直线与抛物线.考查运算求解能力、逻辑推导能力、分析问题与解决问题的能力、数形结合思想、化归与转化思想.【考查要点】抛物线的定义、方程、性质是高考常考内容,以小题出现,常规题,难度中等.【得分要点】一、抛物线的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.注:①在抛物线定义中,若去掉条件“l 不经过点F ”,点的轨迹还是抛物线吗?不一定是,若点F 在直线l 上,点的轨迹是过点F 且垂直于直线l 的直线.②定义的实质可归纳为“一动三定”一个动点M ;一个定点F (抛物线的焦点);一条定直线(抛物线的准线);一个定值(点M到点F 的距离二、抛物线的方程及简单几何性质(p)(p )(p)(p)设直线l :y =kx +m ,抛物线:y 2=2px (p >0),将直线方程与抛物线方程联立整理成关于x 的方程k 2x 2+2(km -p )x +m 2=0.(1)若k ≠0,当Δ>0时,直线与抛物线相交,有两个交点;当Δ=0时,直线与抛物线相切,有一个交点;当Δ<0时,直线与抛物线相离,没有公共点.(2)若k =0,直线与抛物线有一个交点,此时直线平行于抛物线的对称轴或与对称轴重合.注:(1)直线与抛物线有一个公共点是直线与抛物线相切的必要不充分条件.(2)研究直线与抛物线的关系时要注意直线斜率不存在的情况.四、弦长问题过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点的直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,那么线段AB 叫做焦点弦,如图: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|AB |=x 1+x 2+p .注:(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).(5)求弦长问题的方法①一般弦长:|AB |x 1-x 2|,或|AB |y 1-y 2|.②焦点弦长:设过焦点的弦的端点为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则|AB |=x 1+x 2+p .考向一 抛物线的性质2.(多选)(2022•新高考Ⅱ)已知O 为坐标原点,过抛物线C :y 2=2px (p >0)焦点F 的直线与C 交于A ,B 两点,其中A 在第一象限,点M (p ,0).若|AF |=|AM |,则( )A.直线AB的斜率为2B.|OB|=|OF|C.|AB|>4|OF|D.∠OAM+∠OBM<180°【解答】解:如图,∵F(,0),M(p,0),且|AF|=|AM|,∴A(,),由抛物线焦点弦的性质可得,则,则B(,﹣),∴,故A正确;,|OF|=,|OB|≠|OF|,故B错误;|AB|=>2p=4|OF|,故C正确;,,,,|OM|=p,∵|OA|2+|AM|2>|OM|2,|OB|2+|BM|2>|OM|2,∴∠OAM,∠OBM均为锐角,可得∠OAM+∠OBM<180°,故D正确.故选:ACD.3.(2021•新高考Ⅱ)若抛物线y2=2px(p>0)的焦点到直线y=x+1的距离为,则p=( )A.1B.2C.2D.4【解答】解:抛物线y2=2px(p>0)的焦点(,0)到直线y=x+1的距离为,可得,解得p=2.故选:B.4.(2021•新高考Ⅰ)已知O为坐标原点,抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,P为C上一点,PF 与x轴垂直,Q为x轴上一点,且PQ⊥OP.若|FQ|=6,则C的准线方程为 .【解答】解:法一:由题意,不妨设P在第一象限,则P(,p),k OP=2,PQ⊥OP.所以k PQ=﹣,所以PQ的方程为:y﹣p=﹣(x﹣),y=0时,x=,|FQ|=6,所以,解得p=3,所以抛物线的准线方程为:x=﹣.法二:根据射影定理,可得|PF|2=|FO||FQ|,可得p2=,解得p=3,因此,抛物线的准线方程为:x=﹣.故答案为:x=﹣.考向二直线与抛物线5.(多选)(2022•新高考Ⅰ)已知O为坐标原点,点A(1,1)在抛物线C:x2=2py(p>0)上,过点B(0,﹣1)的直线交C于P,Q两点,则( )A.C的准线为y=﹣1B.直线AB与C相切C.|OP|•|OQ|>|OA|2D.|BP|•|BQ|>|BA|2【解答】解:∵点A(1,1)在抛物线C:x2=2py(p>0)上,∴2p=1,解得,∴抛物线C的方程为x2=y,准线方程为,选项A错误;由于A(1,1),B(0,﹣1),则,直线AB的方程为y=2x﹣1,联立,可得x2﹣2x+1=0,解得x=1,故直线AB与抛物线C相切,选项B正确;根据对称性及选项B的分析,不妨设过点B的直线方程为y=kx﹣1(k>2),与抛物线在第一象限交于P(x1,y1),Q(x2,y2),联立,消去y并整理可得x2﹣kx+1=0,则x1+x2=k,x1x2=1,,,由于等号在x1=x2=y1=y2=1时才能取到,故等号不成立,选项C正确;=,选项D正确.故选:BCD.根据近几年考题推测考查内容抛物线的定义、方程、性质,以小题出现,常规题,难度中等.一.抛物线的标准方程(共1小题)1.(2023•道里区校级二模)已知抛物线的顶点在原点,对称轴为x轴,且过点(﹣3,3),则此抛物线的标准方程为 .【解答】解:抛物线的顶点在原点,对称轴为x轴,且过点(﹣3,3),设抛物线y2=﹣2px,可得9=6p,所以2p=3,所以抛物线的标准方程y2=﹣3x.故答案为:y2=﹣3x.二.抛物线的性质(共39小题)2.(2023•海淀区一模)已知抛物线y2=4x的焦点为F,点P在该抛物线上,且P的横坐标为4,则|PF|=( )A.2B.3C.4D.5【解答】解:∵抛物线方程为2=4x,∴,又点P在该抛物线上,且P的横坐标为4,∴|PF|==5.故选:D.3.(2023•润州区校级二模)图1是世界上单口径最大、灵敏度最高的射电望远镜“中国天眼”——500m 口径抛物面射电望远镜,反射面的主体是一个抛物面(抛物线绕其对称轴旋转所形成的曲面称为抛物面),其边缘距离底部的落差约为156.25米,它的一个轴截面是一个开口向上的抛物线C的一部分,放入如图2所示的平面直角坐标系xOy内,已知该抛物线上点P到底部水平线(x轴)距离为125m,则点P到该抛物线焦点F的距离为( )A.225m B.275m C.300m D.350m【解答】解:令抛物线方程为x2=2py且p>0,由题设,(250,156.25)在抛物线上,则312.5p=2502,解得,又P(x P,y P)且y P=125,则P到该抛物线焦点F的距离为米.故选:A.4.(2023•郑州模拟)抛物线有一条重要性质:从焦点发出的光线,经过抛物线上的一点反射后,反射光线平行于抛物线的对称轴,反之,平行于抛物线对称轴的光线,经过抛物线上的一点反射后,反射光线经过该抛物线的焦点.已知抛物线C:x2=2py(p>0),一条平行于y轴的光线,经过点A(1,4),射向抛物线C的B处,经过抛物线C的反射,经过抛物线C的焦点F,若|AB|+|BF|=5,则抛物线C的准线方程是( )A.B.y1C.y=﹣2D.y=﹣4【解答】解:由题意可知,抛物线的准线方程为,根据抛物线的定义可知,抛物线上的点到焦点的距离和到准线的距离相等,所以,得p=2,所以抛物线的准线方程为y=﹣1.故选:B.5.(2023•红山区模拟)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线的距离为4,点M(x1,y1),N (x2,y2)在抛物线C上,若(y1﹣2y2)(y1+2y2)=48,则=( )A.4B.2C.D.【解答】解:抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线的距离为4,则p=4,C:y2=8x,依题意,,而,,故8x1﹣32x2=48,即8x1+16=32x2+64,则x1+2=4(x2+2),故.故选:A.6.(2023•河南模拟)设F为抛物线的焦点,点P在抛物线上,点Q在准线l上,满足PQ∥x轴.若|PQ|=|QF|,则|PF|=( )A.2B.C.3D.【解答】解:依题意有|PQ|=|QF|=|PF|,则△PQF为等边三角形,又PQ∥x轴,所以|PF|=|PQ|=4|OF|=2.故选:A.7.(2023•四川模拟)抛物线C:x2=4y的焦点为F,直线x﹣y+3=0与C交于A,B两点,则△ABF的面积为( )A.4B.8C.12D.16【解答】解:∵抛物线C:x2=4y的焦点F为(0,1),又易知直线x﹣y+3=0与y轴交点P为(0,3),联立,可得x2﹣4x﹣12=0,解得x1=﹣2,x2=6,∴△ABF的面积为==8,故选:B.8.(2023•乌鲁木齐三模)“米”是象形字.数学探究课上,某同学用抛物线C1:y2=﹣2px(p>0)和C2:y2=2px(p>0)构造了一个类似“米”字型的图案,如图所示,若抛物线C1,C2的焦点分别为F1,F2,点P在抛物线C1上,过点P作x轴的平行线交抛物线C2于点Q,若PF1=3PQ=6,则p=( )A.4B.6C.8D.10【解答】解:因为3PQ=6,即PQ=2,由抛物线的对称性知x P=﹣1,由抛物线定义可知,,即,解得p=10,故选:D.9.(2023•平罗县校级模拟)已知抛物线C:y2=20x的焦点为F,抛物线C上有一动点P,Q(6,5),则|PF|+|PQ|的最小值为( )A.10B.16C.11D.26【解答】解:设抛物线C的准线为l,作PT⊥l于T,由抛物线的定义知|PF|=|PT|,所以,当P,Q,T三点共线时,|PF|+|PQ|有最小值,最小值为.故选:C.10.(2023•新疆模拟)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【解答】解:抛物线的准线方程为x=−,根据抛物线的定义可知,抛物线C上任意一点到准线的距离比到y轴的距离大1,则=1,所以,p=2,因此,抛物线C的方程为y2=4x.故选:C.11.(2023•河南模拟)已知抛物线y2=2px(p>0)的准线为l,且点A(4,4)在抛物线上,则点A到准线l的距离为( )A.5B.4C.3D.2【解答】解:由题意知16=8p,所以p=2,所以抛物线方程为y2=4x,则抛物线的准线l为x=﹣1,所以点A到抛物线准线的距离为4﹣(﹣1)=5.故选:A.12.(2023•海淀区校级三模)已知抛物线y=ax2(a>0),焦点F到准线的距离为1,若点M在抛物线上,且|MF|=5,则点M的纵坐标为 .【解答】解:抛物线的标准方程为,其焦点为,准线方程为,由抛物线的焦点F到准线的距离为1,得,可得,所以,抛物线的标准方程为x2=2y,其准线方程为,设点M(x0,y0),由抛物线的定义可得,解得.故答案为:.13.(2023•3月份模拟)已知点M为抛物线y2=8x上的动点,点N为圆x2+(y﹣4)2=5上的动点,则点M到y轴的距离与点M到点N的距离之和最小值为 .【解答】解:已知点M为抛物线y2=8x上的动点,点N为圆x2+(y﹣4)2=5上的动点,由题意可得圆x2+(y﹣4)2=5的圆心坐标为(0,4),半径为,抛物线y2=8x的焦点坐标为F(2,0),过M作MQ垂直y轴交y轴于点Q,由抛物线的定义可得|MQ|+|MN|=|MF|+|MN|﹣2==,当且仅当A、M、N、F共线时取等号,则点M到y轴的距离与点M到点N的距离之和最小值为.故答案为:.14.(2023•兴国县模拟)已知过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F(1,0)的直线与抛物线C交于A,B两点(A在第一象限),以AB为直径的圆E与抛物线C的准线相切于点D.若,O 为坐标原点,则△AOB的面积为( )A.B.C.D.4【解答】解:依题意,=1,可得p=2,所以抛物线C的方程为y2=4x.依题意可知DE与抛物线的准线x=﹣1垂直,在直角三角形ABD中,|AD|=|BD|,则∠BAD=,∠ABD=∠DEB=∠AFx=,所以直线AB的方程为y=(x﹣1),由,消去y并化简得3x2﹣10x+3=0,易得Δ>0,x A+x B=,则|AB|=x A+x B+p=+2=,原点(0,0)到直线x﹣y﹣=0的距离d=,所以S=|AB|•d=××=.△AOB故选:B.15.(2023•重庆模拟)已知点P为抛物线y2=2px(p>0)上一动点,点Q为圆C:(x+1)2+(y﹣4)2=1上一动点,点F为抛物线的焦点,点P到y轴的距离为d,若|PQ|+d的最小值为2,则p=( )A.B.p=1C.p=2D.p=4【解答】解:画出图形,如图所示:易知圆C:(x+1)2+(y﹣4)2=1的圆心C(﹣1,4),半径r=1,由抛物线的定义可知:点P到y轴的距离d=|PF|﹣,所以|PQ|+d=|PQ|+|PF|﹣,由图可知:当C,Q,P,F共线,且P,Q在线段CF之间时,PQ+PF最短,而|CF|=,故有|PQ|+|PF|﹣=|CF|﹣r﹣=2,即,解得:p=4.故选:D.16.(2023•武昌区校级模拟)已知抛物线和,若C1和C2有且仅有两条公切线l1和l2,l1和C1、C2分别相切于M,N点,l2与C1、C2分别相切于P,Q两点,则线段PQ与MN ( )A.总是互相垂直B.总是互相平分C.总是互相垂直且平分D.上述说法均不正确【解答】解:抛物线=(x+1)2﹣1,,两曲线分别是y=x2经过平移、对称变换得到的,则两曲线的大小与形状相同,且具有中心对称性,∵l1和l2是它们的公切线,l1和C1、C2分别相切于M,N两点,l2和C1、C2分别相切于P,Q两点,∴M,N关于对称中心对称,P,Q关于对称中心对称,线段PQ与MN互相平分.故选:B.17.(2023•武汉模拟)设抛物线y2=6x的焦点为F,准线为l,P是抛物线上位于第一象限内的一点,过P 作l的垂线,垂足为Q,若直线QF的倾斜角为120°,则|PF|=( )A.3B.6C.9D.12【解答】解:设准线与x轴的交点为M,由题意可知,F(,0),准线l方程为x=﹣,在Rt△QMF中,∠QFM=60°,|MF|=3,∴|QF|=6,∵PQ垂直于准线l,∴∠PQF=∠QFM=60°,由抛物线的性质可知,|PQ|=|PF,∴△PQF为等边三角形,∴|PF|=|QF|=6.故选:B.18.(2023•晋中二模)设F为抛物线C:y2=4x的焦点,点M在C上,点N在准线l上且MN平行于x轴,若|NF|=|MN|,则|MF|=( )A.B.1C.D.4【解答】解:根据题意可得p=2,∴抛物线焦点F为(1,0),准线l为x=﹣1,设准线l与x轴的交点为E,如图所示,由题知MN⊥l,由抛物线的定义可知|MN|=|MF|,因为|NF|=|MN|,所以△MNF是正三角形,则在Rt△NEF中,因为MN∥EF,所以∠EFN=∠MNF=60°,所以|MF|=|NF|=2|EF|=2p=4.故选:D.19.(2023•湖北模拟)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,A,B是其准线上的两个动点,且FA⊥FB,线段FA,FB分别与抛物线C交于P,Q两点,记△PQF的面积为S1,△ABF 的面积为S2,当时,|AB|= .【解答】解:设l PQ:x=ky+m,P(x1,y1)、Q(x2,y2),联立直线PQ与抛物线方程得y2﹣4ky﹣4m=0,则y1+y2=4k,y1⋅y2=﹣4m由FA⊥FB可得:,即(x1﹣1)(x2﹣1)=﹣y1y2,化简得m2﹣6m+1=4k2,又,则,同理,可得y A y B==﹣4,而,即,所以m=,k2=所以|AB|=|y A﹣y B|=|+|=||=||=.故答案为:.20.(2023•包河区模拟)已知F为抛物线C:y2=4x的交点,过F作两条互相垂直的直线l1,l2,直线l1与C交A,B两点,直线l2与C交于D,E两点,则|AB|+|DE|的最小值为 .【解答】解:如图所示,l1⊥l2,直线l1与C交于点A,B,直线l2与C交于点D,E,要使|AB|+|DE|最小,则A与D,B,E关于x轴对称,即直线DE的斜率为1,又直线l2过点(1,0),则直线l2的方程为:y=x﹣1,联立方程组,整理可得:y2﹣4y﹣4=0,设D(x1,y1),E(x2,y2),所以y1+y2=4,y1y2=﹣4,则|DE|==,所以|AB|+|DE|的最小值为2|DE|=16,故答案为:16.21.(2023•天山区校级模拟)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,其准线与x轴的交点为K,过点F的直线与抛物线C相交于A,B两点,若|AF|﹣|BF|=,则|= .【解答】解:由对称性,不妨设A在第一象限,设θ=∠AFx,由由角平分线定理.故答案为:2.22.(2023•龙岗区校级一模)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l,P是l上一点,PF交C于M,N两点,且满足,则|NF|= .【解答】解:抛物线C:y2=4x,则,准线方程为x=﹣1,由于,所以F是MP的中点,设P(﹣1,t),而F(1,0),所以M(3,﹣t),将M点坐标代入抛物线方程得t2=12,不妨设,则.设,由于M,N,F三点共线,所以,整理得,解得舍去),所以,所以.故答案为:.23.(2023•江西模拟)用于加热水和食物的太阳灶应用了抛物线的光学性质:一束平行于抛物线对称轴的光线,经过抛物面(抛物线绕它的对称轴旋转所得到的曲而叫抛物面)的反射后,集中于它的焦点.用一过抛物线对称轴的平面截抛物面,将所截得的抛物线C放在平面直角坐标系中,对称轴与x轴重合,顶点与原点重合,如图,若抛物线C的方程为y2=8x,平行于x轴的光线从点M(12,2)射出,经过C 上的点A反射后,再从C上的另一点B射出,则|MB|=( )A.6B.8C.D.29【解答】解:由M(12,2),可得A的纵坐标为2,设A(m,2),则4=8m,解得,由题意反射光线经过抛物线y2=8x的焦点(2,0),所以直线AB的方程为,整理可得,由,消去y整理得2x2﹣17x+8=0,解得,x2=8,则,所以B(8,﹣8),所以.故选:C.24.(2023•平江县校级模拟)已知抛物线C:y2=4x,焦点为F,点M是抛物线C上的动点,过点F作直线(a﹣1)x+y﹣2a+1=0的垂线,垂足为P,则|MF|+|MP|的最小值为( )A.B.C.5D.3【解答】解:∵抛物线C的方程为y2=4x,∴F(1,0),抛物线C的准线方程为x=﹣1,∵方程(a﹣1)x+y﹣2a+1=0可化为y﹣1=(1﹣a)(x﹣2),∴(a﹣1)x+y﹣2a+1=0过定点B(2,1),设P(x,y),设F,B的中点为A,则,因为FP⊥BP,P为垂足,∴,所以,即点P的轨迹为以A为圆心,半径为的圆,过点M作准线x=﹣1的垂线,垂足为M1,则|MM1|=|MF|,∴|MF|+|MP|=|MM1|+|MP|,又,当且仅当M,P,A三点共线且P在M,A之间时等号成立,∴,过点A作准线x=﹣1的垂线,垂足为A1,则,当且仅当A1,M,A三点共线时等号成立,∴,当且仅当A1,M,P,A四点共线且P在M,A之间时等号成立,所以|MF|+|MP|的最小值为,故选:A.25.(2023•张家口三模)已知F为抛物线C:y2=3x的焦点,过F的直线l交抛物线C于A,B两点,若|AF|=λ|BF|=λ,则λ=( )A.1B.C.3D.4【解答】解:如图,过A作AA1准线于A1,过B作BB1准线于B1,由抛物线C:y2=3x的焦点,准线方程为,由抛物线的定义可得,所以,代入抛物线方程得,若,直线AB的斜率为,则直线AB方程为,即,联立,得16x2﹣40x+9=0,则,所以,则;若,直线AB的斜率为,则直线AB方程为,即,联立,得16x2﹣40x+9=0,则,所以,则;综上,λ=3.故选:C.26.(2023•商丘三模)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的准线为l:x=﹣1,焦点为F,过点F的直线与抛物线交于P(x1,y1),Q(x2,y2)两点,点P在l上的射影为P1,则下列结论错误的是( )A.若x1+x2=5,则|PQ|=7B.以PQ为直径的圆与准线l相切C.设M(0,1),则|PM|+|PP1|≥D.过点M(0,1)与抛物线C有且仅有一个公共点的直线至多有2条【解答】解:因为抛物线C:y2=2px(p>0)的准线为l:x=﹣1,所以,即p=2,所以抛物线C的方程为y2=4x,焦点F(1,0),若直线的斜率存在,设y=k(x﹣1),由,消去y,整理得k2x2﹣(2k2+4)x+k2=0,所以,x1x2=1,对于A选项:若x1+x2=5,则|PQ|=x1+x2+2=7,故A选项正确;对于B选项:取PQ的中点N,N在l上的投影为N′,Q在l的投影为Q′,根据抛物线的性质|PP1|=|PF|,|QQ′|=|QF|,NN′为梯形的中位线,故,故B选项正确;对于C选项:M(0,1),,故C选项正确;对于D选项:过M(0,1)且与抛物线相切的直线有两条,过M(0,1)且与x轴平行的直线与抛物线相交有且有一个交点,所以至多有三条,故D选项错误.故选:D.27.(2023•徐汇区校级三模)已知抛物线C:x2=﹣2py(p>0)的焦点F与的一个焦点重合,过焦点F的直线与C交于A,B两不同点,抛物线C在A,B两点处的切线相交于点M,且M的横坐标为4,则弦长|AB|=( )A.16B.26C.14D.24【解答】解:由题意可得,F(0,﹣2),则p=4,抛物线C的方程为x2=﹣8y.设直线AB的方程为y=kx﹣2,A(x1,y1),B(x2,y2),其中y1=﹣,y2=﹣,由y=﹣,得y′=﹣.∴在点A处的切线方程为y﹣y1=﹣(x﹣x1),化简得y=﹣x+,①同理可得在点B处的切线为y=﹣x+,②联立①②得x M=,由M的横坐标为4,得x1+x2=8.将AB的方程代入抛物线方程,可得x2+8kx﹣16=0.∴x1+x2=﹣8k=8,得k=﹣1.∴y1+y2=k(x1+x2)﹣4=﹣1×8﹣4=﹣12.得|AB|=p﹣(y1+y2)=4﹣(﹣12)=16.故选:A.28.(2023•琼海校级模拟)已知抛物线y2=2px(p>0)上的点到其焦点的距离为4,则p=( )A.1B.2C.3D.4【解答】解:因为点在y2=2px(p>0)上,所以4p=2pm,得到m=2,又点到其焦点的距离为4,根据抛物线定义知,得到p=4,故选:D.29.(2023•沙坪坝区校级二模)已知抛物线y2=4x的准线过双曲线的左焦点,点P为双曲线的渐近线和抛物线的一个公共点,若P到抛物线焦点的距离为5,则双曲线的方程为( )A.B.C.x2﹣y2=2D.2x2﹣2y2=1【解答】解:由题意知,抛物线y2=4x的准线方程为x=﹣1,所以双曲线的左焦点坐标为(﹣1,0),所以双曲线的c=1.又因为点P为双曲线的渐近线和抛物线的一个公共点,若P到抛物线焦点的距离为5,所以x P+1=5,所以x P=4,代入抛物线方程即可得P(4,4).因为P(4,4)在双曲线的渐近线方程上,所以a=b,又因为双曲线中,c2=a2+b2,所以,所以双曲线的方程为:2x2﹣2y2=1.故选:D.30.(2023•浙江模拟)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,直线l过焦点F与C交于A,B两点,以AB为直径的圆与y轴交于D,E两点,且,则直线l的斜率为( )A.B.±1C.±2D.【解答】解:设|AB|=2r(2r≥4),AB的中点为M,MN⊥y轴于点N,过A,B作准线x=﹣1的垂线,垂足分别为A1,B1,如图所示.由抛物线的定义知2(|MN|+1)=|AA1|+|BB1|=|AF|+|BF|=|AB|=2r,则|MN|=r﹣1,所以,即16r2﹣50r+25=0,解得或(舍去),故M的横坐标为.设直线l:y=k(x﹣1),A(x1,y1),B(x2,y2),将y=k(x﹣1)代人y2=4x,得k2x2﹣(2k2+4)x+k2=0,则,解得k=±2.故选:C.31.(2023•香洲区校级模拟)首钢滑雪大跳台是冬奥史上第一座与工业旧址结合再利用的竞赛场馆,它的设计创造性地融入了敦煌壁画中飞天的元素,建筑外形优美流畅,飘逸灵动,被形象地称为雪飞天.中国选手谷爱凌和苏翊鸣分别在此摘得女子自由式滑雪大跳台和男子单板滑雪大跳台比赛的金牌.雪飞天的助滑道可以看成一个线段PQ和一段圆弧组成,如图所示.假设圆弧所在圆的方程为C:(x+25)2+(y﹣2)2=162,若某运动员在起跳点M以倾斜角为45o且与圆C相切的直线方向起跳,起跳后的飞行轨迹是一个对称轴在y轴上的抛物线的一部分,如下图所示,则该抛物线的轨迹方程为( )A.y2=﹣32(x﹣1)B.C.x2=﹣32(y﹣1)D.x2=﹣36y+4【解答】解:∵某运动员在起跳点M以倾斜角为45o且与圆C相切的直线方向起跳,∴k CM=﹣1,∴直线CM所在的方程为:y﹣2=﹣(x+25),代入(x+25)2+(y﹣2)2=162,解得或(舍),∴点M的坐标为(﹣16,﹣7).设抛物线方程为:y=ax2+c,则y′=2ax|x=﹣16=﹣32a=1,∴,又,解得c=1,∴该抛物线的轨迹方程为.故选:C.32.(2023•武功县校级模拟)已知点F为抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,过点F且倾斜角为60°的直线交抛物线C于A,B两点,若|FA|•|FB|=3,则p= .【解答】解:由题意知F(,0),AB的方程为y=(x﹣),代入C的方程,得3x2﹣5px+=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=;因为|FA|=+x1,|FB|=+x2,且|FA|⋅|FB|=3,所以(+x1)(+x2)=3,整理得以+•(x1+x2)+x1x2=3,所以+•+=3,结合p>0,解得p=.故答案为:.33.(2023•招远市模拟)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点D(p,0),过点F的直线交C 于M,N两点,直线MD垂直x轴,|MF|=3,则|NF|= .【解答】解:由题意得,因为直线MD垂直于x轴,D(p,0),准线方程为,所以M点的横坐标为p,设M(x1,y1),N(x2,y2),根据抛物线的定义知,解得p=2,则C:y2=4x,则F(1,0),可设直线MN的方程为x﹣1=my,联立抛物线方程有可得y2﹣4my﹣4=0,Δ=16m2+16>0,y1y2=﹣4,则,则32x2=16,解得,则.故答案为:.34.(2023•武昌区校级模拟)已知直线l与抛物线C:y2=4x交于A,B两点(与坐标原点O均不重合),且OA⊥OB,抛物线的焦点为F,记△AOB、△AOF、△BOF的面积分别为S1,S2,S3,若满足S1=6S2+3S3,则直线l的方程为 .【解答】解:由已知可设直线OA方程为y=kx,又OA⊥OB,OB方程为,由,解得,由,解得B(4k2,﹣4k),,,令y=0,得x=4,∴直线l与x轴交点M(4,0),,.,∵S1=6S2+3S3,∴,解得,,∴直线l的方程,即或.35.(2023•保定三模)设O为坐标原点,点A(2,4),B在抛物线y2=2px(p>0)上,F为焦点,M是线段BF上的点,且,则当直线OM的斜率最大时,点F到OM的距离为( )A.B.C.D.【解答】解:∵A(2,4)在抛物线y2=2px(p>0)上,∴p=2,则抛物线方程为y2=8x,求得F(2,0),设M(x0,y0),当y0<0时,k OM<0,当y0>0时,k OM>0.则要求直线OM的斜率的最大值,有y0>0.设B(m,n),∵,∴(x0﹣m,y0﹣n)=2(2﹣x0,﹣y0),则,∵B在抛物线上,∴n2=8m,得9=8(3x0﹣4),即,∵y0>0,∴=,当且仅当,即时等号成立,故直线OM的斜率的最大值为,此时直线OM的方程为,则点F到OM的距离为.故选:D.36.(2023•湖北模拟)已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,过点F的直线与该抛物线交于A,B两点,的中点纵坐标为,则p= .【解答】解:设过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的直线交抛物线于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,AB 的中点纵坐标为y0=,抛物线的焦点为F(,0),直线l的斜率不为零,可设直线l的方程:x=my+,由,得(y1﹣y2)(y1+y2)=2p(x1﹣x2),所以====,所以直线l的方程为x=y+,所以AB中点的横坐标为x0=×+=,所以|AB|=x1+x2+p=2x0+p=2×+p=5,2p2﹣5p+4=0,解得p=2或p=.故答案为:2或.37.(多选)(2023•道里区校级四模)已知A,B是抛物线C:y2=6x上的两动点,F是抛物线的焦点,下列说法正确的是( )A.直线AB过焦点F时,以AB为直径的圆与C的准线相切B.直线AB过焦点F时,|AB|的最小值为6C.若坐标原点为O,且OA⊥OB,则直线AB过定点(3,0)D.若直线AB过焦点F,AB中点为P,过P向抛物线的准线作垂线,垂足为Q,则直线AQ与抛物线相切【解答】解:∵抛物线C方程为:y2=6x,∴2p=6,∴p=3,∴=,∴焦点F(,P),准线l为:x=,对A,B,D选项,∵直线AB过焦点F,∴设直线AB方程为x=my+,设A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点P为(x0,y0),联立,可得y2﹣6my﹣9=0,∴,∴,∴|AB|=x1+x2+p=6m2+3+3=6(m2+1)≥6,(当且仅当m=0时取等),∴B选项正确;又P到准线l的距离d===3(m2+1)=|AB|,∴以AB为直径的圆与C的准线相切,∴A选项正确;若直线AB过焦点F,AB中点为P,过P向抛物线的准线作垂线,垂足为Q,则Q(,3m),∴=,又,∴3m=,∴=,对y2=6x两边关于x求导可得:2yy′=6,∴,抛物线C:y2=6x在A(x1,y1)处的切线斜率为=k AQ,∴直线AQ与抛物线相切,∴D选项正确;对C选项,设AB直线为x=my+t,(t≠0),联立,可得y2﹣6my﹣6t=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则,∴,又OA⊥OB,∴,即(x1,y1)•(x2,y2)=0,∴x1x2+y1y2=0,∴t2﹣6t=0,又t≠0,∴t=6,∴AB直线为x=my+6,∴直线AB过定点(6,0),∴C选项错误.故选:ABD.38.(2023•河南模拟)已知点P(1,a)(a>1)在抛物线C:y2=2px(p>0)上,过P作圆(x﹣1)2+y2=1的两条切线,分别交C于A,B两点,且直线AB的斜率为﹣1,若F为C的焦点,点M(x,y)为C上的动点,点N是C的准线与坐标轴的交点,则的最大值是( )A.B.2C.D.【解答】解:由题意可知,过P所作圆的两条切线关于直线x=1对称,所以k PA+k PB=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x P,y P),则,同理可得,,则,得,所以y1+y2=﹣2y P,由,得y P=p.将(1,p)代入抛物线C的方程,得p2=2p,解得p=2,故抛物线C的方程为y2=4x.设∠MNF=θ,作MM1垂直准线于M1,由抛物线的性质可得|MM1|=|MF|,所以,当cosθ最小时,的值最大,所以当直线MN与抛物线C相切时,θ最大,即cosθ最小.由题意可得N(﹣1,0),设切线MN的方程为x=my﹣1,联立方程组消去x,得y2﹣4my+4=0,由Δ=16m2﹣16=0,可得m=±1,将m=±1代入y2﹣4my+4=0,可得y=±2,所以x=1,即M的坐标为(1,±2),所以,|MM1|=1﹣(﹣1)=2,所以的最大值为.故选:A.39.(2023•达州模拟)点A(x0,y0)(x0>1,y0<0),B,C均在抛物线y2=4x上,若直线AB,AC分别经过两定点(﹣1,0),M(1,4),则BC经过定点N.直线BC,MN分别交x轴于D,E,O为原点,记|OD|=a,|DE|=b,则的最小值为( )A.B.C.D.【解答】解:如图,由题易知直线AB,AC斜率均存在,设直线AB方程为,由,消x得,即,由韦达定理得,所以,代入y2=4x,得到,所以,设直线方程为,由,消x得,即,由韦达定理得,所以,又因为,所以,代入y2=4x,得到,所以,所以直线BC的斜率为,所以BC的方程为,即所以,即,故直线BC过定点N(1,1),令y=0,得到,所以,所以,又因为x0>1,y0<0,所以,所以,又|OD|=a,|DE|=b,所以,又由柯西不等式知,当且仅当,即时,取等号,所以,即.故选:D.40.(2023•鲤城区校级模拟)已知抛物线y2=4x的焦点为F,过点F的直线l交抛物线于A,B两点,以线段AB为直径的圆交y轴于M,N两点,设线段AB的中点为P,O为坐标原点,则sin∠PMN的最小值为 .【解答】解:由y2=4x得F(1,0),由题意知直线l的斜率不为0,所以设直线l的方程为x=my+1,A(x1,y1),B(x2,y2),联立,消去x得y2﹣4my﹣4=0,则由韦达定理得,所以,所以|AB|=x1+x2+p=4m2+4,所以|PM|==2m2+2,又P点到y轴的距离d==2m2+1,所以sin∠PMN===1﹣,所以当m=0时,sin∠PMN取得最小值.故答案为:.三.直线与抛物线的综合(共20小题)41.(2023•遂宁模拟)已知定点D(2,0),直线l:y=k(x+2)(k>0)与抛物线y2=4x交于两点A,B,若∠ADB=90°,则|AB|=( )A.4B.6C.8D.10【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2),联立,由题意得Δ>0,故,则,又,则x1x2﹣2(x1+x2)+y1y2+4=0,即,解得,则,则.故选:C.42.(2023•贵州模拟)已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,过F的直线l与抛物线C交于A,B两点,若A (1,2),则|AB|=( )A.9B.7C.6D.5【解答】解:由题意直线l的斜率必存在,抛物线C:y2=8x的焦点为F(2,0),设直线l:y=k(x﹣2),则,得k2x2﹣(4k2+8)x+4k2=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=4,又A(1,2),则x1=1,x24,k2=8,|AB|=•=3×3=9.故选:A.43.(2023•黄州区校级三模)抛物线C:y2=2px的准线与x轴交于点M,过C的焦点F作斜率为2的直线交C于A、B两点,则tan∠AMB=( )A.B.C.D.不存在【解答】解:抛物线C:y2=2px的焦点F(,0),M(﹣,0),可知AB方程y=2(x﹣),AB的方程与y2=2px联立,消去y可得4x2﹣6px+p2=0,可得x=或,∴A(,),B(,),∴k AM==,k BM=﹣,∴tan∠AMB===4.故选:C.44.(2023•深圳模拟)已知F为抛物线C:y2=4x的焦点,直线l:y=k(x+1)与C交于A,B两点(A 在B的左边),则4|AF|+|BF|的最小值是( )A.10B.9C.8D.5【解答】解:由题知C的焦点,F(1,0),准线为x=﹣1,如图,作AM⊥准线,BN⊥准线,l:y=k (x+1)过定点(﹣1,0),设A(x1,y1),B(x2,y2),联立,得k2(x2+2x+1)﹣4x=0,即k2x2+(2k2﹣4)x+k2=0,∴,又∵|AF|=|AM|=x1+1,|BF|=|BN|=x2+1,∴,当且仅当4x1=x2时取等,故选:B.45.(2023•万州区校级模拟)过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F,作倾斜角为的直线l交C于A,B两点,交C的准线于点M,若(O为坐标原点),则线段AB的长度为( )A.8B.16C.24D.32【解答】解:抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F(,0),作倾斜角为的直线l:y=(x﹣),抛物线的准线方程为x=﹣,可得M(﹣,),又,可得=,解得p=4,,消去y可得x2﹣28x+4=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),可得x1+x2=28,所以|AB|=x1+x2+p=28+4=32.故选:D.46.(2023•茂名二模)已知抛物线y2=6x的焦点为F,准线为l,过F的直线与抛物线交于点A、B,与直线l交于点D,若且,则λ= .【解答】解:设准线与x轴的交点为K,作AA1⊥l,BB1⊥l,垂足分别为A1,B1,则BB1∥FK∥AA1.根据抛物线定义知|BB1|=|BF|,|AA1|=|AF|,又若,且,因为BB1∥FK∥AA1,设|BF|=m,则,∴,又p=3,解得m=2,∴|AF|=λ|FB|=2λ,所以|BA|=2+2λ,因为BB1∥FK∥AA1,所以,∴,解得λ=3.故答案为:3.47.(2023•昆明一模)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,经过抛物线上一点P,作斜率为的直线交C 的准线于点Q,R为准线上异于Q的一点,当∠PQR=∠PQF时,|PF|= .【解答】解:不妨令R为过P点垂直于准线的垂足,又∠PQR=∠PQF,即QF为∠FQR角平分线,Q是斜率为的直线与抛物线准线的交点,则P在第一象限内,而PR⊥QR,且|PR|=|PF|,根据角平分线性质知:PF⊥QF,如上图示,令且m>0,则直线PQ为,令x=﹣1,则,由,整理可得3m3﹣8m2+12m﹣32=(m2+4)(3m﹣8)=0,则,故故答案为:.48.(2023•江西二模)2022北京冬奥会顺利召开,滑雪健将谷爱凌以2金1银的优秀成绩书写了自己的传奇,现在她从某斜坡上滑下,滑过一高度不计的滑板后落在另一斜坡上,若滑板与水平地面夹角的正切值为,斜坡与水平地面夹角的正切值为,那么她最后落在斜坡上速度与水平地面夹角的正切值为( )(不计空气阻力和摩擦力)A.3B.C.D.4。
高考数学专题练习-抛物线含解析一、选择题(本大题共20小题,共100.0分)1.一桥拱的形状为抛物线,该抛物线拱的高为h,宽为b,此抛物线拱的面积为S,若b=3h,则S等于()A.h2B.2h2C.h2D.h22.若点P为抛物线y=2x2上的动点,F为抛物线的焦点,则|PF|的最小值为()A.2B.C.D.3.已知抛物线y2=2px的焦点为F,△ABC的三个顶点都在抛物线上,且A(1,2),+=,则BC边所在的直线方程为()A.2x-y-2=0B.2x-y-1=0C.2x+y-6=0D.2x+y-3=04.抛物线y2=4x的焦点为F,其准线与x轴的交点为N,过点F作直线与抛物线交于A,B两点,若,则|AF|-|BF|=()A.2B.3C.4D.55.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,点P是抛物线C上一点,过P 作PM⊥l,垂足为M,记与MN交于点T,若|NF|=2|PF|,且△PNT的面积为,则p=()A. B.2 C. D.6.过抛物线y2=4x的焦点F的直线交抛物线于A,B两点,且|AF|=2|BF|,则直线AB的斜率为()A. B. C.或 D.7.过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F作斜率为的直线l与C及其准线分别相交于A、B、D三点,则的值为()A.2或B.3或C.1D.4或8.设抛物线C:y2=4x的焦点为F,倾斜角为钝角的直线l过F且与C交于A,B两点,若|AB|=,则l的斜率为()A.-1B.-C.-D.-9.正三角形ABC的两个顶点A,B在抛物线x2=2py(p>0)上,另一个顶点C是此抛物线焦点,则满足条件的三角形ABC的个数为()A.0B.1C.2D.310.已知直线l:y=kx-k与抛物线C:y2=4x及其准线分别交于M,N两点,F为抛物线的焦点,若,则实数k等于()A. B.±1 C. D.±211.设F是抛物线C1:y2=2px(p>0)的焦点,点A是抛物线与双曲线C2:-=1(a>0,b>0)的一条渐近线的一个公共点,且AF⊥x轴,则双曲线的离心率为()A. B. C. D.212.过抛物线C:y2=2px(p>0)焦点F的直线l与C相交于A,B两点,与C的准线交于点D,若|AB|=|BD|,则直线l的斜率k=()A. B.±3 C. D.13.已知抛物线顶点在原点,焦点为双曲线的右焦点,则此抛物线的方程是()A.y2=2xB.y2=4xC.y2=10xD.y2=20x14.已知抛物线y2=8x的准线与双曲线-=1相交于A,B两点,点F为抛物线的焦点,△ABF为直角三角形,则双曲线的离心率为()A.3B.C.2D.15.设抛物线C:y2=4x的焦点为F,倾斜角为钝角的直线l过F且与C交于A,B两点,若|AB|=,则l的斜率为()A.±B.-C.±D.-16.抛物线的顶点在原点,焦点是椭圆4x2+y2=1的一个焦点,则此抛物线的焦点到准线的距离是()A. B. C. D.17.过抛物线y2=4x焦点的直线l交抛物线于P(x1,x2),Q(x2,y2)两点,若x1+x2=6,则|PQ|=()A.9B.8C.8D.618.已知O为坐标原点,F为抛物线y2=4x的焦点,直线l:y=m(x-1)与抛物线交于A,B两点,点A在第一象限,若|FA|=3|FB|.则m的值为()A.3B.C.D.19.已知F是抛物线x2=8y的焦点,若抛物线上的点A到x轴的距离为5,则|AF|=()A.4B.5C.6D.720.抛物线y2=-4x的焦点坐标为()A.(0,-2)B.(-2,0)C.(0,-1)D.(-1,0)二、填空题(本大题共20小题,共100.0分)21.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,过抛物线上点P(2,y0)的切线为l,过点P作平行于x轴的直线m,过F作平行于l的直线交m于M,若|PM|=5,则p的值为______ .22.已知抛物线C:x2=2py(p>0),P,Q是C上任意两点,点M(0,-1)满足,则p的取值范围是 ______ .23.已知抛物线的方程为x2=2py(p>0),过点A(0,-a)(a>0)作直线l与抛物线相交于P,Q两点,点B的坐标为(0,a),连接BP,BQ.且QB,QP与x轴分别交于M,N两点,如果QB的斜率与PB的斜率之积为-3,则∠PBQ= ______ .24.已知以F为焦点的抛物线C:y2=2px(p>0)上的两点A,B满足=3,若弦AB的中点到准线的距离为,则抛物线的方程为 ______ .25.斜率为k(k>0)的直线l经过点F(1,0)交抛物线y2=4x于A,B两点,若△AOF 的面积是△BOF面积的2倍,则k= ______ .26.已知点P(2,1)是抛物线上x2=4y上的一点,点M,N是抛物线上的动点(M,N,P 三点不共线),直线PM,PN分别交y轴于A,B两点,且|PA|=|PB|,则直线MN的斜率为 ______ .27.已知抛物线y2=6x上的一点到焦点的距离是到y轴距离的2倍,则该点的横坐标为______ .28.抛物线顶点在原点,焦点在y轴上,其上一点P(m,1)到焦点的距离为5,则抛物线的标准方程为 ______ .29.若抛物线y2=8x上的点P到焦点的距离为6,则P到y轴的距离是 ______ .30.已知抛物线y2=2px(p>0)的准线为l,若l与圆x2+y2+6x+5=0的交点为A,B,且|AB|=2.则p的值为 ______ .31.圆心在抛物线y=x2上,并且和该抛物线的准线及y轴都相切的圆的标准方程为______ .32.过抛物线x2=8y焦点F作直线l交抛物线于A、B两点,若线段AB中点M的纵坐标为4,则|AB|= ______ .33.在平面直角坐标系x O y中,抛物线y2=4x的焦点到其准线的距离为 ______ .34.抛物线y2=4x上一点M到焦点的距离为5,则点M的横坐标为 ______ .35.抛物线y2=4x上横坐标为3的点P到焦点F的距离为 ______ .36.以抛物线y2=4x的焦点为顶点,顶点为中心,离心率为2的双曲线的渐近线方程为______ .37.已知点,点F为抛物线y2=2px(p>0)的焦点,点P是该抛物线上的一个动点.若|PF|+|PM|的最小值为5,则p的值为 ______ .38.若点A(-6,y)在抛物线y2=-8x上,F为抛物线的焦点,则AF的长度为 ______ .39.已知圆心C在抛物线y2=4x上且与准线相切,则圆C恒过定点 ______ .40.已知抛物线y2=8x的准线过双曲线的左焦点,且被双曲线解得的线段长为6,则双曲线的渐近线方程为 ______ .三、解答题(本大题共20小题,共240.0分)41.在平面直角坐标系x O y中,抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F,过F的直线l交C 于A,B两点,交x轴于点D,B到x轴的距离比|BF|小1.(Ⅰ)求C的方程;(Ⅱ)若S△BOF=S△AOD,求l的方程.42.已知E(2,2)是抛物线C:y2=2px上一点,经过点D(2,0)的直线l与抛物线C 交于A,B两点(不同于点E),直线EA,EB分别交直线x=-2于点M,N(1)求抛物线方程及其焦点坐标,准线方程;(2)已知O为原点,求证:∠MON为定值.43.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线y=2与y的轴的交点为P,与C的交点为Q,且|QF|=2|PQ|.(1)求C的方程;(2)边焦点F的直线l斜率为-1,判断C上是否存在两点M,N,使得M,N关于直线l 对称,若存在,求出|MN|,若不存在,说明理由.44.已知圆M:(x-a)2+(y-b)2=9,M在抛物线C:x2=2py(p>0)上,圆M过原点且与C的准线相切.(Ⅰ)求C的方程;(Ⅱ)点Q(0,-t)(t>0),点P(与Q不重合)在直线l:y=-t上运动,过点P作C 的两条切线,切点分别为A,B.求证:∠AQO=∠BQO(其中O为坐标原点).45.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点是F,点D(1,y0)是抛物线上的点,且|DF|=2.(I)求抛物线C的标准方程;(Ⅱ)过定点M(m,0)(m>0)的直线与抛物线C交于A,B两点,与y轴交于点N,且满足:=λ,=μ.(i)当m=时,求证:λ+μ为定值;(ii)若点R是直线l:x=-m上任意一点,三条直线AR,BR,MR的斜率分别为k AR,k BR,k MR,问是否存在常数t,使得.k AR+k BR=t•k MR.恒成立?若存在求出t的值;若不存在,请说明理由.46.已知抛物线C顶点在原点,焦点在y轴上,抛物线C上一点Q(a,2)到焦点的距离为3,线段AB的两端点A(x1,y1)、B(x2,y2)在抛物线C上.(1)求抛物线C的方程;(2)若y轴上存在一点M(0,m)(m>0),使线段AB经过点M时,以AB为直径的圆经过原点,求m的值;(3)在抛物线C上存在点D(x3,y3),满足x3<x1<x2,若△ABD是以角A为直角的等腰直角三角形,求△ABD面积的最小值.47.如图,O为坐标原点,点F为抛物线C1:x2=2py(p>0)的焦点,且抛物线C1上点M处的切线与圆C2:x2+y2=1相切于点Q.(Ⅰ)当直线MQ的方程为时,求抛物线C1的方程;(Ⅱ)当正数p变化时,记S1,S2分别为△FMQ,△FOQ的面积,求的最小值.48.如图是一座桥的截面图,桥的路面由三段曲线构成,曲线AB和曲线DE分别是顶点在路面A、E的抛物线的一部分,曲线BCD是圆弧,已知它们在接点B、D处的切线相同,若桥的最高点C到水平面的距离H=6米,圆弧的弓高h=1米,圆弧所对的弦长BD=10米.(1)求弧所在圆的半径;(2)求桥底AE的长.49.已知圆O:x2+y2=1和抛物线E:y=x2-2,O为坐标原点.(1)已知直线l和圆O相切,与抛物线E交于M,N两点,且满足OM⊥ON,求直线l的方程;(2)过抛物线E上一点P(x0,y0)作两直线PQ,PR和圆O相切,且分别交抛物线E于Q,R两点,若直线QR的斜率为,求点P的坐标.50.已知直线l过点P(2,0),斜率为,直线l和抛物线y2=2x相交于A,B两点,设线段AB的中点为M,求:(1)点M的坐标;(2)线段AB的长|AB|.51.已知动点P到点(,0)的距离比它到直线x=-的距离小2.(Ⅰ)求动点P的轨迹方程;(Ⅱ)记P点的轨迹为E,过点S(2,0)斜率为k1的直线交E于A,B两点,Q(1,0),延长AQ,BQ与E交于C,D两点,设CD的斜率为k2,证明:为定值.52.如右图抛物线顶点在原点,圆(x-2)2+y2=22的圆心恰是抛物线的焦点,(Ⅰ)求抛物线的方程;(Ⅱ)一直线的斜率等于2,且过抛物线焦点,它依次截抛物线和圆于A、B、C、D四点,求|AB|+|CD|的值.53.已知椭圆C的中心为原点O,焦点在x轴上,且经过点(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;(Ⅱ)过抛物线y2=4x的焦点F的直线l与椭圆C交于不同两点M,N,且满足⊥,求直线l的方程.54.已知平面内一动点M到点F(1,0)距离比到直线x=-3的距离小2.设动点M的轨迹为C.(1)求曲线C的方程;(2)若过点F的直线l与曲线C交于A、B两点,过点B作直线:x=-1的垂线,垂足为D,设A(x1,y1),B(x2,y2).求证:①x1•x2=1,y1•y2=-4;②A、O、D三点共线(O为坐标原点).55.已知抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点F,E上一点(3,m)到焦点的距离为4.(Ⅰ)求抛物线E的方程;(Ⅱ)过F作直线l,交抛物线E于A,B两点,若直线AB中点的纵坐标为-1,求直线l的方程.56.已知抛物线关于y轴对称,它的顶点在坐标原点,并且经过点M(,-2)(1)求抛物线的标准方程.(2)如果直线y=x+m与这个抛物线交于不同的两点,求m的取值范围.57.(1)已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点在直线2x-y-4=0上,求p的值;(2)已知双曲线的渐近线方程为,准线方程为,求双曲线的标准方程.58.已知抛物线的顶点在原点,它的准线过双曲线的一个焦点,抛物线与双曲线交点为,求抛物线方程和双曲线方程.59.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l.⊙F与C交于A,B两点,与x轴的负半轴交于点P.(Ⅰ)若⊙F被l所截得的弦长为,求|AB|;(Ⅱ)判断直线PA与C的交点个数,并说明理由.60.已知动点M到点N(1,0)和直线l:x=-1的距离相等.(Ⅰ)求动点M的轨迹E的方程;(Ⅱ)已知不与l垂直的直线l'与曲线E有唯一公共点A,且与直线l的交点为P,以AP为直径作圆C.判断点N和圆C的位置关系,并证明你的结论.【答案】1.B2.D3.B4.C5.D6.C7.D8.D9.C 10.C 11.A 12.D 13.D 14.A 15 .D 16.B 17.B 18.C 19.D 20.D21.622.(0,2]23.24.y2=8x25.226.-127.28.x2=16y29.430.4或831.(x±1)2+(y-)2=132.1233.234.435.436.y=37.2或638.839.(1,0)40.y=±x41.解:(Ⅰ)解法一:抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F(0,),C的准线方程为,(1分)由抛物线的定义,可知|BF|等于点B到C的准线的距离.(2分)又因为点B到x轴的距离比|BF|小1,所以点B到x轴的距离比点B到抛物线准线的距离小1,(3分)故,解得p=2,所以C的方程为x2=4y.(4分)解法二:C的焦点为,(1分)将代入x2=2py,得x=p或x=-p,故,因为点B到x轴的距离比|BF|小1,,即,(2分)解得p=2,所以C的方程为x2=4y,(3分)经检验,抛物线的方程x2=4y满足题意.(4分)(Ⅱ)由(Ⅰ)得C的焦点为F(0,1),设直线l的方程为y=kx+1(k≠0),A(x1,y1),B(x2,y2).则.(5分)联立方程组消去y,得x2-4kx-4=0.(6分)△=(-4k)2-4×1×(-4)=16k2+16>0,由韦达定理,得x1+x2=4k,x1x2=-4.(7分)设点O到直线l的距离为d,则,.又S△BOF=S△AOD,所以|BF|=|AD|.(8分)又A,B,D,F在同一直线上,所以,即,(9分)因为,(10分)所以,整理,得16k4+16k2-1=0,故,解得,(11分)所以l的方程为.(12分)42.解:(1)将E(2,2)代入y2=2px,得p=1,∴抛物线方程为y2=2x,焦点坐标为(,0),准线方程x=-;.…(3分)(2)证明:设A(,y1),B(,y2),M(x M,y M),N(x N,y N),因为直线l不经过点E,则直线l的斜率存在,设直线l方程为y=k(x-2),与抛物线方程联立得到,消去x,整理得:ky2-2y-4k=0,则由韦达定理得:y1+y2=,y1y2=-4,…(6分)直线AE的方程为:y-2=(x-2),即y=(x-2)+2,令x=-2,得y M=,…(9分)同理可得:y N=,…(10分)又∵=(-2,y M),=(-2,y N),则•=4+y M y N=4+×,=4+=4+=0…(13分)∴OM⊥ON,即∠MON为定值.…(14分).方法二:证明:设A(,y1),B(,y2),M(x M,y M),N(x N,y N),设直线l方程为x=my+2,于抛物线方程联立得,整理得:y2-2my-4=0,则由韦达定理得:y1+y2=2m,y1y2=-4,…(6分)直线AE的方程为:y-2=(x-2),即y=(x-2)+2,令x=-2,得y M=,…(9分)同理可得:y N=,…(10分)又∵=(-2,y M),=(-2,y N),则•=4+y M y N=4+×,=4+=4+=0…(13分)∴OM⊥ON,即∠MON为定值.…(14分)43.解:(1)设Q(x0,2),P(0,2)代入由y2=2px(p>0)中得x0=,所以|PQ|=,|QF|=+,由题设得+=2×,解得p=-2(舍去)或p=2.所以C的方程为y2=4x.(2)设直线l的方程为x+y-1=0,设M(x1,y1),N(x2,y2),则k MN=,MN的中点T的坐标为(,),∵M,N关于直线l对称,∴MN⊥l,∴=1①,∵中点T在直线l上,∴=-+1②,由①②可得y1+y2=4,y1y2=4,∴y1,y2是方程y2-4y+4=0的两个根,此方程有两个相等的根,∴C上不存在M,N,使得M,N关于直线l对称.44.解:(I)解法一:因为圆M的圆心在抛物线上且与抛物线的准线相切,且圆半径为3,故,(1分)因为圆过原点,所以a2+b2=9,所以,(2分)又a2=2pb,所以,(3分)因为p>0,所以p=4,所以抛物线C方程x2=8y.(4分)解法二:因为圆M的圆心在抛物线上且与抛物线的准线相切,由抛物线的定义,圆M必过抛物线的焦点,(1分)又圆M过原点,所以,(2分)又圆的半径为3,所以,又a2=2pb,(3分)又,得p2=16(p>0),所以p=4.所以抛物线C方程x2=8y.(4分)解法三:因为圆M与抛物线准线相切,所以,(1分)且圆过又圆过原点,故,可得,(3分)解得p=4,所以抛物线C方程x2=8y.(4分)(Ⅱ)解法一:设A(x1,y1),B(x2,y2),P(m,-t),C方程为,所以,(5分)∴抛物线在点A处的切线的斜率,所以切线PA方程为:,即,化简得,(6分)又因过点P(m,-t),故可得,,(7分)即,同理可得,(8分)所以x1,x2为方程x2-2mx-4t=0的两根,所以x1+x2=2m,x1x2=-4t,(9分)因为Q(0,-t),所以,(10分)化简=.(11分)所以∠AQO=∠BQO.(12分)解法二:依题意设点P(m,-t),设过点P的切线为y=k(x-m)-t,所以,所以x2-4kx+4km+4t=0,所以△=16k2-4(4km+4t)=0,即k2-km-t=0,(5分)不妨设切线PA、PB的斜率为k1、k2,点A(x1,y1),B(x2,y2),所以k1+k2=m,k1•k2=-t,又,所以,所以,(6分)所以x1=2k1,,即点,同理点,(7分)因为Q(0,-t),所以,同理,(9分)所以=+=,(11分)所以∠AQO=∠BQO.(12分)45.解:(I)∵点D(1,y0)是抛物线上的点,且|DF|=2.∴1+=2,解得p=2.∴抛物线C的标准方程为y2=4x.(II)证明:(i)设A(x1,y1),B(x2,y2),当m==1时,M(1,0),直线AB的斜率存在且不为0,可设直线AB的方程为:x=ty+1(t≠0),可得N.联立,可得:y2-4ty-4=0,∴y1+y2=4t,y1y2=-4.∵=λ,=μ,∴=λ(-y1),=μ(-y2),∴λ+μ=-1--1-=-2-=-2-=-1.为定值.(ii)先取特殊情况探索三条直线AR,BR,MR的斜率之间的关系,当AB⊥x轴时,设A(m,y0),B(m,-y0),R(-m,y3),则k AR=,k MR=,k BR=,则k AR+k BR=2•k MR.下面证明一般情况成立.设A(x1,y1),B(x2,y2),R(-m,y3),直线AB的斜率不等于0,可设直线AB的方程为:x=ty+m.联立,化为:y2-4ty-4m=0,∴y1+y2=4t,y1y2=-4m.则k AR=,k MR=,k BR=,则k AR+k BR=+=,又,.代入可得:k AR+k BR=,把y1+y2=4t,y1y2=-4m代入化简可得:k AR+k BR==2•k MR.综上可得:三条直线AR,BR,MR的斜率满足k AR+k BR=2•k MR.46.解:(1)设抛物线的C方程x2=2py(p>0),则焦点F(0,),准线方程:y=-,过点Q向准线l作垂线,垂足为Q1,由抛物线的定义可得:丨QF丨=丨QQ1丨,∴2-(-)=3,p=2,∴抛物线方程:x2=4y;(2)设直线AB的方程:y=kx+m,则,整理得:x2-4kx-4m=0,则x1+x2=4k,x1x2=-4m,由AB为直径的圆经过原点,则⊥,•=0,则x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=(1+k2)x1x2+km(x1+x2)+m2=0∴(1+k2)×(-4m)+km×4k+m2=0,整理得m2-4m=0,解得:m=4或m=0,由m>0,则m=4,∴m的值4;(3)设直线AB的斜率为k,k>0,其方程y-y1=k(x-x1),即y=kx+y1-kx1,∴,整理得:x2-4kx+4kx1-4y1=0,∴x1+x2=4k,x2=-x1+4k,丨AB丨2=(1+k2)[(x1+x2)2-4x1x2]=(1+k2)[(x1+x2)2-4x1x2],=(1+k2)[(4k)2-4x1(-x1+4k)],=4(1+k2)(x12-4kx1+4k2),同理丨AD丨=4[1+(-)2][x12-4(-)x1+4(-)2],=4(1+)(x12+x1+),由丨AB丨=丨AD丨,则丨AB丨2=丨AD丨2,4(1+k2)(x12-4kx1+4k2),=4(1+)(x12+x1+),整理得:x1==k-,则丨AB丨2=4(1+k2)[(k-)2-4k(k-)+4k2]=4(1+k2)(k+)2,丨AB丨=2(k+),丨AD丨2=4(1+)[(k-)2+(k-)+]4(1+)(k+)2,丨AD丨=2(k+),∴△ABD面积S=×丨AB丨×丨AD丨=×2(k+)×2(k+),==2(k+)3≥2(2)3=16,当且仅当k=时,即k2=1,即k=1,取等号,∴△ABD面积的最小值16.47.解:(Ⅰ)设点,由x2=2py(p>0)得,,求导,而直线MQ的斜率为1,∴且,解得:.∴抛物线的标准方程:x2=4y;…(4分)(Ⅱ)因为点M处的切线方程为:,即,根据切线又与圆相切,得d=r,即,化简得,4p2=x04-4x02>0,解得:丨x0丨>2,由方程组,解得:Q(,),由丨PQ丨=丨x P-x Q丨=丨x0-丨=(x02-2),点F(0,)到切线PQ的距离d===,则S1=丨PQ丨•d=(x02-2),S1=丨OF丨•丨x Q丨=,∴====++3≥2+3,当且仅当=时,取“=”号,即x02=4+2,此时p=,所以的最小值为.…(12分)48.解:(1)设弧所在圆的半径为r(r>0),由题意得r2=52+(r-1)2,则r=13,即弧所在圆的半径为13米.…(4分)(2)以线段AE所在直线为x轴,线段AE的中垂线为y轴,建立如图的平面直角坐标系.∵H=6米,BD=10米,弓高h=1米,∴B(-5,5),D(5,5),C(0,6),设所在圆的方程为x2+(y-b)2=r2,(r>0),则,,∴弧的方程为x2+(y+7)2=169(5≤y≤6)…6分设曲线AB所在抛物线的方程为:y=a(x-m)2,…(8分)由点B(-5,5),在曲线AB上∴5=a(5+m)2, …(10分)又弧与曲线段AB在接点B处的切线相同,且弧在点B处的切线的斜率为,由y=a(x-m)2,y′=2a(x-m),2a(-5-m)=,2a(5+m)=-,…(12分)由 得m=-29,A(-29,0),E(29,0)∴桥底AE的长为58米;…(13分)答:(1)弧所在圆的半径为13米;(2)桥底AE的长58米.(答和单位各1分)…(14分)49.解:(1)设l:y=kx+b,M(x1,y1),N(x2,y2),由l和圆O相切,得.∴b2=k2+1.由消去y,并整理得x2-kx-b-2=0,∴x1+x2=k,x1x2=-b-2.由OM⊥ON,得,即x1x2+y1y2=0.∴x1x2+(kx1+b)(kx2+b)=0.∴,∴(1+k2)(-b-2)+k2b+b2=0,∴b2(-b-2)+(b2-1)b+b2=0.∴b2+b=0.∴b=-1或b=0(舍).当b=-1时,k=0,故直线l的方程为y=-1.(2)设P(x0,y0),Q(x1,y1),R(x2,y2),则.∴.设l QR:y-y0=k1(x-x0),由直线和圆相切,得,即.设l PR:y-y0=k2(x-x0),同理可得:.故k1,k2是方程的两根,故.由得,故x0+x1=k1.同理x0+x2=k2,则2x0+x1+x2=k1+k2,即.∴,解或.当时,;当时,y0=1.故或.50.解:(1)∵直线l过点P(2,0),斜率为,设直线的倾斜角为α,tanα=,sinα=,cosα=,∴直线l的参数方程为(t为参数)(*)∵直线l和抛物线相交,将直线的参数方程代入抛物线方程y2=2x中,整理得8t2-15t-50=0,且△=152+4×8×50>0,设这个一元二次方程的两个根为t1、t2,由根与系数的关系,得t1+t2=,t1t2=-,由M为线段AB的中点,根据t的几何意义,因为中点M所对应的参数为,将此值代入直线l的参数方程的标准形式中,得M(,).(2)|AB|=|t2-t1|==.51.(Ⅰ)解:∵动点P到点(,0)的距离比它到直线x=-的距离小2,∴动点P到点(,0)的距离与它到直线x=-的距离相等,∴动点P的轨迹是以点(,0)为焦点的抛物线,∴动点P的轨迹方程为y2=2x;(Ⅱ)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4),则直线AB的方程为y=k1(x-2),代入抛物线方程中,得,∴y1+y2=,y1y2=-4直线AC,BD过点Q(1,0),同理可得y1y3=y2y4=-2,∴y3=-,,∴k2===-=2k1,∴=2.52.解:(Ⅰ)设抛物线方程为y2=2px(p>0),∵圆(x-2)2+y2=22的圆心恰是抛物线的焦点,∴p=4.∴抛物线的方程为:y2=8x;(Ⅱ)依题意直线AB的方程为y=2x-4设A(x1,y1),D(x2,y2),则,得x2-6x+4=0,∴x1+x2=6,|AD|=x1+x2+p=6+4=10.|AB|+|CD|=|AD|-|CB|=10-4=6.53.解:(Ⅰ)由题意可知设椭圆的标准方程:(a>b>0),则a=2,将A2(,)代入,则b=1,∴椭圆的标准方程为:;(Ⅱ)方法一:抛物线y2=4x的焦点F(1,0),设直线l的方程为x=my+1,M(x1,y1),N(x2,y2),由⊥,则x1x2+y1y2=0(*),由,消去x,得得(m2+4)y2+2my-3=0,△=16m2+48>0∴y1+y2=-,y1y2=-,①x1x2=(1+my1)(1+my2)=1+m(y1+y2)+m2y1y2;=1+m×(-)+m2(-),=,②(9分)将①②代入(*)式,得+(-)=0,解得m=±,存在直线l满足条件,且直线l的方程为2x-y-2=0或2x+y-2=0.方法二:当直线l的斜率不存在时,不满足题意;当直线l的斜率存在时,设其方程为y=k(x-1),与C1的交点为M(x1,y1),N(x2,y2).联立,消去y并整理得(1+4k2)x2-8k2x+4(k2-1)=0,于是x1+x2=,x1x2=.①∴y1y2=k2(x1-1)(x2-1)=k2[x1x2-(x1+x2)+1]=k2[-+1]=-.② 由⊥,则•=0,即x1x2+y1y2=0(*),将①②代入③式,得+(-)==0,解得k=±2,∴存在直线l满足条件,且直线l的方程为2x-y-2=0或2x+y-2=0.54.解:(1)根据题意,点M到点F(1,0)的距离比它到直线x=-3的距离小1,即点M到点F(1,0)的距离与其到直线x=-1的距离相等,则点M的轨迹为抛物线,且其焦点为F(1,0),准线为x=-1,则其轨迹方程为y2=4x;…(6分)(2)①联立直线x=my+1与抛物线的方程,可得y2-4my-4=0,∴y1•y2=-4,x1•x2=1 …(9分)②设D(-1,y2),则k AO-k OD===0,所以A、O、D三点共线.…(12分)55.解:(Ⅰ)法一:抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点F的坐标为,由已知…(2分)解得P=2或P=-14∵P>0,∴P=2∴E的方程为y2=4x.…(4分)法二:抛物线E:y2=2px(p>0)的准线方程为,由抛物线的定义可知解得p=2∴E的方程为y2=4x.…(4分)(Ⅱ)法一:由(Ⅰ)得抛物线E的方程为y2=4x,焦点F(1,0)设A,B两点的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则…(6分)两式相减.整理得∵线段AB中点的纵坐标为-1∴直线l的斜率…(10分)直线l的方程为y-0=-2(x-1)即2x+y-2=0…(12分)法二:由(1)得抛物线E的方程为y2=4x,焦点F(1,0)设直线l的方程为x=my+1由消去x,得y2-4my-4=0设A,B两点的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),∵线段AB中点的纵坐标为-1∴解得…(10分)直线l的方程为即2x+y-2=0…(12分)56.解:(1)因为抛物线关于y轴对称,它的顶点在坐标原点,并且经过点M(,-2),则抛物线的焦点在y的负半轴上,∴可设它的标准方程为:x2=-2py(p>0),又因为点M在抛物线上,则3=-2p×(-2),解得:p=,∴椭圆的标准方程:x2=-y;(2)将直线方程代入抛物线方程:,整理得2x2+x+m=0,则△=b2-4ac=3-8m>0,解得:m<,m的取值范围(-∞,).57.解:(1)抛物线y2=2px(p>0)的焦点坐标为(p,0),又焦点在直线2x-y-4=0上,∴2p-0-4=0,解得p=2,(2)由题意知双曲线标准方程为:+=1,(a,b>0).∴=,=,又c2=a2+b2,解得a=4,b=3,∴所求双曲线标准方程为-=158.解:由题设知,抛物线以双曲线的右焦点为焦点,准线过双曲线的左焦点,∴p=2c.设抛物线方程为y2=4cx,∵抛物线过点,6=4c•.∴c=1,故抛物线方程为y2=4x.又双曲线过,∴=1.又a2+b2=c2=1,∴a2=或a2=9(舍).∴b2=,故双曲线方程为:4x2-=1.59.解:(Ⅰ)抛物线C:y2=4x的焦点为F(1,0),∵⊙F被l所截得的弦长为,∴圆的半径为=3,∴⊙F的方程为(x-1)2+y2=9,与y2=4x联立可得A(2,2),B(2,-2),∴|AB|=4;(Ⅱ)(x-1)2+y2=9,令y=0,可得P(4,0),∵A(2,2),∴直线PA与C的交点个数为2.60.解:(Ⅰ)设动点M(x,y),由抛物线定义可知点M的轨迹E是以N(1,0)为焦点,直线l:x=-1为准线的抛物线,所以轨迹E的方程为y2=4x.(Ⅱ)点N在以PA为直径的圆C上.理由:由题意可设直线l':x=my+n,由可得y2-4my-4n=0(*),因为直线l'与曲线E有唯一公共点A,所以△=16m2+16n=0,即n=-m2.所以(*)可化简为y2-4my+4m2=0,所以A(m2,2m),令x=-1得,因为n=-m2,所以所以NA⊥NP,所以点N在以PA为直径的圆C上.【解析】1. 解:由题意,建立如图所示的坐标系,设抛物线方程为y=ax2(a<0),则将(,-h)代入可得a=-,∴该抛物线拱的面积为h×3h+==2h2,故选B.建立坐标系,设抛物线方程为y=ax2(a<0),将(,-h)代入可得a=-,该抛物线拱的面积为h×3h+,即可得出结论.解决该试题的关键是利用定积分表示出抛物线拱的面积,然后借助于定积分得到结论.2. 解:根据题意,抛物线y=2x2上,设P到准线的距离为d,则有|PF|=d,抛物线的方程为y=2x2,即x2=y,其准线方程为:y=-,分析可得:当P在抛物线的顶点时,d有最小值,即|PF|的最小值为,故选:D.根据题意,设P到准线的距离为d,则有|PF|=d,将抛物线的方程为标准方程,求出其准线方程,分析可得d的最小值,即可得答案.本题考查抛物线的几何性质,要先将抛物线的方程化为标准方程.3. 解:A代入抛物线方程可得p=2,∴抛物线方程为y2=4x,F(1,0),∵+=,∴BC经过AF的中点(1,1),设直线方程为x=my+1-m,代入抛物线方程y2=4x,可得y2-4my-4+4m=0,∴4m=2,∴m=,∴直线方程为x=y+,即2x-y-1=0,故选B.A代入抛物线方程可得p=2,可得抛物线的方程,+=,BC经过AF的中点(1,1),设直线方程为x=my+1-m,代入抛物线方程y2=4x,可得y2-4my-4+4m=0,利用韦达定理,求出m,即可得出结论.本题考查抛物线的方程,考查直线与抛物线位置关系的运用,考查向量知识,属于中档题.4. 解:抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),假设直线AN的斜率k存在,设AB方程为:y=k(x-1),,整理得:k2x2-2(k2+2)x+k2=0设两交点为A(x2,y2),B(x1,y1),∵,则∠NBF=90°,∴(x1-1)(x1+1)+y12=0,∴x12+y12=1,∴x12+4x1-1=0(x1>0),∴x1=-2+,∵x1x2=1,∴x2=2+,∴|AF|-|BF|=(x2+1)-(x1+1)=4,故选C.设直线l的方程,代入抛物线方程,利用韦达定理及向量数量积的坐标运算,分别求得A和B点横坐标,根据抛物线的焦半径公式,即可求得则|AF|-|BF|.本题考查直线与抛物线的位置关系,考查抛物线的定义,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.5. 解:如图所示,NF=∵|NF|=2|PF|,∴PM=PF=,由得x P=p∵PM∥NF,∴,∴s△NPT:s△NFT=1:2,∵△PNT的面积为,∴△PNF的面积为3×=9由,得,∵在抛物线y2=2px(p>0)上,即,解得p=.故选:D由NF|=2|PF|,得x P=p,由,得s△NPT:s△NFT=1:2,由,得,,点P在抛物线y2=2px(p>0)上,即,解得p.6. 解:如图,点A在第一象限.过A、B分别作抛物线的垂线,垂足分别为D、E,过A作EB的垂线,垂足为C,则四边形ADEC为矩形.由抛物线定义可知|AD|=|AF|,|BE|=|BF|,又∵|AF|=2|BF|,∴|AD|=|CE|=2|BE|,即B为CE中点,∴|AB|=3|BC|,在R t△ABC中,|AC|=2|BC|,∴直线l的斜率为=2;当点B在第一象限时,同理可知直线l的斜率为-2,∴直线l的斜率为±2,故选:C.当点A在第一象限,通过抛物线定义及|AF|=2|BF|可知B为CE中点,通过勾股定理可知|AC=2|BC|,进而计算可得结论.本题考查抛物线的简单性质,注意解题方法的积累,属于中档题.7. 解:抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F(,0),过A和B分别做准线的垂线,垂足分别为A′,B′,则直线AB的方程:y=(x-)设A(x1,y1),B(x2,y2),,整理得:y2-py-p2=0,则y1+y2=p,y1y2=-p2,设=λ,(-x1,-y1)=(x2-,y2),则-y1=λy2,由=++2=-,∴-λ-+2=-,整理得:λ2-17λ+4=0,解得:λ=4或λ=,当λ=4时,丨AF丨=4丨BF丨,则丨AB丨=5丨BF丨,由抛物线的定义可知:丨BF丨=丨BB′丨,由直线AB的斜率为,则sin∠∠BDB′=,即sin∠BDB′==,∴丨BD丨=丨BB′丨=丨BF丨,丨AD丨=丨AB丨+丨BD丨=,∴的值4,当λ=,4丨AF丨=丨BF丨,则丨AB丨=5丨AF丨,由抛物线的定义可知:丨AF丨=丨AB′丨,由直线AB的斜率为,则sin∠∠ADF′=,即sin∠ADF′==,∴丨AD丨=丨AB′丨=丨AF丨,丨BD丨=丨AB丨+丨AD丨=,∴的值,故选D.设抛物线方程,代入椭圆方程,设=λ,根据向量数量积的坐标运算,即可求得λ的值,分类讨论,根据抛物线的定义及相似性,即可求得丨BD丨及丨AD丨,即可求得的值.本题考查直线与抛物线的位置关系,考查韦达定理,向量的坐标运算,考查数形结合思想,考查计算能力,属于中档题.8. 解:由y2=4x,得F(1,0),设AB所在直线方程为y=k(x-1),联立y2=4x,得k2x2-(2k2+4)x+k2=0.∵|AB|=,∴2++2=,∵倾斜角为钝角,∴k=-,故选D.由题意设出直线AB的方程,联立直线和抛物线方程,利用韦达定理,结合弦长公式得答案.本题考查了抛物线的简单几何性质,考查了抛物线的定义,考查了学生的计算能力,是中档题.9. 解:由抛物线x2=2py(P>0)的焦点F(0,),等边三角形的一个顶点位于抛物线x2=2py(P>0)的焦点,另外两个顶点在抛物线上,则等边三角形关于x轴轴对称两个边的斜率k=±tan60°=±,其方程为:y=±x+,每条直线与抛物线均有两个交点,焦点两侧的两交点连接,分别构成一个等边三角形.满足条件的三角形ABC的个数为2,故选C.由题意可知:x2=2py(P>0)的焦点F(0,),则两个边的斜率k=±tan60°=±,其方程为:y=±x+,每条直线与抛物线均有两个交点,焦点两侧的两交点连接,分别构成一个等边三角形.满足条件的三角形ABC的个数为2,本题主要考查了抛物线的简单性质.主要是利用抛物线和正三角形的对称性,考查数形结合思想,属于基础题.10. 解:抛物线C:y2=4x的焦过抛物线的焦点,过N做NN′⊥准线x=-1,垂足为N′,由抛物线的定义,丨NN′丨=丨NF丨,由∠N′NM与直线l倾斜角相等,由,则cos∠N′NM==,则tan∠N′NM=±,∴直线l的斜率k=±,故选:C.由题意可知直线l过抛物线的焦点,由∠N′NM与直线l倾斜角相等,根据抛物线的定义即可求得tan∠N′NM,即可求得k的值.本题考查直线与抛物线的位置关系,抛物线的定义,考查数形结合思想,属于中档题.11. 解:由题意得F(,0),准线为x=-,设双曲线的一条渐近线为y=x,则点A (,),由抛物线的定义得|PF|等于点A到准线的距离,即=+,∴=1,e==,故选A.求出抛物线的焦点坐标和准线方程,利用抛物线的定义得到=+,利用离心率的定义求得双曲线的离心率.本题考查抛物线的定义和双曲线、抛物线的标准方程,以及双曲线、抛物线的简单性质的应用,利用抛物线的定义得到=+,是解题的关键.12. 解:如图,设A,B两点的抛物线的准线上的射影分别为A′,B′,过B作AA′的垂线BH,在三角形ABH中,∠BAH等于直线AB的倾斜角,其正切值即为丨k值,由抛物线的定义可知:设|BF|=n,B为AD中点,根据抛物线的定义可知:丨AF丨=丨AA′丨,丨BF丨=丨BB′丨,丨BB′丨=丨AA′丨,可得2|BF|=|AA′|,即|AF|=2|BF|,∴|AF|=2n,|AA′|=2n,|BF|=n,∴|AH|=n,在直角三角形ABH中,tan∠BAH===2,则直线l的斜率k=2;同理求得:直线l的斜率k=-2;故选:D.在三角形ABH中,∠BAH等于直线AB的倾斜角,其正切值即为k值,利用在直角三角形ABN中,tan∠BAH=,从而得出直线AB的斜率.本题主要考察了直线与抛物线的位置关系,抛物线的简单性质,特别是焦点弦问题,解题时要善于运用抛物线的定义解决问题,属于中档题.13. 解:双曲线的右焦点为(5,0)由题意,设抛物线方程为y2=2px(p>0)∵抛物线的焦点为双曲线的右焦点∴∴p=10所以抛物线方程为y2=20x故选D.先求双曲线的焦点坐标,再假设抛物线的方程,利用抛物线的焦点为双曲线的右焦点,可求抛物线方程.本题以双曲线的标准方程为载体,考查双曲线的焦点坐标,考查待定系数法求抛物线的标准方程,属于基础题.14. 解:依题意知抛物线的准线x=-2,代入双曲线方程得y=±•,不妨设A(-2,).∵△FAB是等腰直角三角形,∴=p=4,求得a=,∴双曲线的离心率为e====3,故选:A.先求解准线方程,代入双曲线方程求得y,根据双曲线的对称性可知△FAB为等腰直角三角形,进而可求得A或B的纵坐标为4,进而求得a,利用a,b和c的关系求得c,则双曲线的离心率可得.本题主要考查了双曲线的简单性质.解题的关键是通过双曲线的对称性质判断出△FAB 为等腰直角三角形,属于中档题.15. 解:由y2=4x,则焦点F(1,0),设AB所在直线方程为y=k(x-1),联立y2=4x,得k2x2-(2k2+4)x+k2=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=2+,∵|AB|=,∴2++2=,解得:k=±,∵倾斜角为钝角,∴k=-,故选D.由题意设出直线AB的方程,联立直线和抛物线方程,利用韦达定理,结合弦长公式得答案.本题考查了抛物线的简单几何性质,考查了抛物线的定义,考查了学生的计算能力,是。
抛物线的焦点弦★主要内容:焦点弦及其结论和焦点弦结论的应用。
1、抛物线焦点弦:过抛物线焦点的直线与抛物线交于B A ,两点,则线段AB 就称为抛物线的焦点弦。
2、焦点弦的有关结论: ①焦点弦长:αα(sin 2221p p x x AB =++=是直线AB 的倾斜角) 特别的:焦点弦垂直抛物线的对称轴,则其称为通径,长为p 2。
(1)(2003年周口地区模拟试题)抛物线)0(22>=p px y 的通径为AB ,则以AB 为直径的球的体积为( )A .33p π B.334p πC .338p π D .3316p π (2)(1995年全国高考题文)若直线l 过抛物线)1(42+=x y 的焦点,并且与x 轴垂直,则直线被抛物线截得的线段长为。
②过抛物线焦点的直线与抛物线相交于),(),,(2211y x B y x A , 若抛物线焦点在x 轴上,则221221,4p y y p x x -==, 若焦点在y 轴上,则221221,4p x x p y y -==. (3)(2004年黄冈重点中学高三年级交流试卷)设坐标原点为O ,抛物线x y 22=与过焦点的直线交于B A ,两点,则OB OA ⋅等于 A.43 B.43- C.3 D.3- ( )(4)(2004年黄冈重点中学高三年级交流试卷)过抛物线)0(2>=a ax y 焦点F 的一条直线交抛物线于Q P ,两点,求证:过Q P ,两点的切线互相垂直。
③抛物线的焦点弦AB 被焦点分成长n m ,两部分,则 p n m 211=+(5)(2003年黄冈五月模拟考试试题)过抛物线)0(2>=a ax y 的焦点F 作一直线交抛物线于B A ,两点,若线段BF AF ,的长分别为n m ,,则nm mn +等于( ) A. a 21 B.a41 C.a 2 D.4a (6)(2000年全国高考题)过抛物线)0(2>=a ax y 的焦点F 作一直线交抛物线于Q P ,两点,若线段QF PF ,的长分别为,,q p ,则qp 11+等于( )A.a 2B.a 21C.a 4D.a4 ④以椭圆、抛物线、双曲线的焦点弦为直径的圆分别与其相应的准线相离、相切、相交。
专题47 抛物线过焦点的弦【方法点拨】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),α为弦AB 的倾斜角,则:(1)x 1x 2=p 24,y 1y 2=-p 2.(2)|AF |=p 1-cos α,|BF |=p1+cos α (其中点A 在x 轴上侧,点B 在x 轴下侧) .(3)弦长|AB |=x 1+x 2+p =2psin 2α.(4)1|AF |+1|BF |=2p. (5)以弦AB 为直径的圆与准线相切.【典型题示例】例 1 已知抛物线()02:2>=p px y C 的焦点F 到其准线的距离为4,圆()12:22=+-y x M ,过F 的直线l 与抛物线C 和圆M 从上到下依次交于A ,P ,Q ,B四点,则BQ AP 4+的最小值为 . 【答案】13【分析】易知4p =,圆心(2,0)M 即为焦点F ,故445AP BQ AF BF +=+-,再利用抛物线的定义,进一步转化为445A B AP BQ x x +=++,利用4A B x x =、基本不等式即可. 【解析】易知4p =,圆心(2,0)M 即为焦点F所以()()414145AP BQ AF BF AF BF +=-+-=+- 根据抛物线的定义22A A p AF x x =+=+,22B B pBF x x =+=+ 所以()()4242545A B A B AP BQ x x x x +=+++-=++又244A B p x x ==所以445513A B AP BQ x x +=++≥=,当且仅当4A B x x =,即41A Bx x =⎧⎨=⎩时等号成立,此时直线l的方程是y =-所以BQ AP 4+的最小值为13.例2 已知斜率为k 的直线l 过抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点,且与抛物线C 交于A ,B 两点,抛物线C 的准线上一点M (-1,-1)满足MA ·MB =0,则|AB |= ( ) A. B. C .5 D .6 【答案】C【分析】将MA ·MB =0直接代入坐标形式,列出关于A ,B 中点坐标的方程,再利用斜率布列一方程,得到关于A ,B 中点坐标的方程组即可.这里需要说明的是,MA ·MB =0转化的方法较多,如利用斜边中线等于斜边一半等,但均不如上法简单. 【解析】易知p =2设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1x 2=1,y 1y 2=-4,11(1,1)MA x y =++,22(1,1)MB x y =++ ∵MA ·MB =0∴1212(1)(1)(1)(1)0x x y y +++++=,化简得12121x x y y +++= 设A 、B 中点坐标为(x 0,y 0),则0012x y += ① 又由直线的斜率公式得121222*********44AB y y y y k k y y x x y y y --=====-+-,001y k x =- ∴00021y y x =-,即2002(1)y x =- ② 由①、②解得032x =∴12025AB x x p x p =++=+=,答案选C. 点评:本题的命题的原点是阿基米德三角形,即从圆锥曲线准线上一点向圆锥曲线引切线,则两个切点与该点所构成的三角形是以该点为直角顶点的直角三角形.以此为切入点解决此题,方法则更简洁.例3 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.4 B.92C.5D.6【答案】B【解析】 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,∴sin 2θ=89.又y 2=4x ,知2p =4,故利用弦长公式|AB |=2p sin 2θ=92. 例4 已知抛物线的焦点为F .过点的直线与抛物线分别交于两点,则的最小值为 . 【答案】13【解析】设由抛物线的定义,知,. 当直线的斜率不存在时,直线的方程为,则. 当直线的斜率存在时,直线的方程可设为.联立得方程组,整理,得.由根与系数的关系可得.所以 (当且仅当时等号成立).所以的最小值为13.例5 阿基米德(公元前287年—公元前212年)是古希腊伟大的物理学家、数学家、天文学家.他研究抛物线的求积法,得出著名的阿基米德定理,并享有“数学之神”的称号.抛物线的弦与过弦的端点的抛物线的两条切线所围成的三角形被称为阿基米德三角形.如图,为阿基米德三角形.抛物线上有两个不同的点,即,以点为切点的抛物线的切线相交于点.给出以下结论,其中正确的有__________(填序号).2:4C y x =()2,0l A B ,4AF BF +1122,,()()A x y B x y ,11AF x =+21BF x =+l l 2x =434315AF BF +=+⨯=l l ()2(0)y k x k =-≠()224y xy k x ⎧⎪⎨=+=-⎪⎩()22224440k x k k -+=+124x x =()124141AF BF x x +=+++1245x x =++513≥=1244x x ==4AF BF +PAB ()220x py p =>()()1122,, ,A x y B x y ,A B ,PA PB P①点的坐标是; ②的边所在的直线方程为; ③的面积为;④的边上的中线与轴平行(或重合). 【答案】①②④【解析】由题意,点处的切线方程为,点处的切线方程为.联立这两个方程并消去,得.将代入点处的切线方程,得,所以点的坐标为,故①④正确.设直线的斜率为,则,故直线的方程为.化简,得,故②正确.由①②可得点到直线的距离,,故,故③错误.因此正确的是①②④.例6 已知F 是抛物线24y x =的焦点,A ,B 在抛物线上,且ABF ∆的重心坐标为P 1212,22x x x x p ⎛⎫+ ⎪⎝⎭PAB AB ()121220x x x py x x +--=PAB ()2128PABx x Sp-=PAB AB y A ()21112x x y x x p p-=-B ()22222x x y x x p p -=-y 122x x x +=122x x x +=A 21112121222x x x x x xy x p p p +⎛⎫=+-= ⎪⎝⎭P 1212,22x x x x p ⎛⎫+ ⎪⎝⎭AB AB k 222121122121222ABx x y y x x p p k x x x x p--+===--AB ()2112122x x x y x x p p+-=-()121220x x x py x x +--=P AB d =2x x -12AB x x -=12x x -121122PABS AB d x x ∆=⋅=-32128x x x x p--=11(,)23,则FA FB AB-=____.【解析】设点A (),A A x y ,B (),B B x y ,焦点F(1,0), 因为ABF ∆的重心坐标为11,23⎛⎫ ⎪⎝⎭, 由重心坐标公式可得1132A B x x ++=,0133A B y y ++=, 即1=2A B x x +,=1A B y y + , 由抛物线的定义可得()22=114A BA B A B y y FA FB x x x x --+-+=-=, 由点在抛物线上可得22=4=4A A B By x y x ⎧⎨⎩,作差2244A B A B y y x x -=-,化简得4=4+A B AB A B A By y k x x y y -==-,代入弦长公式得--A B A B y y y y ,则FA FB AB-=【巩固训练】1.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.942.(多选题)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点F 到准线的距离为2,过点F 的直线与抛物线交于P ,Q 两点,M 为线段PQ 的中点,O 为坐标原点,则下列结论正确的是( ) A.抛物线C 的准线方程为y =-1 B.线段PQ 的长度最小为4 C.点M 的坐标可能为(3,2) D.OP →·OQ →=-3恒成立3.已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,过F 的直线l 交C 于A ,B 两点,分别过A ,B 作准线l 的垂线,垂足分别为P ,Q .若|AF |=3|BF |,则|PQ |=________.4.已知抛物线C 的焦点为F ,过F 的直线与抛物线C 交于A ,B 两点,若112AF BF+=,则符合条件的抛物线C 的一个方程为__________.5.过抛物线22y x =的焦点F 作直线交抛物线于,A B 两点,若25,,12AB AF BF =<则AF = .6.过抛物线24y x =的焦点F 的直线交该抛物线于,A B 两点,若||3AF =,则||BF =______.7.直线l 过抛物线C :y 2=12x 的焦点,且与抛物线C 交于A ,B 两点,若弦AB 的长为16,则直线l 的倾斜角等于________.8.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________.【答案或提示】1.【答案】D【解析一】 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.【解析二】 由2p =3,及|AB |=2p sin 2α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=94.2.【答案】 BCD【解析】因为焦点F 到准线的距离为2,所以抛物线C 的焦点为F (1,0),准线方程为x =-1,A 错误.当线段PQ 垂直于x 轴时长度最小,此时|PQ |=4,B 正确.设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),直线PQ 的方程为x =my +1.联立得方程组⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,x =my +1.消去x 并整理,得y 2-4my -4=0,Δ=16m 2+16>0,则y 1+y 2=4m ,所以x 1+x 2=m (y 1+y 2)+2=4m 2+2,所以M (2m 2+1,2m ).当m =1时,可得M (3,2),C 正确.可得y 1y 2=-4,x 1x 2=(my 1+1)(my 2+1)=m 2y 1y 2+m (y 1+y 2)+1=1,所以OP →·OQ →=x 1x 2+y 1y 2=-3,D 正确.故选BCD.3.【答案】 833【解析】F (1,0),不妨设A 在第一象限,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由|AF |=3|BF |得y 1=-3y 2①设l AB :y =k (x -1)与抛物线方程联立得 ky 2-4y -4k =0,y 1+y 2=4k ,y 1·y 2=-4,②结合①②解得y 2=-233,|PQ |=|y 1-y 2|=|-3y 2-y 2|=-4y 2=833.4.【答案】满足焦准距为1即可,如22y x =. 【解析】由公式112AF BF p +=得22p=,解得1p =,满足焦准距为1即可,如22y x =等. 5.【答案】65【解析一】设AF =m ,BF =n ,则有25121121mnm n Pp ,解得65=m 或45m =(舍).【解析二】抛物线22y x =的焦点坐标为)0,21(,准线方程为21-=x 设A ,B 的坐标分别为),(),,(2211y x y x ,则414221==p x x 设n BF m AF ==,,则21,2121-=-=n x m x 所以有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=--122541)21)(21(n m n m ,解得65=m 或45=n ,所以65=AF . 6.【答案】32【解析】直接由112n m p+=立得(其中m ,n 是焦点弦被焦点所分得的两线段长,p 就是焦准距). 7.【答案】π3或2π3【解析】因为p =6,则|AB |=2p sin 2α=12sin 2α=16, ∴sin 2α=34,则sin α=32.∴α=π3或2π3.8.【答案】92【解析】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.。
抛物线的焦点弦1、抛物线焦点弦:过抛物线焦点的直线与抛物线交于B A ,两点,则线段AB 就称为抛物线的焦点弦。
2、焦点弦的有关结论:①焦半径|AF|= |BF|=(1)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 →|=________.(2)已知抛物线y 2=2px (p >0)与直线ax +y -4=0相交于A ,B 两点,其中A 点的坐标是(1,2).如果抛物线的焦点为F ,那么|F A |+|FB |等于( )A .5B .6C .3 5D .7 (3)过抛物线x 2=2py 的焦点F 作倾斜角300的直线,与抛物线分别交于A 、B 两点,点A 在y 轴左侧,则AF FB =②焦点弦长:|AB |= α(是直线AB 的倾斜角) 特别的:焦点弦垂直抛物线的对称轴,则其称为通径,长为 。
(4)抛物线)0(22>=p px y 的通径为AB ,则以AB 为直径的球的体积为( )A .33p π B.334p πC .338p πD .3316p π (5)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,则|AB |=( ) A.303 B .6 C .12 D .7 3(6)已知过抛物线C :y 2=6x 的焦点的弦长为12,求该弦所在直线的倾斜角.(7)过抛物线x 2=2py 的焦点F 作两条垂直的弦AB 、CD ,求|AB|+|CD|最小值.③过抛物线焦点的直线与抛物线相交于),(),,(2211y x B y x A ,若抛物线焦点在x 轴上,则 ==2121,y y x x ,(8)设坐标原点为O ,抛物线x y 22=与过焦点的直线交于B A ,两点,则OB OA ⋅等于A.43 B.43- C.3 D.3- ( )(9)过抛物线)0(2>=a ax y 焦点F 的一条直线交抛物线于Q P ,两点,求证:过Q P ,两点的切线互相垂直。
抛物线焦点弦的一组性质与高考题过抛物线焦点的直线被抛物线所截得的线段叫抛物线的焦点弦.与此相关的问题在普通高中教科书(实验修订本·必修)第二册(上)(以下简称教科书)中较为频繁,高考中也经常考查,经归纳总结得:性质 过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线交抛物线于A (x 1,y 1)、 B (x 2,y 2)两点,O 过点B 作直线BB 1垂直于准线L 于点1. x 1·x 2=42p ; 2. y 1·y 2= - p 2;(教科书P 119习题8.53. k OA ·k OB = - 4;4. 焦点弦:|AB|=x 1+x 2+p ;(教科书5. 最短焦点弦:特别地,当AB 即为通径;(教科书P 121)6. pBF AF 2||1||1=+; 7. 以弦AB 为直径的圆与准线L 8. 以线段A 1B 1为直径的圆与直线(教科书P 133复习参考题八(B 组)第9. 设直线OA 交准线L 于点C ,则BC ∥x 轴;(教科书P 123习题8.6第6题)10. 设直线AB 的倾斜角为α,则S ΔAOB = ; 11. 当AB 垂直于x 轴时,过抛物线上任一点P 作PQ 垂直于x 轴于点Q ,则 |PQ|2=|OQ|·|AB|; (教科书P 133复习参考题八(A 组)第15题)2sin 222p p ≥α与上述性质类似或相关的高考题1. (1995年全国高考试题)直线L 过抛物线y 2=a (x+1)(a >0)的焦点,并且与x 轴垂直,若L 被抛物线截得的线段长为4,则a=——————;略解:由性质4知 a=4.2. (2000年全国高考试题)过抛物线y=ax 2(a >0)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qp 11 等于( ) A .2a B. a 41 C. 4a D. a4 略解:由性质5知,选(C ).3. (2001年全国高考试题)设抛物线y 2=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.注:本题是性质8的逆命题.解题思路:本题的解法很多,采用坐标方法进行代数推理,可以证明直线OA 与直线OC 的斜率相等,证明|AO|+|OC|=|AC|,证明直线OC 与直线BF 的交点A 在抛物线上,证明直线AC 的方程形如y=φ(p )x ,等等.每种证明又有不同的表述形式,甚至可以用极坐标法或参数方程法,采用平面几何方法进行推理,主要是运用抛物线的几何性质,可以有同一法、对顶角法、面积法等等.选用什么样的解题途径,体现出考生的知识基础、思维水平和表现技巧.证法1 如上图所示, 因为抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F (2P ,0),所以经过点F 的直线AB 的方程可设为 x=my+2P ,代入抛物线方程得 y 2-2pmy-p 2=0, 若记A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),则y 1,y 2是该方程的两个根,所以 y 1y 2=-p 2 .因为BC ∥x 轴,且点C 在准线x=-2P 上,所以点C 的坐标为(-2P ,y 2 ), 故直线CO 的斜率为 111222x y y p p y k ==-= . 即k 也是直线OA 的斜率,所以直线AC 经过原点O.证法2 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),因为BC ∥x 轴,所以C (-2P ,y 2 ). 因为A 、B 在抛物线上,所以 y 12=2px 1 ,y 22=2px 2 .又因为直线AB 过焦点F ,所以 k AF =k BF ,即 , 所以 2222221122p y py p y py -=- 即 y 1y 2(y 2-y 1)=p 2(y 1-y 2) .因为y 1≠y 2,所以 y 1y 2=-p 2 .因为 k OC = OA k x y y p p y p p y ===--=-111122222 所以直线AC 经过原点O.证法3 同证法1 得 y 1y 2=-p 2.因为A (p y 221,y 1),C (-2P ,y 2),即C (-2P ,12y p -), 所以直线AC 方程为1211221222y p y y p y p p y p x ++=++ , 化简得 y=x y P 12. 显然,原点O(0,0)适合此方程,所以原点O 在直线AC 上.4. (1987年广东省高考题)直线L 过抛物线y 2=2px (p >0) 的焦点,且与这抛物线相交于A (x 1,y 1)和B (x 2,y 2)两点,① 求证:4x 1x 2=p 2;222211p x y p x y -=-② 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.. ① 证明:抛物线y 2=2px 的焦点为F (2P ,0), 若过点F 的直线L ⊥x 轴,则直线L 的方程为x=2P , x 1=x 2=2P ,4x 1x 2=p 2. 若过点F 的直线不垂直于x 轴,则可设L 的方程为y=k (x-2P ),代入抛物线方程y 2=2px 得 x 2-p (1+22k p )x+ 42p =0 , 由韦达定理得 x 1x 2=42p , 即4xx=p 2. ② 证法(一) 分两种情况讨论:(ⅰ)当直线L ⊥x 轴时,由于C 和D 在抛物线y 2=2px 上,所以直线CD 与x 轴既不平行也不重合,从而CD 的垂直平分线不垂直于x 轴,所以L 不是CD 的垂直平分线.(ⅱ)当直线L 不垂直于x 轴时,L 的方程为y=k (x-2P )(k ≠0), 如果L 与CD 不垂直,则L 不是CD 的垂直平分线.如果直线L ⊥CD ,依题意可知C (p c 22,c )、D ( pd 22,d ),且有c ≠d ,这时有k= pd c d c d c p 22122+-=--•- , 因为k ≠0,所以c+d ≠0 .又线段CD 的中点坐标为(2,422d c p d c ++), 由于 )(1)](11)[(]2)(41[2)24(222222d c d c d c p d c p p d c p p d c k +≠+-+=-++-=-+这是因为c+d ≠0, 21)(8141222≠+-d c p , 所以CD 的中点不在直线L 上, 从而直线L 不是CD 的垂直平分线.证法(二) 反证法设C 、D 的坐标分别为(x 3,y 3),(x 4,y 4),则有y 3≠y 4,若L 是CD 的垂直平分线,则L 与CD 的方程分别为 , CD 的中点为Q , y 3+y 4=k (x 3+x 4-p ), 由于C (x 3,y 3),D (x 4,y 4)的坐标是方程组 )(1q x k y --=y 2=2px的解,则方程y 2+2pky-2pq=0的判别式大于0,即Δ=4p 2k 2+8pq >0 ——①又由于y 3+y 4=-2pk ,从而x 3+x 4=(-ky 3+q )+(-ky 4+q )=2q+2pk 2 ,由 y 3+y 4=k (x 3+x 4-p )得 –2pk=k (2q+2pk 2-p ), q= -p ( +k 2), 所以 4p 2k 2+8pq=4p 2k 2-8p 2( +k 2)=-4p 2(1+k 2)<0, 与①式矛盾, 所以直线L 不是CD 的垂直平分线.2121)2,2(4343y y x x ++)(1),0)(2(q x k y k p x k y --=≠-=。
(1)若1l 过抛物线C 的焦点,且垂直于(2)若直线1l 的斜率k ∈2MN MQ =,且MNQ △【答案】(1)22y x =1(1)若B为线段AC的中点,求直线(2)若正方形DFMN的边长为实数λ,使得k1+k2=λk3?若存在,求出【答案】(1)22;λ=,理由见解析(2)存在2(1)由已知可得DN为抛物线的准线.(2)λ=,使得k1+k2=λk3,理由如下:存在2(1)若抛物线2C的焦点正好为椭圆1C的上顶点,求(2)椭圆1C与抛物线2C在第一象限的交点为于点Q,交抛物线2C于点M(Q,M值,并求当p取最大时直线l的斜率.(1)证明:以DE为直径的圆经过点(1)求点P的纵坐标的取值范围;(2)设D是抛物线2Γ上一点,且位于椭圆PCD的面积存在最大值.【答案】(1)3,22⎛⎫ ⎪⎝⎭;32⎛⎫(1)当k 取不同数值时,求直线l 与抛物线公共点的个数;(2)若直线l 与抛物线相交于A 、B (3)在x 轴上是否存在这样的定点均能使得MA MB k k ⋅为定值,若有,找出满足条件的点【答案】(1)答案见解析(2)证明见解析(3)存在,()0,0M (1)420240x y x y -+-=+-=(1)写出这条抛物线的焦点坐标和准线方程;(2)求证:1x 、0x 、2x 成等差数列,(3)若A ,F ,B 三点共线,求出动点【答案】(1)焦点坐标为()0,1F ,准线方程为(2)证明见解析(3)1y =-,4(1)(1)抛物线的标准方程为24x y =,于是焦点坐标为(1)若抛物线2C 的焦点恰为椭圆1C (2)若椭圆1C 与抛物线2C 在第一象限的交点为交抛物线2C 于M ,且AM MB =,求【答案】(1)28y x =(2)p 的最大值为3540,此时直线(1)求抛物线的方程;(2)若||||AB CD =,求凹四边形OEBC 面积的最小值.【答案】(1)24y x =(2)324+①若0m ≤,2(22)S m =++②若0m >,((21)2S m ⎡=+⎢⎣综上所述,凹四边形OEBC 面积的最小值是。
抛物线的焦点弦
★主要内容:焦点弦及其结论和焦点弦结论的应用。
1、抛物线焦点弦:过抛物线焦点的直线与抛物线交于B A ,两点,则线段AB 就称为抛物
线的焦点弦。
2、焦点弦的有关结论: ①焦点弦长:αα
(sin 2221p p x x AB =++=是直线AB 的倾斜角) 特别的:焦点弦垂直抛物线的对称轴,则其称为通径,长为p 2。
(1)(2003年周口地区模拟试题)
抛物线)0(22>=p px y 的通径为AB ,则以AB 为直径的球的体积为( )
A .33p π B.33
4p π C .338p π D .3316p π (2)(1995年全国高考题文)
若直线l 过抛物线)1(42+=x y 的焦点,并且与x 轴垂直,则直线被抛物线截得的线段长为 。
②过抛物线焦点的直线与抛物线相交于),(),,(2211y x B y x A , 若抛物线焦点在x 轴上,则 221221,4
p y y p x x -==, 若焦点在y 轴上,则 221221,4
p x x p y y -==. (3)(2004年黄冈重点中学高三年级交流试卷) 设坐标原点为O ,抛物线x y 22=与过焦点的直线交于B A ,两点,则OB OA ⋅等于 A.43 B.4
3- C.3 D.3- ( )
(4)(2004年黄冈重点中学高三年级交流试卷)
过抛物线)0(2
>=a ax y 焦点F 的一条直线交抛物线于Q P ,两点,求证:过Q P ,两点的切线互相垂直。
③抛物线的焦点弦AB 被焦点分成长n m ,两部分,则 p n m 211=+
(5)(2003年黄冈五月模拟考试试题)
过抛物线)0(2>=a ax y 的焦点F 作一直线交抛物线于B A ,两点,若线段BF AF ,的
长分别为n m ,,则n
m mn +等于( ) A. a 21 B. a
41 C. a 2 D. 4a (6)(2000年全国高考题)
过抛物线)0(2>=a ax y 的焦点F 作一直线交抛物线于Q P ,两点,若线段QF PF ,的长分别为,,q p ,则q
p 11+等于( )
A. a 2
B. a 21
C. a 4
D. a
4 ④以椭圆、抛物线、双曲线的焦点弦为直径的圆分别与其相应的准线相离、相切、相交。
(6)(2004年济南市高三年级统一考试试题)
过圆锥曲线C 的一个焦点F 的直线l 交C 于B A ,两点,且以AB 为直径的圆与F 相对应的准线相交,则曲线C 是( )
A. 椭圆
B. 双曲线
C. 抛物线
D. 以上都有可能
(7)(2001全国高考题)
设抛物线)0(22>=p px y 的焦点为F ,经过点F 的直线交抛物线于B A ,两点,点C 在抛物线的准线上,且x BC //轴。
证明:直线AC 经过原点O 。
3、练兵场:
(1)(2003年哈师大附中,东北师大附中,辽宁省实验中学第一次联考)
过抛物线)2(82+=x y 的焦点F 作倾角为045的直线交抛物线于B A ,两点,使BF AF >,过点A 作与x 轴垂直的直线交抛物线于点C ,则BCF ∆的面积是 ( )
A. 64
B. 32
C. 16
D. 8。