人教新课标版数学高二选修1-1练习2-3-1抛物线及其标准方程
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第二章 圆锥曲线与方程2.3 抛物线2.3.1 抛物线及其标准方程A 级 基础巩固一、选择题1.准线方程为y =23的抛物线的标准方程为( ) A .x 2=83y B .x 2=-83y C .y 2=-83xD .y 2=83x解析:由准线方程为y =23,知抛物线焦点在y 轴负半轴上,且p 2=23,则p =43.故所求抛物线的标准方程为x 2=-83y .答案:B2.已知抛物线y -2 016x 2=0,则它的焦点坐标是( ) A .(504,0) B.⎝⎛⎭⎪⎫18 064,0 C.⎝⎛⎭⎪⎫0,18 064 D.⎝⎛⎭⎪⎫0,1504 解析:抛物线的标准方程为x 2=12 016y ,故其焦点为(0,18 064). 答案:C3.抛物线y =12x 2上的点到焦点的距离的最小值为( ) A .3 B .6 C.148 D.124解析:将方程化为标准形式是x 2=112y ,因为2p =112,所以p =124.故到焦点的距离最小值为148. 答案:C4.一动圆的圆心在抛物线y 2=8x 上,且动圆恒与直线x +2=0相切,则动圆过定点( ) A .(4,0) B .(2,0) C .(0,2)D .(0,4)解析:由题意易知直线x +2=0为抛物线y 2=8x 的准线,由抛物线的定义知动圆一定过抛物线的焦点. 答案:B5.抛物线y 2=2px (p >0)上有A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 3)三点,F 是焦点,|AF |,|BF |,|CF |成等差数列,则( )A .x 1,x 2,x 3成等差数列B .x 1,x 3,x 2成等差数列C .y 1,y 2,y 3成等差数列D .y 1,y 3,y 2成等差数列解析:由抛物线的定义知|AF |=x 1+p2,|BF |=x 2+p 2, |CF |=x 3+p 2.因为|AF |,|BF |,|CF |成等差数列,所以2⎝⎛⎭⎪⎫x2+p 2=⎝⎛⎭⎪⎫x1+p 2+⎝⎛⎭⎪⎫x3+p 2,即2x 2=x 1+x 3.故x 1,x 2,x 3成等差数列.故选A.答案:A 二、填空题6.抛物线y 2=2x 上的两点A ,B 到焦点的距离之和是5,则线段AB 中点的横坐标是________. 解析:由抛物线的定义知点A ,B 到准线的距离之和是5,则AB 的中点到准线的距离为52,故AB 中点的横坐标为x =52-12=2.答案:27.抛物线过原点,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是________. 解析:由题意,知抛物线开口向上,且1+p 2=5,所以p =8,即抛物线的标准方程是x 2=16y . 答案:x 2=16y8.焦点为F 的抛物线y 2=2px (p >0)上一点M 在准线上的射影为N ,若|MN |=p ,则|FN |=________. 解析:由条件知|MF |=|MN |=p ,MF ⊥MN ,在△MNF 中,∠FMN =90°,得|FN |=2p . 答案:2p 三、解答题9.求满足下列条件的抛物线的标准方程.(1)焦点在坐标轴上,顶点在原点,且过点(-3,2);(2)顶点在原点,以坐标轴为对称轴,焦点在直线x -2y -4=0上.解:(1)当焦点在x 轴上时,设抛物线的标准方程为y 2=-2px (p >0).把(-3,2)代入,得22=-2p ×(-3),解得p =23.所以所求抛物线的标准方程为y 2=-43x .当焦点在y 轴上时,设抛物线的标准方程为x 2=2py (p >0). 把(-3,2)代入,得(-3)2=4p ,解得p =94.所以所求抛物线的标准方程为x2=92 y.(2)直线x-2y-4=0与x轴的交点为(4,0),与y轴的交点为(0,-2),故抛物线的焦点为(4,0)或(0,-2).当焦点为(4,0)时,设抛物线方程为y2=2px(p>0),则p2=4,所以p=8.所以抛物线方程为y2=16x.当焦点为(0,-2)时,设抛物线方程为x2=-2py(p>0),则-p2=-2,所以p=4.所以抛物线方程为x2=-8y.10.已知动圆M与直线y=2相切,且与定圆C:x2+(y+3)2=1外切,求动圆圆心M的轨迹方程.解:设动圆圆心为M(x,y),半径为r,则由题意可得M到C(0,-3)的距离与到直线y=3的距离相等,则动圆圆心的轨迹是以C(0,-3)为焦点,y=3为准线的一条抛物线,其方程为x2=-12y.B级能力提升1.点M(5,3)到抛物线y=ax2的准线的距离为6,那么抛物线的方程是( )A.y=12x2B.y=12x2或y=-36x2C.y=-36x2D.y=112x2或y=-136x2解析:当a>0时,抛物线开口向上,准线方程为y=-14a,则点M到准线的距离为3+14a=6,解得a=112,抛物线方程为y=112x2.当a<0时,开口向下,准线方程为y=-14a,点M到准线的距离为⎪⎪⎪⎪⎪⎪3+14a=6,解得a=-136,抛物线方程为y=-136x2.答案:D2.已知直线l1:4x-3y+6=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为________.解析:由已知得抛物线的焦点为F(1,0),由抛物线的定义知:动点P到直线l1和直线l2的距离之和的最小值即为焦点F(1,0)到直线l1:4x-3y+6=0的距离,由点到直线的距离公式得:d=|4-0+6|42+(-3)2=2,所以动点P到直线l1和直线l2的距离之和的最小值是2.答案:23.抛物线y2=2px(p>0)且一个内接直角三角形,直角顶点是原点,一条直角边所在直线方程为y=2x,斜边长为513,求此抛物线方程.解:设抛物线y2=2px(p>0)的内接直角三角形为AOB,直角边OA所在直线方程为y=2x,另一直角边所在直线方程为y =-12x .解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =2x ,y2=2px ,可得点A 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,p ;解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =-12x ,y2=2px ,可得点B 的坐标为(8p ,-4p ).因为|OA |2+|OB |2=|AB |2,且|AB |=513,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫p24+p2+(64p 2+16p 2)=325.所以p =2,所以所求的抛物线方程为y 2=4x .。
人教新课标版(A )高二选修1-1 2.3.2 抛物线及其标准方程(二)同步练习题【基础演练】题型一:抛物线的基本运算 因为抛物线中的基本量之间存在着内在联系,所以从方程的角度来讲,可以已知一部分求另一部分,请根据以上知识解决以下1~4题。
1. 对抛物线ay 4x 2=(0a ≠),下列说法中正确的是A. 若0a >,焦点为(0,a ),若0a <,焦点为(0,-a )B. 若0a >,焦点为⎪⎭⎫ ⎝⎛2a ,0;若0a <,焦点为⎪⎭⎫ ⎝⎛-2a ,0C. 不论0a >,还是0a <,焦点都是(0,a )D. 不论a 0>,还是0a <,焦点都是⎪⎭⎫⎝⎛2a ,02. 已知椭圆14y 5x 22=+的中心为A ,右准线为l ,那么A 为顶点,l 为准线的抛物线方程为A. x 20y 2-=B. x 20y 2=C. x 10y 2-=D. x 10y 2=3. 已知P (8,a )在抛物线px 4y 2=上,且P 到焦点的距离为10,则焦点到准线的距离为 A. 2 B. 4 C. 8 D. 164. 对于顶点在原点的抛物线,给出下列条件: 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),能使此抛物线方程为x 10y 2=的条件是___________。
(要求填写合适条件的序号)。
题型二:求抛物线的方程 求抛物线方程的常用方法有:待定系数法、直译法、定义法、相关点法、几何法等,请根据以上知识解决以下5~7题。
5. 如图2-3-1所示,在正方体1111D C B A ABCD -中,P 是侧面C C BB 11内一动点,若P 到直线BC 与直线11D C 的距离相等,则动点P 的轨迹所在的曲线是A. 直线B. 圆C. 双曲线D. 抛物线6. 已知点A (-2,0)、B (3,0),动点P (x ,y )满足2x PB PA =⋅,则点P 的轨迹是 A. 圆 B. 椭圆 C. 双曲线 D. 抛物线7. 已知抛物线C 的顶点在坐标原点,对称轴为x 轴,直线AB 交抛物线C 于A 、B 两点,交x 轴的正半轴于点M (m ,0),A 、B 到x 轴的距离之积为2m ,求抛物线C 的方程。
课后训练1.抛物线y2=12x的焦点坐标是()A.(12,0) B.(6,0)C.(3,0) D.(0,3)2.经过点(2,-3)且焦点在x轴正半轴上的抛物线的标准方程是()A.24 3y x=B.29 2y x=C.24 3y x=-D.y2=4x3.抛物线24 3y x=的准线方程是()A.13x=B.23x=C.23x=-D.13x=-4.已知圆(x-a)2+(y-b)2=r2的圆心为抛物线y2=4x的焦点,且与直线3x+4y+2=0相切,则该圆的方程为()A.(x-1)2+y2=6425B.x2+(y-1)2=6425C.(x-1)2+y2=1 D.x2+(y-1)2=15.设点P是抛物线y2=16x上的点,它到焦点的距离h=10,则它到y轴的距离d等于()A.3 B.6 C.9 D.126.设定点1033M⎛⎫⎪⎝⎭,与抛物线y2=2x上的点P之间的距离为d1,点P到抛物线准线l的距离为d2,则d1+d2取最小值时,点P的坐标为()A.(0,0) B.(1C.(2,2) D.11 82⎛⎫-⎪⎝⎭,7.动点P到点F(2,0)的距离与它到直线x+2=0的距离相等,则点P的轨迹方程为__________.8.抛物线x=2y2的焦点坐标是__________.9.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,求该抛物线的准线方程.10.如图,已知AB是抛物线y2=2px(p>0)的焦点弦,F是抛物线的焦点,点A(x1,y1),B(x2,y2),求证:(1)y 1y 2=-p 2,x 1x 2=24p ; (2)|AB |=x 1+x 2+p =22sin p θ(θ为直线AB 的倾斜角); (3)11||||AF BF +为定值.参考答案1. 答案:C2. 答案:B3. 答案:D4. 答案:C5. 答案:B 设点P 到抛物线准线的距离为l .由抛物线y 2=16x 知42p =.由抛物线定义知l =h ,又l =d +2p ,故d =l -2p =h -2p =10-4=6. 6. 答案:C 连结PF ,则d 1+d 2=|PM |+|PF |≥|MF |,知d 1+d 2的最小值是|MF |,当且仅当M ,P ,F 三点共线时,等号成立,而直线MF 的方程为4132y x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,与y 2=2x 联立求得x =2,y =2;18x =,12y =- (舍去),此时,点P 的坐标为(2,2). 7. 答案:y 2=8x8. 答案:108⎛⎫ ⎪⎝⎭, 9. 答案:分析:用“设而不求”和“点差法”即可解决.解:解法一:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由题意知直线AB 的方程为y =x -2p ,与y 2=2px 联立得y 2-2py -p 2=0,∴y 1+y 2=2p .由题意知y 1+y 2=4,∴p =2,∴抛物线的方程为y 2=4x ,其准线方程为x =-1.解法二:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由题意得y 1+y 2=4,y 12=2px 1,y 22=2px 2,两式相减,得121212212AB y y p p k x x y y -====-+, ∴p =2,∴抛物线的方程为y 2=4x ,其准线方程为x =-1.10. 答案:分析:设出直线AB 的方程并与抛物线方程联立,借助一元二次方程根与系数的关系、抛物线的定义求解.解:(1)∵焦点02p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,, 当k 存在时,设直线AB 的方程为2p y k x ⎛⎫=-⎪⎝⎭(k ≠0), 由222p y k x y px ⎧⎛⎫=-⎪ ⎪⎝⎭⎨⎪=⎩,,消去x 得ky 2-2py -kp 2=0.①由一元二次方程根与系数的关系得y 1y 2=-p 2.当k 不存在时,直线AB 的方程为2p x =, 则y 1=p ,y 2=-p ,∴y 1y 2=-p 2. ∴总有y 1y 2=-p 2,222212121222244y y y y p x x p p p ()=⋅==. (2)当k 存在时,由抛物线的定义知,|AF |=x 1+2p ,|BF |=x 2+2p , ∴|AB |=|AF |+|BF |=x 1+x 2+p .② 又2p y k x ⎛⎫=-⎪⎝⎭, ∴12p x y k =+, ∴x 1+x 2=1k (y 1+y 2)+p .由①知y 1+y 2=2p k, ∴x 1+x 2=22p k+p ,代入②得 |AB |=22p k +2p =2221122121tan sin p p p k θθ⎛⎫⎛⎫+=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 当k 不存在,即π2θ=时,2p A p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,2p B p ⎛⎫- ⎪⎝⎭,,|AB |=2p =2p +2p +p =22πsin 2p . 综上,|AB |=x 1+x 2+p =22sin p θ. (3)1221212121111||||2224x x p p p AF BF x x x x x x +++=+=+++(+)+, 将2124p x x =,x 1+x 2=|AB |-p ,代入上式得2211||2||||||424AB p p p AF BF p AB p +===+(-)+常数. 故11||||AF BF +为定值.。
04 课后课时精练时间:40分钟满分:75分 一、选择题(每小题5分,共30分)1.若抛物线y 2=8x 上一点P 到其焦点的距离为10,则点P 的坐标为( )A .(8,8)B .(8,-8)C .(8,±8)D .(-8,±8)答案 C解析 设P (x P ,y P ),因为点P 到焦点的距离等于它到准线x =-2的距离,所以x P =8,y P =±8,故选C.2.已知点A (-2,3)在抛物线C :y 2=2px (p >0)的准线上,记C 的焦点为F ,则直线AF 的斜率为( )A .-43B .-1C .-34D .-12答案 C解析 因为点A 在抛物线的准线上,所以-p 2=-2,所以该抛物线的焦点为F (2,0),所以k AF =3-0-2-2=-34. 3.已知双曲线y 2a 2-x 23=1(a >0)的一个焦点与抛物线y =18x 2的焦点重合,则实数a =( )A .4B .3C .2D .1答案 D解析 由y =18x 2,得x 2=8y ,∴焦点坐标为(0,2).由题意得a 2+3=4,又a >0,∴a =1.4.已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),P 3(x 3,y 3)在抛物线上,且|FP 1|,|FP 2|,|FP 3|成等差数列,则有( )A .x 1+x 2=x 3B .y 1+y 2=y 3C .x 1+x 3=2x 2D .y 1+y 3=2y 2答案 C 解析 根据抛物线的定义知|FP 1|=x 1+p 2,|FP 2|=x 2+p 2,|FP 3|=x 3+p 2.∵|FP 1|,|FP 2|,|FP 3|成等差数列,∴2|FP 2|=|FP 1|+|FP 3|,∴2x 2+p =x 1+x 3+p ,∴2x 2=x 1+x 3.5. 如图,南北方向的公路L ,A 地在公路正东2 km 处,B 地在A 北偏东60°方向2 3 km 处,河流沿岸曲线PQ 上任意一点到公路L 和到A 地距离相等,现要在曲线PQ 上某处建一座码头,向A ,B 两地运货物,经测算,从M 到A ,B 修建公路的费用都为 a 万元/km ,那么,修建这两条公路的总费用最低是( )A .(2+3)a 万元B .(23+1)a 万元C .5a 万元D .6a 万元答案 C 解析 依题意知曲线PQ 是以A 为焦点、L 为准线的抛物线,根据抛物线的定义知:欲求从M 到A ,B 修建公路的费用最低,只需求出B 到直线L 的距离即可.∵B 地在A 地北偏东60°方向2 3 km 处,∴B 到点A 的水平距离为3 km, ∴B 到直线L 的距离为3+2=5(km),那么,修建这两条公路的总费用最低为5a 万元,故选C.6.如图动直线l :y =b 与抛物线y 2=4x 交于点A ,与椭圆x 22+y 2=1交于抛物线右侧的点B ,F 为抛物线的焦点,则AF +BF +AB 的最大值为( )A .3 3B .3 2C .2D .2 2答案 D解析 设直线y =b 与x =-1的交点为D ,由抛物线定义,可知|AF |=|AD |,设B (x ,b ),椭圆x 22+y 2=1的焦点坐标为(1,0),可得x 22+b 2=1,AF +BF +AB =AD +BF +AB =BD +BF=(x -1)2+b 2+x +1 =(x -1)2+1-x 22+x +1=22(2-x )+x +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫1-22x +1+ 2. 由x ∈(0,2]知,AF +BF +AB 的最大值为⎝⎛⎭⎪⎫1-22×2+1+2=2 2.二、填空题(每小题5分,共15分)7.已知抛物线y 2=2px (p >0)的准线与圆(x -3)2+y 2=16相切,则p 的值为________.答案 2解析 ∵y 2=2px 的准线方程为x =-p 2,由题意得:p 2+3=4,∴p =2.8.设抛物线y 2=8x 的焦点为F ,准线为l ,P 为抛物线上一点,PA ⊥l ,A 为垂足,如果直线AF 的斜率为-3,那么|PF |=________.答案 8解析 如图所示,直线AF 的方程为y =-3(x -2),与准线方程x =-2联立得A (-2,43).设P (x 0,43),代入抛物线y 2=8x ,得8x 0=48,∴x 0=6,∴|PF |=x 0+2=8.9.如图,正方形ABCD 和正方形DEFG 的边长分别为a ,b (a <b ),原点O 为AD 的中点,抛物线y 2=2px (p >0)经过C ,F 两点,则b a =________.答案 1+ 2解析 由正方形的定义可知BC =CD ,结合抛物线的定义得点D为抛物线的焦点,所以|AD |=p =a ,D ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,F ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2+b ,b ,将点F 的坐标代入抛物线的方程得b 2=2p ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2+b =a 2+2ab ,变形得⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2-2b a -1=0,解得b a =1+2或b a =1-2(舍去),所以b a =1+ 2.三、解答题(每小题10分,共30分)10.根据下列条件分别求抛物线的标准方程.(1)抛物线的焦点是双曲线16x 2-9y 2=144的左顶点;(2)抛物线的焦点F 在x 轴上,直线y =-3与抛物线交于点A ,|AF |=5.解 (1)双曲线方程可化为x 29-y 216=1,左顶点为(-3,0),由题意设抛物线方程为y 2=-2px (p >0)且-p 2=-3, ∴p =6,∴抛物线的方程为y 2=-12x .(2)设所求焦点在x 轴上的抛物线的方程为y 2=2px (p ≠0),A (m ,-3),由抛物线定义得5=|AF |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪m +p 2. 又(-3)2=2pm ,∴p =±1或p =±9,故所求抛物线方程为y 2=±2x 或y 2=±18x .11.一辆卡车高3 m ,宽1.6 m ,欲通过断面为抛物线形的隧道,已知拱口宽恰好是拱高的4倍,若拱口宽为a m ,求使卡车通过的a 的最小整数值.解 以隧道顶点为原点,拱高所在直线为y 轴,建立直角坐标系如图.则点B ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2,-a 4. 设隧道所在的抛物线方程为x 2=-2py (p >0),则⎝ ⎛⎭⎪⎫a 22=-2p ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 4,∴2p =a . 即抛物线方程为x 2=-ay ,将(0.8,y 0)代入x 2=-ay ,得0.82=-ay 0,∴y 0=-0.64a .欲使卡车通过隧道,应有y 0-⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 4>3,即a 4-0.64a >3. ∵a >0,∴a >12.21.故a 的最小整数值应为13.12.已知抛物线C 的顶点在原点,焦点F 在x 轴的正半轴上,设A ,B 是抛物线C 上的两个动点(AB 不垂直于x 轴),且|AF |+|BF |=8,线段AB 的垂直平分线恒经过点Q (6,0),求抛物线的方程.解 设抛物线的方程为y 2=2px (p >0),则其准线为x =-p 2.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),∵|AF |+|BF |=8,∴x 1+p 2+x 2+p 2=8,即x 1+x 2=8-p .∵Q (6,0)在线段AB 的中垂线上,∴|QA |=|QB |, 即(6-x 1)2+(-y 1)2=(6-x 2)2+(-y 2)2,又y 21=2px 1,y 22=2px 2,∴(x 1-x 2)(x 1+x 2-12+2p )=0.∵AB 与x 轴不垂直,∴x 1≠x 2.故x 1+x 2-12+2p =8-p -12+2p =0,即p =4.从而抛物线方程为y 2=8x .。
[课时作业] [A 组 基础巩固]1.经过点(2,4)的抛物线的标准方程为( ) A .y 2=8x B .x 2=y C .y 2=8x 或x 2=yD .无法确定解析:由题设知抛物线开口向右或开口向上,设其方程为y 2=2px (p >0)或x 2=2py (p >0),将点(2,4)代入可得p =4或p =12,所以所求抛物线标准方程为y 2=8x 或x 2=y ,故选C.答案:C2.已知抛物线C :y 2=x 的焦点为F ,A (x 0,y 0)是C 上一点,|AF |=54x 0,则x 0=( )A .1B .2C .4D .8解析:由题意知抛物线的准线为x =-14.因为|AF |=54x 0,根据抛物线的定义可得x 0+14=|AF |=54x 0,解得x 0=1,故选A. 答案:A3.若动点M (x ,y )到点F (4,0)的距离等于它到直线x +4=0的距离,则M 点的轨迹方程是( ) A .x +4=0 B .x -4=0 C .y 2=8xD .y 2=16x解析:根据抛物线定义可知,M 点的轨迹是以F 为焦点,以直线x =-4为准线的抛物线,p =8,∴其轨迹方程为y 2=16x ,故选D. 答案:D4.已知双曲线C 1:x 2a 2-y 2b 2=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解析:抛物线的焦点⎝⎛⎭⎫0,p 2,双曲线的渐近线为y =±b a x ,不妨取y =bax ,即bx -ay =0,焦点到渐近线的距离为|a ×p 2|a 2+b 2=2,即ap =4a 2+b 2=4c ,所以c a =p 4,双曲线的离心率为c a =2,所以c a =p4=2,所以p =8,所以抛物线方程为x 2=16y .故选D.答案:D5.(2015·高考浙江卷)如图,设抛物线y 2=4x 的焦点为F ,不经过焦点的直线上有三个不同的点A ,B ,C ,其中点A ,B 在抛物线上,点C 在y 轴上,则△BCF 与△ACF 的面积之比是( ) A.|BF |-1|AF |-1 B.|BF |2-1|AF |2-1 C.|BF |+1|AF |+1D.|BF |2+1|AF |2+1解析:由图形可知,△BCF 与△ACF 有公共的顶点F ,且A ,B ,C三点共线,易知△BCF 与△ACF 的面积之比就等于|BC ||AC |.由抛物线方程知焦点F (1,0),作准线l ,则l 的方程为x =-1.∵点A ,B 在抛物线上,过A ,B 分别作AK ,BH 与准线垂直,垂足分别为点K ,H ,且与y 轴分别交于点N ,M .由抛物线定义,得|BM |=|BF |-1,|AN |=|AF |-1.在△CAN 中,BM ∥AN ,∴|BC ||AC |=|BM ||AN |=|BF |-1|AF |-1.答案:A6.已知抛物线y 2=2px (p >0)的准线与圆x 2+y 2-6x -7=0相切,则p 的值为________. 解析:依题意得,直线x =-p 2与圆(x -3)2+y 2=16相切,因此圆心(3,0)到直线x =-p2的距离等于半径4,于是有3+p2=4,即p =2.答案:27.设抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,定点A (0,2).若线段F A 的中点B 在抛物线上,则B 到该抛物线准线的距离为________. 解析:抛物线的焦点F 的坐标为⎝⎛⎭⎫p 2,0, 线段F A 的中点B 的坐标为⎝⎛⎭⎫p 4,1, 代入抛物线方程得 1=2p ×p 4,解得p =2,故点B 的坐标为⎝⎛⎭⎫24,1,故点B 到该抛物线准线的距离为24+22=324.答案:3248.对于抛物线y 2=4x 上任意一点Q ,点P (a,0)都满足|PQ |≥|a |,则a 的取值范围是________. 解析:设Q (x 0,±2x 0)(x 0≥0),则|PQ |=(x 0-a )2+4x 0≥|a |对∀x 0≥0恒成立, 即(x 0-a )2+4x 0≥a 2对∀x ≥0恒成立. 化简得x 20+(4-2a )x 0≥0.当4-2a ≥0时,对∀x 0≥0,x 20+(4-2a )x 0≥0恒成立,此时a ≤2; 当4-2a <0时,0<x 0<2a -4时不合题意. 答案:(-∞,2]9.已知圆A :(x +2)2+y 2=1与定直线l :x =1,且动圆P 和圆A 外切并与直线l 相切,求动圆的圆心P 的轨迹方程.解析:如图,作PK 垂直于直线x =1,垂足为K ,PQ 垂直于直线x =2,垂足为Q ,则|KQ |=1,所以|PQ |=r +1, 又|AP |=r +1. 所以|AP |=|PQ |.故点P 到圆心A (-2,0)的距离和到定直线x =2的距离相等. 所以点P 的轨迹为抛物线,A (-2,0)为焦点. 直线x =2为准线. ∴p2=2.∴p =4. ∴点P 的轨迹方程为y 2=-8x .10.如图所示,花坛水池中央有一喷泉,水管O ′P =1 m ,水从喷头P 喷出后呈抛物线状,先向上至最高点后落下,若最高点距水面2 m ,P 距抛物线的对称轴1 m ,则水池的直径至少应设计为多少米?(精确到整数位)解析:如图所示,建立平面直角坐标系,设抛物线方程为x 2=-2py (p >0),依题意有P (-1,-1),在此抛物线上,代入得p =12,故得抛物线方程为x 2=-y . 又因为B 点在抛物线上, 将B (x ,-2)代入抛物线方程 得x =2,即|AB |=2,则水池半径应为|AB |+1=2+1,因此所求水池的直径为2(1+2),约为5 m , 即水池的直径至少应设计为5 m.[B 组 能力提升]1.已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),P 3(x 3,y 3)在抛物线上,且2x 2=x 1+x 3,则有( ) A .|FP 1|+|FP 2|=|FP 3| B .|FP 1|2+|FP 2|2=|FP 3|2 C .2|FP 2|=|FP 1|+|FP 3| D .|FP 2|2=|FP 1|·|FP 3|解析:|FP 1|=x 1+p 2,|FP 2|=x 2+p 2,|FP 3|=x 3+p 2,∵2x 2=x 1+x 3, ∴2|FP 2|=|FP 1|+|FP 3|. 答案:C2.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 |等于( )A .2 2B .2 3C .4D .2 5 解析:设抛物线方程为y 2=2px (p >0), 则焦点坐标为⎝⎛⎭⎫p 2,0,准线方程为x =-p 2, ∵M 在抛物线上,∴M 到焦点的距离等于到准线的距离,即2+p2=3,p =2,抛物线方程为y 2=4x ,∵M (2,y 0)在抛物线上,∴y 20=8,∴|OM |=22+y 20=22+8=2 3.答案:B3.已知抛物线y 2=2px (p >0)上一点M (1,m )(m >0)到其焦点的距离为5,双曲线x 2a-y 2=1的左顶点为A .若双曲线的一条渐近线与直线AM 平行,则实数a 等于________. 解析:由抛物线定义知1+p2=5,∴p =8,∴抛物线方程为y 2=16x ,所以m 2=16, ∴m =4,即M (1,4),又因为A (-a ,0),双曲线渐近线方程为y =±1a x ,由题意知41+a =1a,∴a =19.答案:194.如图,正方形ABCD 和正方形DEFG 的边长分别为a ,b (a <b ),原点O 为AD 的中点,抛物线y 2=2px (p >0)经过C ,F 两点,则ba =________.解析:∵正方形ABCD 和正方形DEFG 的边长分别为a ,b ,O 为AD 的中点,∴C ⎝⎛⎭⎫a 2,-a ,F ⎝⎛⎭⎫a2+b ,b . 又∵点C ,F 在抛物线y 2=2px (p >0)上, ∴⎩⎪⎨⎪⎧a 2=pa ,b 2=2p ⎝⎛⎭⎫a 2+b ,解得b a =2+1. 答案:2+15.已知抛物线y 2=-x 与直线y =k (x +1)相交于A ,B 两点. (1)求证:OA ⊥OB ;(2)当△OAB 的面积等于10时,求k 的值.解析:(1)证明:设A (-y 21,y 1),B (-y 22,y 2). 则y 1=k (-y 21+1),y 2=k (-y 22+1), 消去k 得y 1(1-y 22)=y 2(1-y 21).∴(y 2-y 1)=y 1y 2(y 1-y 2), 又y 1≠y 2,∴y 1y 2=-1,∴OA →·OB →=y 1y 2+y 21y 22=y 1y 2(1+y 1y 2)=0, ∴OA ⊥OB .(2)S △OAB =12×1×|y 2-y 1|,由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=-x ,y =k (x +1),得ky 2+y -k =0, ∴S △OAB =12×1×|y 2-y 1|=121k 2+4=10, ∴k =±16.6.已知抛物线y 2=2px (p >0).试问:(1)在抛物线上是否存在点P ,使得点P 到焦点F 的距离与点P 到y 轴的距离相等? (2)在抛物线上是否存在点P ,使得点P 到x 轴的距离与点P 到准线的距离相等?解析:(1)假设在抛物线上存在点P ,使得点P 到焦点F 的距离与点P 到y 轴的距离相等.那么根据抛物线定义,得点P到准线的距离与点P到y轴的距离相等,这显然是不可能的.所以在抛物线上不存在点P,使得点P到焦点F的距离与点P到y轴的距离相等.(2)假设在抛物线上存在点P,使得点P到x轴的距离与点P到准线的距离相等,则由抛物线定义,得点P到x轴的距离与点P到焦点的距离相等.这样的点是存在的,有两个,即当PF与x轴垂直时,满足条件.。
2.3.1 抛物线及其标准方程填一填1.抛物线的定义平面内与一个定点F 和一条定直线l (l 不过点F )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 (1)方程y 2=±2px ,x 2=±2py (p >0)叫作抛物线的标准方程.(2)抛物线y 2=2px (p >0)的焦点坐标是⎝⎛⎭⎫p 2,0,准线方程是x =-p2,开口方向向右. (3)抛物线y 2=-2px (p >0)的焦点坐标是⎝⎛⎭⎫-p 2,0,准线方程是x =p2,开口方向向左. (4)抛物线x 2=2py (p >0)的焦点坐标是⎝⎛⎭⎫0,p 2,准线方程是y =-p2,开口方向向上. (5)抛物线x 2=-2py (p >0)的焦点坐标是⎝⎛⎭⎫0,-p 2,准线方程是y =p2,开口方向向下.判一判1.解析:由抛物线标准方程的推导过程可知正确.2.动点P 到点F (2,0)的距离与它到直线x -2=0的距离相等,则点P 的轨迹方程为抛物线.(×)解析:定点F 在定直线上,动点P 的轨迹是一条直线,故错误.3.抛物线x =2y 2的准线方程为y =-18.(×)解析:抛物线x =2y 2化为标准方程为y 2=12x ,准线方程为x =-18,故错误.4.抛物线y =ax 2的焦点坐标是⎝⎛⎭⎫14a ,0.(×) 解析:抛物线的焦点在y 轴上应为⎝⎛⎭⎫0,14a ,故错误. 5.顶点在原点,且过点(-4,4)的抛物线的标准方程是y 2=-4x .(×)解析:设抛物线方程为y 2=-2p 1x (p 1>0)或x 2=2p 2y (p 2>0),把(-4,4)代入得16=8p 1或16=8p 2,即p 1=2或p 2=2.抛物线的标准方程为y 2=-4x 或x 2=4y .故错误.6.若动圆与圆(x -2)2+y 2=1外切,又与直线x +1=0相切,则动圆圆心的轨迹方程是y 2=4x .(×)解析:设动圆的半径为r ,圆心为O ′(x ,y ),且O ′到点(2,0)的距离为r +1,O ′到直线x =-1的距离为r ,所以O ′到(2,0)的距离与到直线x =-2的距离相等,由抛物线的定义,动圆圆心的轨迹方程为y 2想一想1.在抛物线的定义中,若去掉“l 不过点F ”,点的轨迹还是抛物线么?提示:不一定是抛物线,当直线l 经过点F 时,点的轨迹是过定点F 且垂直于定直线l 的一条直线;l 不经过点F 时,点的轨迹是抛物线.2.抛物线的标准方程中p 的几何意义是什么? 提示:p 的几何意义是焦点到准线的距离. 3.求抛物线的标准方程的方法有哪些? 提示:(1)定义法根据抛物线的定义,确定p 的值(系数p 是指焦点到准线的距离),再结合焦点位置,求出抛物线方程.标准方程有四种形式,要注意选择.(2)待定系数法①根据抛物线焦点是在x 轴上还是在y 轴上,设出相应形式的标准方程,然后根据条件确定关于p 的方程,解出p ,从而写出抛物线的标准方程.②当焦点位置不确定时,有两种方法解决: 法一、分情况讨论,注意要对四种形式的标准方程进行讨论,对于焦点在x 轴上的抛物线,为避免开口方向不确定可分为y 2=2px (p >0)和y 2=-2px (p >0)两种情况求解.法二、设成y 2=mx (m ≠0),若m >0,开口向右;若m <0,开口向左;若m 有两个解,则抛物线的标准方程有两个.同理,焦点在y 轴上的抛物线可以设成x 2=my (m ≠0).如果不确定焦点所在的坐标轴,应考虑上述两种情况设方程.4.四种位置的抛物线的标准方程有什么异同? 提示:(1)共同点:①原点在抛物线上;②焦点在坐标轴上;③焦点的非零坐标都是一次项系数的14;(2)不同点:①焦点在x 轴上时,x 为一次y 为二次;焦点在y 轴上时,y 为一次x 为二次;即一次项的变量与焦点所在的坐标轴的名称相同.②一次项系数的正负不同,x 为一次项且系数为正(负)开口向x 轴的正(反)方向;y 为一次项且系数为正(负)开口向y 轴的正(反)方向,即一次项系数的符号决定抛物线的开口方向.思考感悟:练一练1.抛物线y 2=ax (a ≠0)的焦点到其准线的距离是( ) A.|a |4 B.|a |2C .|a |D .-a2解析:因为y 2=ax ,所以p =|a |2,即该抛物线的焦点到其准线的距离为|a |2,故选B.答案:B2.已知抛物线的顶点在原点,对称轴为x 轴,焦点在双曲线x 24-y 22=1上,则抛物线方程为( )A .y 2=8xB .y 2=4xC .y 2=2xD .y 2=±8x解析:由题意知抛物线的焦点为双曲线x 24-y 22=1的顶点,即为(-2,0)或(2,0),所以抛物线的方程为y 2=8x 或y 2=-8x .答案:D3.抛物线x 2+12y =0的准线方程是________.解析:抛物线x 2+12y =0,即x 2=-12y ,故其准线方程是y =3. 答案:y =34.已知抛物线的顶点在原点,对称轴为x 轴,抛物线上的点M (-3,m )到焦点的距离等于5,求抛物线的方程和m 的值,并写出抛物线的焦点坐标和准线方程.解析:设抛物线方程为y 2=-2px (p >0),则焦点F ⎝⎛⎭⎫-p2,0,由题意, 得⎩⎪⎨⎪⎧m 2=6p , m 2+⎝⎛⎭⎫3-p 22=5, 解得⎩⎨⎧ p =4,m =26,或⎩⎨⎧p =4,m =-2 6.故所求的抛物线方程为y 2=-8x ,m =±2 6. 抛物线的焦点坐标为(-2,0),准线方程为x =2.知识点一抛物线的定义1.已知动点M 的坐标满足方程5x 2+y 2=|3x +4y -12|,则动点M 的轨迹是( )A .椭圆B .双曲线C .抛物线D .圆解析:方程5x 2+y 2=|3x +4y -12|可化为x 2+y 2=|3x +4y -12|5,它表示点M 到坐标原点O 的距离等于它到直线3x +4y -12=0的距离,由抛物线的定义可知,动点M 的轨迹是抛物线.故选C.答案:C2.给出下列命题:①到定点F (-1,0)的距离和定直线x =1的距离相等的动点P 的轨迹为抛物线;②到定点F (2,1)的距离和到定直线3x -2y -4=0的距离相等的动点P 的轨迹为抛物线; ③抛物线的焦点一定在y 轴上. 其中假命题是________(填序号).解析:由抛物线的定义,知命题①为真命题;因为定点F (2,1)在定直线3x -2y -4=0上,可知动点P 的轨迹为一条直线,所以命题②为假命题;因为抛物线的焦点可以随建立坐标系的方式不同而不同,因此可以在x 轴上,所以命题③为假命题.答案:②③3.平面上动点P 到定点F (1,0)的距离比点P 到y 轴的距离大1,求动点P 的轨迹方程. 解析:方法一:设点P 的坐标为(x ,y ), 则(x -1)2+y 2=|x |+1.两边平方并化简,得y 2=2x +2|x |,所以y 2=⎩⎪⎨⎪⎧4x ,x ≥0,0,x <0. 于是动点P 的轨迹方程为y 2=4x (x ≥0)或y =0(x <0).方法二:由于点F (1,0)到y 轴的距离为1,所以当x <0时,射线y =0上的点满足题意;当x ≥0时,已知条件等价于点P 到点F (1,0)的距离与到其直线x =-1的距离相等,所以点P 的轨迹是以点F 为焦点,直线x =-1为准线的抛物线,方程为y 2=4x .2知识点二 抛物线的标准方程 4.准线方程为y =23的抛物线的标准方程为( )A .x 2=83yB .x 2=-83yC .y 2=-83xD .y 2=83x解析:由准线方程为y =23,知抛物线焦点在y 轴负半轴上,且p 2=23,则p =43.故所求抛物线的标准方程为x 2=-83y .答案:B5.已知抛物线y -2 016x 2=0,则它的焦点坐标是( )A .(504,0) B.⎝⎛⎭⎫18 064,0C.⎝⎛⎭⎫0,18 064D.⎝⎛⎭⎫0,1504 解析:抛物线的标准方程为x 2=12 016y ,故其焦点为⎝⎛⎭⎫0,18 064. 答案:C6.抛物线y =x 2的焦点坐标为( )A.⎝⎛⎭⎫-14,0B.⎝⎛⎭⎫14,0 C.⎝⎛⎭⎫0,-14 D.⎝⎛⎭⎫0,14 解析:∵抛物线方程为y =x 2,∴2p =1,∴p =12,又∵焦点在y 轴的正半轴,∴焦点坐标为⎝⎛⎭⎫0,14,故选D. 答案:D7.根据下列条件写出抛物线的标准方程: (1)准线方程为y =-1;(2)焦点在x 轴的正半轴上,焦点到准线的距离是3.解析:(1)由准线方程为y =-1知抛物线焦点在y 轴正半轴上,且p2=1,则p =2.故抛物线的标准方程为x 2=4y .(2)设焦点在x 轴的正半轴上的抛物线的标准方程为y 2=2px (p >0),则焦点坐标为⎝⎛⎭⎫p 2,0,准线为x =-p 2, 则焦点到准线的距离是p =3,因此所求的抛物线的标准方程是y 2=6x .基础达标一、选择题1.抛物线y =2x 2的焦点坐标是( )A.⎝⎛⎭⎫12,0B.⎝⎛⎭⎫0,12C.⎝⎛⎭⎫18,0D.⎝⎛⎭⎫0,18 解析:转化为标准方程,x 2=12y ,所以焦点为⎝⎛⎭⎫0,18.故选D. 答案:D2.抛物线y =ax 2的准线方程是( )A .y =-a 2B .y =-a4C .y =-12aD .y =-14a解析:首先将方程化为标准方程x 2=1a y =2·12a y .当a >0时,y =-14a ;当a <0时,y =-14a .所以抛物线y =ax 2的准线方程是y =-14a.故选D.答案:D3.若抛物线y 2=2px 的焦点与椭圆x 26+y 22=1的右焦点重合,则p 的值为( )A .-2B .2C .-4D .4解析:椭圆x 26+y 22=1的右焦点为(2,0),所以抛物线y 2=2px 的焦点为(2,0),则p =4.答案:D4.已知两个正数a ,b 的等差中项是92,一个等比中项是25,且a >b ,则抛物线y 2=-bax 的焦点坐标为( )A.⎝⎛⎭⎫-516,0B.⎝⎛⎭⎫-15,0 C.⎝⎛⎭⎫15,0 D.⎝⎛⎭⎫-25,0 解析:依题意,⎩⎪⎨⎪⎧a +b =9,ab =20,a >b 解得a =5,b =4,∴抛物线方程为y 2=-45x ,p =25,∴其焦点的坐标为⎝⎛⎭⎫-15,0,故选B. 答案:B5.点M ⎝⎛⎭⎫x 0,32是抛物线x 2=2py (p >0)上一点,若点M 到该抛物线的焦点的距离为2,则点M 到坐标原点的距离为( ) A.312B.31C.21D.212解析:抛物线x 2=2py (p >0)的准线方程是y =-p2,因为点M 到该抛物线的焦点的距离为2,所以32+p2=2,解得:p =1,所以该抛物线的方程是x 2=2y ,因为点M ⎝⎛⎭⎫x 0,32是抛物线x 2=2y上的一点,所以x 20=2×32=3,所以点M 到坐标原点的距离是x 20+⎝⎛⎭⎫322=3+94=212,故选D.答案:D6.抛物线y 2=2px (p >0)上的点M (4,m )到焦点的距离为5,则m 的值为( ) A .2 B .3C .4D .4或-4解析:抛物线y 2=2px 的准线方程为x =-p2,由抛物线的定义有⎪⎪⎪⎪4+p 2=5,p =2(负值舍去),此时y 2=4x ,将点M (4,m )代入抛物线方程中,求出m =±4.答案:D7.已知P 为抛物线y 2=4x 上一动点,记点P 到y 轴的距离为d ,对于定点A (4,5),则|P A |+d 的最小值为( )A .4 B.74C.17-1D.34-1解析:抛物线y 2=4x的焦点为F (1,0),准线l :x =-1.如图所示,过点P 作PN ⊥l 交y 轴于点M ,垂足为N ,则|PF |=|PN |.∴d =|PF |-1,∴|P A |+d ≥|AF |-1=(4-1)2+52-1=34-1,故选D. 答案:D 二、填空题8.抛物线y 2=2px (p >0)上的动点Q 到焦点的距离的最小值为1,则p =________.解析:因为抛物线上动点到焦点的距离为动点到准线的距离,因此抛物线上动点到焦点的最短距离为顶点到准线的距离,即p2=1,p =2.答案:29.已知抛物线y 2=2px (p >0)的准线与圆(x -3)2+y 2=16相切,则p 的值为________.解析:抛物线的准线为x =-p 2,与圆相切,则3+p2=4,p =2.答案:210.如图是抛物线形拱桥,当水面在l 时,拱顶离水面2米,水面宽4米.水位下降1米后,水面宽________米.解析:以抛物线的顶点为原点,对称轴为y 轴建立直角坐标系,设抛物线的方程为x 2=-2py ,则点(2,-2)在抛物线上,代入可得p =1,所以x 2=-2y .当y =-3时,x 2=6,所以水面宽为26米.答案:2 611.已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,其准线与双曲线y 2-x 23=1相交于A ,B 两点,若△ABF 为等边三角形,则p =________.解析:如图,可得A ⎝⎛⎭⎫-p 2,p 3代入双曲线y 2-x 23=1可得p 23-p 23×4=1,解得p =2.答案:212.已知抛物线y =ax 2(a >0)的准线为l ,若l 与圆C (x -3)2+y 2=1相交所得弦长为3,则a =________.解析:抛物线y =ax 2(a >0)的准线l :y =-14a ,∴圆心(3,0)到其距离为d =1-34=12,∴14a =12,∴a =12. 答案:12三、解答题13.求满足下列条件的抛物线的标准方程: (1)经过点(-2,-4),且以坐标轴为对称轴; (2)焦点为直线2x -3y -6=0与坐标轴的交点; (3)顶点在坐标原点,准线方程为y =-5.解析:(1)因为点(-2,-4)在第三象限,所以可设抛物线的标准方程为y 2=-2px 或x 2=-2py (p >0)若点(-2,-4)在x 2=-2py (p >0)上,则(-2)2=-2p ×(-4),解得p =12若点(-2,-4)在y 2=-2px (p >0)上,则(-4)2=-2p ×(-2),解得p =4.故所求抛物线的标准方程为y 2=-8x 或x 2=-y .(2)直线2x -3y -6=0与x 轴的交点坐标为(3,0),与y 轴的交点坐标为(0,-2),当焦点坐标为(3,0)时,p2=3即p =6,抛物线的方程是y 2=12x ;当焦点坐标为(0,-2)时,p2=2即p =4,抛物线的方程是x 2=-8y .抛物线的标准方程为y 2=12x 或x 2=-8y .(3)因为准线方程为y =-5,所以可设抛物线的标准方程为x 2=2py (p >0),且p2=5,p =10,故所求抛物线的标准方程为x 2=20y .14.如图所示,一辆卡车高3 m ,宽1.6 m ,欲通过断面为抛物线形的隧道,已知拱口宽AB 恰好是拱高CD 的4倍,若拱口宽为a m ,求能使卡车通过的a 的最小整数值.解析:以拱顶为原点,拱高所在直线为y 轴,建立如图所示的平面直角坐标系.则点B 的坐标为⎝⎛⎭⎫a 2,-a 4. 设抛物线方程为x 2=-2py (p >0), 因为点B 在抛物线上,所以⎝⎛⎭⎫a 22=-2p ·⎝⎛⎭⎫-a 4, 解得p =a2,所以抛物线方程为x 2=-ay .将点E (0.8,y )代入抛物线方程,得y =-0.64a.所以点E 到拱底AB 的距离为a 4-|y |=a 4-0.64a>3.解得a >12.21.因为a能力提升15.已知抛物线x 2=12y 的焦点为F ,M ,N 是抛物线上两点,若|MF |+|NF |=32,求线段MN的中点P 到x 轴的距离.解析:如图,抛物线x 2=12y 的焦点为⎝⎛⎭⎫0,18,准线为y =-18,过M ,N 分别作准线的垂线,则|MM ′|=|MF |,|NN ′|=|NF |,所以|MM ′|+|NN ′|=|MF |+|NF |=32,所以中位线|PP ′|=|MM ′|+|NN ′|2=34,所以中点P 到x 轴的距离为|PP ′|-18=34-18=58.16.设抛物线y 2=mx的准线与直线x =1的距离为3,求抛物线的方程.解析:当m >0时,准线方程为x =-m4,由条件知1-⎝⎛⎭⎫-m4=3,所以m =8. 此时抛物线方程为y 2=8x ;当m <0时,准线方程为x =-m4,由条件知-m4-1=3,所以m =-16,此时抛物线方程为y 2=-16x . 所以所求抛物线方程为y 2=8x 或y 2=-16x .。
能力拓展提升一、选择题11.若动点M(x,y)到点F(4,0)的距离比它到直线x+5=0的距离小1,则点M的轨迹方程是()A.x+4=0 B.x-4=0C.y2=8x D.y2=16x[答案] D[解析]依题意可知M点到点F的距离等于M点到直线x=-4的距离,因此其轨迹是抛物线,且p=8,顶点在原点,焦点在x轴正半轴上,∴其方程为y2=16x,故答案是D.12.(2013·四川文,5)抛物线y2=8x的焦点到直线x-3y=0的距离是()A.2 3 B.2C. 3 D.1[答案] D[解析]本题考查了抛物线y2=2px的焦点坐标及点到直线的距离公式.由y2=8x可得其焦点坐标(2,0),根据点到直线的距离公式可得d=|2-3×0|12+(3)2=1.13.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()A.y2=-8x B.y2=-4xC .y 2=8xD .y 2=4x[答案] C[解析] 由抛物线准线方程为x =-2知p =4,且开口向右,∴抛物线方程为y 2=8x .故选C.14.抛物线的顶点在坐标原点,焦点是椭圆4x 2+y 2=1的一个焦点,则此抛物线的焦点到准线的距离为( )A .2 3 B. 3 C.32 D.34[答案] B[解析] ∵椭圆x 214+y 2=1的焦点坐标为(0,±32),由条件知,p 2=32,∴p = 3. 二、填空题15.点M (5,3)到抛物线x 2=ay (a >0)的准线的距离为6,则抛物线的方程是________.[答案] x 2=12y[解析] 抛物线x 2=ay 的准线方程为y =-a4, 由题意得3-(-a4)=6,∴a =12,∴x 2=12y .16.已知圆x 2+y 2+6x +8=0与抛物线y 2=2px (p >0)的准线相切,则p =________.[答案] 4或8[解析] 抛物线的准线方程为:x =-p2,圆心坐标为(-3,0),半径为1,由题意知3-p 2=1或p2-3=1,∴p =4或p =8. 三、解答题17.已知抛物线的焦点在x 轴上,抛物线上的点M (-3,m )到焦点的距离是5.求抛物线方程和m 的值.[解析] 解法一:∵抛物线焦点在x 轴上,且过点M (-3,m ), ∴设抛物线方程为y 2=-2px (p >0), 则焦点坐标F (-p2,0), 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧m 2=6p m 2+(3-p 2)2=5,解得⎩⎨⎧p =4m =26,或⎩⎨⎧p =4m =-26.∴所求抛物线方程为y 2=-8x ,m =±2 6. 解法二:设抛物线方程为y 2=-2px (p >0), 则焦点坐标F (-p 2,0),准线方程x =p 2. 由抛物线定义知,点M 到焦点的距离等于5, 即点M 到准线的距离等于5,则3+p2=5,∴p =4,∴抛物线方程为y 2=-8x . 又点M (-3,m )在抛物线上, ∴m 2=24,∴m =±26,∴所求抛物线方程为y 2=-8x ,m =±2 6.18.一辆卡车高3m ,宽1.6m ,欲通过断面为抛物线型的隧道,已知拱口宽恰好是拱高的4倍,若拱口宽为a m ,求使卡车通过的a 的最小整数值.[解析]以隧道顶点为原点,拱高所在直线为y 轴建立直角坐标系,则B 点的坐标为(a 2,-a4),如图所示,设隧道所在抛物线方程为x 2=my ,则(a 2)2=m ·(-a 4),∴m =-a ,即抛物线方程为x 2=-ay . 将(0.8,y )代入抛物线方程,得0.82=-ay , 即y =-0.82a .欲使卡车通过隧道,应有y-(-a4)>3,即a4-0.82a>3,由于a>0,得上述不等式的解为a>12.21,∴a应取13.。
2.3.1
一、选择题
1.在直角坐标平面内,到点(1,1)和直线x +2y =3距离相等的点的轨迹是( )
A .直线
B .抛物线
C .圆
D .双曲线
[答案] A
[解析] ∵定点(1,1)在直线x +2y =3上,∴轨迹为直线.
2.抛物线y 2=x 上一点P 到焦点的距离是2,则P 点坐标为(
) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫
32,±62 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫
74,±72
C.⎝ ⎛⎭⎪⎫
94,±32 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫
5
2,±102
[答案] B
[解析] 设P (x 0,y 0),则|PF |=x 0+p 2=x 0+14=2,
∴x 0=74,∴y 0=±7
2.
3.抛物线y =ax 2的准线方程是y =2,则a 的值为( )
A.1
8 B .-1
8
C .8
D .-8
[答案] B
[解析] ∵y =ax 2,∴x 2=1
a y ,其准线为y =2,
∴a <0,2=1-4a
,∴a =-18. 4.(2010·湖南文,5)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( )
A .4
B .6
C .8
D .12 [答案] B
[解析] 本题考查抛物线的定义.
由抛物线的定义可知,点P 到抛物线焦点的距离是4+2=6.
5.设过抛物线的焦点F 的弦为AB ,则以AB 为直径的圆与抛物线的准线的位置关系是
( )
A .相交
B .相切
C .相离
D .以上答案都有可能 [答案] B
[解析] 特值法:取AB 垂直于抛物线对称轴这一情况研究.
6.过点F (0,3)且和直线y +3=0相切的动圆圆心的轨迹方程为
( )
A .y 2=12x
B .y 2=-12x
C .x 2=12y
D .x 2=-12y
[答案] C
[解析] 由题意,知动圆圆心到点F (0,3)的距离等于到定直线y =-3的距离,故动圆圆心的轨迹是以F 为焦点,直线y =-3为准线的抛物线.
7.过抛物线y 2=4x 的焦点作一条直线与抛物线相交于A 、B 两点,它们的横坐标之和等于5,则这样的直线( )
A .有且仅有一条
B .有且仅有两条
C .有无穷多条
D .不存在
[答案] B
[解析] 当斜率不存在时,x 1+x 2=2不符合题意.
因为焦点坐标为(1,0),
设直线方程为y =k (x -1), 由⎩⎨⎧ y =k (x -1)y 2=4x 得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0,
∴x 1+x 2=2k 2+4k 2=5,
∴k 2=43,即k =±233.
因而这样的直线有且仅有两条.
8.抛物线y 2=8x 上一点P 到x 轴距离为12,则点P 到抛物线焦点F 的距离为( )
A .20
B .8
C .22
D .24
[答案] A
[解析] 设P (x 0,12),则x 0=18,
∴|PF |=x 0+p 2=20.
9.抛物线的顶点在坐标原点,焦点是椭圆4x 2+y 2=1的一个焦
点,则此抛物线的焦点到准线的距离为()
A.2 3 B. 3
C.
1
2 3 D.
1
4 3
[答案] B
[解析]
p
2
=c=3
2
,∴p= 3.
10.在同一坐标系中,方程a2x2+b2y2=1与ax+by2=0(a>b>0)的曲线大致是()
[答案] D
[解析]解法一:将方程a2x2+b2y2=1与ax+by2=0转化为标准
方程x2
1
a2
+y2
1
b2
=1,y2=-a
b x.因为a>b>0,因此
1
b>
1
a>0.
所以有椭圆的焦点在y轴,抛物线的开口向左.
解法二:将方程ax+by2=0中的y换成-y,其结果不变,
即说明ax+by2=0的图象关于x轴对称,排除B、C,又椭圆的焦点在y轴,排除A.
二、填空题
12.到点A (-1,0)和直线x =3距离相等的点的轨迹方程是________.
[答案] y 2=8-8x
[解析] 设动点坐标为(x ,y ), 由题意得(x +1)2+y 2=|x -3|,
化简得y 2=8-8x .
13.以双曲线x 216-y 29=1的中心为顶点,左焦点为焦点的抛物线方程是__________.
[答案] y 2=-20x
[解析] ∵双曲线的左焦点为(-5,0),故设抛物线方程为y 2=-2px (p >0),
又p =10,∴y 2=-20x .
14.圆心在第一象限,且半径为1的圆与抛物线y 2=2x 的准线
和双曲线x 216-y 29=1的渐近线都相切,则圆心的坐标是________.
[解析] 设圆心坐标为(a ,b ),则a >0,b >0.
∵y 2=2x 的准线为x =-12,
x 216-y 29=1的渐近线方程为3x ±
4y =0. 由题意a +12=1,则a =12.
|3a ±4b |=5,解得b =138或b =78,
∴圆心坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,138、⎝ ⎛⎭
⎪⎫12,78. 三、解答题
16.已知点A (0,-2),B (0,4),动点P (x ,y )满足PA →·PB
→=y 2-8. (1)求动点P 的轨迹方程.
(2)设(1)中所求轨迹与直线y =x +2交于C 、D 两点.
求证:OC ⊥OD (O 为原点)
[解析] (1)由题意可得PA →·PB →=(-x ,-2-y )·(-x,4-y )=y 2-8
化简得x 2=2y
(2)将y =x +2代入x 2=2y 中,得x 2=2(x +2)
整理得x 2-2x -4=0
可知Δ=20>0
设C (x 1,y 1),D (x 2,y 2)
x 1+x 2=2,x 1·x 2=-4
∵y 1=x 1+2,y 2=x 2+2
∴y 1y 2=(x 1+2)(x 2+2)=x 1x 2+2(x 1+x 2)+4=4
∵OC →·OD →=x 1x 2+y 1y 2
=0 ∴OC ⊥OD
18.抛物线的焦点F 是圆x 2+y 2-4x =0的圆心.
(1)求该抛物线的标准方程;
(2)直线l 的斜率为2,且过抛物线的焦点,若l 与抛物线、圆依
次交于A ,B ,C ,D ,求|AB |+|CD |.
[解析] (1)由圆的方程知圆心坐标为(2,0).因为所求的抛物线以(2,0)为焦点,所以抛物线的标准方程为y 2=8x .
(2)如右图,|AB |+|CD |=|AD |-|BC |,又|BC |=4,所
以只需求出|AD |即可.
由题意,AD 所在直线方程为y =2(x -2),与抛物
线方程y 2=8x 联立得⎩⎨⎧ y 2=8x ,y =2(x -2)⇒x 2-6x +4=0,设
A (x 1,y 1),D (x 2,y 2),所以x 1+x 2=6,x 1x 2=4,|AD |=|AF |+|DF |=(x 1+2)+(x 2+2)=x 1+x 2+4=6+4=10,所以|A
B |+|CD |=|AD |-|B
C |=6.
[点拨] 本题求出x 1+x 2=6,x 1x 2=4后可以利用弦长公式来求,但直接利用抛物线定义得|AD |=|AF |+|DF |=x 1+x 2+p ,则简单利落.。