高中数学抛物线练习(有答案)
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2.4.3抛物线习题课一、选择题1.P (x 0,y 0)是抛物线y 2=2px (p ≠0)上任一点,则P 到焦点的距离是( ) A .|x 0-p2|B .|x 0+p2|C .|x 0-p |D .|x 0+p |[答案] B[解析] 利用P 到焦点的距离等于到准线的距离,当p >0时,p 到准线的距离为d =x 0+p 2;当p <0时,p 到准线的距离为d =-p 2-x 0=|p2+x 0|.2.已知抛物线的准线方程为x =-7,则抛物线的标准方程为( ) A .x 2=-28y B .y 2=28x C .y 2=-28x D .x 2=28y [答案] B[解析] 由题意,知抛物线的标准方程为:y 2=2px (p >0),又准线方程为x =-7,∴p =14.3.抛物线y 2=-4px (p >0)的焦点为F ,准线为l ,则p 表示( ) A .F 到l 的距离 B .F 到y 轴的距离 C .F 点的横坐标 D .F 到l 的距离的14[答案] B[解析] 设y 2=-2p ′x (p ′>0),p ′表示焦点到准线的距离,又2p ′=4p ,p =p ′2,故P 表示焦点到y 轴的距离.4.过抛物线y 2=4x 的焦点作直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,如果x 1+x 2=8,那么|AB |等于( )A .10B .8C .6D .4[答案] A[解析] 设F 为抛物线y 2=4x 的焦点,则由抛物线的定义知|AF |=x 1+p2=x 1+1,|BF |=x 2+p2=x 2+1,∴|AB |=|AF |+|BF |=x 1+x 2+2=10.5.已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点弦AB 的两端点分别为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则一定有y 1y 2x 1x 2等于( ) A .4 B .-4 C .p 2D .-p 2[答案] B[解析] 设过焦点的直线方程为x +ay -p2=0(a ∈R ),则代入抛物线方程有y 2+2apy-p 2=0,故由根与系数的关系知y 1y 2=-p 2.又由y 21=2px 1,①y 22=2px 2,②①②相乘得y 21y 22=4p 2x 1x 2,∴x 1x 2=p 24,∴y 1y 2x 1x 2=-4. 6.直线y =kx -2交抛物线y 2=8x 于A 、B 两点,若AB 中点的横坐标为2,则k =( )A .2或-2B .-1C .2D .3[答案] C[解析] 由⎩⎨⎧y 2=8xy =kx -2得k 2x 2-4(k +2)x +4=0,则4(k +2)k2=4,即k =2. 7.(2010·山东文,9)已知抛物线y 2=2px (p >0),过焦点且斜率为1的直线交抛物线于A 、B 两点,若线段AB 的中点的纵坐标为2,则该抛物线的准线方程为( )A .x =1B .x =-1C .x =2D .x =-2[答案] B[解析] 本题考查了抛物线的方程及中点弦问题,属圆锥曲线部分题型,可设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则中点(x 1+x 22,y 1+y 22),∴y 1+y 22=2,⎩⎨⎧y 21=2px 1 ①y 22=2px 2 ②①-②得y 21-y 22=2p (x 1-x 2)⇒y 1-y 2x 1-x 2=2p y 1+y 2=p y 1+y 22,∴k AB =1=p 2⇒p =2,∴y 2=4x ,∴准线方程式为:x =-1,故选B.8.设O 为坐标原点,F 为抛物线y 2=4x 的焦点,A 为抛物线上一点,若OA →·AF →=-4,则点A 的坐标为( )A .(2,±22)B .(1,±2)C .(1,2)D .(2,22)[答案] B[解析] 依题意F (1,0)设A 点坐标为(x ,y ),则OA →=(x ,y ),AF →=(1-x ,-y ), OA →·AF →=x (1-x )+y (-y )=x -x 2-y 2,x -x 2-4x ,=-x 2-3x =-4.即x 2+3x -4=0解之得x =1或x =-4 又∵x ≥0,∴x =1,y 2=4,y =±2. ∴A (1,±2).9.一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,则动圆必过定点( )A .(4,0)B .(2,0)C .(0,2)D .(0,-2)[答案] B[解析] 由抛物线定义知,抛物线上的点到焦点的距离等于它到准线的距离,又动圆圆心在抛物线上且恒与x +2=0相切.∴动圆过定点F (2,0),故选B.10.(2008·宁夏、海南)已知点P 在抛物线y 2=4x 上,那么点P 到点Q (2,-1)的距离与点P 到抛物线焦点距离之和取得最小值时,点P 的坐标为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫14,-1B.⎝ ⎛⎭⎪⎫14,1 C .(1,2) D .(1,-2)[答案] A[解析] 依题意,抛物线的焦点F (1,0),准线为l x =-1.过Q 点作直线l 的垂线交抛物线于P 点,交准线l 于M 点,则|QP |+|PF |=|QP |+|PM |=|QM |=3为所求的最小值,此时P ⎝ ⎛⎭⎪⎫14,-1.故选A.二、填空题11.P 点是抛物线y 2=4x 上任一点,到直线x =-1的距离为d ,A (3,4),|PA |+d 的最小值为________.[答案] 2 5[解析] 设抛物线焦点为F (1,0)则d =|PF |,∴|AP |+d =|AP |+|PF |≥|AF |=(3-1)2+(4-0)2=2 5. 12.过点P (-1,2)且与曲线y =3x 2-4x +2在点M (1,1)处的切线平行的直线方程是________.[答案] 2x -y +4=0[解析] 设y =3x 2-4x +2在M (1,1)处切线方程为y -1=k (x -1),联立得⎩⎨⎧y =3x 2-4x +2,y -1=k (x -1),∴3x 2-(k +4)x +(k +1)=0. ∵Δ=0,∴k =2.∴过P (-1,2)与切线平行的直线为2x -y +4=0.13.已知点P 在抛物线y 2=2x 上运动,点Q 与点P 关于(1,1)对称,则点Q 的轨迹方程是________.[答案] y 2-4y +2x =0[解析] 设P (x 0,y 0),Q (x ,y )由已知得⎩⎨⎧x 0+x =2,y 0+y =2∴x 0=2-x ,y 0=2-y ,又P (x 0,y 0)在y 2=2x 上, ∴(2-y )2=2(2-x ) 即y 2-4y +2x =0.14.(2010·全国Ⅱ理,15)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的准线为l ,过M (1,0)且斜率为3的直线与l 相交于点A ,与C 的一个交点为B .若AM →=MB →,则p =______.[答案] 2[解析] 如图,设B (x 0,y 0),则MK =12BH ,则x 0+p2=2⎝ ⎛⎭⎪⎫1+p 2有x 0=p2+2.可得y 0=p 2+4p ,又直线AB 方程为y =3(x -1),代入有p 2+4p =3⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2+2-1,解得p =2. 三、解答题15.已知抛物线y 2=4x ,直线l 过定点P (-2,1),斜率为k ,k 为何值时,直线l 与抛物线满足下列条件:①只有一个公共点; ②有两个公共点; ③没有公共点.[解析] 由题意得直线l 的方程为y -1=k (x +2), 由⎩⎨⎧y -1=k (x +2),y 2=4x ,消去x 得ky 2-4y +4(2k +1)=0①,当k =0时,由方程①得y =1,把y =1代入y 2=4x ,得x =14,此时,直线l 与抛物线只有一个公共点(14,1).当k ≠0时,方程①的判别式为Δ=-16(2k 2+k -1).①当Δ=0,即2k 2+k -1=0,解得k =-1或k =12,此时方程①只有一解,方程组只有一个解,直线l 与抛物线只有一个公共点.②当Δ>0,即2k 2+k -1<0,解得-1<k <12,所以-1<k <12且k ≠0时,直线l 与抛物线有两个公共点.③当Δ<0,即2k 2+k -1>0,解得k >12或k <-1,此时,直线l 与抛物线没有公共点.综上所述可知当k =0或k =-1或k =12时,直线l 与抛物线只有一个公共点;当-1<k <12且k ≠0时,直线l 与抛物线有两个公共点;当k <-1或k >12时,直线l 与抛物线没有公共点.16.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△AOB 的面积等于10时, 求k 的值.[解析] (1)证明:如图所示,由方程组⎩⎨⎧y 2=-xy =k (x +1)消去x 得ky 2+y -k =0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由根与系数的关系知y 1y 2=-1.因为A ,B 在抛物线y 2=-x 上,所以y 21=-x 1,y 22=-x 2,y 21y 22=x 1x 2,因为k OA ·k OB =y 1x 1·y 2x 2=y 1y 2x 1x 2=1y 1y 2=-1,所以OA ⊥OB .(2)解:设直线AB 与x 轴交于点N ,显然k ≠0,所以点N 的坐标为(-1,0),因为S △OAB=S △OAN +S △OBN=12|ON ||y 1|+12|ON ||y 2|=12|ON ||y 1-y 2|,所以S △OAB =12·1·(y 1+y 2)2-4y 1y 2=12(1k )2+4,因为S △OAB =10,所以10=121k 2+4,解得k =±16. 17.设抛物线y 2=8x 的焦点是F ,有倾斜角为45°的弦AB ,|AB |=85,求△FAB 的面积.[解析] 设AB 方程为y =x +b ,由⎩⎨⎧y =x +b ,y 2=8x .消去y 得:x 2+(2b -8)x +b 2=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=8-2b ,x 1·x 2=b 2.∴|AB |=1+k 2·|x 1-x 2| =2×(x 1+x 2)2-4x 1·x 2 =2[(8-2b )2-4b 2]=85,解得:b =-3.∴直线方程为y =x -3.即:x -y -3=0, ∴焦点F (2,0)到x -y -3=0的距离为d =12=22.∴S △FAB =12×85×22=210. 18.已知抛物线y 2=x 上存在两点关于直线l :y =k (x -1)+1对称,求实数k 的取值范围.[解析] 设抛物线上的点A (y 21,y 1),B (y 22,y 2)关于直线l 对称.则⎩⎪⎨⎪⎧k ·y 1-y2y 21-y 22=-1y 1+y 22=k (y 21+y222-1)+1得⎩⎪⎨⎪⎧y 1+y 2=-k y 1y 2=k 22+1k -12,∴y 1、y 2是方程t 2+kt +k 22+1k -12=0的两个不同根.∴Δ=k 2-4(k 22+1k -12)>0得-2<k <0.。
抛物线及其标准方程导学案【学习要求】1.掌握抛物线的定义及焦点、准线的概念.2.会求简单的抛物线的方程.【学法指导】通过观察抛物线的形成过程,得出抛物线定义,建系得出抛物线标准方程.通过抛物线及其标准方程的应用,体会抛物线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用.【知识要点】1.抛物线的定义平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F) 的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的,直线l叫做抛物线的2.抛物线标准方程的几种形式图形标准方程焦点坐标准线方程探究点一抛物线定义如图,我们在黑板上画一条直线EF,然后取一个三角板,将一条拉链AB固定在三角板的一条直角边上,并将拉链下边一半的一端固定在C点,将三角板的另一条直角边贴在直线EF上,在拉锁D处放置一支粉笔,上下拖动三角板,粉笔会画出一条曲线.问题1画出的曲线是什么形状?问题2|DA|是点D到直线EF的距离吗?为什么?问题3点D在移动过程中,满足什么条件?问题 4在抛物线定义中,条件“l不经过点F”去掉是否可以?例1方程[]22)1()3(2-++yx=|x-y+3|表示的曲线是()A.圆B.椭圆C.双曲线D.抛物线跟踪训练1(1)若动点P与定点F(1,1)和直线l:3x+y-4=0的距离相等,则动点P的轨迹是() A.椭圆B.双曲线C.抛物线D.直线(2)若动圆与圆(x-2)2+y2=1相外切,又与直线x+1=0相切,则动圆圆心的轨迹是()A.椭圆B.双曲线C.双曲线的一支D.抛物线探究点二抛物线的标准方程问题 1结合求曲线方程的步骤,怎样求抛物线的标准方程?问题2抛物线方程中p有何意义?标准方程有几种类型?问题3根据抛物线方程如何求焦点坐标、准线方程?例2已知抛物线的方程如下,求其焦点坐标和准线方程.(1)y2=-6x;(2)3x2+5y=0;(3)y=4x2;(4)y2=a2x (a≠0).跟踪训练2(1)抛物线方程为7x+4y2=0,则焦点坐标为()A.⎝⎛⎭⎫716,0B.⎝⎛⎭⎫-74,0C.⎝⎛⎭⎫-716,0D.⎝⎛⎭⎫0,-74(2)抛物线y=-14x2的准线方程是()A.x=116B.x=1 C.y=1 D.y=2例3分别求满足下列条件的抛物线的标准方程.(1)准线方程为2y+4=0;(2)过点(3,-4);(3)焦点在直线x+3y+15=0上.跟踪训练3(1)经过点P(4,-2)的抛物线的标准方程为()A.y2=x或x2=y B.y2=x或x2=8yC.x2=-8y或y2=x D.x2=y或y2=-8x(2)已知抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,抛物线上一点M(m,-3)到焦点F的距离为5,求m的值、抛物线方程及其准线方程.探究点三 抛物线定义的应用例4 已知点A (3,2),点M 到F ⎝⎛⎭⎫12,0的距离比它到y 轴的距离大12. (1)求点M 的轨迹方程;(2)是否存在M ,使|MA |+|MF |取得最小值?若存在,求此时点M 的坐标;若不存在,请说明理由. 跟踪训练4 (1)抛物线y =4x 2上的一点M 到焦点的距离为1,则点M 的纵坐标是 ( ) A .1716B .1516C .78D .0(2)已知点P 是抛物线y 2=2x 上的一个动点,则点P 到点(0,2)的距离与点P 到该抛物线准线的距离之和的最小值是( ) A .172B .3C . 5D .92【当堂检测】1.已知抛物线的准线方程为x =-7,则抛物线的标准方程为 ( ) A .x 2=-28y B .y 2=28x C .y 2=-28x D .x 2=28y2.抛物线y 2=2px (p >0)上一点M 到焦点的距离是a (a >p2),则点M 的横坐标是 ( )A .a +p2B .a -p2C .a +pD .a -p3.已知直线l 1:4x -3y +6=0和直线l 2:x =-1,抛物线y 2=4x 上一动点P 到直线l 1和直线l 2的距离之和的最小值是 ( ) A .2B .3C .115D .37164.焦点在y 轴上,且过点A (1,-4)的抛物线的标准方程是__________【课堂小结】1.抛物线的定义中不要忽略条件:点F 不在直线l 上.2.确定抛物线的标准方程,从形式上看,只需求一个参数p ,但由于标准方程有四种类型,因此,还应确定开口方向,当开口方向不确定时,应进行分类讨论.有时也可设标准方程的统一形式,避免讨论,如焦点在x 轴上的抛物线标准方程可设为y 2=2mx (m ≠0),焦点在y 轴上的抛物线标准方程可设为x 2=2my (m ≠0).【拓展提高】1.若点P 到点(4,0)F 的距离比它到直线50x +=的距离小1,则P 点的轨迹方程是( ) A .216y x =- B .232y x =- C .216y x = D .232y x =2.过抛物线x y 42=的焦点作直线交抛物线于),(),,(2211y x B y x A 两点,如果621=+x x ,那么AB =( )A .10B .8C .6D .43.过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线l 交抛物线于点A 、B ,交其准线于点C ,若|BC |=2|BF |,且|AF |=3,则此抛物线方程为( )A .y 2=9xB .y 2=6xC .y 2=3xD .y 2=3x4.抛物线x y 42=上的两点A 、B 到焦点的距离之和为10,则线段AB 中点到y 轴的距离为【课后作业】一、基础过关1.抛物线y 2=-8x 的焦点坐标是( )A .(2,0)B .(-2,0)C .(4,0)D .(-4,0)2.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=±8x3.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( )A .12B .1C .2D .44.与y 轴相切并和圆x 2+y 2-10x =0外切的动圆的圆心的轨迹为( )A .圆B .抛物线和一条射线C .椭圆D .抛物线 5.以双曲线x 216-y 29=1的右顶点为焦点的抛物线的标准方程为__________.6.抛物线x 2+12y =0的准线方程是__________.7.求经过A (-2,-4)的抛物线的标准方程及其对应的准线、焦点坐标. 二、能力提升8.定长为3的线段AB 的两个端点在抛物线y 2=2x 上移动,M 为AB 的中点,则M 点到y 轴的最短距离为 ( )A .12B .1C .32D .29.设M (x 0,y 0)为抛物线C :x 2=8y 上一点,F 为抛物线C 的焦点,以F 为圆心,|FM |为半径的圆和抛物线C 的准线相交,则y 0的取值范围是( )A .(0,2)B .[0,2]C .(2,+∞)D .[2,+∞)10.设抛物线y 2=8x 的焦点为F ,准线为l ,P 为抛物线上一点,P A ⊥l ,A 为垂足,如果直线AF 的斜率为-3,那么|PF |=________.11.设斜率为2的直线l 过抛物线y 2=ax (a ≠0)的焦点F ,且与y 轴交于点A ,若△OAF (O 为坐标原点)的面积为4,求抛物线的方程.12.喷灌的喷头装在直立管柱OA的顶点A处,喷出水流的最高点B高5 m,且与OA所在的直线相距4 m,水流落在以O为圆心,半径为9 m的圆上,则管柱OA的长是多少?三、探究与拓展13.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.抛物线的简单几何性质(一)导学案【学习要求】1.了解抛物线的范围、对称性、顶点、焦点、准线等几何性质.2.会利用抛物线的性质解决一些简单的抛物线问题.【学法指导】结合椭圆和双曲线的几何性质,类比抛物线的性质,通过对抛物线的标准方程的讨论,进一步理解用代数方法研究几何性质的优越性,感受坐标法和数形结合的基本思想.【知识要点】1.抛物线的几何性质标准方程y2=2px(p>0)y2=-2px(p>0)x2=2py(p>0)x2=-2py(p>0)图形性质范围对称轴x轴x轴y轴y轴顶点(0,0)离心率e=2直线过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F,与抛物线交于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,由抛物线的定义知,|AF|=x1+p2,|BF|=x2+p2,故|AB|=3.直线与抛物线的位置关系直线y=kx+b与抛物线y2=2px(p>0)的交点个数决定于关于x的方程的解的个数.当k≠0时,若Δ>0,则直线与抛物线有个不同的公共点;当Δ=0时,直线与抛物线有个公共点;当Δ<0时,直线与抛物线公共点.当k=0时,直线与抛物线的轴,此时直线与抛物线有个公共点.【问题探究】探究点一抛物线的几何性质问题1类比椭圆、双曲线的几何性质,结合图象,说出抛物线y2=2px(p>0)的范围、对称性、顶点、离心率.怎样用方程验证?问题 2通过抛物线的几何性质,怎样探求抛物线的标准方程?例1若抛物线y2=x上一点P到准线的距离等于它到顶点的距离,则点P的坐标为()A.⎝⎛⎭⎫14,±24B.⎝⎛⎭⎫18,±24C.⎝⎛⎭⎫14,24D.⎝⎛⎭⎫18,24跟踪训练1抛物线y2=2px (p>0)上一点M的纵坐标为-42,这点到准线的距离为6,则抛物线方程为________探究点二抛物线的焦点弦问题例2已知直线l经过抛物线y2=6x的焦点F,且与抛物线相交于A、B两点.(1)若直线l的倾斜角为60°,求|AB|的值;(2)若|AB|=9,求线段AB的中点M到准线的距离.跟踪训练2已知过抛物线y2=4x的焦点F的弦长为36,求弦所在的直线方程.探究点三直线与抛物线的位置关系问题结合直线与椭圆、直线与双曲线的位置关系,请你思考一下怎样讨论直线与抛物线的位置关系?例3已知抛物线的方程为y2=4x,直线l过定点P(-2,1),斜率为k,k为何值时,直线l与抛物线y2=4x:只有一个公共点;有两个公共点;没有公共点?跟踪训练3过点(-3,2)的直线与抛物线y2=4x只有一个公共点,求此直线方程.【当堂检测】1.设AB为过抛物线y2=2px (p>0)的焦点的弦,则|AB|的最小值为()A .p 2B .pC .2pD .无法确定2.设抛物线y 2=8x 的准线与x 轴交于点Q ,若过点Q 的直线l 与抛物线有公共点,则直线l 的斜率的取值范围是( ) A .⎣⎡⎦⎤-12,12B .[-2,2]C .[-1,1]D .[-4,4]3.抛物线y =4x 2上一点到直线y =4x -5的距离最短,则该点坐标为 ( )A .(1,2)B .(0,0)C .⎝⎛⎭⎫12,1D .(1,4)4.已知过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线交该抛物线于A 、B 两点,|AF |=2,则|BF |=_______【课堂小结】1.讨论抛物线的几何性质,一定要利用抛物线的标准方程;利用几何性质,也可以根据待定系数法求抛物线的方程.2.直线与抛物线有一个交点,是直线与抛物线相切的必要不充分条件.3.直线与抛物线的相交弦问题共有两类,一类是过焦点的弦,一类是不过焦点的弦.解决弦的问题,大多涉及到抛物线的弦长、弦的中点、弦的斜率.常用的办法是将直线与抛物线联立,转化为关于x 或y 的一元二次方程,然后利用根与系数的关系,这样避免求交点.尤其是弦的中点问题,还应注意“点差法”的运用.【拓展提高】1.若双曲线2221613x y p -=的左焦点在抛物线22y px =的准线上,则p 的值为( )A .2B .3C .4D .422.设O 为坐标原点,F 为抛物线x y 42=的焦点,A 为抛物线上的一点,若4OA AF •=-,则点A 的坐标为( )A .)22,2(±B .)2,1(±C .)2,1(D .)22,2(3.已知直线l :y =-x +1和抛物线C :x y 42=,设直线与抛物线的交点为B A 、,求AB 的长。
《抛物线》典型例题12例典型例题一例1 指出抛物线的焦点坐标、准线方程. (1)y x 42= (2))0(2≠=a ay x分析:(1)先根据抛物线方程确定抛物线是四种中哪一种,求出p ,再写出焦点坐标和准线方程.(2)先把方程化为标准方程形式,再对a 进行讨论,确定是哪一种后,求p 及焦点坐标与准线方程.解:(1)2=p Θ,∴焦点坐标是(0,1),准线方程是:1-=y (2)原抛物线方程为:x ay 12=,a p 12=∴①当0>a 时,ap 412=,抛物线开口向右, ∴焦点坐标是)0,41(a ,准线方程是:a x 41-=. ②当0<a 时,a p 412-=,抛物线开口向左, ∴焦点坐标是)0,41(a ,准线方程是:ax 41-=. 综合上述,当0≠a 时,抛物线2ay x =的焦点坐标为)0,41(a,准线方程是:ax 41-=. 典型例题二例2 若直线2-=kx y 与抛物线x y 82=交于A 、B 两点,且AB 中点的横坐标为2,求此直线方程.分析:由直线与抛物线相交利用韦达定理列出k 的方程求解.另由于已知与直线斜率及弦中点坐标有关,故也可利用“作差法”求k .解法一:设),(11y x A 、),(22y x B ,则由:⎩⎨⎧=-=x y kx y 822可得:04)84(22=++-x k x k .∵直线与抛物线相交,0≠∴k 且0>∆,则1->k . ∵AB 中点横坐标为:2842221=+=+∴k k x x , 解得:2=k 或1-=k (舍去). 故所求直线方程为:22-=x y .解法二:设),(11y x A 、),(22y x B ,则有22212188x y x y ==.两式作差解:)(8))((212121x x y y y y -=+-,即2121218y y x x y y +=--. 421=+x x Θ444)(22212121-=-+=-+-=+∴k x x k kx kx y y ,448-=∴k k 故2=k 或1-=k (舍去). 则所求直线方程为:22-=x y .典型例题三例3 求证:以抛物线的焦点弦为直径的圆心与抛物线的准线相切. 分析:可设抛物线方程为)0(22>=p px y .如图所示,只须证明12MM AB =,则以AB 为直径的圆,必与抛物线准线相切. 证明:作l AA ⊥1于l BB A ⊥11,于1B .M 为AB 中点,作l MM ⊥1于1M ,则由抛物线的定义可知:BF BB AF AA ==11, 在直角梯形A A BB 11中:AB BF AF BB AA MM 21)(21)(21111=+=+=AB MM 211=∴,故以AB 为直径的圆,必与抛物线的准线相切. 说明:类似有:以椭圆焦点弦为直径的圆与相对应的准线相离,以双曲线焦点弦为直径的圆与相应的准线相交.典型例题四例4(1)设抛物线x y 42=被直线k x y +=2截得的弦长为53,求k 值. (2)以(1)中的弦为底边,以x 轴上的点P 为顶点作三角形,当三角形的面积为9时,求P 点坐标.分析:(1)题可利用弦长公式求k ,(2)题可利用面积求高,再用点到直线距离求P 点坐标.解:(1)由⎩⎨⎧+==kx y x y 242得:0)44(422=+-+k x k x设直线与抛物线交于),(11y x A 与),(22y x B 两点.则有:4,122121k x x k x x =⋅-=+[][])21(5)1(54)(5))(21(22212212212k k k x x x x x x AB -=--=-+=-+=∴53)21(5,53=-∴=∴k AB ,即4-=k (2)9=∆S Θ,底边长为53,∴三角形高5565392=⨯=h ∵点P 在x 轴上,∴设P 点坐标是)0,(0x 则点P 到直线42-=x y 的距离就等于h ,即55612402220=+--x 10-=∴x 或50=x ,即所求P 点坐标是(-1,0)或(5,0).典型例题五例5 已知定直线l 及定点A (A 不在l 上),n 为过A 且垂直于l 的直线,设N 为l 上任一点,AN 的垂直平分线交n 于B ,点B 关于AN 的对称点为P ,求证P 的轨迹为抛物线.分析:要证P 的轨迹为抛物线,有两个途径,一个证明P 点的轨迹符合抛物线的定义,二是证明P 的轨迹方程为抛物线的方程,可先用第一种方法,由A 为定点,l 为定直线,为我们提供了利用定义的信息,若能证明PN PA =且l PN ⊥即可.证明:如图所示,连结P A 、PN 、NB .由已知条件可知:PB 垂直平分NA ,且B 关于AN 的对称点为P . ∴AN 也垂直平分PB .则四边形P ABN 为菱形.即有PN PA =...l PN l AB ⊥∴⊥Θ则P 点符合抛物线上点的条件:到定点A 的距离与到定直线的距离相等,所以P 点的轨迹为抛物线.典型例题六例6 若线段21P P 为抛物线)0(2:2>=p px y C 的一条焦点弦,F 为C 的焦点,求证:p F P FP 21121=+. 分析:此题证的是距离问题,如果把它们用两点间的距离表示出来,其计算量是很大的.我们可以用抛物线的定义,巧妙运用韦达定理,也可以用抛物线的定义与平面几何知识,把结论证明出来.证法一:)0,2(pF Θ,若过F 的直线即线段21P P 所在直线斜率不存在时, 则有p F P F P ==21,p p p F P FP 2111121=+=+∴. 若线段21P P 所在直线斜率存在时,设为k ,则此直线为:)0)(2(≠-=k px k y ,且设),(),,(222111y x P y x P .由⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=)2()2(p x k y px k y 得:04)2(22222=++-p k x k p x k2221)2(k k p x x +=+∴ ①4221p x x =⋅ ②根据抛物线定义有:p x x P P px F P p x F P ++=∴+=+=21211211,2,2 则F P F P F P F P F P F P 21212111⋅+=+4)(2)2)(2(22121212121p x x p x x p x x p x p x p x x +++++=++++= 请将①②代入并化简得:p F P FP 21121=+ 证法二:如图所示,设1P 、2P 、F 点在C 的准线l 上的射影分别是'1P 、'2P 、F ',且不妨设1122P P m n P P '=<=',又设2P 点在F F '、11P P'上的射影分别是A 、B 点,由抛物线定义知,p F F m F P n F P ='==,,12 又AF P 2∆∽12BP P ∆,1221P P F P BP AF =∴即nm nn m n p +=-- pn m mnn m p 2112)(=+∴=+∴ 故原命题成立.典型例题七例7 设抛物线方程为)0(22>=p px y ,过焦点F 的弦AB 的倾斜角为α,求证:焦点弦长为α2sin 2pAB =. 分析:此题做法跟上题类似,也可采用韦达定理与抛物线定义解决问题.证法一:抛物线)0(22>=p px y 的焦点为)0,2(p,过焦点的弦AB 所在的直线方程为:)2(tan px y -=α由方程组⎪⎩⎪⎨⎧=-=px y p x y 2)2(tan 2α消去y 得:0tan )(tan 4tan 422222=+-αααp p x设),(),,(2211y x B y x A ,则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅+=+=+4)cot 21(tan )2(tan 22122221p x x p p x x ααα 又)(tan 2121x x y y -=α[]ααααααααα242222222222122122212sin 2sin 14)cot 1(cot 4sec 44)cot 1()tan 1(4)()tan 1())(tan 1(pp p p p x x x x x x AB =⋅=+⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅-++=-++=-+=∴即α2sin 2pAB =证法二:如图所示,分别作1AA 、1BB 垂直于准线l .由抛物线定义有:ααcos cos 11⋅-==+⋅==BF p BB BF p AF AA AF于是可得出:αcos 1-=p AF αcos 1+=pBFαααα22sin 2cos 12cos 1cos 1p pp p BFAF AB =-=++-=+=∴ 故原命题成立.典型例题八例8 已知圆锥曲线C 经过定点)32,3(P ,它的一个焦点为F (1,0),对应于该焦点的准线为1-=x ,过焦点F 任意作曲线C 的弦AB ,若弦AB 的长度不超过8,且直线AB 与椭圆22322=+y x 相交于不同的两点,求 (1)AB 的倾斜角θ的取值范围.(2)设直线AB 与椭圆相交于C 、D 两点,求CD 中点M 的轨迹方程. 分析:由已知条件可确定出圆锥曲线C 为抛物线,AB 为抛物线的焦点弦,设其斜率为k ,弦AB 与椭圆相交于不同的两点,可求出k 的取值范围,从而可得θ的取值范围,求CD 中点M 的轨迹方程时,可设出M 的坐标,利用韦达定理化简即可.解:(1)由已知得4=PF .故P 到1-=x 的距离4=d ,从而d PF = ∴曲线C 是抛物线,其方程为x y 42=.设直线AB 的斜率为k ,若k 不存在,则直线AB 与22322=+y x 无交点. ∴k 存在.设AB 的方程为)1(-=x k y由⎩⎨⎧-==)1(42x k y x y 可得:0442=--k y ky设A 、B 坐标分别为),(11y x 、),(22y x ,则:442121-=⋅=+y y ky y222122122212)1(44)(1))(11(k k y y y y k k y y k AB +=-++=-+=∴∵弦AB 的长度不超过8,8)1(422≤+∴kk 即12≥k 由⎩⎨⎧=+-=223)1(22y x x k y 得:0)1(24)32(2222=-+-+k x k x k ∵AB 与椭圆相交于不同的两点,32<∴k 由12≥k 和32<k 可得:31<≤k 或13-≤<-k 故3tan 1≤≤θ或1tan 3-<<-θ 又πθ<≤0,∴所求θ的取值范围是:34πθπ<≤或4332πθπ≤< (2)设CD 中点),(y x M 、),(33y x C 、),(44y x D由⎩⎨⎧=+-=223)1(22y x x k y 得:0)1(24)32(2222=-+-+k x k x k 9325313231322232)1(2,324222224322132243<+≤∴<≤+-=∴+=+=+-=⋅+=+∴k k k x k k x x x k k x x k k x x ΘΘ则323211522<+-≤k 即3252<≤x .3)1(2)1(23221222222+-⋅-⋅=+=∴-=x y x y k k x x y k Θ 化简得:032322=-+x y x∴所求轨迹方程为:)3252(032322<≤=-+x x y x典型例题九例9 定长为3的线段AB 的端点A 、B 在抛物线x y =2上移动,求AB 的中点到y 轴的距离的最小值,并求出此时AB 中点的坐标.分析:线段AB 中点到y 轴距离的最小值,就是其横坐标的最小值.这是中点坐标问题,因此只要研究A 、B 两点的横坐标之和取什么最小值即可.解:如图,设F 是x y =2的焦点,A 、B 两点到准线的垂线分别是AC 、BD ,又M 到准线的垂线为MN ,C 、D 和N 是垂足,则2321)(21)(21=≥+=+=AB BF AF BD AC MN .设M 点的横坐标为x ,纵坐标为y ,41+=x MN ,则454123=-≥x .等式成立的条件是AB 过点F . 当45=x 时,41221-=-=P y y ,故 22122)(212221221=-=++=+x y y y y y y ,221±=+y y ,22±=y . 所以)22,45(±M ,此时M 到y 轴的距离的最小值为45. 说明:本题从分析图形性质出发,把三角形的性质应用到解析几何中,解法较简.典型例题十例10 过抛物线px y 2=的焦点F 作倾斜角为θ的直线,交抛物线于A 、B 两点,求AB 的最小值. 分析:本题可分2πθ=和2πθ≠两种情况讨论.当2πθ≠时,先写出AB 的表达式,再求范围. 解:(1)若2πθ=,此时p AB 2=.(2)若2πθ≠,因有两交点,所以0≠θ.)2(tan p x y AB -=θ:,即2tan py x +=θ.代入抛物线方程,有0tan 222=--p y py θ. 故θθ22222212csc 44tan 4)(p p p y y =+=-, θθθ2222212212tan csc 4tan )()(p y y x x =-=-. 故θθθ422222csc 4)tan 11(csc 4p p AB =+=. 所以p p AB 2sin 22>=θ.因2πθ≠,所以这里不能取“=”.综合(1)(2),当2πθ=时,p AB 2=最小值.说明:(1)此题须对θ分2πθ=和2πθ≠两种情况进行讨论;(2)从解题过程可知,抛物线点弦长公式为θ2sin 2pl =;(3)当2πθ=时,AB 叫做抛物线的通径.通径是最短的焦点弦.典型例题十一例11 过抛物线px y 22=)0(>p 的焦点F 作弦AB ,l 为准线,过A 、B 作l 的垂线,垂足分别为'A 、'B ,则①''FB A ∠为( ),②B AF '∠为( ).A .大于等于︒90B .小于等于︒90C .等于︒90D 不确定分析:本题考查抛物线的定义、直线与圆的位置关系等方面的知识,关键是求角的大小以及判定直线与圆是否相切.解:①点A 在抛物线上,由抛物线定义,则21'∠=∠⇒=AF AA ,又x AA //'轴31∠=∠⇒.∴32∠=∠,同理64∠=∠,而︒=∠+∠+∠+∠1804632,∴︒=∠+∠9063,∴︒=∠90''FB A .选C .②过AB 中点M 作l MM ⊥',垂中为'M , 则AB BF AF BB AA MM 21)(21)(21'''=+=+=.∴以AB 为直径的圆与直线l 相切,切点为'M .又'F 在圆的外部,∴︒<∠90'B AF .特别地,当x AB ⊥轴时,'M 与'F 重合,︒=∠90'B AF .即︒≤∠90'B AF ,选B .典型例题十二例12 已知点)2,3(M ,F 为抛物线x y 22=的焦点,点P 在该抛物线上移动,当PF PM +取最小值时,点P 的坐标为__________.分析:本题若建立目标函数来求PF PM +的最小值是困难的,若巧妙地利用抛物线定义,结合图形则问题不难解决.解:如图,由定义知PE PF =,故213=≥≥+=+MN ME PM PF PF PM .取等号时,M 、P 、E 三点共线,∴P 点纵坐标为2,代入方程,求出其横坐标为2,所以P 点坐标为)2,2(.。
抛物线的性质(北京习题集)(教师版)一.选择题(共7小题)1.(2019秋•海淀区期末)抛物线24y x =的焦点坐标为( ) A .(0,1)B .(1,0)C .(0,1)-D .(1,0)-2.(2020•东城区模拟)抛物线24x y =的准线与y 轴的交点的坐标为( ) A .1(0,)2-B .(0,1)-C .(0,2)-D .(0,4)-3.(2020•门头沟区一模)已知点(2,0)M ,点P 在曲线24y x =上运动,点F 为抛物线的焦点,则2||||1PM PF -的最小值为( )A B .1)C .D .44.(2019秋•平谷区期末)已知抛物线2:8C y x =-,那么抛物线C 的准线方程为( ) A .4x =-B .2x =-C .2x =D .4x =5.(2019秋•通州区期末)已知点(2,)A a 为抛物线24y x =图象上一点,点F 为抛物线的焦点,则||AF 等于( )A .4B .3C .D .26.(2019秋•石景山区期末)抛物线22x y =-的焦点坐标是( ) A .1(0,)2B .1(0,)2-C .(1,0)D .(1,0)-7.(2020•顺义区二模)抛物线24y x =上的点与其焦点的距离的最小值为( ) A .4B .2C .1D .12二.填空题(共6小题)8.(2020•石景山区一模)已知F 是抛物线2:4C y x =的焦点,M 是C 上一点,FM 的延长线交y 轴于点N ,若M 为FN 的中点,则||FN = .9.(2019秋•平谷区期末)已知抛物线24y x =上一点P 到焦点的距离为5,那么点P 的坐标为 .10.(2020•西城区校级模拟)抛物线22y px =上一点M 到焦点(1,0)F 的距离等于4,则p = ;点M 的坐标为 . 11.(2020•北京模拟)如果抛物线22y px =上一点(4,)A m 到准线的距离是6,那么m = . 12.(2019秋•房山区期末)抛物线28x y =-的准线方程是 ,焦点坐标是 . 13.(2020•房山区一模)设抛物线22x py =经过点(2,1),则抛物线的焦点坐标为 .三.解答题(共2小题)14.(2019秋•海淀区校级期末)已知A ,B ,C 是抛物线2:4W y x =上的三个点,D 是x 轴上一点. (1)当点B 是W 的顶点,且四边形ABCD 为正方形时,求此正方形的面积; (2)当点B 不是W 的顶点时,判断四边形ABCD 是否可能为正方形,并说明理由.15.(2019秋•西城区期末)已知抛物线2:2(0)C y px p =>,抛物线C 上横坐标为1的点到焦点F 的距离为3. (Ⅰ)求抛物线C 的方程及其准线方程;(Ⅱ)过(1,0)-的直线l 交抛物线C 于不同的两点A ,B ,交直线4x =-于点E ,直线BF 交直线1x =-于点D .是否存在这样的直线l ,使得//DE AF ?若不存在,请说明理由;若存在,求出直线l 的方程.抛物线的性质(北京习题集)(教师版)参考答案与试题解析一.选择题(共7小题)1.(2019秋•海淀区期末)抛物线24y x =的焦点坐标为( ) A .(0,1)B .(1,0)C .(0,1)-D .(1,0)-【分析】确定抛物线的焦点位置,进而可确定抛物线的焦点坐标. 【解答】解:抛物线24y x =的焦点在x 轴上,且2p =∴12p= ∴抛物线24y x =的焦点坐标为(1,0)故选:B .【点评】本题考查抛物线的性质,解题的关键是定型定位,属于基础题. 2.(2020•东城区模拟)抛物线24x y =的准线与y 轴的交点的坐标为( ) A .1(0,)2-B .(0,1)-C .(0,2)-D .(0,4)-【分析】利用抛物线24x y =的准线方程为1y =-,即可求出抛物线24x y =的准线与y 轴的交点的坐标. 【解答】解:抛物线24x y =的准线方程为1y =-,∴抛物线24x y =的准线与y 轴的交点的坐标为(0,1)-,故选:B .【点评】本题考查抛物线的方程与性质,比较基础.3.(2020•门头沟区一模)已知点(2,0)M ,点P 在曲线24y x =上运动,点F 为抛物线的焦点,则2||||1PM PF -的最小值为( )A B .1)C .D .4【分析】设出P 的坐标,利用已知条件化简表达式,通过基本不等式求解最小值即可.【解答】解:设(,)P x y ,可得2222||(2)44424||1PM x y x x x PF x x x x -++===+=-. 当且仅当2x =时取得最小值4. 故选:D .【点评】本题考查抛物线的简单性质以及基本不等式的应用,是基本知识的考查.4.(2019秋•平谷区期末)已知抛物线2:8C y x =-,那么抛物线C 的准线方程为( ) A .4x =-B .2x =-C .2x =D .4x =【分析】真假利用抛物线的标准方程求解准线方程即可. 【解答】解:抛物线2:8C y x =-, 可得其准线方程为22px ==. 故选:C .【点评】本题考查抛物线的简单性质的应用,是基本知识的考查.5.(2019秋•通州区期末)已知点(2,)A a 为抛物线24y x =图象上一点,点F 为抛物线的焦点,则||AF 等于( )A .4B .3C .D .2【分析】由题意可得抛物线的焦点和准线,而||AF 等于点A 到准线的距离|2(1)|d =--,计算可得. 【解答】解:由题意可得抛物线24y x =的焦点为(1,0)F ,准线的方程为1x =-, 由抛物线的定义可知||AF 等于点A 到准线的距离d , 而|2(1)|3d =--=,故||3AF =, 故选:B .【点评】本题考查抛物线的定义,把距离转化来求解是解决的关键,属中档题. 6.(2019秋•石景山区期末)抛物线22x y =-的焦点坐标是( ) A .1(0,)2B .1(0,)2-C .(1,0)D .(1,0)-【分析】直接利用抛物线的标准方程求解焦点坐标即可. 【解答】解:抛物线22x y =-的焦点坐标是(0,)2p-,1p =,所以抛物线22x y =-的焦点坐标是:1(0,)2-.故选:B .【点评】本题考查抛物线的简单性质的应用,是基本知识的考查,基础题. 7.(2020•顺义区二模)抛物线24y x =上的点与其焦点的距离的最小值为( ) A .4B .2C .1D .12【分析】求出欧文相等准线方程,焦点坐标,然后转化求解即可. 【解答】解:抛物线24y x =的焦点坐标(1,0),准线方程为:1x =-,由抛物线的性质和对于可得:抛物线24y x =上的点到其焦点的距离的最小值为:1.故选:C .【点评】本题考查抛物线的简单性质的应用,考查计算能力. 二.填空题(共6小题)8.(2020•石景山区一模)已知F 是抛物线2:4C y x =的焦点,M 是C 上一点,FM 的延长线交y 轴于点N ,若M 为FN 的中点,则||FN = 3 .【分析】求出抛物线的焦点坐标,推出M 坐标,然后求解即可.【解答】解:抛物线2:4C y x =的焦点(1,0)F ,M 是C 上一点,FM 的延长线交y 轴于点N .若M 为FN 的中点, 可知M 的横坐标为:12, 则11||1122FM =+=, 1||2||2132FN FM ==⨯=.故答案为:3.【点评】本题考查抛物线的简单性质的应用,考查计算能力.9.(2019秋•平谷区期末)已知抛物线24y x =上一点P 到焦点的距离为5,那么点P 的坐标为 (4,4)或(4,4)- . 【分析】先设出该点的坐标,根据抛物线的定义可知该点到准线的距离与其到焦点的距离相等,进而利用点到直线的距离求得x 的值,代入抛物线方程求得y 值,即可得到所求点的坐标. 【解答】解:抛物线方程为24y x =,∴焦点为(1,0)F ,准线为:1l x =-设所求点坐标为(,)P x y 作PQ l ⊥于Q根据抛物线定义可知P 到准线的距离等于P 、Q 的距离 即15x +=,解之得4x =, 代入抛物线方程求得4y =± 故点P 坐标为:(4,4)± 故答案为:(4,4)或(4,4)-.【点评】本题主要考查了抛物线的简单性质.在涉及焦点弦和关于焦点的问题时常用抛物线的定义来解决. 10.(2020•西城区校级模拟)抛物线22y px =上一点M 到焦点(1,0)F 的距离等于4,则p = 2 ;点M 的坐标为 . 【分析】由抛物线22y px =的焦点坐标为(2p,0),可得p 的值;由抛物线的定义,可得M 的横坐标,代入抛物线方程可得M 的坐标.【解答】解:抛物线22y px =的焦点坐标为(2p ,0),由题意可得12p=,即2p =; 抛物线24y x =的准线方程为1x =-, 设(,)M m n ,可得14m +=,即3m =, 可得212n =,即23n =± 故答案为:2,(3,23)±.【点评】本题考查抛物线的定义、方程和性质,考查方程思想和运算能力,属于基础题.11.(2020•北京模拟)如果抛物线22y px =上一点(4,)A m 到准线的距离是6,那么m = 2± . 【分析】首先求出抛物线22y px =的准线方程,然后根据点(4,)M m 到准线的距离为6,列出462p+=,直接求出结果.【解答】解:抛物线22y px =的准线方程为2p x =-, 由题意得462p+=,解得4p =. 点(4,)A m 在抛物线22y px =上, 2244m ∴=⨯⨯,∴42m =±故答案为:42±.【点评】本题主要考查抛物线的性质,解题的关键是求出准线方程.属于基础题. 12.(2019秋•房山区期末)抛物线28x y =-的准线方程是 2y = ,焦点坐标是 . 【分析】有抛物线的方程直接可得p 的值及焦点所在轴,求出结果.【解答】解:由抛物线28x y =-可得:28p =,所以4p =,且焦点在y 轴的负半轴上,所以焦点(0,)2p-即:(0,2)-,准线22py ==, 故答案分别为:2y =,(0,2)-.【点评】考查抛物线的定义,属于基础题.13.(2020•房山区一模)设抛物线22x py =经过点(2,1),则抛物线的焦点坐标为 (0,1) . 【分析】由点在抛物线上,代入求出抛物线的方程,进而求出焦点坐标. 【解答】解:由题意可得,2221p =,所以24p =, 即抛物线的方程为:24x y =, 所以焦点坐标为:(0,1), 故答案为:(0,1).【点评】本题考查抛物线的性质,属于基础题. 三.解答题(共2小题)14.(2019秋•海淀区校级期末)已知A ,B ,C 是抛物线2:4W y x =上的三个点,D 是x 轴上一点. (1)当点B 是W 的顶点,且四边形ABCD 为正方形时,求此正方形的面积; (2)当点B 不是W 的顶点时,判断四边形ABCD 是否可能为正方形,并说明理由.【分析】(1)根据正方形的性质知C 的坐标为(c x ,)c x ,代入抛物线方程,解出c x ,即可得到正方形的面积; (2)先假设四边形ABCD 为正方形,设直线AC 的方程为y kx m =+,曲直联立,得到韦达定理,并依次求得AC 中点M 坐标、弦长AC 以及点B 的坐标和弦长BD ,再利用1AC BD k k =-,得到k 与m 等量关系①,然后利用||||AC BD =,得到k 与m 等量关系②,联立①②即可判定四边形ABCD 是否可能为正方形. 【解答】解:(1)当点B 是W 的顶点时,设AC 与BD 相交于点O ,则OC OB =,假设点C 在x 轴上方,则C 的坐标为(c x ,)c x ,代入抛物线方程得4c x =,此时正方形的边长为BC =所以正方形的面积为232=. (2)四边形ABCD 不可能为正方形.当点B 不是W 的顶点时,直线AC 的斜率一定存在,设其方程为y kx m =+,A 、C 坐标分别为1(x ,1)y ,2(x ,2)y ,联立24y x y kx m ⎧=⎨=+⎩,则222(24)0k x km x m +-+=,所以122212242km x x k m x x k -⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,12124()2y y k x x m k +=++=, 因此,AC 的中点M 的坐标为222(,)km k k-,2121616|||kmAC x x-=-,若四边形ABCD为正方形,则BD的中点也是M,11BDACkk k=-=-,因为点D在x轴上,所以0Dy=,所以242Byk k=⨯=,代入24y x=,得24Bxk=,即244(,)Bk k,所以224221422BD BMkk kk kkm km kk k-====--+-,化简得2220k km++=,①||2||2BD BM===,因为||||AC BD=,所以2222(1)(1616)4(444)k km km k m k+-=+++,化简得2840k km++=,②由①②得,230k+=,k无解,故四边形ABCD不可能为正方形.【点评】本题考查了直线与抛物线的位置关系,充分利用正方形的性质和曲直联立是解决本题的关键,考查学生的逻辑思维能力和运算能力,属于难题.15.(2019秋•西城区期末)已知抛物线2:2(0)C y px p=>,抛物线C上横坐标为1的点到焦点F的距离为3.(Ⅰ)求抛物线C的方程及其准线方程;(Ⅱ)过(1,0)-的直线l交抛物线C于不同的两点A,B,交直线4x=-于点E,直线BF交直线1x=-于点D.是否存在这样的直线l,使得//DE AF?若不存在,请说明理由;若存在,求出直线l的方程.【分析】(Ⅰ)通过横坐标为1的点到焦点的距离为3,求出p得到抛物线方程.得到准线方程.(Ⅱ)显然直线l的斜率存在,设直线l的方程为(1)(0)y k x k=+≠,1(A x,1)y,2(B x,2)y.联立得28,(1),y xy k x⎧=⎨=+⎩消去y得2222(28)0k x k x k+-+=.利用韦达定理,方法一:直线BF的方程为22(2)2yy xx=--,求出D的坐标,利用直线DE与直线AF的斜率相等.推出221133232ykx yx-+-=--.转化求解直线的斜率,得到直线方程.方法二:利用//DE AF,得到||||||||BA BFBE BD=,转化求解直线的斜率,然后求解直线l的方程.【解答】解:(Ⅰ)因为横坐标为1的点到焦点的距离为3,所以132p+=,解得4p=,所以28y x=,所以准线方程为2x=-.(Ⅱ)显然直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为(1)(0)y k x k =+≠,1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y . 联立得28,(1),y x y k x ⎧=⎨=+⎩消去y 得2222(28)0k x k x k +-+=.由△224(28)40k k =-->,解得k <.所以k <且0k ≠.由韦达定理得212282k x x k-+=,121x x =. 方法一:直线BF 的方程为22(2)2y y x x =--, 又1D x =-,所以2232D y y x -=-,所以223(1,)2y D x ---, 因为//DE AF ,所以直线DE 与直线AF 的斜率相等.又(4,3)E k --,所以221133232y k x yx -+-=--.整理得121222y y k x x =+--,即1212(1)(1)22k x k x k x x ++=+--, 化简得121211122x x x x ++=+--,121212122()412()4x x x x x x x x -+-=-++,即127x x +=. 所以22827k k -=,整理得289k =,解得3k =±.经检验,3k =±符合题意. 所以存在这样的直线l ,直线l的方程为1)y x =+或1)y x =+. 方法二:因为//DE AF ,所以||||||||BA BF BE BD =,所以21222241x x x x x --=++. 整理得1212()8x x x x ++=,即22827k k -=,整理得289k =.解得3k =±,经检验,3k =±符合题意. 所以存在这样的直线l ,直线l的方程为1)y x =+或1)y x =+. 【点评】本题主要考查了直线与抛物线相交问题弦长问题,点到直线的距离公式、三角形的面积计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于难题.。
1抛物线的定义:平面内与一个定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点F 叫做抛物线的焦点,定直线l 叫做抛物线的准线. 2抛物线的图形和性质:①顶点是焦点向准线所作垂线段中点。
②焦准距:FK p =③通径:过焦点垂直于轴的弦长为2p 。
④顶点平分焦点到准线的垂线段:2p OF OK ==。
⑤焦半径为半径的圆:以P 为圆心、FP 为半径的圆必与准线相切。
所有这样的圆过定点F 、准线是公切线。
⑥焦半径为直径的圆:以焦半径 FP 为直径的圆必与过顶点垂直于轴的直线相切。
所有这样的圆过定点F 、过顶点垂直于轴的直线是公切线。
⑦焦点弦为直径的圆:以焦点弦PQ 为直径的圆必与准线相切。
所有这样的圆的公切线是准线。
3抛物线标准方程的四种形式:,,px y px y 2222-==。
,py x py x 2222-==4抛物线px y 22=的图像和性质:①焦点坐标是:⎪⎭⎫⎝⎛02,p ,②准线方程是:2p x -=。
③焦半径公式:若点),(00y x P 是抛物线px y 22=上一点,则该点到抛物线的焦点的距离(称为焦半径)是:02p PF x =+, ④焦点弦长公式:过焦点弦长121222p pPQ x x x x p =+++=++ ⑤抛物线px y 22=上的动点可设为P ),2(2y py 或2(2,2)P pt pt 或P px y y x 2),(2=其中5一般情况归纳:方程 图象 焦点 准线 定义特征y 2=kxk>0时开口向右(k/4,0) x= ─k/4到焦点(k/4,0)的距离等于到准线x= ─k/4的距离k<0时开口向左 x 2=kyk>0时开口向上(0,k/4) y= ─k/4到焦点(0,k/4)的距离等于到准线y= ─k/4的距离k<0时开口向下抛物线的定义:例1:点M 与点F (-4,0)的距离比它到直线l :x -6=0的距离4.2,求点M 的轨迹方程.C NM 1QM 2K FPoM 1QM 2KF Poyx分析:点M 到点F 的距离与到直线x =4的距离恰好相等,符合抛物线定义.答案:y 2=-16x例2:斜率为1的直线l 经过抛物线y 2=4x 的焦点,与抛物线相交于点A 、B ,求线段A 、B 的长.分析:这是灵活运用抛物线定义的题目.基本思路是:把求弦长AB 转化为求A 、B 两点到准线距离的和.解:如图8-3-1,y 2=4x 的焦点为F (1,0),则l 的方程为y =x -1.由⎩⎨⎧+==142x y x y 消去y 得x 2-6x +1=0. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2) 则x 1+x 2=6. 又A 、B 两点到准线的距离为A ',B ',则()()()8262112121=+=++=+++='+'x x x x B B A A点评:抛物线的定义本身也是抛物线最本质的性质,在解题中起到至关重要的作用。
抛物线大题一.解答题(共7小题)1.已知P(4,y0)是抛物线C:y2=2px(p>0)上位于第一象限的一点,且P到C的焦点的距离为5.(1)求抛物线C的方程;(2)设O为坐标原点,F为C的焦点,A,B为C上异于P的两点,且直线P A与PB 斜率乘积为﹣4.(i)证明:直线AB过定点;(ii)求|F A|•|FB|的最小值.2.已知抛物线C:y2=2px(p>0),其准线方程为x=﹣2.(1)求抛物线C的方程;(2)不过原点O的直线l:y=x+m与抛物线交于不同的两点P,Q,且OP⊥OQ,求m 的值.3.已知抛物线C的顶点在原点,对称轴为坐标轴,开口向右,且经过点P(1,2).(1)求抛物线C的标准方程;(2)过点M(2,0)且斜率为2的直线与抛物线C相交于A,B两点,求AB的长.4.在平面直角坐标系xOy中,抛物线y2=2px(p>0)上一点P的横坐标为4,且点P到焦点F的距离为5.(1)求抛物线的方程;(2)若直线l:x=my+t交抛物线于A,B两点(位于对称轴异侧),且,问:直线l是否过定点?若过定点,请求出该定点:若不过,请说明理由.5.已知抛物线C:y2=2px(p为常数,p>0)的焦点F与椭圆的右焦点重合,过点F的直线与抛物线交于A,B两点.(1)求抛物线C的标准方程;(2)若直线AB的斜率为1,求|AB|.6.设O为坐标原点,直线x=2与抛物线C:y2=2px(p>0)交于A,B两点,若OA⊥OB.(1)求抛物线C的方程;(2)若斜率为的直线l过抛物线C的焦点,且与抛物线C交于D,E两点,求|DE|的值.7.设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点P(4,m)(m>0)是抛物线C上一点,且|PF|=5.(1)求抛物线C的方程;(2)过点Q(2,0)斜率存在的直线l与C相交于A,B两点,在x轴上是否存在点M 使得∠AMQ=∠BMQ?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.抛物线大题参考答案与试题解析一.解答题(共7小题)1.已知P(4,y0)是抛物线C:y2=2px(p>0)上位于第一象限的一点,且P到C的焦点的距离为5.(1)求抛物线C的方程;(2)设O为坐标原点,F为C的焦点,A,B为C上异于P的两点,且直线P A与PB 斜率乘积为﹣4.(i)证明:直线AB过定点;(ii)求|F A|•|FB|的最小值.【分析】(1)由题意,结合所给信息列出等式,求出p的值,进而可得抛物线C的方程;(2)(i)结合(1)中所得信息得到点P的坐标,设出A,B两点的坐标,利用斜率公式得到4(y1+y2)+y1y2+20=0,对直线AB的斜率是否存在进行讨论,进而即可求解;(ii)设出A,B两点的坐标,分别讨论直线AB的斜率是否存在,当直线AB的斜率存在时,设出直线AB的方程,将直线方程与抛物线方程联立,利用韦达定理即可得到|F A|•|FB|的最小值,当直线AB的斜率不存在时,结合抛物线的定义即可得到|F A|•|FB|的最小值,两者比较即可求解.2.已知抛物线C:y2=2px(p>0),其准线方程为x=﹣2.(1)求抛物线C的方程;(2)不过原点O的直线l:y=x+m与抛物线交于不同的两点P,Q,且OP⊥OQ,求m 的值.【分析】(1)由抛物线的准线方程求出p,可得抛物线C的方程;(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),联立直线l和抛物线C的方程,消元写出韦达定理,将OP⊥OQ用坐标表示,代入韦达定理化简计算,可得m的值.3.已知抛物线C的顶点在原点,对称轴为坐标轴,开口向右,且经过点P(1,2).(1)求抛物线C的标准方程;(2)过点M(2,0)且斜率为2的直线与抛物线C相交于A,B两点,求AB的长.【分析】(1)由题意,先设出抛物线C的方程,将点P的坐标代入抛物线方程中,求出p的值,进而可得抛物线C的标准方程;(2)设出直线AB的方程和A,B两点的坐标,将直线AB的方程与抛物线方程联立,求出A,B两点的坐标,进而即可求解.4.在平面直角坐标系xOy中,抛物线y2=2px(p>0)上一点P的横坐标为4,且点P到焦点F的距离为5.(1)求抛物线的方程;(2)若直线l:x=my+t交抛物线于A,B两点(位于对称轴异侧),且,问:直线l是否过定点?若过定点,请求出该定点:若不过,请说明理由.【分析】(1)由题意,结合题目所给信息建立有关p的等式,进而即可求解;(2)设出A,B两点的坐标,将直线l的方程与抛物线方程联立,利用向量的坐标运算以及韦达定理再进行求解即可.5.已知抛物线C:y2=2px(p为常数,p>0)的焦点F与椭圆的右焦点重合,过点F的直线与抛物线交于A,B两点.(1)求抛物线C的标准方程;(2)若直线AB的斜率为1,求|AB|.【分析】(1)由题意,先求出的右焦点,根据抛物线C的焦点F与椭圆的右焦点重合,可得,进而求出抛物线方程;(2)结合(1)中所得信息得到直线AB的方程,将直线AB的方程与抛物线方程联立,利用韦达定理以及弦长公式再进行求解即可.6.设O为坐标原点,直线x=2与抛物线C:y2=2px(p>0)交于A,B两点,若OA⊥OB.(1)求抛物线C的方程;(2)若斜率为的直线l过抛物线C的焦点,且与抛物线C交于D,E两点,求|DE|的值.【分析】(1)由题意,得到点A的坐标,代入抛物线方程中进行求解即可;(2)先得到直线l的方程,将直线方程与抛物线方程联立,利用韦达定理以及抛物线的定义再进行求解即可.7.设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点P(4,m)(m>0)是抛物线C上一点,且|PF|=5.(1)求抛物线C的方程;(2)过点Q(2,0)斜率存在的直线l与C相交于A,B两点,在x轴上是否存在点M 使得∠AMQ=∠BMQ?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)利用|PF|=5,根据抛物线的定义,求出p的值,即可得解;(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),M(s,0),直线l的方程为x=ty+2(t≠0),将其与抛物线的方程联立,利用韦达定理,根据k AM=﹣k MB,求出s的值,即可得解.。
第二章平面解析几何2.7 抛物线及其方程 2.7.2 抛物线的几何性质课后篇巩固提升必备知识基础练1.已知抛物线C :y 2=8x 上一点A 到焦点F 的距离等于6,则直线AF 的斜率为( )A.2B.±2C.2√2D.±2√2,点F (2,0),因为|AF|=x A +2=6,可得x A =4,又因为点A 在抛物线上,所以y A 2=32,则y A =±4√2,所以点A (4,±4√2),则k AF =±4√22=±2√2. 2.已知直线y=kx-k 及抛物线y 2=2px (p>0),则( ) A.直线与抛物线有一个公共点 B.直线与抛物线有两个公共点 C.直线与抛物线有一个或两个公共点 D.直线与抛物线可能没有公共点直线y=kx-k=k (x-1),∴直线过点(1,0),又点(1,0)在抛物线y 2=2px 的内部,∴当k=0时,直线与抛物线有一个公共点;当k ≠0时,直线与抛物线有两个公共点.3.若抛物线y 2=2x 上有两点A ,B ,且AB 垂直于x 轴,若|AB|=2√2,则点A 到抛物线的准线的距离为( ) A.1B.32C.2D.52y 2=2x ,其准线方程为x=-12,∵AB 垂直于x 轴,|AB|=2√2,A 到y 轴的距离为√2,假设A 在y 轴上侧,即y=√2,代入抛物线y 2=2x ,求得x=1,点A 到抛物线的准线的距离d=1+12=32.4.P 为抛物线y 2=2px 的焦点弦AB 的中点,A ,B ,P 三点到抛物线准线的距离分别是|AA 1|,|BB 1|,|PP 1|,则有( )A.|PP 1|=|AA 1|+|BB 1|B.|PP 1|=12|AB| C.|PP 1|>12|AB| D.|PP 1|<12|AB|,根据题意,PP 1是梯形AA 1B 1B 的中位线,故|PP 1|=12(|AA 1|+|BB 1|)=12(|AF|+|BF|)=12|AB|. 5.抛物线y 2=4x 的焦点为F ,点P 为抛物线上的动点,点M 为其准线上的动点,当△FPM 为等边三角形时,其面积为( ) A.2√3 B.4 C.6 D.4√3,△FPM 为等边三角形,|PF|=|PM|=|FM|,∴PM ⊥抛物线的准线. 设P (m 24,m),则M (-1,m ),等边三角形边长为1+m 24,又由F (1,0),|PM|=|FM|,得1+m 24=√(1+1)2+m 2,得m=±2√3,∴等边三角形的边长为4,其面积为4√3,故选D .6.已知点(x ,y )在抛物线y 2=4x 上,则z=x 2+12y 2+3的最小值是 .(x ,y )在抛物线y 2=4x 上,所以x ≥0,因为z=x 2+12y 2+3=x 2+2x+3=(x+1)2+2,所以当x=0时,z 最小,其值为3.7.已知抛物线y 2=2x 的焦点为F ,点A ,B 在抛物线上,若△FAB 为等边三角形,则其边长为 .±2√3|FA|=|FB|及抛物线的对称性知A ,B 关于x 轴对称,不妨设直线AF 的倾斜角为π6,F (12,0),则直线AF 的方程为y=√33(x -12),联立{y 2=2x ,y =√33(x -12),解得x=7±4√32, 则|AF|=x+p 2=7±4√32+12=4±2√3. 所以该三角形边长为4±2√3.8.若抛物线的顶点在原点,开口向上,F 为焦点,M 为准线与y 轴的交点,A 为抛物线上一点,且|AM|=√17,|AF|=3,求此抛物线的标准方程.x 2=2py (p>0),设A (x 0,y 0),由题意知M (0,-p2),∵|AF|=3,∴y 0+p2=3,∵|AM|=√17,∴x 02+(y 0+p 2)2=17,∴x 02=8,代入方程x 02=2py 0得,8=2p (3-p2),解得p=2或p=4.∴所求抛物线的标准方程为x 2=4y 或x 2=8y.9.已知抛物线y 2=2px (p>0)的准线方程为x=-1. (1)求p 的值;(2)直线l :y=x-1交抛物线于A ,B 两点,求弦长|AB|.由抛物线y 2=2px (p>0)的准线方程为x=-1,得-p2=-1,所以p=2.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由{y =x -1,y 2=4x 消去y ,得x 2-6x+1=0,则x 1+x 2=6,x 1x 2=1,所以|AB|=√(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=√2·√(x 1-x 2)2=√2·√(x 1+x 2)2-4x 1x 2 =√2×√32=8.关键能力提升练10.已知抛物线C :y 2=4x 的焦点F 和准线l ,过点F 的直线交l 于点A ,与抛物线的一个交点为B ,且FA ⃗⃗⃗⃗⃗ =3FB ⃗⃗⃗⃗⃗ ,则|AB|=( ) A.2B.43C.83D.163C :y 2=4x 的焦点F (1,0)和准线l :x=-1,设A (-1,a ),B (m ,n ),∵FA ⃗⃗⃗⃗⃗ =3FB ⃗⃗⃗⃗⃗ ,∴m+12=23,∴m+1=3,AB=83.11.抛物线y 2=2x 的焦点为F ,则经过点F 与点M (2,2)且与抛物线的准线l 相切的圆有( ) A.1个 B.2个 C.0个 D.无数个M (2,2)在抛物线y 2=2x 上,又焦点F (12,0),由抛物线的定义知,过点F ,M 且与l 相切的圆的圆心即为线段FM 的垂直平分线与抛物线的交点,这样的交点共有2个,故过点F ,M 且与l 相切的圆有2个.12.已知抛物线y 2=2px 上三点A (2,2),B ,C ,直线AB ,AC 是圆(x-2)2+y 2=1的两条切线,则直线BC 的方程为( ) A.x+2y+1=0 B.3x+6y+4=0 C.2x+6y+3=0D.x+3y+2=0A (2,2)在抛物线y 2=2px 上,故22=2p×2,即p=1,所以抛物线方程为y 2=2x ,设过点A (2,2)与圆(x-2)2+y 2=1相切的直线的方程为y-2=k (x-2),即kx-y+2-2k=0,则圆心(2,0)到切线的距离d=√k 2+1=1,解得k=±√3,如图,直线AB :y-2=√3(x-2),直线AC :y-2=-√3(x-2).联立{y -2=√3(x -2),y 2=2x ,得3x 2+(4√3-14)x+16-8√3=0,故x A x B =16-8√33,由x A =2得x B =8-4√33,故y B=2√3-63,联立{y -2=-√3(x -2),y 2=2x ,得3x 2-(4√3+14)x+16+8√3=0,故x A x C =16+8√33,由x A =2得x C =8+4√33,故y C =-2√3-63,故y B +y C =2√3-63+-2√3-63=-4,又由B ,C 在抛物线上可知,直线BC 的斜率为k BC =y B -yC x B-x C=y B -y C12y B 2-12y C2=2y B +y C=2-4=-12,故直线BC 的方程为y-2√3-63=-12(x -8-4√33),即3x+6y+4=0.13.已知M ,N 是过抛物线C :y 2=2px (p>0)的焦点F 的直线l 与抛物线C 的交点,O 是坐标原点,且满足MF ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =3FN ⃗⃗⃗⃗⃗ ,S △OMN =√3|MN|,则p 的值为 .MN 的斜率k>0,过M ,N 作抛物线准线的垂线,垂足分别为G ,H ,过N 作NK ⊥MG 于K , 由MF⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =3FN ⃗⃗⃗⃗⃗ ,得|MF|=3|FN|, ∴|MG|=3|NH|,∴|MK|=2|NH|=2|NF|=12|MN|, ∴|NK|=√|MN |2-|MK |2=√32|MN|, 由S △OMN =S △OMF +S △ONF =12|OF|·|NK|=√38p|MN|,又S △OMN =√3|MN|,∴√38p|MN|=√3|MN|,得p=8.14.抛物线有如下光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出.今有抛物线y 2=2px (p>0),如图,一平行x 轴的光线射向抛物线上的点P ,反射后又射向抛物线上的点Q ,再反射后又沿平行x 轴方向射出,且两平行光线间的最小距离为3,则抛物线的方程为 .2=3x,PQ 必过抛物线的焦点F (p2,0).当直线PQ 斜率不存在时,易得|PQ|=2p ;当直线PQ 斜率存在时,设PQ 的方程为y=k (x -p2),P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2), 联立{y =k (x -p2),y 2=2px ,得k 2(x 2-px +p 24)=2px ,整理得4k 2x 2-(4k 2p+8p )x+k 2p 2=0, 所以x 1+x 2=p+2pk2,x 1x 2=p 24.所以|PQ|=x 1+x 2+p=2p (1+1k 2)>2p. 综上,当直线PQ 与x 轴垂直时,弦长最短, 又因为两平行光线间的最小距离为3,故2p=3,∴抛物线方程为y 2=3x.15.(2021全国乙,理21)已知抛物线C :x 2=2py (p>0)的焦点为F ,且F 与圆M :x 2+(y+4)2=1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.点F (0,p 2)到圆M 上的点的距离的最小值为|FM|-1=p2+4-1=4,解得p=2.(2)由(1)知,抛物线的方程为x 2=4y ,即y=14x 2,则y'=12x.设切点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则易得直线l PA :y=x 12x-x 124,直线l PB :y=x 22x-x 224,从而得到P x 1+x 22,x 1x 24,设直线l AB :y=kx+b ,联立抛物线方程,消去y 并整理可得x 2-4kx-4b=0,∴Δ=16k 2+16b>0,即k 2+b>0,且x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4b ,∴P (2k ,-b ).∵|AB|=√1+k 2·√(x 1+x 2)2-4x 1x 2=√1+k 2·√16k 2+16b ,点P 到直线AB 的距离d=2√k 2+1,∴S △PAB =12|AB|d=4(k 2+b )32, ①又点P(2k,-b)在圆M:x2+(y+4)2=1上,故k2=1-(b-4)24,代入①得,S△PAB=4(-b2+12b-154)32,而yP=-b∈[-5,-3],∴当b=5时,(S△PAB)max=20√5.16.如图,已知抛物线y2=4x的焦点为F,过点P(2,0)的直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,直线AF,BF 分别与抛物线交于点M,N.(1)求y1y2的值;(2)连接MN,记直线MN的斜率为k1,直线AB的斜率为k2,证明:k1k2为定值.,设AB的方程为x=my+2,代入y2=4x,得y2-4my-8=0,从而y1y2=-8.M(x3,y3),N(x4,y4),k1 k2=y3-y4x3-x4×x1-x2y1-y2=y3-y4y324-y424×y124-y224y1-y2=y1+y2y3+y4,设直线AM的方程为x=ny+1,代入y2=4x,消去x得y2-4ny-4=0, 所以y1y3=-4,同理y2y4=-4,k1 k2=y1+y2y3+y4=y1+y2-4y1+-4y2=y1y2-4,由(1)知y1y2=-8,所以k1k2=2为定值.学科素养拔高练17.已知抛物线y2=16x的焦点为F,过点F作直线l交抛物线于M,N两点,则|NF|9−4|MF|的最小值为()A.23B.-23C.-1D.13y 2=16x 的焦点为F ,则F (4,0),当直线l 的斜率不存在时,直线l 为x=4,由{y 2=16x ,x =4,可得M (4,8),N (4,-8),∴|MF|=|NF|=8,∴|NF |9−4|MF |=718.当直线l 的斜率存在时,设过点F 的直线l 的方程为y=k (x-4),不妨设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),由{y 2=16x ,y =k (x -4),消y 可得k 2x-(16+8k 2)x+16k 2=0,∴x 1+x 2=8+16k 2,x 1x 2=16, ∴|MF|=x 1+p 2=x 1+4,|NF|=x 2+p2=x 2+4, ∴1|MF |+1|NF |=x 1+x 2+84(x1+x 2)+x 1x 2+16=16+16k 232+64k2+16+16=14.∴|NF |9−4|MF |=|NF |9+4|NF |-1≥2√|NF |9·4|NF |-1=13,当且仅当|NF|=6时取等号.故|NF |9−4|MF |的最小值为13.18.(多选)已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,准线为l ,过点F 的直线与抛物线交于P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2)两点,点P 在l 上的射影为P 1,则下列结论中正确的是( ) A.若x 1+x 2=6,则|PQ|=8B.以PQ 为直径的圆与准线l 相切C.设M (0,1),则|PM|+|PP 1|≥√2D.过点M (0,1)与抛物线C 有且只有一个公共点的直线至多有2条,设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,x 1x 2=1.对于A,若x 1+x 2=6,则k 2=1,故k=1或-1,|PQ|=√1+1√(x 1+x 2)2-4x 1x 2=√2×4√2=8,故A 成立; 对于B,取PQ 点中点N ,N 在l 上的投影为N',Q 在l 上的投影为Q',根据抛物线的定义,|PP 1|=|PF|,|QQ'|=|QF|,NN'为梯形的中位线,故|NN'|=12(|PP 1|+|QQ'|)=12|PQ|,故B 成立;对于C,M (0,1),|PM|+|PP 1|=|MP|+|PF|≥|MF|=√2,故C 成立;对于D,过M (0,1)且与抛物线相切的直线有2条,过M (0,1)且与x 轴平行的直线与抛物线相交且有一个交点,所以至多有三条,故D 不成立.。
3.3 抛物线【题组一 抛物线的定义】1.(2020·全国高二课时练习)已知抛物线24,y x =上一点P 到准线的距离为1d ,到直线l :43110x y -+=为2d ,则12d d +的最小值为( )A .3B .4C D【答案】A【解析】抛物线上的点P 到准线的距离等于到焦点F 的距离, 所以过焦点F 作直线43110x y -+=的垂线,则该点到直线的距离为12d d +最小值,如图所示;由(1,0)F ,直线43110x y -+=,所以123d d +==,故选A.2.(2020·全国高二课时练习)若抛物线22(0)y px p =>上的点(0A x 到其焦点的距离是A 到y 轴距离的3倍,则p 等于( ) A .12B .1C .3 2D .2【答案】D【解析】由题意,3x 0=x 0+2p ,∴x 0=4p ∴222p = ∵p >0,∴p=2.故选D .3.(2020·昆明市官渡区第一中学高二期中(文))已知抛物线24y x =上点B (在第一象限)到焦点F 距离为5,则点B 坐标为( )A .()1,1B .()2,3C .()4,4D .(【答案】C【解析】设()()000,,0B x y y >, 因为点B 到焦点F 距离为5即5BF =, 根据抛物线定义:00152pBF x x =+=+=, 解得:04x =,代入抛物线方程24y x =, 得04y =即()4,4B 故选:C4.(2020·广东佛山.高二期末)已知抛物线2y x =上的点M 到其焦点的距离为2,则M 的横坐标是( )A .32B .52C .74D .94【答案】C【解析】抛物线2y x =焦点1(,0)4F ,准线方程为14x =-,设点M 的横坐标为0x ,根据抛物线的定义,0017||2,44MF x x =+=∴=.故选:C5.(2020·定远县民族学校高二月考(理))已知抛物线C :28x y =的焦点为F ,()00A x y ,是C 上一点,且02AF y =,则0x =( ) A .2 B .2± C .4 D .4±【答案】D【解析】28x y =,如图,由抛物线的几何意义,可知0022AF Al y y ===+,所以02y =,所以04x =±,故选D .6.(2020·沙坪坝.重庆八中高二月考)若抛物线y 2=2px (p >0)上任意一点到焦点的距离恒大于1,则p 的取值范围是( ) A .p <1 B .p >1C .p <2D .p >2【答案】D【解析】∵设P 为抛物线的任意一点, 则P 到焦点的距离等于到准线:x 2p=-的距离, 显然当P 为抛物线的顶点时,P 到准线的距离取得最小值2p . ∴12p>,即p >2. 故选:D .7.(2019·河南濮阳.高二月考(文))若点P 为抛物线2:2C y x =上的动点,F 为C 的焦点,则||PF 的最小值为( ) A .1 B .12C .14D .18【答案】D【解析】由y =2x 2,得212x y =,∴2p 12=,则128p =, 由抛物线上所有点中,顶点到焦点距离最小可得,|PF |的最小值为18.故选D . 【题组二 抛物线的标准方程】1.(2020·全国高二课时练习)已知抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ,点(00,2p M x x ⎛⎫>⎪⎝⎭是抛物线C 上一点,以点M 为圆心的圆与直线2p x =交于E ,G 两点,若13sin MFG ∠=,则抛物线C 的方程是( ) A .2y x =B .22y x =C .24y x =D .28y x =【答案】C【解析】作MD EG ⊥,垂足为点D .由题意得点(002p M x x ⎛⎫> ⎪⎝⎭在抛物线上,则082px =得04px =.①由抛物线的性质,可知,0||2pDM x =-, 因为1sin 3MFG ∠=,所以011||||332p DM MF x ⎛⎫==+ ⎪⎝⎭.所以001232p p x x ⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭,解得:0x p =.②. 由①②,解得:02x p ==-(舍去)或02x p ==.故抛物线C 的方程是24y x =. 故选C .2.(2020·定远县育才学校高二月考(文))设斜率为2的直线l 过抛物线2y ax = ()0a ≠的焦点F ,且和y 轴交于点A .若(OAF O 为坐标原点)的面积为4,则抛物线的方程为( ) A .y 2=4x B .y 2=8x C .y 2=±4x D .y 2=±8x【答案】D【解析】2y ax =的焦点是,04a F (),直线l 的方程为2()4a y x =-,令0x =得,(0,)22a ay A =,所以由OAF △的面积为4得,214,64,8224a a a a ⋅⋅===±,故选D .3.(2020·天津和平.耀华中学高二期末)设抛物线22y px = (0p >)的焦点为F ,准线为l ,过焦点的直线分别交抛物线于,A B 两点,分别过,A B 作l 的垂线,垂足为,C D .若3AF BF =,且三角形CDF 的面积为则p 的值为( )A B C D 【答案】C【解析】过点B 作BM l ∥交直线AC 于点M ,交x 轴于点N , 设点()()1122,,A x y B x y 、,由3AF BF =得12322p p x x ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,即123x x p -=……①, 又因为NF AM ∥,所以14NF BF AM AB ==, 所以()1214NF x x =-, 所以()212142pOF ON NF x x x =+=+-=……②, 由①②可解得123,26p px x ==, 在Rt ABM ∆中,1283AB x x p p =++=, 124=3AM x x p -=,所以BM p ==,所以132CDF S P P ∆==,解得2p =或2p =-(舍去), 故选:C4.(2018·河南洛阳.高二一模(文))已知点(0,2)A ,抛物线C :22(0)y px p =>的焦点为F ,射线FA 与抛物线C 交于点M ,与抛物线准线相交于N ,若MN =,则p 的值为( )A .4B .1C .2D .3【答案】C【解析】依题意F 点的坐标为(2p,0),设M 在准线上的射影为K由抛物线的定义知|MF|=|MK|,5FM MN ∴=则|KN|:|KM|=2:1,02402FN k p p -==--,42p∴-=得p=2,选C. 5.(2019·黑龙江香坊.哈尔滨市第六中学校高二期中(文))已知点(1,2)M 在抛物线2:2(0)C y px p =>上,则p =______;点M 到抛物线C 的焦点的距离是______.【答案】2 2【解析】点(1,2)M 代入抛物线方程得:2221p =⨯,解得:2p =;抛物线方程为:24y x =,准线方程为:1x =-,点M 到焦点的距离等于点M 到准线的距离:112--=()故答案为2,26.(2020·全国高二课时练习)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 的标准方程为____.【答案】22y x =【解析】如图所示,设(0)2AFO παα∠=<<,过点B 作BB l '⊥于点B ',由抛物线的定义知,BF BB =',FC p =,ABB AFO α∠=∠=';在Rt AB B '∆中,cos BB BF ABABα==',cos BF AB α=,从而(1cos )AF BF AB AB α=+=+;又1AF AF BF-=,所以(1cos )1cos AB AF AB αα+-=,即1cos 1cos AF αα+-=,所以1cos AF α=;在Rt AFC ∆中,cos CF pAFAFα==,cos p AF α=, 所以1·cos 1cos p αα==, 所以抛物线C 的标准方程为22y x =.故答案为22y x =.7.(2020·四川省广元市川师大万达中学高二期中)已知抛物线22(0)y px p =>的准线与圆22670x y x +--=相切,则p 的值为_____.【答案】2;【解析】抛物线y 2=2px (p >0)的准线方程为x=﹣, 因为抛物线y 2=2px (p >0)的准线与圆(x ﹣3)2+y 2=16相切,所以3+=4,解得p=2. 故答案为2【题组三 直线与抛物线的位置关系】1.(2018·湖南衡阳市八中高二期中(文))过点(0,1)作直线,使它与抛物线y 2=4x 仅有一个公共点,这样的直线共有( ) A .1条 B .2条 C .3条 D .4条【答案】C【解析】通过图形可知满足题目要求的直线只能画出3条2.(2020·四川南充.高二期末(文))已知过点M (1,0)的直线AB 与抛物线y 2=2x 交于A ,B 两点,O 为坐标原点,若OA ,OB 的斜率之和为1,则直线AB 方程为______. 【答案】2x +y -2=0【解析】依题意可设直线AB 的方程为:x=ty+1,代入y 2=2x 得2220y ty --=,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1y 2=-2,y 1+y 2=2t ,所以12121212122()22422OA OB y y y y t k k t x x y y y y ++=+=+===--,∴21t -=,解得12t =-, ∴直线AB 的方程为:x=12y -+1,即2x+y-2=0.故答案为2x+y-2=0. 3.(2020·四川阆中中学高二月考(文))直线440kx y k --=与抛物线2y x =交于,A B 两点,若AB 4=,则弦AB 的中点到直线102x +=的距离等于________. 【答案】94【解析】如图,直线440kx y k --=过定点1(4,0),而抛物线2y x =的焦点F 为1(4,0),∴弦AB 的中点到准线14x =-的距离为1||22AB =,则弦AB 的中点到直线102x +=的距离等于19244+=. 故答案为:94.4.(2020·昆明市官渡区第一中学高二期末(理))设抛物线24y x =的焦点为F ,过F 的直线l 交抛物线于,A B 两点,过AB 的中点M 作y 轴的垂线与抛物线在第一象限内交于点P ,若32PF =,则直线l 的方程为__________.0y --=【解析】抛物线方程为24y x =,∴抛物线焦点为()1,0F ,准线为:1l x =-,设()()1122,,,A x y B x y ,因为P 在第一象限,所以直线AB 的斜率0k >, 设直线AB 方程为()1y k x =-,代入抛物线方程消去y ,得()2222240k x k x k -++=,21212224,1k x x x x k+∴+==, 过AB 的中点M 作准线的垂线与抛物线交于点P , 设P 点的坐标为()00,x y ,可得()01212y y y =+, ()()11221,1y k x y k x =-=-,()21212224422k y y k x x k k k k k+∴+=+-=⋅-=, 得到00221,y x k k =∴=,可得212,P k k ⎛⎫⎪⎝⎭,32PF =,32=,解之得22k =,所以k =)1y x =-0y -=,0y --=. 【题组四 弦长】1.(2019·安徽滁州.高二期末(理))已知,A B 为抛物线2:4C y x =上的不同两点,F 为抛物线C 的焦点,若5AB FB =,则||AB =( )A .252B .10C .254D .6【答案】C【解析】设1122(,),(,)A x y B x y ,则()2121,AB x x y y =--,又(1,0)F ,∴()221,FB x y =-,∴21255x x x -=-,2125y y y -=,∴1212544x x y y =-⎧⎨=-⎩,由()()22222244454y x y x ⎧=⎪⎨-=-⎪⎩,得21144x x ==,,∴1225||24AB x x =++=. 故选C .2.(2020·江西赣州.高二月考(理))过抛物线C :24y x =的焦点F 的直线交抛物线C 于11(,)A x y 、22(,)B x y 两点,且1243x x +=,则弦AB 的长为( ) A .163B .4C .103D .83【答案】C【解析】抛物线的焦点弦公式为:12x x p ++,由抛物线方程可得:2p =,则弦AB 的长为12410233x x p ++=+=.本题选择C 选项. 3.(2020·河南淇滨。
[基础达标]1.顶点在原点,关于y 轴对称,并且经过点M (-4,5)的抛物线方程为( ) A .y 2=165xB .y 2=-165xC .x 2=165yD .x 2=-165y解析:选C.由题设知,抛物线开口向上,设方程为x 2=2py (p >0),将(-4,5)代入得p =85,所以,抛物线方程为x 2=165y .2.已知点(x ,y )在抛物线y 2=4x 上,则z =x 2+12y 2+3的最小值为( )A .2B .3C .4D .0解析:选B.z =x 2+12×4x +3=(x +1)2+2,∵x ≥0,∴x =0时,z 有最小值,z min =3.3.设M (x 0,y 0)为抛物线C :x 2=8y 上一点,F 为抛物线C 的焦点,以F 为圆心,|FM |为半径的圆和抛物线C 的准线相交,则y 0的取值范围是( )A .(0,2)B .[0,2]C .(2,+∞)D .[2,+∞)解析:选C.圆心到抛物线准线的距离为p =4,根据已知只要|FM |>4即可,根据抛物线定义,|FM |=y 0+2,由y 0+2>4,解得y 0>2,故y 0的取值范围是(2,+∞).4.若抛物线x 2=2y 上距离点A (0,a )的最近点恰好是抛物线的顶点,则a 的取值范围是( ) A .a >0 B .0<a ≤1 C .a ≤1D .a ≤0解析:选C.设抛物线上任一点P 的坐标为(x ,y ),则|P A |2=d 2=x 2+(y -a )2=2y +(y -a )2 =y 2-(2a -2)y +a 2 =[y -(a -1)]2+(2a -1). ∵y ∈[0,+∞),根据题意知,(1)当a -1≤0,即a ≤1,y =0时,d 2min =a 2.这时d min =|a |.(2)当a -1>0,即a >1时,y =a -1时d 2取到最小值,不符合题意. 综上可知a ≤1.5.已知抛物线y =x 2上有一定点A (-1,1)和两动点P 、Q ,当P A ⊥PQ 时,点Q 的横坐标取值范围是( )A .(-∞,-3]B .[1,+∞)C .[-3,1]D .(-∞,-3]∪[1,+∞)解析:选D.设P (x 0,x 20),Q (x ,x 2),其中x 0≠-1,x ≠x 0,则P A →=(-1-x 0,1-x 20),PQ →=(x -x 0,x 2-x 20), ∵P A ⊥PQ , ∴P A →·PQ →=0.∴-(1+x 0)(x -x 0)+(1-x 20)(x 2-x 20)=0,即-1+(1-x 0)(x +x 0)=0, ∴x =-x 0+11-x 0=(1-x 0)+11-x 0-1,当x 0<1时,1-x 0+11-x 0≥2.∴x ≥2-1=1;当x 0>1时,1-x 0+11-x 0=-[(x 0-1)+1x 0-1]≤-2,∴x ≤-2-1=-3,故Q 横坐标的取值范围是(-∞,-3]∪[1,+∞).6.已知抛物线顶点为坐标原点,焦点在y 轴上,抛物线上的点M (m ,-2)到焦点的距离为4,则m =________.解析:由已知,可设抛物线方程为x 2=-2py (p >0).由抛物线定义有2+p2=4,∴p =4,∴x 2=-8y .将(m ,-2)代入上式,得m 2=16.∴m =±4.答案:±47.已知直线y =k (x -2),(k >0)与抛物线y 2=8x 相交于A 、B 两点,F 为抛物线的焦点,若|F A |=3|FB |,则k 的值为________.解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),易知x 1>0,x 2>0,y 1>0,y 2<0.由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -2)y 2=8x,得k 2x 2-(4k 2+8)x +4k 2=0, ∴x 1x 2=4. ① 又|AF |=x 1+2,|BF |=x 2+2且|AF |=3|FB |, ∴x 1=3x 2+4, ② 由①②解得x 2=23,∴B (23,-433),代入y =k (x -2)得k = 3.答案: 38.已知抛物线y 2=4x ,过点P (4,0)的直线与抛物线相交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,则y 21+y 22的最小值是________.解析:若k 不存在,则y 21+y 22=32.若k 存在,设直线AB 的斜率为k ,当k =0时,直线AB 的方程为y=0,不合题意,故k ≠0.由题意设直线AB 的方程为y =k (x -4)(k ≠0),由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -4),y 2=4x ,得ky 2-4y -16k =0,∴y 1+y 2=4k,y 1y 2=-16.∴y 21+y 22=(y 1+y 2)2-2y 1y 2=⎝⎛⎭⎫4k 2+32>32.∴y 21+y 22的最小值为32.答案:329.抛物线的顶点在原点,以x 轴为对称轴,经过焦点且倾斜角为135°的直线被抛物线截得的弦长为8,试求抛物线的方程.解:如图,设抛物线方程为y 2=2px (p >0),则焦点为F ⎝⎛⎭⎫p 2,0,所以直线方程为y =-⎝⎛⎭⎫x -p 2.设直线交抛物线于点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则根据抛物线的定义,得|AB |=|AF |+|BF |=|AC |+|BD |=x 1+p 2+x 2+p2,即x 1+x 2+p =8. 联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =-x +p 2,y 2=2px ,消去y ,得x 2-3px +p 24=0,∴x 1+x 2=3p ,∴3p +p =8,即p =2.∴所求抛物线的方程为y 2=4x .当抛物线方程设为y 2=-2px (p >0)时,同理可以求得抛物线的方程为y 2=-4x . 综上,抛物线的方程为y 2=4x 或y 2=-4x .10.设点P (x ,y )(y ≥0)为平面直角坐标系xOy 中的一个动点(其中O 为坐标原点),点P 到定点M (0,12)的距离比点P 到x 轴的距离大12.(1)求点P 的轨迹方程;(2)若直线l :y =kx +1与点P 的轨迹相交于A ,B 两点,且|AB |=26,求k 的值.解:(1)由题意知,动点P 到定点M 的距离等于它到直线x =-12的距离,根据抛物线的定义,得动点P的轨迹是抛物线,其中p 2=12,则2p =2,故动点P 的轨迹方程为x 2=2y .(2)将直线的方程代入抛物线方程并整理,得x 2-2kx -2=0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=2k ,x 1x 2=-2,|AB |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]=(1+k 2)[(2k )2+8]=26,解之得k =±1.[能力提升]1.设抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,直线l 过F 且与C 交于A ,B 两点.若|AF |=3|BF |,则l 的方程为( ) A .y =x -1或y =-x +1 B .y =33(x -1)或y =-33(x -1) C .y =3(x -1)或y =-3(x -1) D .y =22(x -1)或y =-22(x -1) 解析:选C.法一:如图所示,作出抛物线的准线l1及点A ,B 到准线的垂线段AA 1,BB 1,并设直线l 交准线于点M .设|BF |=m ,由抛物线的定义可知|BB 1|=m ,|AA 1|=|AF |=3m .由BB 1∥AA 1可知|BB 1||AA 1|=|MB ||MA |,即m 3m =|MB ||MB |+4m ,所以|MB |=2m ,则|MA |=6m .故∠AMA 1=30°,得∠AFx =∠MAA 1=60°,结合选项可知答案.法二:由|AF |=3|BF |可知AF →=3FB →,易知F (1,0),设A (x A ,y A ),B (x 0,y 0),则⎩⎪⎨⎪⎧1-x A =3(x 0-1)-y A =3y 0,从而可解得A 的坐标为(4-3x 0,-3y 0).因为点A ,B 都在抛物线上,所以⎩⎪⎨⎪⎧y 20=4x 0(-3y 0)2=4(4-3x 0),解得x 0=13,y 0=±23,所以k l =y 0-0x 0-1=±3.法三:结合焦点弦公式|AB |=2p sin 2θ及1|F A |+1|FB |=2p 进行求解.设直线AB 的倾斜角为θ,由题意知p =2,F (1,0),|AF ||BF |=3.又1|F A |+1|FB |=2p ,∴13|BF |+1|BF |=1,∴|BF |=43,|AF |=4,∴|AB |=163.又由抛物线焦点弦公式:|AB |=2psin 2θ,∴163=4sin 2θ,∴sin 2θ=34,∴sin θ=32,∴k =tan θ=± 3.故选C. 2.抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,已知点A ,B 为抛物线上的两个动点,且满足∠AFB =120°.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________. 解析:由余弦定理,得AB 2=AF 2+BF 2-2|AF |·|BF |cos 120°=AF 2+BF 2+|AF |·|BF |, 过A ,B 作AA ′,BB ′垂直于准线,则|MN |=12(|AA ′|+|BB ′|)=12(|F A |+|FB |),∴|MN ||AB |=|F A |+|FB |2|AB | =|F A |+|FB |2AF 2+BF 2+|F A |·|FB |=12AF 2+BF 2+|F A |·|FB |(|AF |+|BF |)2=12(AF +BF )2-|AF |·|BF |(|AF |+|BF |)2=121-|AF |·|BF |(|AF |+|BF |)2≤121-(|AF |+|BF |2)2(|AF |+|BF |)2=33. 答案:333.已知抛物线关于x 轴对称,它的顶点在坐标原点,点P (1,2),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)均在抛物线上. (1)写出该抛物线的标准方程及其准线方程;(2)当直线P A 与PB 的斜率存在且倾斜角互补时,求y 1+y 2的值及直线AB 的斜率. 解:(1)由已知条件,可设抛物线的方程为y 2=2px (p >0). ∵点P (1,2)在抛物线上,∴22=2p ×1,解得p =2. ∴所求抛物线的方程是y 2=4x ,准线方程是x =-1.(2)设直线P A 的斜率为k P A ,直线PB 的斜率为k PB .则k P A =y 1-2x 1-1,k PB =y 2-2x 2-1,∵P A 与PB 的斜率存在且倾斜角互补,∴k P A =-k PB .由A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)均在抛物线上,得⎩⎪⎨⎪⎧y 21=4x 1,①y 22=4x 2,②∴y 1-214y 21-1=-y 2-214y 22-1,∴y 1+2=-(y 2+2),∴y 1+y 2=-4. 由①-②得直线AB 的斜率为-1.4.抛物线C 的方程为y =ax 2(a <0),过抛物线C 上一点P (x 0,y 0)(x 0≠0)作斜率为k 1,k 2的两条直线分别交抛物线C 于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点(P ,A ,B 三点互不相同),且满足k 2+λk 1=0(λ≠0且λ≠-1).(1)求抛物线C 的焦点坐标和准线方程;(2)设直线AB 上一点M ,满足BM →=λMA →,证明线段PM 的中点在y 轴上;(3)当λ=1时,若点P 的坐标为(1,-1),求∠P AB 为钝角时点A 的纵坐标y 1的取值范围. 解:(1)由抛物线C 的方程y =ax 2(a <0)得,焦点坐标为(0,14a ),准线方程为y =-14a. (2)证明:设直线P A 的方程为y -y 0=k 1(x -x 0),直线PB 的方程为y -y 0=k 2(x -x 0).点P (x 0,y 0)和点A (x 1,y 1)的坐标是方程组⎩⎪⎨⎪⎧y -y 0=k 1(x -x 0)①y =ax 2②的解.将②式代入①式得ax 2-k 1x +k 1x 0-y 0=0,于是x 1+x 0=k 1a ,故x 1=k 1a-x 0,③又点P (x 0,y 0)和点B (x 2,y 2)的坐标是方程组⎩⎪⎨⎪⎧y -y 0=k 2(x -x 0)④y =ax 2⑤的解.将⑤式代入④式得ax 2-k 2x +k 2x 0-y 0=0.于是x 2+x 0=k 2a ,故x 2=k 2a -x 0.由已知得,k 2=-λk 1,则x 2=-λak 1-x 0.⑥设点M 的坐标为(x M ,y M ),由BM →=λMA →,则x M =x 2+λx 11+λ.将③式和⑥式代入上式得x M =-x 0-λx 01+λ=-x 0,即x M +x 0=0.所以线段PM 的中点在y 轴上. (3)因为点P (1,-1)在抛物线y =ax 2上,所以a =-1,抛物线方程为y =-x 2. 由③式知x 1=-k 1-1,代入y =-x 2得y 1=-(k 1+1)2. 将λ=1代入⑥式得x 2=k 1-1,代入y =-x 2得y 2=-(k 1-1)2.因此,直线P A 、PB 分别与抛物线C 的交点A 、B 的坐标为A (-k 1-1,-k 21-2k 1-1),B (k 1-1,-k 21+2k 1-1).于是AP →=(k 1+2,k 21+2k 1),AB →=(2k 1,4k 1),AP →·AB →=2k 1(k 1+2)+4k 1(k 21+2k 1)=2k 1(k 1+2)·(2k 1+1). 因∠P AB 为钝角且P 、A 、B 三点互不相同,故必有AP →·AB →<0.求得k 1的取值范围是k 1<-2或-12<k 1<0.又点A 的纵坐标y 1满足y 1=-(k 1+1)2,故当k 1<-2时,y 1<-1;当-12<k 1<0时,-1<y 1<-14.即y 1∈(-∞,-1)∪(-1,-14).。
1抛物线的定义:平面与一个定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点F 叫做抛物线的焦点,定直线l 叫做抛物线的准线. 2抛物线的图形和性质:①顶点是焦点向准线所作垂线段中点。
⑤焦半径为半径的圆:以P 为圆心、FP 为半径的圆必与准线相切。
所有这样的圆过定点F 、准线是公切线。
⑥焦半径为直径的圆:以焦半径 FP 为直径的圆必与过顶点垂直于轴的直线相切。
所有这样的圆过定点F 、过顶点垂直于轴的直线是公切线。
⑦焦点弦为直径的圆:以焦点弦PQ 为直径的圆必与准线相切。
所有这样的圆的公切线是准线。
3抛物线标准方程的四种形式:4抛物线5一般情况归纳:抛物线的定义:例1:点M 与点F (-4,0)的距离比它到直线l :x -6=0的距离4.2,求点M 的轨迹方程. 分析:点M 到点F 的距离与到直线x =4的距离恰好相等,符合抛物线定义.例2:斜率为1的直线l 经过抛物线y 2=4x 的焦点,与抛物线相交于点A 、B ,求线段A 、B 的长.分析:这是灵活运用抛物线定义的题目.基本思路是:把求弦长AB 转化为求A 、B 两点到准线距离的和.解:如图8-3-1,y 2=4x 的焦点为F (1,0),则l 的方程为y =x -1.由⎩⎨⎧+==142x y x y 消去y 得x 2-6x +1=0. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2) 则x 1+x 2=6. 又A 、B 两点到准线的距离为A ',B ',则()()()8262112121=+=++=+++='+'x x x x B B A A点评:抛物线的定义本身也是抛物线最本质的性质,在解题中起到至关重要的作用。
例3:(1) 已知抛物线的标准方程是y 2=10x ,求它的焦点坐标和准线方程;(2) 已知抛物线的焦点是F (0,3)求它的标准方程;(3) 已知抛物线方程为y =-mx 2(m >0)求它的焦点坐标和准线方程; (4) 求经过P (-4,-2)点的抛物线的标准方程;分析:这是为掌握抛物线四类标准方程而设计的基础题,解题时首先分清属哪类标准型,再录求P 值(注意p >0).特别是(3)题,要先化为标准形式:y m x 12-=,则mp 12=.(4)题满足条件的抛物线有向左和向下开口的两条,因此有两解. 答案:(1) ⎪⎭⎫ ⎝⎛025,F ,25-=x .(2) x 2=12y (3) ⎪⎭⎫ ⎝⎛-m F 410,,m y 41=;(4) y 2=-x 或x 2=-8y . 例4 求满足下列条件的抛物线的标准方程,并求对应抛物线的准线方程: (1)过点(-3,2); (2)焦点在直线x -2y -4=0上分析:从方程形式看,求抛物线的标准方程仅需确定一个待定系数p ;从实际分析,一般需确定p 和确定开口方向两个条件,否则,应展开相应的讨论解:(1)设所求的抛物线方程为y 2=-2px 或x 2=2py (p >0), ∵过点(-3,2), ∴4=-2p (-3)或9=2p ·2∴p =32或p =49 ∴所求的抛物线方程为y 2=-34x 或x 2=29y ,前者的准线方程是x =31,后者的准线方程是y =-89 (2)令x =0得y =-2,令y =0得x =4, ∴抛物线的焦点为(4,0)或(0,-2)当焦点为(4,0,∴p=8,此时抛物线方程y2x;焦点为(0,-2,∴p=4,此时抛物线方程为x2=-8y∴所求的抛物线的方程为y2=16x或x2=-8y,对应的准线方程分别是x=-4,y=2常用结论①过抛物线y2=2px的焦点F的弦AB长的最小值为2p②设A(x1,y),1B(x2,y2)是抛物线y2=2px上的两点,则AB过F的充要条件是y1y2=-p2③设A,B是抛物线y2=2px上的两点,O为原点,则OA⊥OB的充要条件是直线AB恒过定点(2p,0)例5:过抛物线y2=2px (p>0)的顶点O作弦OA⊥OB,与抛物线分别交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,求证:y1y2=-4p2.分析:由OA⊥OB,得到OA、OB斜率之积等于-1,从而得到x1、x2,y1、y2之间的关系.又A、B是抛物线上的点,故(x1,y1)、(x2,y2)满足抛物线方程.从这几个关系式可以得到y1、y2的值.证:由OA⊥OBy1y2=-x1x2而y1y2≠0.所以y1y2=-4p2.弦的问题例1 A,B是抛物线y2=2px(p>0)上的两点,满足OA⊥OB(O为坐标原点)求证:(1)A,B两点的横坐标之积,纵坐标之积为定值;(2)直线AB经过一个定点(3)作OM⊥AB于M,求点M的轨迹方程解:(1)设A(x1,y1), B(x2,y2), 则y12=2px1, y22=2px2,∴y12y22=4p2x1x2,∵OA⊥OB, ∴x1x2+y1y2=0,由此即可解得:x1x2=4p2, y1y2=─4p2 (定值)(2)直线AB的斜率∴直线AB的方程为y─y1即y(y1+y2)─y1y2=2px, 由(1)可得直线AB过定点C(2p,0)(3)解法1:设M(x,y), 由(2)知(i),又AB⊥OM, 故两直线的斜率之积为─1, = ─1(ii)由(i),(ii)得x2─2px+y2=0 (x≠0)解法2: 由OM⊥AB知点M的轨迹是以原点和点(2p,0)为直径的圆(除去原点)立即可求出例2 定长为3的线段AB的两个端点在抛物线y2=x上移动,AB的中点为M,求点M到y轴的最短距离,并求此时点M的坐标解:如图,设A(x 1,y 1), B(x 2,y 2),M(x,y), 则又设点A ,B ,M /4上的射影分别为A /,B /,M /, MM /与y 轴的交点为N , 则|AF|=|AA /|=x 1/|=x 2∴1+x 2等号在直线AB 过焦点时成立,此时直线AB 的方程为)16k 2x 2─8(k 2+2)x+k 2=0依题意1─x 2∴k 2=1/2, 此时1+x 2∴例3设一动直线过定点A(2, 0)B 、C 两点,点B 、C是线段BC上的点,Q 的轨迹方程,并说明该轨迹是什么图形 解析:①②代入②式得所以Q点轨迹为一线段(抠去一点):例4焦点为F,A、B两点,且AB的垂直平分线恒过定点S(6, 0)①求抛物线方程; 面积的最大值解:中点所以抛物线方程为:例5定长为3的线段AB的两个端点在抛物线y2=x上移动,AB的中点为M,求点M到y轴的最短距离,并求此时点M 的坐标解:如图,设A(x 1,y 1), B(x 2,y 2),M(x,y), 则又设点A ,B ,M /4上的射影分别为A /,B /,M /, MM /与y 轴的交点为N , 则|AF|=|AA /|=x 1/|=x 2∴1+x 2等号在直线AB 过焦点时成立,此时直线AB 的方程为)16k 2x 2─8(k 2+2)x+k 2=0依题意1─x2∴k 2=1/2, 此时1+x 2∴综合类(几何)例1 过抛物线焦点的一条直线与它交于两点P、Q ,通过点P 和抛物线顶点的直线交准线于点M ,如何证明直线MQ 平行于抛物线的对称轴?解:思路一:求出M 、Q 的纵坐标并进行比较,如果相等,则MQ//x 解出直线OPM由此可见,按这一思路去证,运算较为繁琐.x又直线OP这一证法运算较小.思路三:直线MQ将直线MOQFx ,y)就是点P的充要条件是点P在抛物线上,得证.这一证法巧用了充要条件来进行逆向思维,运算量也较小.说明:本题中过抛物线焦点的直线与x轴垂直时(即斜率不存在),容易证明成立.例21的直线交抛物线于A、B两点,点R是含抛物线顶点O的弧AB 上一点,求△RAB的最大面积.分析:求RAB的最大面积,因过焦点且斜率为1的弦长为定值,只要确定高的最大值即可.解:设ABx当过R的直线l平行于AB且与抛物线相切时,△RAB的面积有最大值.设直线lAB∴△RAB例3PP和抛物线的焦点Fk.(1k(2)求出)(k f 的定义域及单调区间.分析:2l 过点P 及F ,利用两点的斜率公式,可将2l 的斜率用k 表示出来,从而写出)(k f ,由函数)(k f 的特点求得其定义域及单调区间.解:(1)设1l 的方程为:)1(+=x k y ,将它代入方程x y 42=,得0)42(2222=+-+k x k x k设),(),(),(222111y x P y x P y x P 、、,则2222212,24k k x k k x x -=-=+ 将222k k x -=代入)1(+=x k y 得:ky 2=,即P 点坐标为)2,2(22k k k -. 由x y 42=,知焦点)0,1(F ,∴直线2l 的斜率22221122kk k k k k -=--= ∴函数211)(kk f -=. (2)∵2l 与抛物线有两上交点,∴0≠k 且04)42(422>--=∆k k 解得01<<-k 或10<<k∴函数)(k f =的定义域为{}1001<<<<-k k k 或 当)0,1(-∈k 时,)(k f 为增函数.例4 如图所示:直线l 过抛物线px y 22=的焦点,并且与这抛物线相交于A 、B 两点,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.分析:本题所要证的命题结论是否定形式,一方面可根据垂直且平分列方程得矛盾结论;别一方面也可以根据l 上任一点到C 、D 距离相等来得矛盾结论.证法一:假设直线l 是抛物线的弦CD 的垂直平方线,因为直线l 与抛物线交于A 、B 两点,所以直线l 的斜率存在,且不为零;直线CD 的斜率存在,且不为0.设C 、D 的坐标分别为)2,2(121pt pt 与)2,2(222pt pt .则211t t k CD +=∴l 的方程为)2()(21p x t t y -⋅+-= ∵直线l 平分弦CD∴CD 的中点))(),((212221t t p t t p ++在直线l 上, 即]2)()[()(22212121p t t p t t t t p -++-=+,化简得:0)21)((222121=+++t t t t p 由0)(21≠+t t p 知0212221=++t t 得到矛盾,所以直线l 不可能是抛物线的弦CD 的垂直平分线.证法二:假设直线l是弦CD的垂直平分线∵焦点F在直线l∴CD的垂直平分线ll和抛物线有两上交点矛盾,下略.例5O的两弦OA、OB互相垂直,求抛物线顶点O在AB上射影N的轨迹方程.分析:求与抛物线有关的轨迹方程,可先把N也可结合几何知识,通过巧妙替换,简化运算.解法一:①把N点看作定点,则AB②用x、y解法二:点N在以OA、OB OA为直径的圆方程为:①OA⊥OB在求以OB 为直径的圆方程时以t1-代1t ,可得022)(222=+-+pty px y x t ②由①+②得:0)2)(1(222=-++px y x t)0(0222≠=-+∴x px y x例6如图所示,直线1l 和2l 相交于点M ,1l ⊥2l ,点1l N ∈,以A 、B 为端点的曲线段C 上的任一点到2l 的距离与到点N 的距离相等,若△AMN 为锐角三角形,7=AM ,3=AN ,且6=BN ,建立适当的坐标系,求曲线段C 的方程.分析:因为曲线段C 上的任一点是以点N 为焦点,以2l 为准线的抛物线的一段,所以本题关键是建立适当坐标系,确定C 所满足的抛物线方程.解:以1l 为x 轴,MN 的中点为坐标原点O ,建立直角坐标系.由题意,曲线段C 是N 为焦点,以2l 为准线的抛物线的一段,其中A 、B 分别为曲线段的两端点.∴设曲线段C满足的抛物线方程为:),0,)(0(22>≤≤>=y x x x p px y B A 其中A x 、B x 为A 、B 的横坐标令,p MN =则)0,2(),0,2(pN p M -,3,17==AN AM Θ ∴由两点间的距离公式,得方程组:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-=++92)2(172)2(22A A A Apx p x px p x解得⎩⎨⎧==14A x p 或⎩⎨⎧==22Ax p ∵△AMN 为锐角三角形,∴A x p>2,则4=p ,1=A x 又B 在曲线段C 上,4262=-=-=∴pBN x B 则曲线段C 的方程为).0,41(82>≤≤=y x x y例7如图所示,设抛物线)10(22<<=p px y 与圆9)5(22=+-y x 在x 轴上方的交点为A 、B ,与圆27)6(22=+-y x 在x 由上方的交点为C 、D ,P 为AB 中点,Q 为CD 的中点.(1)求PQ .(2)求△ABQ 面积的最大值.分析:由于P 、Q 均为弦AB 、CD 的中点,故可用韦达定理表示出P 、Q 两点坐标,由两点距离公式即可求出PQ .解:(1)设),(),,(),,(),,(),,(),,(2211y x Q y x P y x D y x C y x B y x A D D C C B B A A由⎪⎩⎪⎨⎧==+-pxy y x 29)5(222得:016)5(22=+--x p x , P x x x BA -=+=∴521 2198)5(222222)(222p p p p x x x x p x x p y y y BA B A B A B A -=+-=++=+=+=由⎪⎩⎪⎨⎧==+-pxy y x 227)6(222得09)6(22=+--x p x , p x x x DC -=+=∴622 )(2222D C DC x x py y y +=+=同1y 类似,229p p y -=则0,12121=-=-y y x x ,1=∴PQ(2)B A B A APQ ABQ x x P y y PQ S S S BPQ -=-⋅=+=∆∆∆2221)1(821022p p p P-=--=10<<p Θ,∴当21=p 时,ABQ S ∆取最大值21. 例8 已知直线l 过原点,抛物线C 的顶点在原点,焦点在x 轴的正半轴上,且点)0,1(-A 和点)8,0(B 关于直线l 的对称点都在C 上,求直线l 和抛物线C 的方程.分析:设出直线l 和抛物线C 的方程,由点A 、B 关于直线l 对称,求出对称点的坐标,分别代入抛物线方程.或设α=∠Ox B ',利用对称的几何性质和三角函数知识求解.解法一:设抛物线C 的方程为px y 22=)0(>p ,直线l 的方程为kx y =)0(≠k , 则有点)0,1(-A ,点)8,0(B 关于直线l 的对称点为),(11'y x A 、),(22'y x B ,则有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=⋅+-⋅=,11,2121111k x y x k y 解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=+-=;12,1121221k k y k k x⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=⋅-⋅=+,18,2282222k x y x k y 解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=+=.1)1(8,11622222k k y k k x 如图,'A 、'B 在抛物线上∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+⋅=+-+-⋅=+.1162)1()1(64,112)1(42222222222k k p k k k k p k k 两式相除,消去p ,整理,得012=--k k ,故251±=k , 由0>p ,0>k ,得251+=k .把251+=k 代入,得552=p . ∴直线l 的方程为x y 251+=,抛物线C 的方程为x y 5542=. 解法二:设点A 、B 关于l 的对称点为),(11'y x A 、),(22'y x B , 又设α=∠Ox B ',依题意,有1'==OA OA ,8'==OB OB . 故αcos 82=x ,αsin 82=y .由︒=∠90BOA ,知︒=∠90''OAB .∴ααsin )90cos(1=︒-=x ,ααcos )90sin(1-=︒-=y . 又01>x ,02>x ,故α为第一象限的角. ∴)cos ,(sin 'αα-A 、)sin 8,cos 8('ααB .将'A 、'B 的坐标代入抛物线方程,得⎪⎩⎪⎨⎧==.cos 16sin 64,sin 2cos 22ααααp p ∴αα33cos sin 8=,即21tan =α从而55sin =α,552cos =α,∴552=p ,得抛物线C 的方程为x y 5542=. 又直线l 平分OB B '∠,得l 的倾斜角为︒+=-︒+452290ααα. ∴251sin 1cos )90cos(1)90sin()452tan(+=-=︒++︒+=︒+=αααααk .∴直线l 的方程为x y 251+=. 说明:(1)本题属于点关于直线的对称问题.解法一是解对称点问题的基本方法,它的思路明确,但运算量大,若不仔细、沉着,难于解得正确结果.解法二是利用对称图形的性质来解,它的技巧性较强,一时难于想到.(2)本题是用待定系数法求直线的方程和抛物线方程.在已知曲线的类型求曲线方程时,这种方法是最常规方法,需要重点掌握.例9 如图,正方形ABCD 的边AB 在直线4+=x y l :上,C 、D 两点在抛物线x y =2上,求正方形ABCD 的面积.分析:本题考查抛物线的概念及其位置关系,方程和方程组的解法和数形结合的思想方法,以及分析问题、解决问题的能力.解:∵直线4+=x y AB :,CD AB //,∴设CD 的方程为b x y +=,且),(11y x C 、),(22y x D .由方程组⎩⎨⎧+==b x y x y 2,消去x ,得02=+-b y y ,于是121=+y y ,b y y =21,∴21211y y kCD -+=(其中1=k )∴)41(24)(221221b y y y y CD -=-+⋅=.由已知,ABCD 为正方形,AD CD =, ∴CD 可视为平行直线AB 与CD 间的距离,则有24b CD -=,于是得24)41(2b b -=-.两边平方后,整理得,01282=++b b ,∴6-=b 或2-=b .当6-=b 时,正方形ABCD 的面积50)241(22=+==CD S . 当2-=b 时,正方形ABCD 的面积18)81(22=+==CD S .∴正方形ABCD 的面积为18或50.说明:运用方程(组)的思想和方法求某些几何量的值是解析几何中最基本的、贯穿始终的方法,本题应充分考虑正方形这一条件.例10 设有一颗彗星围绕地球沿一抛物线轨道运行,地球恰好位于抛物线轨道的焦点处,当此彗星离地球为410⨯d km 时,经过地球与彗星的直线与抛物线的轴的夹角为︒30,求这彗星与地球的最短距离. 分析:利用抛物线有关性质求解.解:如图,设彗星轨道方程为px y 22=,0>p ,焦点为)0,2(pF , 彗星位于点),(00y x P 处.直线PF 的方程为)2(33p x y -=.解方程组⎪⎩⎪⎨⎧-==),2(33,22p x y px y 得2)347(p x ±=, 故2)347(0px ±=.p pp p x PF )324(|22)347(|332|2|3320±=-±=-=. 故d p =±)324(,得d p 232±=. 由于顶点为抛物线上到焦点距离最近的点,所以顶点是抛物线上到焦点距离最近的点.焦点到抛物线顶点的距离为d p 4322±=,所以彗星与地球的最短距离为410432⨯+d km 或410432⨯-d km ,(P 点在F 点的左边与右边时,所求距离取不同的值).说明:(1)此题结论有两个,不要漏解;(2)本题用到抛物线一个重要结论:顶点为抛物线上的点到焦点距离最近的点,其证明如下:设),(00y x P 为抛物线px y 22=上一点,焦点为)0,2(p F ,准线方程为2p x -=,依抛物线定义,有220px p PF ≥+=)0(0≥x ,当00=x 时,PF 最小,故抛物线上到焦点距离最近的点是抛物线的顶点.例11 如图,抛物线顶点在原点,圆x y x 422=+的圆心是抛物线的焦点,直线l 过抛物线的焦点,且斜率为2,直线l 交抛物线与圆依次为A 、B 、C 、D 四点,求CD AB +的值.分析:本题考查抛物线的定义,圆的概念和性质,以及分析问题与解决问题的能力,本题的关键是把CD AB +转化为直线被圆锥曲线所截得的弦长问题.解:由圆的方程x y x 422=+,即4)2(22=+-y x 可知,圆心为)0,2(F ,半径为2,又由抛物线焦点为已知圆的圆心,得到抛物线焦点为)0,2(F ,设抛物线方程为x y 82=,BC AD CD AB -=+∵BC 为已知圆的直径,∴4=BC ,则4-=+AD CD AB .设),(11y x A 、),(22y x D ,∵FD AF AD +=,而A 、D 在抛物线上, 由已知可知,直线l 方程为)2(2-=x y ,于是,由方程组⎩⎨⎧-==).2(2,82x y y 消去y ,得0462=+-x x ,∴621=+x x . ∴1046=+=AD ,因此,6410=-=+CD AB .说明:本题如果分别求AB 与CD 则很麻烦,因此把CD AB +转化成4-=-AD BC AD 是关键所在,在求AD 时,又巧妙地运用了抛物线的定义,从而避免了一些繁杂的运算.11.已知抛物线y 2=2px(p>0),过焦点F 的弦的倾斜角为θ(θ≠0),且与抛物线相交于A 、B 两点. (1)求证:|AB|=θ2sin 2p;(2)求|AB|的最小值.(1)证明:如右图,焦点F 的坐标为F(2p,0).设过焦点、倾斜角为θ的直线方程为y=tan θ·(x-2p),与抛物线方程联立,消去y 并整理,得 tan 2θ·x 2-(2p+ptan 2θ)x+4tan 22θ•p =0.此方程的两根应为交点A 、B 的横坐标,根据韦达定理,有x 1+x 2=θθ22tan tan 2p p +.设A 、B 到抛物线的准线x=-2p 的距离分别为|AQ|和|BN|,根据抛物线的定义,有|AB|=|AF|+|FB|=|AQ|+|BN|=x 1+x 2+p=θ2sin 2p . (2)解析:因|AB|=θ2sin 2p的定义域是0<θ<π,又sin 2θ≤1, 所以,当θ=2π时,|AB|有最小值2p.12.已知抛物线y 2=2px(p>0)的一条焦点弦AB 被焦点F 分成m 、n 两部分,求证:nm 11+为定值,本题若推广到椭圆、双曲线,你能得到什么结论?解析:(1)当AB ⊥x 轴时,m=n=p , ∴n m 11+=p2. (2)当AB 不垂直于x 轴时,设AB:y=k(x-2p ), A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),|AF|=m,|BF|=n, ∴m=2p +x 1,n=2p +x 2. 将AB 方程代入抛物线方程,得k 2x 2-(k 2p+2p)x+422pk =0,∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=•+=+.4,22212221p x x k p p k x x∴nm11+=mnnm+=ppxxpxxpxx24)(22212121=+++++.本题若推广到椭圆,则有nm11+=ep2(e是椭圆的离心率);若推广到双曲线,则要求弦AB与双曲线交于同一支,此时,同样有nm11+=ep2(e为双曲线的离心率).13.如右图,M是抛物线y2=x上的一点,动弦ME、MF分别交x轴于A、B两点,且|MA|=|MB|.(1)若M为定点,证明:直线EF的斜率为定值;(2)若M为动点,且∠EMF=90°,求△EMF的重心G的轨迹方程.(1)证明:设M(y02,y0),直线ME的斜率为k(k>0),则直线MF的斜率为-k,直线ME的方程为y-y0=k(x-y02).由⎪⎩⎪⎨⎧=-=-.),(22xyyxkyy得ky2-y+y0(1-ky0)=0.解得y0·y E=kkyy)1(-,∴y E=kky1-,∴x E=22)1(kky-.同理可得y F=kky1+,∴x F=22)1(kky+.∴k EF=21yxxyyFEFE-=--(定值).(2)解析:当∠EMF=90°时,∠MAB=45°,所以k=1,由(1)得E((1-y0)2,(1-y0))F((1+y0)2,-(1+y0)).设重心G(x,y),则有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=++=+=++=.33,33232yyyyyyxxxxFEMFEM消去参数y0,得y2=27291-x(x>0).14.在平面直角坐标系中,O为坐标原点,已知两点M(1,-3)、N(5,1),若点C满足OC=t OM+(1-t)ON(t∈R),点C的轨迹与抛物线y2=4x交于A、B两点.(1(2)在x轴上是否存在一点P(m,0),使得过点P任作抛物线的一条弦,并以该弦为直径的圆都过原点.若存在,请求出m的值及圆心的轨迹方程;若不存在,请说明理由.(1)∈R)知点C的轨迹是M、N两点所在的直线,故点C的轨迹方程是:(x-1),即y=x-4.22-12x+16=0.∴x1x2=16,x1+x2=12,∴y1y2=(x1-4)(x2-4)=x1x2-4(x1+x2)+16=-16.∴x1x2+y1y2=0.(2)解析:存在点P(4,0),使得过点P任作抛物线的一条弦,以该弦为直径的圆都过原点.由题意知:弦所在的直线的斜率不为零,故设弦所在的直线方程为:x=ky+4,代入y2=x,得y2-4ky-16=0,∴y1+y2=4k,y1y2=-16.k OA·k OB∴OA⊥OB,故以AB为直径的圆都过原点.设弦AB的中点为M(x,y),则1+x21+y2).x1+x2=ky1+4+ky2+4=k(y1+y2)+8=k·(4k)+8=4k2+8.∴弦AB的中点M k,得y2=2x-8.。