选修2-1第三章圆锥曲线与方程2.1抛物线的简单性质(二)
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_物_线2.1 抛物线及其标准方程[对应学生用书P49]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:曲线上点D到直线EF的距离是什么?提示:线段DA的长.问题2:曲线上点D到定点C的距离是什么?提示:线段DC的长.问题3:曲线上的点到直线EF和定点C之间的距离有何关系?提示:相等.抛物线的定义已知某定点和定直线l(定点不在定直线l上),且定点到l的距离为6,曲线上的点到定点距离与到定直线l 的距离相等.在推导曲线的方程的过程中,由建系的不同,有以下点和直线.A(3,0),B(-3,0),C(0,3),D(0,-3);l1:x=-3,l2:x=3,l3:y=-3,l4:y=3.问题1:到定点A和定直线l1距离相等的点的轨迹方程是什么?并指出曲线开口方向.提示:y 2=12x . 向右.问题2:到定点B 和定直线l 2距离相等的点的轨迹方程是什么?曲线开口向哪? 提示:y 2=-12x . 向左.问题3:到定点C 和定直线l 3距离相等的点的轨迹方程是什么?曲线开口向哪? 提示:x 2=12y . 向上.问题4:到定点D 和定直线l 4距离相等的点的轨迹方程是什么?曲线开口向哪? 提示:x 2=-12y . 向下.抛物线的标准方程1.平面内与一定点F 和一定直线l 距离相等的点的集合是抛物线,定点F 不在定直线上,否则点的轨迹是过点F 垂直于直线l 的直线.2.抛物线的标准方程有四种形式,顶点都在坐标原点,焦点在坐标轴上.[对应学生用书P50][例1] (1)y =14x 2;(2)x =ay 2(a ≠0).[思路点拨] 首先根据抛物线的方程确定抛物线是哪一种类型,求出p .再写出焦点坐标和准线方程. [精解详析] (1)抛物线y =14x 2的标准形式为x 2=4y ,∴p =2,∴焦点坐标是(0,1),准线方程是y =-1.抛物线开口向上. (2)抛物线方程的标准形式为y 2=1ax ,∴2p =1|a|.①当a >0时,p 2=14a,抛物线开口向右,∴焦点坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫14a ,0,准线方程是x =-14a ;②当a <0时,p 2=-14a,抛物线开口向左,∴焦点坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫14a ,0,准线方程是x =-14a .综合上述,当a ≠0时,抛物线x =ay 2的焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫14a ,0,准线方程为x =-14a .a >0时,开口向右;a <0时,开口向左.[一点通]1.先将抛物线方程化成标准形式,再判断开口方向、焦点位置,准确地求出p 值.2.抛物线y 2=2ax (a ≠0)的焦点坐标⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2,0,准线x =-a2,不必讨论a 的正负.1.抛物线x 2=8y 的焦点坐标是( ) A .(0,2) B .(0,-2) C .(4,0)D .(-4,0)解析:由抛物线的方程为x 2=8y 知,抛物线的焦点在y 轴上,所以2p =8,p2=2,所以焦点坐标为(0,2),故选A.答案:A2.(北京高考)若抛物线y 2=2px 的焦点坐标为(1,0),则p =________,准线方程为________.解析:因为抛物线y 2=2px 的焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,准线方程为x =-p2,抛物线y 2=2px 的焦点坐标为(1,0),所以p =2,准线方程为x =-1.答案:2 x =-1[例2] (1)过点(-3,2);(2)焦点在直线x -2y -4=0上;(3)已知抛物线焦点在y 轴上,焦点到准线的距离为3.[思路点拨] 确定p 的值和抛物线的开口方向,写出标准方程.[精解详析] (1)设所求的抛物线方程为y 2=-2p 1x (p 1>0)或x 2=2p 2y (p 2>0),∵过点(-3,2), ∴4=-2p 1(-3)或9=2p 2·2. ∴p 1=23或p 2=94.故所求的抛物线方程为y 2=-43x 或x 2=92y .(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)时,p2=4,∴p =8,此时抛物线方程y 2=16x ; 当焦点为(0,-2)时,p2=|-2|,∴p =4,此时抛物线方程为x 2=-8y . 故所求的抛物线的方程为y 2=16x 或x 2=-8y .(3)由题意知,抛物线标准方程为x 2=2py (p >0)或x 2=-2py (p >0)且p =3,∴抛物线标准方程为x 2=6y 或x 2=-6y .[一点通]求抛物线标准方程的方法有:(1)定义法,求出焦点到准线的距离p ,写出方程.(2)待定系数法,若已知抛物线的焦点位置,则可设出抛物线的标准方程,求出p 值即可,若抛物线的焦点位置不确定,则要分情况讨论.另外,焦点在x 轴上的抛物线方程可统一设成y 2=ax (a ≠0),焦点在y 轴上的抛物线方程可统一设成x 2=ay (a ≠0).3.(陕西高考)设拋物线的顶点在原点,准线方程为x =-2,则拋物线的方程是( ) A .y 2=-8x B .y 2=8x C .y 2=-4x D .y 2=4x解析:由准线方程x =-2,可知拋物线为焦点在x 轴正半轴上的标准方程,同时得p =4,所以标准方程为y 2=2px =8x .答案:B4.抛物线的顶点在原点,对称轴是x 轴,抛物线上一点(-5,25)到焦点的距离是6,则抛物线的方程是________.解析:因为点(-5,25)在第二象限,且以原点为顶点,x 轴为对称轴,故抛物线开口向左,设其方程为y 2=-2px ,把(-5,25)代入得p =2,故所求方程为y 2=-4x .答案:y 2=-4x5.已知焦点在x 轴上,且抛物线上横坐标为3的点A 到焦点的距离为5,求抛物线的标准方程. 解:由题意,设抛物线方程为y 2=2px (p >0),其准线为x =-p2.∵A 到焦点的距离为5,∴A 到准线的距离也是5,即3-⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2=5,解得p =4.故所求的抛物线标准方程为y 2=8x .[例3]某隧道横断面由抛物线和矩形的三边组成,尺寸如图所示,某卡车载一集装箱,箱宽3 m ,车与箱共高4m ,此车能否通过此隧道?请说明理由.[思路点拨] 可先建立坐标系并把图中的相关数据转化为曲线上点的坐标,求出抛物线方程,然后比较当车辆从正中通过时,1.5 m 处的抛物线距地面高度与车辆高度的大小进行判断.[精解详析] 建立如图所示的平面直角坐标系.设抛物线方程为x 2=-2py (p >0),当x =3时,y =-3,即点(3,-3)在抛物线上. 代入得2p =3,故抛物线方程为x 2=-3y . 已知集装箱的宽为3 m ,当x =32时,y =-34,而桥高为5 m ,所以5-34=414>4.故卡车可通过此隧道. [一点通]1.本题的解题关键是把实际问题转化为数学问题,利用数学模型,通过数学语言(文字、符号、图形、字母等)表达、分析、解决问题.2.在建立抛物线的标准方程时,以抛物线的顶点为坐标原点,对称轴为一条坐标轴建立坐标系.这样可使得方程的形式更为简单,便于计算.6.某河上有抛物线形拱桥,当水面距拱顶6 m 时,水面宽10 m ,抛物线的方程可能是( ) A .x 2=-256yB .x 2=-2512yC .x 2=-365yD .x 2=-2524y解析:建立直角坐标系如图,设抛物线方程为x 2=-2py (p >0),则P (5,-6)在抛物线上.∴25=-2p (-6),∴p =2512.∴抛物线方程为x 2=-256y .答案:A7.某抛物线形拱桥跨度是20米,拱桥高度是4米,在建桥时,每4米需用一根支柱支撑,求其中最长支柱的长.解:如图,建立平面直角坐标系,设抛物线方程为x 2=-2py (p >0).依题意知,点P (10,-4)在抛物线上, ∴100=-2p ×(-4),2p =25. 即抛物线方程为x 2=-25y . ∵每4米需用一根支柱支撑, ∴支柱横坐标分别为-6,-2,2,6.由图知,AB 是最长的支柱之一,点B 的坐标为(2,y B ),代入x 2=-25y ,得y B =-425.∴|AB |=4-425=3.84,即最长支柱的长为3.84米.1.确定抛物线的标准方程,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).2.求抛物线标准方程的方法:特别注意在设标准方程时,若焦点位置不确定,要分类讨论.错误!1.抛物线y =-18x 2的焦点坐标是( )A .(0,-4)B .(0,-2)C .(-12,0)D .(-132,0)解析:抛物线方程可化成x 2=-8y ,所以焦点坐标为(0,-2),故选B. 答案:B2.若抛物线y 2=2px 的焦点与椭圆x26+y22=1的右焦点重合,则p 的值为( )A .4B .2C .6D .8解析:∵a 2=6,b 2=2, ∴c 2=a 2-b 2=4,c =2.椭圆的右焦点为(2,0),∴p2=2,p =4.答案:A3.抛物线y =ax 2的准线方程是y =2,则a 的值为( ) A.18 B .-18C .8D .-8解析:由y =ax 2,得x 2=1a y ,14a =-2,a =-18.答案:B4.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( ) A .y 2=8x B .y 2=-8x C .y 2=4xD .y 2=-4x解析:设动圆的半径为r ,圆心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,由抛物线的定义知y 2=8x .答案:A5.抛物线y 2=2px 过点M (2,2),则点M 到抛物线准线的距离为________.解析:因为y 2=2px 过点M (2,2),于是p =1,所以点M 到抛物线准线的距离为2+p 2=52.答案:526.已知点P (6,y )在抛物线y 2=2px (p >0)上,若点P 到抛物线焦点F 的距离等于8,则焦点F 到抛物线准线的距离等于________.解析:抛物线y 2=2px (p >0)的准线为x =-p2,因为P (6,y )为抛物线上的点,所以P 到焦点F 的距离等于它到准线的距离,所以6+p2=8,所以p =4,故焦点F 到抛物线准线的距离等于4.答案:47.由条件解下列各题的标准方程及准线方程.(1)求焦点在直线2x -y +5=0上的抛物线的标准方程及其准线方程. (2)已知抛物线方程为2x 2+5y =0,求其焦点和准线方程. (3)已知抛物线方程为y =mx 2(m ≠0),求其焦点坐标及准线方程.解:(1)直线2x -y +5=0与坐标轴的交点为⎝ ⎛⎭⎪⎫-52,0,(0,5),以此两点为焦点的抛物线方程分别为y 2=-10x ,x 2=20y .其对应准线方程分别是x =52,y =-5.(2)抛物线方程即为x 2=-52y ,焦点为⎝⎛⎭⎪⎫0,-58,准线方程:y =58.(3)抛物线方程即为x 2=1m y (m ≠0),焦点为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,14m ,准线方程y =-14m .8.如图,已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,A 是抛物线上横坐标为4,且位于x 轴上方的点,A 到抛物线准线的距离等于5,过A 作AB 垂直于y 轴,垂足为B ,OB 的中点为M .(1)求抛物线方程;(2)过M 作MN ⊥F A ,垂足为N ,求点N 的坐标. 解:(1)抛物线y 2=2px 的准线为x =-p2,于是,4+p2=5,p =2.所以抛物线方程为y 2=4x . (2)因为点A 的坐标是(4,4), 由题意得B (0,4),M (0,2). 又F (1,0),所以k AF =43.因为MN ⊥F A ,所以k MN =-34.则F A 的方程为y =43(x -1),MN 的方程为y =-34x +2.解方程组错误!得错误!所以N ⎝ ⎛⎭⎪⎫85,45.2.2 抛物线的简单性质[对应学生用书P52]太阳能是最清洁的能源.太阳能灶是日常生活中应用太阳能的典型例子.太阳能灶接受面是抛物线一部分绕其对称轴旋转一周形成的曲面.它的原理是太阳光线(平行光束)射到抛物镜面上,经镜面反射后,反射光线都经过抛物线的焦点,这就是太阳能灶把光能转化为热能的理论依据.问题1:抛物线有几个焦点?提示:一个.问题2:抛物线的顶点与椭圆有什么不同?提示:椭圆有四个顶点,抛物线只有一个顶点.问题3:抛物线有对称中心吗?提示:没有.问题4:抛物线有对称轴吗?若有对称轴,有几条?提示:有;1条.抛物线的简单性质1.抛物线只有一条对称轴,没有对称中心; 2.抛物线只有一个顶点、一个焦点、一条准线; 3.抛物线的离心率是确定的,e =1;4.抛物线的焦点和准线分别在顶点的两侧,且它们到顶点的距离相等,均为p2.[对应学生用书P53][1]已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为x 轴,且与圆x 2+y 2=4相交的公共弦长等于23,求这条抛物线的方程.[思路点拨] 因为圆和抛物线都关于x 轴对称,所以它们的交点也关于x 轴对称,即公共弦被x 轴垂直平分,于是由弦长等于23,可知交点纵坐标为±3.[精解详析]如图,设所求抛物线的方程为y 2=2px (p >0)或y 2=-2px (p >0),设交点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)(y 1>0,y 2<0), 则|y 1|+|y 2|=23, 即y 1-y 2=23.由对称性知y 2=-y 1,∴y 1=3.将y 1=3代入x 2+y 2=4得x =±1, ∴点(1,3),(-1,3)分别在抛物线y 2=2px ,y 2=-2px 上.∴3=2p 或3=(-2p )×(-1),p =32.故所求抛物线的方程为y 2=3x 或y 2=-3x . [一点通]由抛物线的性质求抛物线的标准方程时,关键是确定抛物线的焦点位置,并结合其性质求解p 的值,其主要步骤为:1.顶点在原点,对称轴是y 轴,并且顶点与焦点的距离等于3的抛物线的标准方程为( ) A .x 2=±3y B .y 2=±6x C .x 2=±12yD .x 2=±6y解析:由顶点与焦点的距离等于3,所以p2=3,p =6.又因为对称轴是y 轴,所以抛物线标准方程为x 2=±12y .答案:C2.边长为1的等边三角形AOB ,O 为原点,AB ⊥x 轴,以O 为顶点且过A ,B 的抛物线方程是( ) A .y 2=36x B .y 2=-36xC .y 2=±36x D .y 2=±33x解析:当抛物线焦点在x 轴正半轴上时,如图所示,∵△OAB 为等边三角形,且边长为1.∴A ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫32,12.设抛物线方程为y 2=2px (p >0), ∴14=2p ·32,∴p =312, ∴抛物线方程为y 2=36x ,同理,当抛物线的焦点在x 轴负半轴上时,方程为y 2=-36x .答案:C3.已知抛物线y 2=2px (p >0),有一个内接直角三角形,直角顶点在原点,斜边长为213,一直角边所在的直线方程是y =2x ,求此抛物线的方程.解:由题意得另一直角边所在的直线方程是y =-12x .由⎩⎪⎨⎪⎧y2=2px ,y =2x得三角形的一顶点为⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,p , 由⎩⎪⎨⎪⎧y2=2px ,y =-12x 得三角形的另一个顶点为(8p ,-4p ),由已知,得⎝⎛⎭⎪⎫8p -p 22+(-4p -p )2=(213)2.解得p =45.故所求抛物线的方程为y 2=85x .[例2] 若动点M[思路点拨] “点M 与点F 的距离比它到直线l :x +5=0的距离小1”,就是“点M 与点F 的距离等于它到直线x +4=0的距离”,由此可知点M 的轨迹是以F 为焦点,直线x +4=0为准线的抛物线.[精解详析] 如图,设点M 的坐标为(x ,y ).由已知条件可知,点M 与点F 的距离等于它到直线x +4=0的距离.根据抛物线的定义,点M 的轨迹是以F (4,0)为焦点的抛物线,且p2=4,即p =8.因为焦点在x 轴的正半轴上,所以点M 的轨迹方程为:y 2=16x . [一点通]由于抛物线上的点到焦点距离与到准线距离相等,所以常把抛物线上点到焦点距离转化为到准线距离处理.即:若p (x 0,y 0)是抛物线y 2=2px 上任意一点,则p 到焦点F 的距离为|PF |=x 0+p2(称为焦半径).4.平面上点P 到定点(0,-1)的距离比它到y =2的距离小1,则点P 轨迹方程为________.解析:由题意,即点P 到(0,-1)距离与它到y =1距离相等,即点P 是以(0,-1)为焦点的抛物线,方程为x 2=-4y .答案:x 2=-4y5.已知抛物线y 2=2x 的焦点是F ,点P 是抛物线上的动点,又有点A (3,2),求|P A |+|PF |的最小值,并求出取最小值时P 点坐标.解:将x =3代入抛物线方程y 2=2x ,得y =±6. ∵6>2,∴A 在抛物线内部.设抛物线上点P 到准线l :x =-12的距离为d ,由定义知|P A |+|PF |=|P A |+d ,由图可知,当P A ⊥l 时,|P A |+d 最小,最小值为72,设P (x 0,y 0),则y 0=2, ∴x 0=2.故P 点坐标为(2,2).[例3] 已知抛物线y 2=2px (p >0),直线l 过抛物线焦点F ⎝ ⎭⎪p 2,0与抛物线交于A ,B 两点.求证:以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切.[思路点拨] 解答本题可设出A ,B 两点坐标,并用A ,B 的坐标表示圆心坐标,然后证明圆心到准线的距离为圆的半径.[精解详析] 设直线l 与抛物线两交点A ,B 坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),则中点M ⎝⎛⎭⎪⎫x1+x22,y1+y22. 而|AB |=|AF |+|BF |=x 1+p2+x 2+p2=x 1+x 2+p .设圆心M 到准线x =-p2的距离为d ,则d =x1+x22+p 2=x1+x2+p 2,∴d =|AB|2,即圆心到准线x =-p2的距离等于圆的半径.∴以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切. [一点通]1.涉及抛物线的焦半径、焦点弦长问题可以优先考虑利用定义将点到焦点的距离转化为点到准线的距离.2.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),若AB 是抛物线y 2=2px (p >0)过焦点F 的一条弦,则①|AB |=x 1+x 2+p ,②x 1·x 2=p24,y 1y 2=-p 2.6.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,若x 1+x 2=6,则|AB |的值为( )A .10B .8C .6D .4解析:∵y 2=4x ,∴2p =4,p =2. ∴由抛物线定义知: |AF |=x 1+1,|BF |=x 2+1, ∴|AB |=|AF |+|BF |= x 1+x 2+2=6+2=8. 答案:B 7.(江西高考)已知点A (2,0),抛物线C :x 2=4y 的焦点为F ,射线F A 与抛物线C 相交于点M ,与其准线相交于点N ,则|FM |∶|MN |=( )A .2∶5B .1∶2C .1∶5D .1∶3解析:如图,直线MF 的方程为x2+y1=1,即x +2y -2=0.设直线MF 的倾斜角为α,则tan α=-12.由抛物线的定义得|MF |=|MQ |.所以|MF||MN|=|MQ||MN|=sin α=15.答案:C1.抛物线y 2=2px 上的点P (x 0,y 0)到焦点F 的距离(焦半径):|PF |=x 0+p2.2.若过抛物线y 2=2px 的焦点的直线与抛物线相交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,则|AB |=x 1+x 2+p (焦点弦公式).当AB ⊥x 轴时,AB 为通径且|AB |=2p .3.解决与焦点弦有关的问题:一是注意运用焦点弦所在直线方程和抛物线方程联立方程组,再结合根与系数的关系解题;二是注意焦点弦、焦半径公式的应用,注意整体思想的运用.错误!1.设抛物线的顶点在原点,焦点F 在y 轴上,抛物线上的点(k ,-2)与F 的距离为4,则k 的值为( ) A .4 B .-2 C .4或-4D .2或-2解析:由题意知抛物线方程可设为x 2=-2py (p >0),则p2+2=4,∴p =4,∴x 2=-8y ,将(k ,-2)代入得k =±4. 答案:C2.已知F 是抛物线y 2=x 的焦点,A ,B 是该抛物线上的两点,|AF |+|BF |=3,则线段AB 的中点到y 轴的距离为( )A.34B .1 C.54D.74解析:根据抛物线定义与梯形中位线定理,得线段AB 中点到y 轴的距离为:12(|AF |+|BF |)-14=32-14=54.答案:C 3.(新课标全国卷Ⅰ)O 为坐标原点,F 为抛物线C :y 2=42x 的焦点,P 为C 上的一点,若|PF |=42,则△POF 的面积为( )A .2B .22C .23D .4解析:如图,设点P 的坐标为(x 0,y 0),由|PF |=x 0+2=42,得x 0=32,代入抛物线方程得,y 20=42×32=24,所以|y 0|=26,所以S △POF =12|OF ||y 0|=12×2×26=23.答案:C4.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 |=( )A .43B .8C .83D .16解析:由抛物线的定义得,|PF |=|P A |,又由直线AF 的斜率为-3,可知∠P AF =60°.△P AF 是等边三角形,∴|PF |=|AF |=4cos 60°=8.答案:B5.顶点在原点,焦点在x 轴上且通径长为6的抛物线方程是________.解析:设抛物线的方程为y 2=2ax ,则F ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2,0.∴|y |=2a×a 2=a2=|a |.由于通径长为6,即2|a |=6, ∴a =±3.∴抛物线方程为y 2=±6x . 答案:y 2=±6x6.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).则使抛物线方程为y 2=10x 的必要条件是________(要求填写合适条件的序号). 解析:由抛物线方程y 2=10x ,知它的焦点在x 轴上,所以②适合.又∵它的焦点坐标为F ⎝ ⎛⎭⎪⎫52,0,原点O (0,0),设点P (2,1),可得k PO ·k PF =-1,∴⑤也合适.而①显然不合适,通过计算可知③④不合题意.∴应填序号为②⑤. 答案:②⑤7.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,求抛物线方程及|OM |的值.解:设抛物线方程为y 2=2px (p >0),则焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,准抛物线方程为x =-p2.∵M 在抛物线上,∴M 到焦点的距离等于到准线的距离,即 ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫2-p 22+y20=⎝ ⎛⎭⎪⎫2+p 22=3. 解得:p =1,y 0=±22,∴抛物线方程为y 2=2x . ∴点M (2,±22),根据两点间距离公式有:|OM |=错误!=2错误!.8.已知y =x +m 与抛物线y 2=8x 交于A ,B 两点. (1)若|AB |=10,求实数m 的值; (2)若OA ⊥OB ,求实数m 的值.解:由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +m ,y2=8x得x 2+(2m -8)x +m 2=0.设A (x 1,y 1),B (x 2、y 2),则x 1+x 2=8-2m ,x 1·x 2=m 2,y 1·y 2=m (x 1+x 2)+x 1·x 2+m 2=8m . (1)因为|AB |=1+k2错误!=错误!·错误!=10,所以m =错误!.(2)因为OA ⊥OB ,所以x 1x 2+y 1y 2=m 2+8m =0,解得m =-8,m =0(舍去).故实数m 的值为-8.。
一、选择题1.已知F 是双曲线22:13y C x -=的右焦点,Q 是双曲线C 左支上的一点,(M 是y 轴上的一点.当MQF 的周长最小时,过点Q 的椭圆与双曲线C 共焦点,则椭圆的离心率为( ) A .25B .45C .15D .232.已知直线2y kx =+与椭圆2219x y m+=总有公共点,则m 的取值范围是( )A .4m ≥B .09m <<C .49m ≤<D .4m ≥且9m ≠3.设O 为坐标原点,直线y b =与双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的两条渐近线分别交于,A B 两点,若OAB 的面积为2,则双曲线C 的焦距的最小值是( )A .16B .8C .4D .24.已知O 为坐标原点设1F ,2F 分别是双曲线2219x y -=的左右焦点,P 为双曲线左支上的任意一点,过点1F 作12F PF ∠的角平分线的垂线,垂足为H ,则OH =( ) A .1B .2C .3D .45.人们已经证明,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轴.探照灯、手电筒也是利用这个原理设计的.已知抛物线()220y px p =>的焦点为F ,从点F 出发的光线第一象限内抛物线上一点P 反射后的光线所在直线方程为2y =,若入射光线FP 的斜率为43,则抛物线方程为 ( ) A .28y x =B .26y x =C .24y x =D .22y x =6.已知双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的离心率为2,左、右焦点分别为1F 、2F ,A 在C 的左支上,1AF x ⊥轴,A 、B 关于原点对称,四边形12AF BF 的面积为48,则12F F =( )A .8B .4C .D .7.已知双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的焦点到渐近线的距离为1,且与椭圆22182x y +=有公共焦点.则双曲线C 的渐近线方程为( )A .77y x =±B .7y x =±C .55y x =±D .5y x =±8.如图,已知点()00,P x y 是双曲线221:143x y C -=上的点,过点P 作椭圆222:143x y C +=的两条切线,切点为A 、B ,直线AB 交1C 的两渐近线于点E 、F ,O是坐标原点,则OE OF ⋅的值为( )A .34B .1C .43D .9169.已知椭圆22:12x C y +=,直线l 过椭圆C 的左焦点F 且交椭圆于A ,B 两点,AB 的中垂线交x 轴于M 点,则2||||FM AB 的取值范围为( )A .11,164⎛⎫⎪⎝⎭ B .11,84⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .11,162⎛⎫⎪⎝⎭ D .11,82⎡⎫⎪⎢⎣⎭10.在平面直角坐标系中,,A B 分别是x 轴和y 轴上的动点,若以AB 为直径的圆C 与直线240x y +-=相切,则圆C 面积的最小值为( ) A .45π B .34πC .(65)π-D .54π11.已知双曲线22221x y a b-=(0a >,0b >)的左焦点为F ,过原点的直线与双曲线分别相交于A ,B 两点.已知20AB =,16AF =,且3cos 5ABF ∠=,则双曲线的离心率为( ) A .5B .3C .2D 612.已知椭圆E :()222210x y a b a b+=>>,过点()4,0的直线交椭圆E 于A ,B 两点.若AB 中点坐标为()2,1-,则椭圆E 的离心率为( )A .12B 3C .13D 23二、填空题13.设F 为抛物线2:=3C y x 的焦点,过F 且倾斜角为30的直线交C 于A ,B 两点,则AB =________.14.F 是抛物线2:4C y x =的焦点,P 是C 上且位于第一象限内的点,点P 在C 的准线上的射影为Q ,且2PQ =,则PQF △外接圆的方程为_____.15.已知椭圆()222:1024x y C b b+=<<的左、右焦点分别为1F 、2F ,P 为椭圆上一点,13PF =,123F PF π∠=,则b =______.16.在平面直角坐标系中,已知椭圆22:12+=x E y ,直线10x y +-=与椭圆E 交于A ,B 两点,则△AOB 的外接圆圆心的坐标为______.17.如图,将桌面上装有液体的圆柱形杯子倾斜α角(母线与竖直方向所成角)后,液面呈椭圆形,当30α=︒时,该椭圆的离心率为____________.18.已知抛物线2:4C x y =的焦点为F ,过C 上一点A 作C 的准线l 的垂线,垂足为B ,连接FB 交x 轴于点D ,若||5AF =,则||AD =_________.19.已知点M 抛物线24y x =上的一点,F 为抛物线的焦点,点A 在圆()()22:311C x y -+-=上,则MA MF +的最小值________.20.已知椭圆()222210x y a b a b +=>>的离心率为22,右焦点为()1,0F ,三角形ABC的三个顶点都在椭圆上,设它的三条边AB 、BC 、AC 的中点分别为D 、E 、F ,且三条边所在直线的斜率分别为()123123,,0k k k k k k ≠.若直线OD 、OE 、OF 的斜率之和为-1(O 为坐标原点),则123111k k k ++=______. 三、解答题21.在平面直角坐标系xOy 中,已知抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点与椭圆:2212x y +=的右焦点重合. (Ⅰ)求抛物线C 的方程及其准线方程;(Ⅱ)记(4,0)P ,若抛物线C 上存在两点B ,D ,使PBD △为以P 为顶点的等腰三角形,求直线BD 的斜率的取值范围.22.已知椭圆2222:1(0)x y D a b a b +=>>的离心率为2e =,点1)-在椭圆D 上.(1)求椭圆D 的标准方程;(2)设点(2,0)M -,(2,0)N,过点F 的直线l 与椭圆交于A ,B 两点(A 点在x 轴上方),设直线MA ,NB (O 为坐标原点)的斜率分别为k 1,k 2,求证:12k k 为定值. 23.已知椭圆C :22221x y a b+=()0a b >>的左、右焦点分别为1F ,2F ,点A 在椭圆C上,且112AF F F ⊥,12AF F △的面积为32,点,2b B b ⎛⎫- ⎪⎝⎭在椭圆C 上.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)斜率存在且不为零的直线l 与椭圆C 相交于P ,Q 两点,点M 的坐标为()8,0,若直线MP ,MQ 的倾斜角互补,求证:直线l 过定点.24.已知:椭圆221164x y +=,求:(1)以()2,1P -为中点的弦所在直线的方程; (2)斜率为2的平行弦中点的轨迹方程.25.已知离心率e =C :()222210x y a b a b +=>>的一个焦点为()1,0-.(1)求椭圆C 的方程;(2)若斜率为1的直线l 交椭圆C 于A ,B两点,且3AB =,求直线l 的方程. 26.已知椭圆方程为22163x y +=.(1)设椭圆的左右焦点分别为12F F 、,点P 在椭圆上运动,求12PF PF ⋅的取值范围; (2)设直线l 和圆222x y +=相切,和椭圆交于A 、B 两点,O 为原点,线段OA 、OB 分别和圆222x y +=交于C 、D 两点,设AOB 、COD △的面积分别为1S 、2S ,求12S S 的取值范围.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.B解析:B 【分析】当,,M Q E 三点共线时,MQ QE +最小,进而可求出Q 的坐标,结合椭圆的性质,可知椭圆的离心率EF e QE QF=+.【详解】由题意,双曲线22:13y C x -=中,2221,3,4a b c ===,设双曲线的左焦点为E ,则()2,0E -,右焦点()2,0F ,则()222324MF =+=,根据双曲线的性质可知,2QF QE a -=,则MQF 的周长为26MF MQ QF MF MQ QE a MQ QE ++=+++=++,当,,M Q E 三点共线时,MQ QE +最小,此时MQF 的周长最小,此时直线ME 的方程为)32y x =+,联立)221332y x x y ⎧==+-⎪⎨⎪⎩,消去y 得450x +=,解得54x =-,则33y = 所以MQF 的周长最小时,点Q 的坐标为5334⎛- ⎝⎭,过点Q 的椭圆的左焦点()2,0E -,右焦点()2,0F ,则2222533533224444QE QF ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=-++--+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭614544=+=, 所以椭圆的离心率45EF e QE QF==+. 故选:B. 【点睛】本题考查双曲线、椭圆的性质,考查椭圆离心率的求法,考查学生的计算求解能力,属于中档题.2.D解析:D 【分析】由直线2y kx =+恒过(0,2)点,将问题转化为点(0,2)在椭圆2219x y m+=上或椭圆内,可得选项. 【详解】因为直线2y kx =+恒过(0,2)点,为使直线1y kx =+与椭圆2219x y m +=恒有公共点,只需点(0,2)在椭圆2219x y m +=上或椭圆内,所以220219m+≤,即4m ≥.又9m ≠,所以4m ≥且9m ≠.故选:D. 【点睛】本题考查直线与椭圆的位置关系,关键在于直线恒过的点在椭圆上或椭圆的内部,属于中档题.3.C解析:C 【分析】由双曲线的渐近线方程可知2AB a =,又OAB 的面积为2得2ab =,而双曲线C 的焦距2c =. 【详解】由题意,渐近线方程为by x a=±, ∴,A B 两点的坐标分别为(,),(,)a b a b -,故2AB a =,∴1222OABSa b =⋅⋅=,即2ab =,∴24c ==≥当且仅当22a =时等号成立. 故选:C 【点睛】易错点睛:利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足“一正二定三相等”: (1)“一正”就是各项必须为正数;(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方4.C解析:C 【分析】根据中位线性质得到22111()22OH BF PF PF a ==-=得到答案. 【详解】如图所示:延长1F H 交2PF 于B12F PF ∠的平分线为PA ,1F B PA H ⊥⇒为1F B 中点,1PF BP =,在12F F B △中,O 是12F F 中点,H 为1F B 中点,⇒22111()322OH BF PF PF a ==-==故选:C 【点睛】关键点点睛:本题考查了双曲线的性质,利用中位线性质将212OH BF =是解题的关键. 5.D解析:D 【分析】由抛物线方程可得焦点坐标,设出P 点坐标,由性质求出P 点坐标,表示出FP 的斜率,解出p ,即可得抛物线方程. 【详解】,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,设()00,P x y 由题意有02y =将02y =代入()220y px p =>得02x p=2,2P p ⎛⎫∴ ⎪⎝⎭,又,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,且FP 的斜率为43,有204232p p -=-解得:1p =故抛物线方程为:22y x = 故选:D 【点睛】抛物线方程中,字母p 的几何意义是抛物线的焦点F 到准线的距离,2p等于焦点到抛物线顶点的距离.牢记它对解题非常有益.6.A解析:A 【分析】设122F F c =,求出1AF ,由题意可知四边形12AF BF 为平行四边形,根据四边形12AF BF 的面积为48可得出关于a 的等式,由此可求得12F F .【详解】设122F F c =,由于双曲线的离心率为2ce a==,2c a ∴=,则223b c a a =-=, 所以,双曲线C 的方程为222213x y a a-=,即22233x y a -=,将x c =-即2x a =-代入双曲线C 的方程可得3y a =±,13AF a ∴=,由于A 、B 关于原点对称,1F 、2F 关于原点对称,则四边形12AF BF 是平行四边形, 四边形12AF BF 的面积2341248S a a a =⨯==,解得2a =,12248F F c a ∴===.故选:A. 【点睛】关键点点睛:本题考查双曲线几何性质的应用,利用四边形的面积求双曲线的焦距,解题的关键就是利用双曲线的离心率将双曲线的方程转化为只含a 的方程,在求解相应点的坐标时,可简化运算.7.C解析:C 【分析】求出椭圆焦点坐标,得双曲线的焦点坐标,再由焦点到渐近线的距离可求得,a b ,得渐近线方程. 【详解】由题意已知椭圆的焦点坐标为(,即为双曲线的焦点坐标,双曲线中c = 渐近线方程为by x a=±,其中一条为0bx ay -=,1==,1b =,∴a = ∴渐近线方程为y x =. 故选:C . 【点睛】关键点点睛:本题考查椭圆与双曲线的焦点坐标,考查双曲线的渐近线方程,关键是求出,a b .解题时要注意椭圆中222a b c =+,双曲线中222+=a b c .两者不能混淆.8.B解析:B 【分析】设点()00,P x y ,求出直线AB 的方程为003412x x y y +=,联立直线AB 与双曲线两渐近线方程,求出点E 、F 的坐标,由此可计算得出OE OF ⋅的值. 【详解】先证明结论:椭圆222:143x y C +=在其上一点()00,M x y 的切线方程为003412x x y y +=.由于点()00,M x y 在椭圆2C 上,则22003412x y +=,联立002234123412x x y y x y +=⎧⎨+=⎩,消去y 得()()22220000342448160x y x x x y +-+-=, 即22001224120x x x x -+=,即()200x x -=,所以,直线003412x x y y +=与椭圆2C 相切.所以,椭圆222:143x y C +=在其上一点()00,M x y 的切线方程为003412x x y y +=.本题中,设点()00,P x y ,设点()11,A x y 、()22,B x y ,直线PA 的方程为113412x x y y +=,直线PB 的方程为223412x x y y +=,由于点()00,P x y 在直线PA 、PB 上,可得1010202034123412x x y y x x y y +=⎧⎨+=⎩,所以点()11,A x y 、()22,B x y 满足方程003412x x y y +=, 所以,直线AB 的方程为003412x x y y +=.联立003412x x y y y x +=⎧⎪⎨=⎪⎩,得点E ⎫,同理F ⎫.因此,()()()()2222220000048361213422OE OF x y y y ⋅=-==---. 故选:B. 【点睛】结论点睛:在利用椭圆的切线方程时,一般利用以下方法进行直线: (1)设切线方程为y kx m =+与椭圆方程联立,由0∆=进行求解;(2)椭圆22221x y a b +=在其上一点()00,x y 的切线方程为00221x x y y a b +=,在应用此方程时,首先应证明直线00221x x y y a b +=与椭圆22221x y a b+=相切.9.B解析:B 【分析】 当l :0y =时,2||1||8FM AB =,设():10l x my m =-≠与椭圆联立可得:()222210my my +--=, 然后求得AB 的中垂线方程,令0y = ,得21,02M m ⎛⎫- ⎪+⎝⎭,然后分别利用两点间的距离公式和弦长公式求得||MF ,2||AB ,建立2||||FM AB 求解. 【详解】椭圆22:12x C y +=的左焦点为()1,0F -,当l :0y =时,())(),,0,0A B M,1,FM AB ==所以2||1||8FM AB =, 设():10l x my m =-≠与椭圆联立22112x my x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩,可得: ()222210my my +--=,由韦达定理得:1221222212m y y m y y m ⎧+=⎪⎪+⎨-⎪=⎪+⎩,取AB 中点为222,22m D m m -⎛⎫⎪++⎝⎭, 所以AB 的中垂线方程为:2212:22DM m l x y m m m ⎛⎫=--- ⎪++⎝⎭, 令0y = ,得21,02M m ⎛⎫-⎪+⎝⎭, 所以221||2m MF m +=+,又()()2222281||2m AB m +==+, 所以2222||121111=1(,)||818184FM m AB m m ⎛⎫+⎛⎫=+∈ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭, 综上所述2||11,||84FM AB ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭, 故选:B. 【点睛】思路点睛:1、解决直线与椭圆的位置关系的相关问题,其常规思路是先把直线方程与椭圆方程联立,消元、化简,然后应用根与系数的关系建立方程,解决相关问题.涉及弦中点的问题常常用“点差法”解决,往往会更简单. 2、设直线与椭圆的交点坐标为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则弦长为AB ===k 为直线斜率). 注意:利用公式计算直线被椭圆截得的弦长是在方程有解的情况下进行的,不要忽略判别式大于零.10.A解析:A 【详解】试题分析:设直线:240l x y +-=因为1||||2C l OC AB d -==,1c d -表示点C 到直线l 的距离,所以圆心C 的轨迹为以O 为焦点,l 为准线的抛物线,圆C 的半径最小值为1122O l d -==,圆C 面积的最小值为2455ππ⎛= ⎝⎭.故本题的正确选项为A. 考点:抛物线定义.11.A解析:A 【分析】在AFB ∆中,由余弦定理可得222||||||2||||cos AF AB BF AB BF ABF =+-∠,即可得到|BF |,设F '为双曲线的右焦点,连接BF ',AF '.根据对称性可得四边形AFBF '是矩形.即可得到a ,c ,进而求得离心率. 【详解】在AFB ∆中,||20AB =,||16AF =,且3cos 5ABF ∠=, 由余弦定理可得222||||||2||||cos AF AB BF AB BF ABF =+-∠, 从而可得2(||12)0BF -=,解得||12BF =.设F '为双曲线的右焦点,连接BF ',AF '.根据对称性可得四边形AFBF '是矩形.||16BF ∴'=,||10FF '=.2|1612|a ∴=-,220c =,解得2a =,10c =.5ce a ∴==. 故选:A.【点睛】本题考查余弦定理、双曲线的定义、对称性、离心率、矩形的性质,考查函数与方程思想、转化与化归思想,考查逻辑推理能力和运算求解能力.12.B解析:B 【分析】设()()1122,,,A x y B x y ,代入椭圆方程,利用点差法得到22221212220x x y y a b--+=,然后根据AB 中点坐标为()2,1-,求出斜率代入上式,得到a ,b 的关系求解. 【详解】设()()1122,,,A x y B x y ,则22112222222211x y a b x y a b ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩, 两式相减得:22221212220x x y y a b --+=,因为AB 中点坐标为()2,1-, 所以12124,2x x y y +=+=-,所以()()2212122212122x x b y y b x x y y a a+-=-=-+, 又1212011422AB y y k x x -+===--, 所以22212b a =,即2a b =,所以231c b e a a ⎛⎫==-= ⎪⎝⎭, 故选:B 【点睛】本题主要考查椭圆的方程,点差法的应用以及离心率的求法,还考查了运算求解的能力,属于中档题.二、填空题13.12【解析】由知焦点所以设直线AB 方程为联立抛物线与直线方程消元得:设则根据抛物线定义知故填:解析:12 【解析】由2=3y x 知焦点3(0)4F ,,所以设直线AB 方程为33()34y x =-,联立抛物线与直线方程,消元得:21616890x x -+=,设1122(,),(,)A x y B x y ,则12212x x += ,根据抛物线定义知12213||=x 1222AB x p ++=+=.故填:12. 14.【分析】由题可判断为直角三角形即外接圆的圆心为中点求出圆心和半径即可写出圆的方程【详解】由抛物线方程可知焦点准线方程为即则即为直角三角形外接圆的圆心为中点即圆心为半径为外接圆的方程为故答案为:【点睛 解析:()2212x y +-=【分析】由题可判断FPQ △为直角三角形,即PQF △外接圆的圆心为FQ 中点,求出圆心和半径即可写出圆的方程. 【详解】由抛物线方程可知焦点()1,0F ,准线方程为1x =-,2PQ =,∴12P x +=,即1P x =,则2P y =, ()()1,2,1,2P Q ∴-,FP PQ ∴⊥,即FPQ △为直角三角形,∴PQF △外接圆的圆心为FQ 中点,即圆心为()0,1,半径为122FQ =, ∴PQF △外接圆的方程为()2212x y +-=.故答案为:()2212x y +-=. 【点睛】本题考查抛物线的简单性质,考查圆的方程的求解,属于基础题.15.【分析】作出图形利用椭圆的定义可求得利用余弦定理可求得的值进而可求得的值【详解】根据椭圆的定义:在焦点中由余弦定理可得:则所以故答案为:【点睛】本题考查利用椭圆的定义和余弦定理求椭圆方程中的参数考查解析:32【分析】作出图形,利用椭圆的定义可求得2PF ,利用余弦定理可求得c 的值,进而可求得b 的值. 【详解】根据椭圆的定义:2231PF a =-=,在焦点12PF F △中,由余弦定理可得:222212121242cos 73c F F PF PF PF PF π==+-⋅=,274c ∴=,则22279444b ac =-=-=,所以,32b =.故答案为:32.【点睛】本题考查利用椭圆的定义和余弦定理求椭圆方程中的参数,考查计算能力,属于中等题.16.【分析】首先联立方程求得设圆心坐标利用其到△三个顶点的距离相等列出等量关系式求得结果【详解】联立方程可得:设圆心坐标则得:故答案为:【点睛】该题考查的是有关圆的问题涉及到的知识点有求直线与椭圆的交点解析:51,62⎛⎫⎪⎝⎭【分析】首先联立方程221012x y x y +-=⎧⎪⎨+=⎪⎩,求得()0,1A ,41,33B ⎛⎫- ⎪⎝⎭,设圆心坐标(),x y ,利用其到△AOB 三个顶点的距离相等,列出等量关系式,求得结果. 【详解】联立方程221012x y x y +-=⎧⎪⎨+=⎪⎩可得:()0,1A ,41,33B ⎛⎫- ⎪⎝⎭, 设圆心坐标(),x y ,则()22222241133x y x y x y ⎛⎫-++=+=+- ⎛⎫ ⎪⎝⎭⎪⎝⎭, 得:56x =,12y =, 故答案为:51,62⎛⎫ ⎪⎝⎭. 【点睛】该题考查的是有关圆的问题,涉及到的知识点有求直线与椭圆的交点,三角形外接圆的圆心的求法,属于简单题目.17.【分析】由图知椭圆的短轴长为圆柱的直径椭圆的长半轴与底面半径构成夹角为的直角三角形由此可求得椭圆离心率【详解】设圆柱形杯子的底面半径为画示意图如图所示:则是椭圆的长半轴长是椭圆的短半轴长则又则故答案 解析:12【分析】由图知椭圆的短轴长为圆柱的直径,椭圆的长半轴与底面半径构成夹角为30的直角三角形,由此可求得椭圆离心率. 【详解】设圆柱形杯子的底面半径为b ,画示意图如图所示:则OC 是椭圆的长半轴长,OB 是椭圆的短半轴长,则BC c ==,又30COB α∠==︒,则1sin 2c e a α===. 故答案为:12【点睛】本题考查了圆柱的截面为椭圆的问题,根据椭圆的性质求出椭圆的离心率,考查了学生的分析能力,空间想象能力,属于中档题.18.【分析】设根据利用抛物线的定义得到解得代入中得到AB 的坐标直线的方程令得D 的坐标用两点间的距离公式求解【详解】设因为所以得代入中得当时则直线为令得所以当时同理得故答案为:【点睛】本题主要考查抛物线的解析:【分析】设()00,A x y ,根据||5AF =,利用抛物线的定义得到0||15AB y =+=,解得04y =,代入24x y =中,得到A ,B 的坐标,直线BF 的方程,令0y =,得D 的坐标,用两点间的距离公式求解. 【详解】设()00,A x y ,因为||5AF =, 所以0||15AB y =+=,得04y =,代入24x y =中,得04x =±,当(4,4)A 时,(4,1)B -,则直线BF 为112y x =-+, 令0y =,得(2,0)D ,所以||AD =当(4,4)A -时,同理得||AD =故答案为:【点睛】本题主要考查抛物线的定义和几何性质,还考查了数形结合的思想和运算求解的能力,属于中档题.19.3【分析】由题得抛物线的准线方程为过点作于根据抛物线的定义将问题转化为的最小值根据点在圆上判断出当三点共线时有最小值进而求得答案【详解】由题得抛物线的准线方程为过点作于又所以因为点在圆上且半径为故当解析:3 【分析】由题得抛物线的准线l 方程为1x =-,过点M 作MN l ⊥于N ,根据抛物线的定义将问题转化为MA MN +的最小值,根据点A 在圆C 上,判断出当、、C N M 三点共线时,MA MN +有最小值,进而求得答案. 【详解】由题得抛物线的准线l 方程为1x =-,过点M 作MN l ⊥于N ,又MN MF =, 所以=MA MF MA MN ++,因为点A 在圆()()22:311C x y -+-=上,且()3,1C ,半径为1r =,故当、、C N M 三点共线时,()min413MA MN CN r +=-=-=,所以MA MF +的最小值为3. 故答案为:3 【点睛】本题主要考查了抛物线的标准方程与定义,与圆有关的最值问题,考查了学生的转化与化归的思想.20.2【分析】求出椭圆的方程利用点差法求得直线的斜率同理即可求得【详解】由题意可得所以所以椭圆的标准方程为设由两式作差可得则而故即同理可得所以故答案为:2【点睛】本题考查三条直线的斜率的倒数和的求法考查解析:2 【分析】求出椭圆的方程,利用“点差法”求得直线AB 的斜率,同理即可求得123111k k k ++ 【详解】 由题意可得1c =,22c a =,所以2a =221b a c =-=, 所以椭圆的标准方程为2212x y +=,设()11,A x y ,()22,B x y ,()33,C x y ,1212,22x x y y D ++⎛⎫ ⎪⎝⎭,由221122221212x y x y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩ , 两式作差可得()()()()212121212x x x x y y y y -+=--+,则()212121212y y x x y y x x -+=-+-, 而1212OD y y k x x +=+,故1122AB ODk k k =-=-,即112OD k k =-, 同理可得212OE k k =-,312OF k k =-, 所以()12311122OD OE OF k k k k k k ++=-++=. 故答案为:2 【点睛】本题考查三条直线的斜率的倒数和的求法,考查转化思想以及计算能力,属于中档题.三、解答题21.(Ⅰ)方程为24y x =,准线为1x =-;(Ⅱ)2,,2⎛⎛⎫-∞+∞ ⎪⎝⎭⎝⎭【分析】(Ⅰ)由椭圆方程可得其右焦点为()1,0,即可求出p ,得出抛物线方程和准线; (Ⅱ)设直线BD 的方程为y kx m =+,联立直线与抛物线方程,可得1km <,表示出BD 中点M ,由题可得PM BD ⊥,由1PM k k=-建立关系可求. 【详解】(Ⅰ)由椭圆方程可得其右焦点为()1,0, 抛物线与椭圆右焦点重合,12p∴=,即2p =, 故抛物线C 的方程为24y x =,准线为1x =-; (Ⅱ)设直线BD 的方程为y kx m =+,联立直线与抛物线方程24y kx m y x=+⎧⎨=⎩,可得()222240k x km x m +-+=,则()2222440km k m ∆=-->,可得1km <,设()()1122,,,B x y D x y ,212122242,km m x x x x k k-∴+==, 设BD 中点为()00,M x y ,则120222x x km x k +-==,002y kx m k=+=,PBD △为以P 为顶点的等腰三角形,则PM BD ⊥,则2220212244PMk k k km km k k k -===-----,整理可得222km k =-, 1km <,则2221k -<,解得2k <-或k >,故直线BD的斜率的取值范围为2,,22⎛⎛⎫-∞-+∞ ⎪⎝⎭⎝⎭. 【点睛】方法点睛:解决直线与圆锥曲线相交问题的常用步骤: (1)得出直线方程,设交点为()11A x y ,,()22B x y ,; (2)联立直线与曲线方程,得到关于x (或y )的一元二次方程; (3)写出韦达定理;(4)将所求问题或题中关系转化为1212,x x x x +形式; (5)代入韦达定理求解.22.(1)22142x y +=;(2)证明见解析.【分析】(1)由已知得到关于,a b 的方程组,解方程组即得解;(2)设直线l 的方程为x my =+理化简12kk 即得解.【详解】(1)椭圆D的离心率2e a ==,a ∴=,又点1)-在椭圆D 上,22211a b∴+=,得2a =,b = ∴椭圆D的标准方程22142x y +=.(2)由题意得,直线l 的方程为x my =+由22142x y x my ⎧+=⎪⎨⎪=⎩消元可得()22220m y ++-=, 设())()1122,,,A x y B x y ,则1222y y m+=-+,12222y y m =-+, ()()1212121212222()4(2(4x x x x x x my my my my ++=+++=++++221212(2()2)m y y m y y =+++22222212(22222)m m m m m ⎛⎫+⎛⎫=-++-+= ⎪ ⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭()()()2112122121222212121212222223222422x k y x y y x y y y y k x y x y x x x x ----∴=⋅=⋅=⋅==-+++-++定值). 【点睛】方法点睛:定值问题在几何问题中,有些几何量与参数无关,这就构成了定值问题,定值问题的处理常见的方法有:(1)特殊探究,一般证明;(2)直接求题目给定的对象的值,证明其结果是一个常数.23.(1)22143x y +=;(2)证明见解析.【分析】(1)先求出21=b AF a,利用12AF F △的面积为32,点,2b B b ⎛⎫- ⎪⎝⎭在椭圆C 上列方程组,解出a 、b ,写出椭圆C 的标准方程;(2)设直线l 的方程为y kx m =+()0k ≠,用“设而不求法”把直线MP ,MQ 的倾斜角互补,表示为0MP MQ k k +=,求出k 、m 的关系,利用点斜式方程求出定点坐标. 【详解】(1)解:设椭圆C 的焦距为2c ,令x c =,代入椭圆C 的方程可求2by a=±.∵112AF F F ⊥,∴21=b AF a由12AF F △的面积为32,可得232b c a =,有232b c a =.将点B 的坐标代入椭圆C 的方程,可得222214b b a b +=,解得2b a =.联立方程组2222,3,2b b c a a b c ⎧=⎪⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎪⎩解得:2a =,b =1c =, 故椭圆C 的标准方程为22143x y +=.(2)证明:设直线l 的方程为y kx m =+()0k ≠,点P ,Q 的坐标分别为()11,x y ,()22,x y ,联立方程221,43,x y y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,消去y 后整理为()2224384120k x kmx m +++-=. 有122843km x x k +=-+,212241243m x x k -=+ 有()11111118888888MP k x k m y kx m k m k k x x x x -++++====+----, 同理:288MQ k mk k x +=+-, 所以()12128811288888MP MQ k m k m k k k k k k m x x x x ⎛⎫+++=+++=+++ ⎪----⎝⎭又()()2212222121212228162861611434126488864166445644343km k km x x k m km x x x x x x m km k k k --+++-++===-----+++++++++,由直线MP 、MQ 的倾斜角互补,有()121128088k k m x x ⎛⎫+++= ⎪--⎝⎭, 有()()222288620166445k m k km k m km k +++-=+++,通分整理后可得2k m =-,可得直线l 的方程为2y mx m =-+,即122y m x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,可知直线l 过定点1,02⎛⎫ ⎪⎝⎭. 【点睛】(1)待定系数法可以求二次曲线的标准方程;(2)"设而不求"是一种在解析几何中常见的解题方法,可以解决直线与二次曲线相交的问题.(3)证明直线过定点,通常有两类:①把直线方程整理为斜截式y=kx+b ,过定点(0,b ); ②把直线方程整理为点斜式y - y o =k (x- x 0),过定点(x 0,y 0) . 24.(1)240x y --=;(2)18y x x ⎛=-<< ⎝⎭. 【分析】(1)设弦的端点()11,A x y ,()22,B x y ,可得:22111164x y +=,22221164x y +=,相减化简再利用中点坐标公式、斜率计算公式即可得出;(2)设直线方程为:2y x m =+,弦的端点坐标及中点(),M x y ,与椭圆方程联立化为:2217164160x mx m ++-=,由0>,化为:268m <,再利用根与系数的关系、中点坐标公式即可得出. 【详解】(1)设弦的端点()11,A x y ,()22,B x y ,可得:22111164x y +=, 22221164x y +=,相减可得:12121212()()()()0164x x x x y y y y +-+-+=,把1222x x +=,1212y y +=-, 1212y y k x x -=-代入可得: 12k =.∴以()2,1P -为中点的弦所在直线的方程为:()1122y x +=-,化为: 240x y --=. (2)设直线方程为:2y x m =+,弦的端点()11,A x y , ()22,B x y ,中点(),M x y .联立2221164y x m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,化为 2217164160x mx m ++-=,()22256684160m m =-->,化为: 268m <,∴1216227m x x x +=-=,化为: 882171717m m m x y m ⎛⎫=-=⨯-+= ⎪⎝⎭,.得1717x -<<,∴18y x x ⎛=-<< ⎝⎭【点睛】 关键点点睛:(1)涉及直线与圆锥曲线相交中点弦问题时,利用点差法;(2)由直线与椭圆的位置关系得出m 的范围.25.(1)2212x y +=;(2)1y x =+或1y x =-.【分析】(1)由离心率求出a ,再求出b ,可得椭圆方程;(2)设直线l 的方程为y x m =+,点()11,A x y ,()22,B x y ,直线方程代入椭圆方程整理后应用韦达定理得1212,x x x x +,然后代入弦长公式12AB x =-可求得参数m 值得直线方程.【详解】(1)由题意知,1c =,2c e a ==,∴a = 1b =, ∴椭圆C 的方程为2212x y +=.(2)设直线l 的方程为y x m =+,点()11,A x y ,()22,B x y ,联立方程组2212x y y x m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩, 化简,得2234220x mx m ++-=.由已知得,()2221612228240m m m ∆=--=-+>,即23m <,∴m <<1243m x x +=-,212223m x x -=.∴213AB x =-===, 解得1m =±,符合题意,∴直线l 的方程为1y x =+或1y x =-. 【点睛】方法点睛:本题考查直线与椭圆相交弦长问题.解题方法是设而不求的思想方法,即设交点坐标1122(,),(,)A x y B x y ,设出直线方程,代入椭圆方程后应用韦达定理得1212,x x x x +,代入弦长公式12AB x =-求解.26.(1)[0,3];(2)2,2⎡⎢⎣⎦. 【分析】(1)设(),P x y ,求出21212PF PF x ⋅=,即得解;(2)①当直线l 的斜率不存在时,求得122S S =;②若直线l 的斜率存在,设其方程为y kx m =+,联立直线和椭圆方程得到韦达定理,求出12S S =换元求解.最后综合得解. 【详解】(1)由已知,())12,F F ,设(),Px y,(x ≤≤,())2212,,3x y x y x PF y PF ⋅=--⋅-=+-.结合22163x y +=,得22132y x =-,故2121[0,3]2PF PF x ⋅=∈. 所以12PF PF ⋅的取值范围为[0,3]. (2)①当直线l 的斜率不存在时,其方程为x=由对称性,不妨设x()(),,1,1,1,1ABC D -,故12221S S ==. ②若直线l 的斜率存在,设其方程为y kx m =+,=()2221m k =+,设()11,A x y 、()22,B x y ,将直线l 与椭圆方程联立, 得()222214260k x kmx m +++-=,由韦达定理得122421km x x k +=-+,21222621m x x k -=+.结合OC OD =22221122113,322x y y x =-=-,可知12S S == 将根与系数的关系代入整理得:12S S =结合()2221m k =+,得12S S = 设2211t k =+≥,(]10,1u t=∈,则122,2S S ⎡===⎢⎣⎦. 12SS ∴的取值范围是2,2⎡⎢⎣⎦. 【点睛】关键点点睛:解答本题的关键是求出12S S =值范围.本题利用了两次换元,转化成二次函数求范围.换元法是高中数学常用的一个解题技巧,要理解掌握灵活运用.。
高二数学选修2-1抛物线的简单几何性质【基础知识精讲】抛物线的几何性质、图形、标准方程列表如下: 图形标准 方程 y 2=2px(p >0)y 2=-2px(p >0)x 2=2py(p >0)x 2=-2py(p >0)焦点 坐标 (2p,0) (-2p,0) (0,2p ) (0,-2p ) 准线 方程 x=-2px=2p y=-2py=2p X 围x ≥0x ≤0 y ≥0 y ≤0 对称轴 x 轴 x 轴 y 轴 y 轴 顶点(0,0)(0,0) (0,0) (0,0) 离心率 e=1 e=1e=1e=1焦半径 |PF |=x 0+2p |PF |=2p -x 0 |PF |=2p +y 0 |PF |=2p -y 0 参数p 的几何 意义参数p 表示焦点到准线的距离,p 越大,开口越阔.本节学习要求:1.抛物线方程的确定,先由几何性质确定抛物线的标准方程,再用待定系数法求其方程.2.解决有抛物线的弦中点问题及弦长问题与椭圆、双曲线一样,利用弦长公式、韦达定理、中点坐标公式及判别式解决.3.抛物线中有关轨迹与证明问题也与前面内容一样.常用方法有轨迹法、代入法、定义法.参数法等.证明的方法是解析法.通过学习本节内容,更进一步培养我们学习数学的兴趣,培养良好的思维品质.运用数形结合的思想方法解决问题,提高分析问题和解决的能力.【重点难点解析】1.抛物线的几何性质和椭圆、双曲线比较起来,差别较大,它的离心率等于1;它只有一个焦点、一个顶点、一条对称轴、一条准线;它没有中心.通常称抛物线为无心圆锥曲线,而称椭圆和双曲线为有心圆锥曲线.应熟练掌握抛物线的四种标准方程.本节重点是抛物线的简单几何性质,难点是几何性质的灵活应用.例1 已知抛物线顶点在原点,对称轴为x 轴,抛物线上的点(x 0,-8)到焦点的距离等于17,求抛物线方程.分析 设方程为y 2=2px(p >0)或y 2=-2px(p >0)则 x 0+2p =17或2p-x 0=17 即 x 0=17-2p 或x 0=2p-17将(17-2p ,-8)代入y 2=2px解得 p=2或p=32 将(2p -17,-8)代入y 2=-2px 解得 p=2或p=32∴所求抛物线方程为y 2=±4x 或y 2=±64x.例2 求抛物线y 2=4x 中斜率为2的平行弦中点的轨迹方程.分析 本例可设平行弦的纵截距为参数、运用判别式及韦达定理、中点坐标公式来求,也可设点参数运用点差法求解.设AB 是抛物线中斜率为2的平行弦中任一条弦,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)AB 中点M(x,y)由⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=--=+=+==2224421212121222121x x y y yy y x x x x y xy 得:y=1 代入y 2=4x 得x=41 ∴轨迹方程为y=1(x >41)例3 设点A 和B 为抛物线y 2=4px(p >0)上原点以外的两个动点.已知OA ⊥OB ,OM ⊥AB 于M ,求点M 的轨迹方程,并说明表示什么曲线.分析 设A(4pt 21,4pt 1),B(4pt 22,4pt 2),OA 、OB 的斜率分别为k OA 、k OB 则 k OA =11t ,k OB =21t由OA ⊥OB ,得 k OA ·k OB =211t t =-1⇒t 1t 2=-1① ∵点A 在AB 上,得直线AB 的方程为 y-4pt 1=211t t + (x-4pt 21)② 由OM ⊥AB ,得直线OM 方程为 y=-(t 1+t 2)x ③设点M(x,y),则x,y 满足②③两式 将②化为:y(t 1+t 2)=x+4pt 1t 2=x-4p ④ 由③×④得:x 2+y 2-4px=0 ∵A 、B 是原点以外的两点 ∴x ≠0∴点M 的轨迹是以(2p,0)为圆心,以2p 为半径的圆(去掉原点).【难题巧解点拨】例1 已知抛物线y 2=2px 上两点A 、B ,BC ⊥x 轴交抛物线于C ,AC 交x 轴于E ,BA 延长交x 轴于D ,求证:O 为DE 中点.分析 只需证出D 、E 两点的横坐标互为相反数即可,设A(2pt 21,2pt 1),B(2pt 22,2pt 2)则 C(2pt 22,-2pt 2) AC :y-2pt 1=211t t -(x-2pt 21) 令y=0,得x D =2pt 1t 2 BA :y-2pt 1=211t t + (x-2pt 21) 令y=0,得x E =-2pt 1t 2 ∴x D +x E =0即O 为DE 中点.例2 设抛物线过定点A(0,2)且以x 轴为准线. (Ⅰ)试求抛物线顶点M 的轨迹C 的方程;(Ⅱ)如果点P(a,1)不在线段y=1(-2≤x ≤2)上,那么当a 取何值时,过P 点存在一对互相垂直的直线同时与曲线C 各有两个交点?分析 (Ⅰ)设抛物线顶点M(x,y),y >0,则其焦点为F(x,2y). 据抛物线定义有22)22(-+y x =2即 42x +(y-1)2=1(y ≠0)∴抛物线顶点M 的轨迹C 的方程是42x +(y-1)2=1(y ≠0) (Ⅱ)过P 点的直线可设为l :y-1=k(x-a).由已知P(a,1)不在曲线C 上,则⎩⎨⎧=-++-=4)1(41)(22y x a x k y 消去y ,得x 2+4k 2(x-a)2=4 即(1+4k 2)x 2-8k 2ax+4(k 2a 2-1)=0 ∴△=16[k 2(4-a 2)+1]过点P 存在一对互相垂直的直线同时与曲线C 各有两个不同的交点的充要条件是关于斜率k 的不等式组⎪⎩⎪⎨⎧>+->+-01)4(101)4(2222a ka k 有解 ∵点P 不在直线y=1(-2≤x ≤2)上,∴|a |>2,4-a 2<0.∴上不等式组可化为⎪⎩⎪⎨⎧->-<4,412222a k a k∴a 2-4<412-a 解a 2<5又|a |>2,∴2<|a |<5 即a ∈(-5,-2)∪(2,5)【命题趋势分析】本节与椭圆、双曲线的相同内容相似,都是高考的重要内容.圆锥曲线的基础知识;直线与圆锥曲线的位置关系、弦长、中点弦及弦的中点的轨迹问题;圆锥曲线中的有关最值问题等等.本章内容为高考压轴题的高频题.【典型热点考题】例1 抛物线y=x 2的弦AB 保持与圆x 2+y 2=1相切移动,求过A 、B 的抛物线的切线交点的轨迹方程.分析一 如图,设抛物线弦AB 与圆x 2+y 2=1相切于P(x 0,y 0),则过P 点的圆的切线方程为x 0x+y 0y=1.由⎩⎨⎧==+2001xy y y x x 得y 0x 2+x 0x-1=0设A 的坐标为(x 1,x 21),B(x 2,x 22),由韦达定理,得 x 1+x 2=-00y x ,x 1·x 2=-01y又过A 、B 两点的抛物线的切线方程分别为 y+x 12=2x 1x,y+x 22=2x 2x , 则两切线交点Q(x,y)是方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+=+xx x y x x x y 22212122②①①-②得x 21-x 22=2(x 1-x 2)x. ∴ 2x=x 1+x 2=-y x ③①×x 2-②×x 1得(x 2-x 1)y+x 1x 2(x 1-x 2)=0 ∴y=x 1x 2=-1y ④ 由③、④得x 0=y x 2,y 0=-y1∵P(x 0,y 0)在圆x 2+y 2=1上, ∴(y x 2)2+(-y1)2=1 即 y 2-4x 2=1,这是双曲线.由条件知,所求轨迹是焦点在y 轴上,a=1、b=21的双曲线的下支的一部分. 分析二设抛物线的弦AB 与圆切于点P(x 0,y 0),则过P 点的圆的切线AB 的方程为 x 0x+y 0y=1①设过A 、B 两点的抛物线切线交点为Q(α,β)则AB 为抛物线的切点弦,其方程为 y+β=2αx ② 由①、②表示同一直线,于是有α20x =10-y =β1 ∴x 0=βα2 y 0=-β1 ∵P(x 0,y 0)在圆x 2+y 2=1上,∴(βα2)2+(-β1)2=1, 即β2-4α2=1,故 y 2-4x 2=1(x ∈R,y <0)例2 某蔬菜基地种植西红柿,由历年市场行情得知,从2月1日起的300天内,西红柿市场售价与上市时间的关系用如图甲所示的一条折线表示;西红柿的种植成本与上市时间的关系用如图乙所示的抛物线段表示.(1)写出如图甲所示市场售价与时间的函数关系式P =f(t);写出如图乙所示种植成本与时间的函数关系式Q =g(t).(2)认定市场售价减去种植成本为纯收益,问何时上市的西红柿纯收益最大? (注:市场售价和种植成本的单位:元/102kg ,时间单位:天)解:(1)f(t)=⎩⎨⎧≤<-≤≤-.300200,3002,2000,300t t t tg(t)=2001 (t-150)2+100,0≤t ≤300. (2)设t 时刻的纯收益为h(t),则由题意得h(t)=f(t)-g(t),即h(t)=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤<-+-≤≤++-.300200,21025272001,2000,2175********t t t t t t当0≤t ≤200时,配方整理得 h(t)=-2001(t-50)2+100, 所以,当t =50时,h(t)取得区间[0,200]上的最大值100; 当200<t ≤300时,配方整理得 h(t)=-2001(t-350)2+100 所以,当t =300时,h(t)取得区间(200,300]上的最大值87.5.综上,由100>87.5可知,h(t)在区间[0,300]上可以取得最大值100,此时t =50,即从2月1日开始的第50天时,上市的西红柿纯收益最大.【同步达纲练习】A 级一、选择题1.若A 是定直线l 外的一定点,则过A 且与l 相切圆的圆心轨迹是( ) A.圆 B.椭圆 C.双曲线一支 D.抛物线2.抛物线y 2=10x 的焦点到准线的距离是( ) B.5D.103.已知原点为顶点,x 轴为对称轴的抛物线的焦点在直线2x-4y+11=0上,则此抛物线的方程是( )A.y 2=11xB.y 2=-11xC.y 2=22xD.y 2=-22x4.过抛物线y 2=2px(p >0)的焦点且垂直于x 轴的弦AB ,O 为抛物线顶点,则∠AOB( ) A.小于90°B.等于90° C.大于90°D.不能确定5.以抛物线y 2=2px(p >0)的焦半径|PF |为直径的圆与y 轴位置关系为( ) A.相交B.相离C.相切D.不确定 二、填空题6.圆心在抛物线y 2=2x 上,且与x 轴和该抛物线的准线都相切的圆的方程是.7.若以曲线252x +162y =1的中心为顶点,左准线为准线的抛物线与已知曲线右准线交于A 、B 两点,则|AB |=.8.若顶点在原点,焦点在x 轴上的抛物线截直线y=2x+1所得的弦长为15,则此抛物线的方程是.三、解答题9.抛物线x 2=4y 的焦点为F ,过点(0,-1)作直线l 交抛物线A 、B 两点,再以AF 、BF 为邻边作平行四边形FABR ,试求动点R 的轨迹方程.10.是否存在正方形ABCD ,它的对角线AC 在直线x+y-2=0上,顶点B 、D 在抛物线y 2=4x 上?若存在,试求出正方形的边长;若不存在,试说明理由.AA 级一、选择题1.经过抛物线y 2=2px(p >0)的所有焦点弦中,弦长的最小值为( ) A.p B.2pC.4pD.不确定2.直线y=kx-2交抛物线y 2=8x 于A 、B 两点,若AB 的中点横坐标为2,则|AB |为( ) A.15B.415C.215D.423.曲线2x 2-5xy+2y 2=1( ) A.关于x 轴对称B.关于y 轴对称C.关于原点对称,但不关于y=x 对称D.关于直线y=x 对称也关于直线y=-x 对称4.若抛物线y 2=2px(p >0)的弦PQ 的中点为(x 0,y 0)(y ≠0),则弦PQ 的斜率为( ) A.-0x p B.0y p C.px -D.-px 0 5.已知抛物线y 2=2px(p >0)的焦点弦AB 的两端点坐标分别为A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则2121x x y y 的值一定等于( )A.4B.-4C.p 2D.-p 2二、填空题6.抛物线y 2=4x 的弦AB 垂直于x 轴,若AB 的长为43,则焦点到AB 的距离为.7.以椭圆52x +y 2=1的右焦点F 为焦点,以原点为顶点作抛物线,抛物线与椭圆的一个公共点是A ,则|AF |=.8.若△OAB 为正三角形,O 为坐标原点,A 、B 两点在抛物线y 2=2px 上,则△OAB 的周长为. 三、解答题9.抛物线y=-22x 与过点M(0,-1)的直线l 相交于A 、B 两点,O 为坐标原点,若直线OA和OB 斜率之和为1,求直线l 的方程.10.已知半圆的直径为2r ,AB 为直径,半圆外的直线l 与BA 的延长线垂直,垂足为T ,且|TA |=2a(2a <2r),半圆上有M 、N 两点,它们与直线l 的距离|MP |、|NQ |满足条件|MP |=|AM |,|NQ |=|AN |,求证:|AM |+|AN |=|AB |.【素质优化训练】 一、选择题1.过点A(0,1)且与抛物线y 2=4x 有唯一公共点的直线的条数为( ) A.1 B.2 C.3 D.42.设抛物线y=ax 2(a >0)与直线y=kx+b 相交于两点,它们的横坐标为x 1,x 2,而x 3是直线与x 轴交点的横坐标,那么x 1、x 2、x 3的关系是( )A.x 3=x 1+x 2B.x 3=11x +21x C.x 1x 2=x 2x 3+x 3x 1D.x 1x 3=x 2x 3+x 1x 2 3.当0<k <31时,关于x 的方程x 2=kx 的实根的个数是( ) A.0个 B.1个 C.2个 D.3个4.已知点A(1,2),过点(5,-2)的直线与抛物线y 2=4x 交于另外两点B 、C ,则△ABC 是( ) A.锐角三角形 B.钝角三角形 C.直角三角形 D.不确定5.将直线x-2y+b=0左移1个单位,再下移2个单位后,它与抛物线y 2=4x 仅有一个公共点,则实数b 的值等于( )A.-1B.1C.7D.9 二、填空题6.抛物线y 2=-8x 被点P(-1,1)所平分的弦所在直线方程为.7.已知抛物线y 2=2x 的弦过定点(-2,0),则弦AB 中点的轨迹方程是. 8.已知过抛物线y 2=2px 的焦点F 的弦AB 被F 分成长度为m 、n 的两部分,则m 1+n1=. 三、解答题9.已知圆C 过定点A(0,p)(p >0),圆心C 在抛物线x 2=2py 上运动,若MN 为圆C 在x 轴上截得的弦,设|AM |=m,|AN |=n ,∠MAN=θ.(1)当点C 运动时,|MN |是否变化?写出并证明你的结论?(2)求m n +nm的最大值,并求取得最大值时θ的值和此时圆C 的方程.10.已知抛物线y 2=4ax(0<a <1)的焦点为F ,以A(a+4,0)为圆心,|AF |为半径在x 轴上方作半圆交抛物线于不同的两点M 和N ,设P 为线段MN 的中点,(Ⅰ)求|MF |+|NF |的值;(Ⅱ)是否存在这样的a 值,使|MF |、|PF |、|NF |成等差数列?如存在,求出a 的值,若不存在,说明理由.【生活实际运用】1.已知点P(x 0,y 0)在抛物线含焦点的区域内,求证以点P 为中点的抛物线y 2=2px(p >0)的中点弦方程为yy 0-p(x+x 0)=y 20-2px 0注:运用求中点弦的方法不难求出结论,这一结论和过抛物线y 2=2px 上点的切线方程有什么联系?若P(x 0,y 0)为非对称中心,将抛物线y 2=2px 换成椭圆22a x +22b y =1或双曲线22a x -22by =1,它们的中点弦存在的话,中点弦方程又将如何?证明你的结论.中点弦方程在高考中多以选择题、填空题的形式出现.2.公园要建造一个圆形的喷水池,在水池中央垂直于水面安装一个柱子OA ,O 恰在圆形水面中心,OA=1.25米.安置在柱子顶端A 处的喷头向外喷水,水流在各个方向上沿形状相同的抛物线路经落下,且在过OA 的任一平面上抛物线路径如图所示,为使水流形状较为漂亮,设计成水流在到OA 距离1米处达到距水面最大高度2.25米.如果不计其它因素,那么水池的半径至少要多少米,才能使喷出的水流不致落到池外?分析 根据图形的对称性,设出并求出一边的抛物线的方程,便可求出水池的半径. 以OA 所在直线为y 轴,过O 点作oy 轴的垂直线ox 轴,建立直角坐标系如图依题意A(0,1.25),设右侧抛物线顶点为则B(1,2.25),抛物线与x 轴正向交点为C ,OC 即圆型水池的半径.设抛物线ABC 的方程为 (x-1)2=-2p(y-2.25) 将A(0,1.25)代入求得p=21 ∴抛物线方程为(x-1)2=-(y-2.25) 令y=0,(x-1)2=1.52,x=2.5(米)即水池的半径至少要2.5米,才能使喷出的水流不致落到池外.【知识验证实验】1.求函数y=136324+--x x x -124+-x x 的最大值.解:将函数变形为y=222)2()3(---x x -222)1(-+x x ,由几何意义知,y 可以看成在抛物线f(x)=x 2上的点P(x,x 2)到两定点A(3,2)和B(0,1)的距离之差,∵|PA |-|PB |≤|AB |,∴当P 、A 、B 三点共线,且P 在B 的左方时取等号,此时P 点为AB 与抛物线的交点,即P 为(6371-,183719-)时,y max =|AB |=10. 2.参与设计小花园的喷水池活动. 要求水流形状美观,水流不落池外.【知识探究学习】1.如图,设F 是抛物线的焦点,M 是抛物线上任意一点,MT 是抛物线在M 的切线,MN 是法线,ME 是平行于抛物线的轴的直线.求证:法线MN 必平分∠FME ,即φ1=φ2.解:取坐标系如图,这时抛物线方程为y 2=2px.(p >0),因为ME 平行x 轴(抛物线的轴),∴φ1=φ2,只要证明φ1=φ3,也就是△FMN 的两边FM 和FN 相等.设点M 的坐标为(x 0,y 0),则法线MN 的方程是y-y 0=-py 0(x-x 0),令y=0,便得到法线与x 轴的交点N 的坐标(x 0+p,0),所以|FN |=|x 0+p-2p |=x 0+2p ,又由抛物线的定义可知,|MF |=x 0+2p,∴|FN |=|FM |,由此得到φ1=φ2=φ3,若M 与顶点O 重合,则法线为x 轴,结论仍然成立.2.课本第124页阅读材料: 圆锥曲线的光学性质及其应用参考答案: 【同步达纲练习】A 级1.D2.B3.D4.C5.C6.(x-21)2+(y ±1)2=17.3100 8.y 2=12x 或y 2=-4x 9.解:设R(x,y),∵F(0,1),∴平行四边形FARB 的中心为C(2x ,21+y ),l :y=kx-1,代入抛物线方程,得x 2-4kx+4=0,设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则x 1+x 2=4k,x 1x 2=4,且△=16k 2-16>0,即|k|>1 ①,∴y 1+y 2=42221x x +=42)(21221x x x x -+=4k 2-2,∵C为AB 的中点.∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+=+=+=1222122222121k y y y k x x x ⇒⎩⎨⎧-==3442k y k x 消去k 得x 2=4(y+3),由①得,|x |>4,故动点R 的轨迹方程为x 2=4(y+3)(|x |>4).10.解:设存在满足题意的正方形.则BD :y=x+b,代入抛物线方程得x 2+(2b-4)x+b 2=0,∴△=(2b-4)2-4b 2=16-16b >0,∴b <1, ①,设B(x 1,y 1),D(x 2,y 2),BD 中点M(x 0,y 0),则x 1+x 2=4-2b,∴x 0=2-b,y 0=x 0+b=2,∵M 在AC 直线上,∴(2-b)+2-2=0,∴b=2与①相矛盾,故不存在满足要求的正方形.AA 级1.B2.C3.D4.B5.B6.27.95-188.123p9.解:设l :y=kx-1,代入y=-22x ,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,又11x y +22x y =111x kx -+221x kx -=2k-2121x x x x +=2k-22--k =k=1,∴直线l 的方程为y=x-1. 10.证明:由|MP |=|AM |,|NQ |=|AN |知M 、N 在以l 准,A 为焦点的抛物线上,建立直角坐标系,设抛物线方程为y 2=2px ,又|TA |=2a=p,∴抛物线方程为y 2=4ax ,又圆的方程为(x-a-r)2+y 2=r 2,将两方程相减可得:x 2+2(a-r)x+a 2+2ar=0,设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),则x 1+x 2=2r-2a,∴|AM |+|AN |=|PM |+|QN |=x 1+x 2+2a=2r,即|AM |+|AN |=|AB |【素质优化训练】1.C2.C3.D4.C5.C6.4x+y+3=07.y 2=x+2(在已知抛物线内部的部分) 8.2p9.解:(1)设圆心C(x 0,y 0),则x 20=2py 0,圆C 的半径|CA |=2020)(p y x -+,其方程为(x-x 0)2+(y-y 0)2=x 20+(y 0-p)2,令y=0,并将x 20=2py 0,代入,得x 2-2x 0x+x 20-p 2=0,解得x m =x 0-p,x N =x 0+p,∴|MN |=|x N -x M |=2p(定值)(2)∵m=|AM |=220)(p p x +-,n=|AN |=220)(p p x ++,∴m 2+n 2=4p 2+2x 20,m ·n=4044x p +,∴m n +n m =mn n m 22+=40422424x p x p ++=20202)(4y p p y p p ++=220)(2y p y p ++=222021y p py ++≤22,当且仅当y 0=p 时等号成立,x 0=±2p ,此时△M 为等腰直角三角形,且∠M=90°,∴∠MAN=21∠M=45°,故当θ=45°时,圆的方程为(x-2 p)2+(y-p)2=2p 2或(x+2p)2+(y-p)2=2p 210.解:(1)由已知得F(a,0),半圆为[x-(a+4)]2+y 2=16(y ≥0),设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),则|MF |+|NF |=x 1+x 2+2a=2(4-a)+2a=8(2)若|MF |、|PF |、|NF |成等成数列,则有2|PF |=|MF |+|NF |,另一方面,设M 、P 、N 在抛物线的准线上的射影为M ′、P ′、N ′,则在直角梯形M ′MNN ′中,P ′P 是中位线,又有2|P ′P |=|M ′M |+|N ′N |=|MF |+|FN |,因而|PF |=|P ′P |,∴P 点应在抛物线上,但P点是线段MN的中点,即P并不在抛物线上,故不存在使|MF|、|PF|、|NF|成等差数列的a值.。
人教版高中数学精品资料重点列表: 重点 名称 重要指数 重点1 椭圆 ★★★★ 重点2 双曲线 ★★★ 重点3 抛物线★★★★椭圆的概念(1)文字形式:在平面内到两定点F 1、F 2的距离的和等于常数(大于|F 1F 2|)的点的轨迹(或集合)叫椭圆.这两定点叫做椭圆的焦点 ,两焦点间的距离叫做焦距. (2)代数式形式:集合1212P={M||MF |+|MF |=2a |FF |=2c.} ①若a c >,则集合P 为椭圆; ②若a c =,则集合P 为线段; ③若a c <,则集合P 为空集.椭圆的标准方程:焦点在x 轴时,2222=1(a>b>0)x y a b +;焦点在y 轴时,2222=1(a>b>0)y x a b + 椭圆的标准方程:(1)焦点在x 轴,2222+=1(a>b>0)x y a b;(2)焦点在y 轴,2222y +=1(a>b>0)x a b.满足条件:22222000a c a b c a b c >,=+,>,>,> 条件22222000a c a b c a b c >,=+,>,>,>满足以下三个条件的点的轨迹是双曲线(1)在平面内;(2)动点到两定点的距离的差的绝对值为一定值;(3)这一定值一定要小于两定点的距离.双曲线的标准方程重点1:椭圆的定义及性质【要点解读】1.熟悉椭圆定义、标准方程,在熟练掌握常用基本方法的同时,要注意揣摩解题过程中所使用的数学思想方法.2.在运用椭圆的定义时,要注意“|F1F2|<2a”这个条件,若|F1F2|=2a,则动点的轨迹不是椭圆,而是连结两定点的线段(包括端点);若|F1F2|>2a,则轨迹不存在.3.椭圆的标准方程有两种形式,两种形式可以统一为x 2m +y 2n =1(m >0,n >0,且m ≠n ),具体是哪种形式,由m 与n 的大小而定.4.求椭圆的标准方程常用的方法是待定系数法和定义法,即(1)先设出椭圆标准方程,根据已知条件列出a ,b 的两个方程,求参数a ,b 的值;(2)由椭圆的定义及几何性质直接求出参数a ,b 的值.5.充分利用图形的几何性质可以减少计算量,椭圆中可以用来减少计算量的几何性质主要体现在椭圆的定义中.6.直线与椭圆的位置关系,可通过讨论椭圆方程与直线方程组成的方程组的实数解的个数来确定.通常用消元后的关于x (或y )的一元二次方程的判别式Δ与零的大小关系来判定.7.直线和椭圆相交时,弦的中点坐标或弦中点轨迹方程可由韦达定理来解决.设而不求(设点而不求点)的方法是解析几何中最重要的解题方法之一.【考向1】利用定义求椭圆的方程【例题】如图,椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F 1,右焦点为F 2,离心率e =12.过F 1的直线交椭圆于A ,B 两点,且△ABF 2的周长为8,求椭圆E 的方程.解:由题意得||AB +||AF 2+||BF 2=||AF 1+||BF 1+||AF 2+||BF 2=(||AF 1+||AF 2)+(||BF 1+||BF 2)=4a =8,得a =2.又e =c a =12,∴c =1.∴b 2=a 2-c 2=22-12=3.∴椭圆E 的方程为x 24+y 23=1.【评析】椭圆的定义是高考的常考点,应掌握椭圆的定义以及参数a ,b ,c ,e 的几何意义和相互关系. 【考向2】椭圆定义的应用【例题】如图,设椭圆的中心为原点O ,长轴在x 轴上,上顶点为A ,左、右焦点分别为F 1,F 2,线段OF 1,OF 2的中点分别为B 1,B 2,且△AB 1B 2是面积为4的直角三角形.求该椭圆的离心率和标准方程.解:设所求的椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),F 1(-c ,0),F 2(c ,0).易知||OB 1=||OB 2=12||OF 1=c2,||AB 1=||AB 2,又∵△AB 1B 2为直角三角形,∴∠B 1AB 2=90°.∴||OA =||OB 1,即b =c 2,有b 2=a 2-c 2=c 24,得e 2=45,e =255.∵S △AB 1B 2=12||B 1B 2·||AO =12bc =12·c 2·c =c 24=4,∴c 2=16,b 2=4,a 2=20.∴椭圆方程为x 220+y 24=1. 【考向3】椭圆的离心率【例题】设F 1(-c ,0),F 2(c ,0)分别是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,若在直线x =a 2c 上存在点P ,使线段PF 1的中垂线过点F 2,则椭圆离心率的取值范围是( ) A.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,22B.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,33C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫22,1D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫33,1解法二:设直线x =a 2c 与x 轴交于M 点,则|F 1F 2|=|F 2P |≥|MF 2|,即2c ≥a 2c -c ,整理得13≤e 2<1,33≤e <1.∴椭圆离心率的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫33,1.故选D.【评析】(1)对于参数的取值范围问题,要能从几何特征的角度去分析参数变化引起的图形的变化.在学习中,要能主动的研究几何特征变化的根本性原因.(2)对几何对象的本质属性的把握越准确,代数化就越容易.(3)整个图形都随着P 点的变化而变化,P 点的变化使得线段||PF 2的长度也在变化,进而||PF 2与||MF 2的长度关系也在变化.正确的描述这一变化中量与量之间的数量关系是解题的关键所在.重点2:双曲线的定义及性质【要点解读】1.双曲线的定义满足以下三个条件的点的轨迹是双曲线 (1)在平面内;(2)动点到两定点的距离的差的绝对值为一定值; (3)这一定值一定要小于两定点的距离. 2.双曲线的标准方程(1)与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1共渐近线的可设为x 2a 2-y 2b 2=λ(λ≠0);(2)若渐近线方程为y =±b a x ,则可设为x 2a 2-y 2b 2=λ(λ≠0);(3)若过两个已知点则设为x 2m +y 2n =1(mn <0).4.应用双曲线的定义需注意的问题:在双曲线的定义中要注意双曲线上的点(动点)具备的几何条件,即“到两定点(焦点)的距离之差的绝对值为一常数,且该常数必须小于两定点的距离”.若定义中的“绝对值”去掉,点的轨迹是双曲线的一支.同时注意定义的转化应用. 5.求双曲线方程时一是标准形式判断;二是注意a 、b 、c 的关系易错易混.【考向1】双曲线的定义【例题】求适合下列条件的双曲线的标准方程: (1)经过点(-5,2),焦点为(6,0); (2)实半轴长为23,且与双曲线x 216-y 24=1有公共焦点. 解:(1)∵焦点坐标为(6,0),焦点在x 轴上,∴可设双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0).∵双曲线过点(-5,2), ∴25a 2-4b 2=1,得a 2=25b 2b 2+4. 联立⎩⎨⎧a 2=25b 2b 2+4,a 2+b 2=c 2=6,解得a 2=5,b 2=1,故所求双曲线方程为x 25-y 2=1.(2)由双曲线x 216-y 24=1得其焦点坐标为F 1(-25,0)和F 2(25,0),由题意知,可设所求双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0).易知a =23,c =25,∴b 2=c 2-a 2=8.∴所求双曲线方程为x 212-y 28=1. 【评析】(1)求双曲线的标准方程一般用待定系数法;(2)当双曲线焦点的位置不确定时,为了避免讨论焦点的位置,常设双曲线方程为Ax 2+By 2=1(A ·B <0),这样可以简化运算.【考向2】双曲线的离心率【例题】(1)设双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(b >a >0)的半焦距为c ,直线l 经过(a ,0),(0,b )两点,已知原点到直线l 的距离为34c ,则双曲线的离心率为________.(2)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,过F 且斜率为3的直线交C 于A ,B 两点,若AF →=4FB →,则C 的离心率为________.解:设双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1的右准线为l ,过A ,B 分别作AM ⊥l 于M ,BN ⊥l 于N ,作BD ⊥AM 于点D ,由直线AB 的斜率为3知直线AB 的倾斜角为60°,∴∠BAD =60°,|AD |=12|AB |.又|AM |-|BN |=|AD |=1e (|AF →|-|FB →|)=12|AB |=12(|AF →|+|FB →|).又AF →=4FB →, ∴1e ·3|FB →|=52|FB →|,得e =65.故填65. (亦可联立直线与双曲线的方程求解,但计算较繁)【评析】(1)要解决双曲线中有关求离心率或求离心率范围的问题,应找好题中的等量关系或不等关系,构造出关于a ,c 的齐次式,进而求解.(2)要注意对题目中隐含条件的挖掘,如对双曲线上点的几何特征||PF 1+||PF 2≥2c 的运用,对于变式2(2),还可利用双曲线的另一种定义(见人教A 版教材选修2-1P59例5)||PF 1=e ⎝⎛⎭⎪⎫x P +a 2c =4a ,x P =3a 2c ≥a ,得1<e ≤3.(3)过焦点的弦被焦点所分成的线段成比例,一般可以寻找相似三角形,使用相似比【考向3】双曲线的渐近线【例题】已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1()a >0,b >0的离心率为52,则C 的渐近线方程为( ) A .y =±14xB .y =±13xC . y =±12xD . y =±x【评析】本题考查双曲线的离心率,a ,b ,c 的关系,以及双曲线的渐近线等知识.渐近线方程可以看作是把双曲线方程中的“1”用“0”替换而得到的两条直线方程.1.对双曲线的学习可类比椭圆进行,应着重注意两者的不同点,对双曲线的渐近线的概念要注意理解.2.双曲线的定义中,当||MF 1>||MF 2时,动点M 的轨迹是双曲线的一支,当||MF 1<||MF 2时,轨迹为双曲线的另一支,而双曲线是由两个分支组成的,故在定义中强调“差的绝对值”.3.定义中|F 1F 2|>2a 这个条件不可忽视,若|F 1F 2|=2a ,则轨迹是以F 1,F 2为端点的两条射线,若|F 1F 2|<2a ,则轨迹不存在.4.在椭圆的两种标准方程中,焦点对应“大分母”,即标准方程中,x 2,y 2谁的分母较大,则焦点就在哪个轴上;而在双曲线的两种标准方程中,焦点的位置对应“正系数”,即标准方程中,x 2,y 2谁的系数为正(右边的常数总为正),则焦点就在哪个轴上.5.在椭圆中,a ,b ,c 满足a 2=b 2+c 2,即a 最大;在双曲线中,a ,b ,c 满足c 2=a 2+b 2,即c 最大.6.在双曲线的几何性质中,渐近线是其独特的一种性质,也是考查的重点内容,对渐近线:(1)掌握方程;(2)掌握其倾斜角、斜率的求法;(3)会利用渐近线方程求双曲线方程的待定系数.7.求双曲线方程的方法以及双曲线定义和双曲线标准方程的应用都和与椭圆有关的问题相类似.因此,双曲线与椭圆的标准方程可统一为Ax 2+By 2=1的形式,当A >0,B >0,A ≠B 时为椭圆,当A ·B <0时为双曲线.重点3:抛物线的定义及性质【要点解读】1.涉及抛物线几何性质的问题常结合图形思考,通过图形可以直观地看出抛物线的顶点、对称轴、开口方向等几何特征,体现了数形结合思想解题的直观性. 2.求抛物线方程应注意的问题(1)当坐标系已建立时,应根据条件确定抛物线方程属于四种类型中的哪一种; (2)要注意把握抛物线的顶点、对称轴、开口方向与方程之间的对应关系; (3)要注意参数p 的几何意义是焦点到准线的距离,利用它的几何意义来解决问题. 【考向1】抛物线的定义及标准方程【例题】(1)已知抛物线的顶点在原点,焦点在坐标轴上,又知抛物线上一点A (m ,-3)到焦点F 的距离为5,求m 的值,并写出抛物线的方程.②当抛物线开口向右或向左时,设抛物线的方程为y 2=2ax (a ≠0),准线方程可统一为x =-a2.由题意可得⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪a 2+m =5,2am =9, 解得⎩⎨⎧a =1,m =92, 或⎩⎨⎧a =-1,m =-92, 或⎩⎨⎧a =9,m =12, 或⎩⎨⎧a =-9,m =-12.∴当m =92时,抛物线的方程为y 2=2x ;当m =-92时,抛物线的方程为y 2=-2x ;当m =12时,抛物线的方程为y 2=18x ;当m =-12时,抛物线的方程为y 2=-18x .(2)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 .3716解:易知直线l2:x=-1为抛物线y2=4x的准线,由抛物线的定义知,点P到l2的距离等于点P到抛物线的焦点F(1,0)的距离,因此原问题可转化为在抛物线y2=4x上找一个点P使得P到点F(1,0)和直线l1的距离之和最小.因此最小值为F(1,0)到直线l1:4x-3y+6=0的距离,即d min=|4-0+6|42+(-3)2=2.故选A.【评析】(1)用数形结合的方法判断抛物线的开口方向,以便选择抛物线方程的具体形式.注意利用代数的观点,把抛物线向右或向左的情形统一起来,提高解题效率;(2)把“数”、“方程”向“形”的方向转化,运用运动变化的观点和几何的方法进行研究比直接代数化更简洁.1.抛物线的定义、标准方程和性质是解决有关抛物线问题的基础,应当熟练掌握.2.求抛物线的标准方程的常用方法是待定系数法或轨迹法.若抛物线的开口不确定,为避免多种情况分类求解的麻烦,可以设抛物线方程为y2=mx或x2=ny(m≠0,n≠0).若m>0,开口向右;若m<0,开口向左.m有两解时,则抛物线的标准方程有两个.对n>0与n<0,有类似的讨论.3.抛物线的离心率e=1,体现了抛物线上的点到焦点的距离等于该点到准线的距离.因此,涉及抛物线的焦半径、焦点弦问题时,可以优先考虑利用抛物线的定义,将其转化为点到准线的距离,这样往往可以使问题简单化.4.提倡作出合理的草图,图形合理,才能观察出图形的几何性质,并加以研究,为准确的代数化打下基础.难点列表:椭圆中有两条对称轴,“六点”(两个焦点、四个顶点),要注意它们之间的位置关系(如焦点在长轴上等)以及相互间的距离(如焦点到相应顶点的距离为a-c),过焦点垂直于长轴的通径长为2222e?b b c a=等.设椭圆2222+=1(a>b>0)x y a b上任意一点P (x ,y ),则当x =0时,|OP |有最小值b ,这时,P 在短轴端点处;当x =a 时,|OP |有最大值a ,这时P 在长轴端点处. 椭圆上任意一点P (x ,y )(y ≠0)与两焦点F 1(-c,0),F 2(c,0)构成的△PF 1F 2称为焦点三角形,其周长为2(a +c ).椭圆的一个焦点、中心和短轴的一个端点构成直角三角形,其中a 是斜边,a 2=b 2+c 2.重视向量在解析几何中的应用,注意合理运用中点、对称、弦长、垂直等几何特征.已知过抛物线22(0)y px p =>的焦点F 的直线交抛物线于A 、B 两点。
抛物线的方程及性质知识集结知识元抛物线的定义知识讲解1.抛物线的定义【概念】抛物线是指平面内到一个定点和一条定直线l距离相等的点的轨迹.他有许多表示方法,比如参数表示,标准方程表示等等.它在几何光学和力学中有重要的用处.抛物线也是圆锥曲线的一种,即圆锥面与平行于某条母线的平面相截而得的曲线.抛物线在合适的坐标变换下,也可看成二次函数图象.【标准方程】①y2=2px,当p>0时,为右开口的抛物线;当p<0时,为左开口抛物线;②x2=2py,当p>0时,为开口向上的抛物线,当p<0时,为开口向下的抛物线.【性质】我们以y2=2px(p>0)为例:①焦点为(,0);②准线方程为:x=﹣;③离心率为e=1.④通径为2p(过焦点并垂直于x轴的弦);⑤抛物线上的点到准线和到焦点的距离相等.【实例解析】例1:点P是抛物线y2=x上的动点,点Q的坐标为(3,0),则|PQ|的最小值为解:∵点P是抛物线y2=x上的动点,∴设P(x,),∵点Q的坐标为(3,0),∴|PQ|===,∴当x=,即P()时,|PQ|取最小值.故答案为:.这个例题其实是一个求最值的问题,一般的解题思路就是把他转化为求一个未知数的最值,需要注意的是一定要明确这个未知数的定义域,后面的工作就是求函数的最值了.例2:已知点P是抛物线y2=4x上的一个动点,点P到点(0,3)的距离与点P到该抛物线的准线的距离之和的最小值是.解:如图所示,设此抛物线的焦点为F(1,0),准线l:x=﹣1.过点P作PM⊥l,垂足为M.则|PM|=|PF|.设Q(0,3),因此当F、P、Q三点共线时,|PF|+|PQ|取得最小值.∴(|PF|+|PQ|)min=|QF|==.即|PM|+|PQ|的最小值为.故答案为:.这是个经典的例题,解题的关键是用到了抛物线的定义:到准线的距离等于到焦点的距离,然后再根据几何里面的两点之间线段最短的特征求出p点.这个题很有参考价值,我希望看了这个例题的同学能把这个题记下了,并拓展到椭圆和双曲线上面去.【考点分析】抛物线是初中高中阶段重要的一个知识点,高中主要是增加了焦点、准线还有定义,这也提示我们这将是它的一个重点,所以在学习的时候要多多理会它的含义,并能够灵活运用.例题精讲抛物线的定义例1.'已知动圆过定点F(2,0),且与直线x=-2相切,求动圆圆心C的轨迹.'例2.'平面内哪些点到直线l:x=-2和到点P(2,0)距离之比小于1.'例3.'点M到点F(3,0)的距离等于它到直线x=-3的距离,点M运动的轨迹是什么图形?你能写出它的方程吗?能画出草图吗?'抛物线的标准方程知识讲解1.抛物线的标准方程【知识点的认识】抛物线的标准方程的四种种形式:(1)y2=2px,焦点在x轴上,焦点坐标为F (,0),(p可为正负)(2)x2=2py,焦点在y轴上,焦点坐标为F(0,),(p可为正负)四种形式相同点:形状、大小相同;四种形式不同点:位置不同;焦点坐标不同.下面以两种形式做简单的介绍:标准方程y2=2px(p>0),焦点在x轴上x2=2py(p>0),焦点在y轴上图形顶点(0,0)(0,0)对称轴x轴焦点在x轴长上y轴焦点在y轴长上焦点(,0)(0,)焦距无无离心率e=1 e=1准线x=﹣y=﹣例题精讲抛物线的标准方程例1.'已知Q(1,1)是抛物线x2=2py(p>0)上一点,过抛物线焦点F作一条直线l与抛物线交于不同两点A,B.在点A处作抛物线的切线l1,在点B处作抛物线的切线l2,直线l1、l2交于P 点.(Ⅰ)求p的值及焦点F的坐标;(Ⅱ)求证PA⊥PB.'例2.'根据下列条件求抛物线的标准方程:(1)已知抛物线的焦点坐标是F(0,-2);(2)焦点在x轴负半轴上,焦点到准线的距离是5。
2.2 抛物线的简单性质(二)明目标、知重点 1.提升对抛物线的定义、标准方程的理解,掌握抛物线的几何特性.2.学会解决直线与抛物线相交问题的综合问题.1.设坐标原点为O ,抛物线y 2=2x 与过焦点的直线l 交于A 、B 两点,则OA →·OB →等于( ) A.34 B .-34C .3D .-2答案 B解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),直线l 为y =k (x -12),与y 2=2x 联立,得k 2x 2-(k 2+2)x +k 24=0,所以x 1+x 2=k 2+2k 2,x 1x 2=14,则y 1y 2=k (x 1-12)[k (x 2-12)]=k 2[x 1x 2-12(x 1+x 2)+14]=k 2[14-12(k 2+2k 2)+14]=-1,所以OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=-34.2.已知点A (-2,1),y 2=-4x 的焦点是F ,P 是y 2=-4x 上的点,为使|P A |+|PF |取得最小值,则P 点的坐标是( ) A.⎝⎛⎭⎫-14,1 B .(-2,22) C.⎝⎛⎭⎫-14,-1 D .(-2,-22)答案 A解析 过P 作PK ⊥l (l 为抛物线的准线)于K , 则|PF |=|PK |,∴|P A |+|PF |=|P A |+|PK |. ∴当P 点的纵坐标与A 点的纵坐标相同时, |P A |+|PK |最小,此时P 点的纵坐标为1, 把y =1代入y 2=-4x 得x =-14.3.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 ∵x A +x B =5,∴|AB |=5+2=7. ∵过焦点垂直于x 轴的弦长2p =4, ∴所求直线应有两条.4.直线y =x -3与抛物线y 2=4x 交于A 、B 两点,过A 、B 两点向抛物线的准线作垂线,垂足分别为P 、Q ,则梯形APQB 的面积为( ) A .48 B .56 C .64 D .72答案 A解析 ∵如图所示,联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧ y 2=4x ,y =x -3,得⎩⎪⎨⎪⎧ x 1=1,y 1=-2,或⎩⎪⎨⎪⎧x 2=9,y 2=6,不妨令A (9,6),B (1,-2).∴|BQ |=1+1=2,|AP |=9+1=10,|PQ |=6+2=8. 于是S 梯形APQB =(2+10)2×8=48.题型一 抛物线的标准方程例1 若抛物线y 2=-2px (p >0)上有一点M ,其横坐标为-9,它到焦点的距离为10,求抛物线方程和M 点的坐标.解 由抛物线定义,设焦点为F ⎝⎛⎭⎫-p2,0.则该抛物线准线方程为x =p2,由题意设点M 到准线的距离为|MN |,则|MN |=|MF |=10,即p2-(-9)=10,∴p =2.故抛物线方程为y 2=-4x .将M (-9,y )代入抛物线方程,得y =±6. ∴M 点的坐标为(-9,6)或(-9,-6).反思与感悟 求抛物线的标准方程要明确四个步骤: (1)定位置(根据条件确定抛物线的焦点位置及开口); (2)设方程(根据焦点和开口设出标准方程); (3)找关系(根据条件列出关于p 的方程); (4)得出抛物线的标准方程.跟踪训练1 线段AB 过x 轴正半轴上一定点M (m,0),端点A 、B 到x 轴的距离之积为2m ,以x 轴为对称轴,过A 、O 、B 三点作抛物线.求抛物线的方程.解 画图可知抛物线的方程为y 2=2px (p >0), 直线AB 的方程为x =ky +m ,由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=2px x =ky +m 消去x ,整理得y 2-2pky -2pm =0, 由根与系数的关系得y 1y 2=-2pm , 由已知条件知|y 1|·|y 2|=2m , 从而p =1,故抛物线方程为y 2=2x . 题型二 抛物线的简单性质例2 过抛物线焦点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,通过点A 和抛物线顶点的直线交抛物线的准线于点D ,求证:直线DB 平行于抛物线的对称轴.证明 方法一 如图,以抛物线的对称轴为x 轴,它的顶点为原点,建立直角坐标系.设抛物线的方程为y 2=2px ,①点A 的坐标为⎝⎛⎭⎫y 22p ,y 0, 则直线OA 的方程为y =2py 0x (y 0≠0),②抛物线的准线方程是x =-p2.③联立②③,可得点D 的纵坐标为y =-p 2y 0.④因为点F 的坐标是⎝⎛⎭⎫p 2,0, 所以直线AF 的方程为y =2py 0y 20-p2⎝⎛⎭⎫x -p 2,⑤ 其中y 20≠p 2.联立①⑤,可得点B 的纵坐标为y =-p 2y 0.⑥由④⑥可知,DB ∥x 轴.当y 20=p 2时,结论显然成立.所以,直线DB 平行于抛物线的对称轴. 方法二 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),当AB 与x 轴不垂直时,设AB 方程为y =k ⎝⎛⎭⎫x -p2 (k ≠0). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =k ⎝⎛⎭⎫x -p 2y 2=2px得ky 2-2py -p 2k =0.由根与系数的关系得,y 1y 2=-p 2,∴y 2=-p2y 1.∵A 在抛物线上,∴y 21=2px 1. ∴k OA =y 1x 1=2p y 1.∴直线OA 的方程为y =2py 1x .由⎩⎨⎧y =2p y 1x ,x =-p2,得D ⎝⎛⎭⎫-p 2,-p 2y 1.∴B 、D 两点纵坐标相等,BD ∥x 轴. 当AB ⊥x 轴时,x 1=x 2=p2,此时B ⎝⎛⎭⎫p 2,-p ,D ⎝⎛⎭⎫-p2,-p . 显然有BD ∥x 轴.综上可知,直线BD 平行于抛物线的对称轴.反思与感悟 本例的研究过程体现了用坐标法研究直线与圆锥曲线位置关系的特点.过焦点的直线可将直线方程设为x =my +p2的形式,从而避免分类讨论.本例是抛物线焦点弦的一个几何性质.跟踪训练2 如图所示,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 .证明 方法一 设直线AB 的方程为y =k ⎝⎛⎭⎫x -p 2, A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C ⎝⎛⎭⎫-p2,y 2. 联立方程组,得⎩⎪⎨⎪⎧y =k ⎝⎛⎭⎫x -p 2,y 2=2px ,消去x ,得y 2-2pyk-p 2=0,所以y 1y 2=-p 2,k OA =y 1x 1,k OC =y 2-p 2=2py 1.又因为y 21=2px 1,所以k OC=y 1x 1=k OA , 所以AC 经过原点O .当k 不存在时,AB ⊥x 轴,同理可得k OA =k OC , 所以AC 经过原点O .方法二 因为抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ⎝⎛⎭⎫p 2,0,由于直线AB 斜率不为0,所以经过点F 的直线AB 的方程可设为x =my +p2,代入抛物线方程消去x ,得y 2-2pmy -p 2=0.若设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 =-p2上,所以点C 的坐标为⎝⎛⎭⎫-p 2,y 2,故直线CO 的斜率为k =y 2-p 2=2p y 1=y 1x 1,即k 也是直线OA 的斜率,所以直线AC 经过原点O . 题型三 抛物线中的定值、定点问题例3 如图,过抛物线y 2=x 上一点A (4,2)作倾斜角互补的两条直线AB 、AC 交抛物线于B 、C 两点,求证:直线BC 的斜率是定值. 证明 设k AB =k (k ≠0), ∵直线AB ,AC 的倾斜角互补, ∴k AC =-k (k ≠0),∵AB 的方程是y =k (x -4)+2.由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -4)+2,y 2=x ,消去y 后,整理得k 2x 2+(-8k 2+4k -1)x +16k 2-16k +4=0. ∵A (4,2),B (x B ,y B )是上述方程组的解. ∴4·x B =16k 2-16k +4k 2,即x B =4k 2-4k +1k 2,以-k 代换x B 中的k ,得x C =4k 2+4k +1k 2,∴k BC =y B -y C x B -x C =k (x B -4)+2-[-k (x C -4)+2]x B -x C=k (x B +x C -8)x B -x C=k ⎝ ⎛⎭⎪⎫8k 2+2k 2-8-8kk 2=-14.所以直线BC 的斜率为定值.反思与感悟 在直线和抛物线的综合题中,经常遇到求定值、过定点问题,解决这类问题的方法很多,如斜率法、方程法、向量法、参数法等,解决这类问题的关键是代换和转化. 跟踪训练3 在平面直角坐标系xOy 中,直线l 与抛物线y 2=4x 相交于不同的A 、B 两点. (1)如果直线l 过抛物线的焦点,求OA →·OB →的值;(2)如果OA →·OB →=-4,证明直线l 必过一定点,并求出该定点.解 (1)由题意知,抛物线焦点为(1,0),设l :x =ty +1,代入抛物线方程y 2=4x ,消去x ,得y 2-4ty -4=0.设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),则y 1+y 2=4t ,y 1y 2=-4, OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2 =(ty 1+1)(ty 2+1)+y 1y 2 =t 2y 1y 2+t (y 1+y 2)+1+y 1y 2 =-4t 2+4t 2+1-4=-3.(2)设l :x =ty +b ,代入抛物线方程y 2=4x ,消去x ,得y 2-4ty -4b =0,设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2), 则y 1+y 2=4t ,y 1y 2=-4b . ∵OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2 =(ty 1+b )(ty 2+b )+y 1y 2 =t 2y 1y 2+bt (y 1+y 2)+b 2+y 1y 2 =-4bt 2+4bt 2+b 2-4b =b 2-4b , 令b 2-4b =-4,∴b 2-4b +4=0, ∴b =2,∴直线l 过定点(2,0).1.已知点A (2,0),抛物线C :x 2=4y 的焦点为F ,射线F A 与抛物线C 相交于点M ,与其准线相交于点N ,则|FM |∶|MN |等于( ) A .2∶ 5 B .1∶2 C .1∶ 5 D .1∶3 答案 C解析 由抛物线定义知M 到F 的距离等于M 到准线l 的距离MH . 即|FM |∶|MN |=|MH |∶|MN | =|FO |∶|AF |=1∶ 5.2.已知抛物线C :y 2=8x 的焦点为F ,准线与x 轴的交点为K ,点A 在C 上且|AK |=2|AF |,则△AFK 的面积为( ) A .4 B .8 C .16 D .32 答案 B解析 ∵抛物线C :y 2=8x 的焦点为F (2,0),准线为x =-2, ∴K (-2,0).设A (x 0,y 0),过A 点向准线作垂线AB ,垂足为B ,则B (-2,y 0), ∵|AK |=2|AF |,又|AF |=|AB |=x 0-(-2)=x 0+2,∴由|BK |2=|AK |2-|AB |2,得y 20=(x 0+2)2,即8x 0=(x 0+2)2,解得A (2,±4). ∴△AFK 的面积为12|KF |·|y 0|=12×4×4=8.3.过抛物线y 2=4x 的顶点O 作互相垂直的两弦OM 、ON ,则M 的横坐标x 1与N 的横坐标x 2之积为________. 答案 16解析 由已知设OM 的斜率为k ,则ON 的斜率为-1k.从而OM 的方程为y =kx ,联立方程⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =kx ,解得M 的横坐标x 1=4k2.同理可得N 的横坐标x 2=4k 2,可得x 1x 2=16. 4.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).符合这条抛物线方程为y 2=10x 的条件是________(要求填写合适条件的序号). 答案 ②⑤解析 由抛物线方程y 2=10x ,知它的焦点在x 轴上,所以②适合. 又∵它的焦点坐标为F ⎝⎛⎭⎫52,0,原点O (0,0), 设点P (2,1),可得k PO ·k PF =-1,∴⑤合适. 而①显然不合适,通过计算可知③、④不合题意. ∴应填②⑤. [呈重点、现规律]求抛物线的方程常用待定系数法和定义法;直线和抛物线的弦长问题、中点弦问题及垂直、对称等可利用判别式、根与系数的关系解决;抛物线的综合问题要深刻分析条件和结论,灵活选择解题策略,对题目进行转化.一、基础过关1.若抛物线y 2=2px (p >0)上一点到准线和抛物线的对称轴的距离分别为10和6,则该点横坐标为( )A .10或1B .9或1C .8或9D .6或9 答案 B2.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|P 1F |,|P 2F |,|P 3F |成等差数列,则有( ) A .x 1+x 2=x 3 B .y 1+y 2=y 3 C .x 1+x 3=2x 2 D .y 1+y 3=2y 2答案 C解析 由抛物线定义及题中条件知2⎝⎛⎭⎫x 2+p 2=⎝⎛⎭⎫x 1+p 2+⎝⎛⎭⎫x 3+p2,即x 1+x 3=2x 2. 3.设O 是坐标原点,F 是抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,A 是抛物线上的一点,F A →与x 轴正向的夹角为60°,则|OA |为( )A.214pB.212p C.136p D.1336p 答案 B解析 过A 作AD ⊥x 轴于点D ,令|FD |=m , 则|F A |=2m ,p +m =2m ,m =p . ∴|OA |=⎝⎛⎭⎫p 2+p 2+(3p )2=212p . 4.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 2 B .2 3 C .4 D .2 5 答案 B解析 由题意设抛物线方程为y 2=2px (p >0),则M 到焦点的距离为x M +p 2=2+p2=3,∴p =2,∴y 2=4x .∴y 20=4×2=8, ∴|OM |=4+y 20=4+8=2 3.5.已知F 是抛物线y =14x 2的焦点,P 是该抛物线上的动点,则线段PF 中点的轨迹方程是________. 答案 x 2=2y -1解析 y =14x 2即x 2=4y ,∴焦点坐标为(0,1).设PF 的中点为(x ,y ),∵P (x 0,y 0)在抛物线上,则⎩⎪⎨⎪⎧x 02=x ,y 0+12=y ,即⎩⎪⎨⎪⎧x 0=2x ,y 0=2y -1.代入x 2=4y 得(2x )2=4(2y -1),即x 2=2y -1.6.抛物线x 2=ay (a ≠0)的焦点坐标为__________. 答案 ⎝⎛⎫0,a4 解析 若a >0,焦点在y 轴正半轴上,抛物线x 2=ay =2py (p >0).∴2p =a ,∴p =a2,焦点F ⎝⎛⎭⎫0,a 4; 若a <0,焦点在y 轴负半轴上,抛物线x 2=ay =-2py (p >0),∴p =-a 2,焦点F ⎝⎛⎭⎫0,a 4. 故焦点坐标为⎝⎛⎭⎫0,a 4. 7.已知抛物线顶点在原点,焦点在x 轴上.又知此抛物线上一点A (1,m )到焦点的距离为3.(1)求此抛物线的方程;(2)若此抛物线方程与直线y =kx -2相交于不同的两点A 、B ,且AB 中点横坐标为2,求k 的值.解 (1)由题意设抛物线方程为y 2=2px (p >0),其准线方程为x =-p 2, ∵A (1,m )到焦点的距离等于A 到其准线的距离.∴1+p 2=3,∴p =4.∴此抛物线的方程为y 2=8x . (2)由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=8xy =kx -2,消去y 得k 2x 2-(4k +8)x +4=0, ∵直线y =kx -2与抛物线相交于不同的两点A 、B ,则有⎩⎪⎨⎪⎧k ≠0Δ>0,解得k >-1且k ≠0. 又∵x 1+x 2=4k +8k 2=4,解得k =2或k =-1(舍去). ∴所求k 的值为2.二、能力提升8.过抛物线y 2=-4x 的焦点,引倾斜角为120°的直线,交抛物线于A 、B 两点,则△OAB 的面积为________.答案 4339.设抛物线y 2=2x 的焦点为F ,过点M (3,0)的直线与抛物线相交于A ,B 两点,与抛物线的准线相交于点C ,|BF |=2,则△BCF 与△ACF 的面积之比S △BCF S △ACF=________. 答案 45解析 设点A 、B 分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2).由|BF |=2知x 2=32,y 22=3.设直线AB 的方程为x =ky +3,代入y 2=2x 得y 2-2ky -23=0, 则y 1y 2=-23,∴y 21=4,∴S △BCF S △ACF =|BC ||AC |=⎪⎪⎪⎪x 2+12⎪⎪⎪⎪x 1+12=y 22+1y 21+1=45. 10.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________. 答案 (-∞,2]解析 设Q (t 24,t ), 由|PQ |≥|a |,得(t 24-a )2+t 2≥a 2, t 2(t 2+16-8a )≥0,t 2+16-8a ≥0,t 2≥8a -16恒成立,则8a -16≤0,a ≤2.11.根据条件求抛物线的标准方程.(1)抛物线的顶点在原点,以坐标轴为对称轴,且焦点在直线x +y +2=0上;(2)抛物线的顶点在原点,焦点是圆x 2+y 2-4x =0的圆心.解 (1)直线x +y +2=0与x ,y 轴的交点坐标分别为(-2,0)和(0,-2),所以抛物线的标准方程可设为y 2=-2px (p >0)或x 2=-2py (p >0),由-p 2=-2,得p =4, 所以所求抛物线的方程为y 2=-8x 或x 2=-8y .(2)圆x 2+y 2-4x =0的圆心为(2,0),故抛物线方程的形式为y 2=2px (p >0).由p 2=2得p =4, 所以所求抛物线方程为y 2=8x .12.A 、B 为抛物线y 2=2px (p >0)上两点,O 为原点,若OA ⊥OB ,求证直线AB 过定点. 证明 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),∵OA ⊥OB ⇒x 1x 2+y 1y 2=0,A ,B 在抛物线上⇒y 21y 22=4p 2x 1x 2,∴⎩⎪⎨⎪⎧ y 1·y 2=-4p 2x 1·x 2=4p 2, l AB :y -y 1=2p y 1+y 2(x -x 1), ∴y -y 1=2p y 1+y 2⎝⎛⎭⎫x -y 212p ∴y =2p y 1+y 2·x -y 21y 1+y 2+y 1 =2p y 1+y 2·x -4p 2y 1+y 2=2p y 1+y 2(x -2p ), ∴直线AB 过定点(2p,0).三、探究与拓展13.设抛物线y 2=8x 的准线与x 轴交于点Q .(1)若过点Q 的直线l 与抛物线有公共点,求直线l 的斜率的取值范围;(2)若过点Q 的直线l 被抛物线所截得的弦长为8,求此时直线l 的方程.解 (1)易知抛物线y 2=8x 的准线x =-2与x 轴的交点为Q (-2,0),于是可设过点Q (-2,0)的直线l 的方程为y =k (x +2),联立⎩⎪⎨⎪⎧y 2=8x ,y =k (x +2),⇒k 2x 2+(4k 2-8)x +4k 2=0. ①当k =0时x =0,方程组有解,直线l 与抛物线有公共点;②当k ≠0时,其判别式为Δ=(4k 2-8)2-16k 4=-64k 2+64≥0,可解得-1≤k ≤1且k ≠0.综合①②知-1≤k ≤1.(2)设直线l 与抛物线交于点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由(1)知x 1+x 2=8-4k 2k 2,x 1x 2=4. |AB |=1+k 2|x 1-x 2| =1+k 2(x 1+x 2)2-4x 1x 2=1+k 2 (8-4k 2k2)2-16 =1+k 264-64k 2k 2=81-k 4k 2=8, 故1-k 4=k 2,解得k =±482,符合-1≤k ≤1, 故所求的直线l 的方程为y =±482(x +2).。