2012年数学一轮复习精品试题第42讲 抛物线
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8.3 抛物线定义到定点的距离与到定直线的距离相等的点的轨迹方程1.y 2=2px (p ≠0),焦点是F (2p,0) 2.x 2=2py (p ≠0),焦点是F (0,2p)性质 S :y 2=2px (p >0) 1.范围:x ≥02.对称性:关于x 轴对称3.顶点:原点O4.离心率:e =15.准线:x =-2p6.焦半径P (x ,y )∈S ,|PF |=x +2p 对于抛物线x 2=2py (p >0),其性质如何?焦半径公式如何推导?●点击双基1.(2004年春季北京)在抛物线y 2=2px 上,横坐标为4的点到焦点的距离为5,则p 的值为A.21B.1C.2D.4 解析:抛物线的准线方程为x =-2p ,由抛物线的定义知4+2p=5,解得P =2.答案:C2.设a ≠0,a ∈R ,则抛物线y =4ax 2的焦点坐标为 A.(a ,0) B.(0,a )C.(0,a161) D.随a 符号而定解析:化为标准方程. 答案:C3.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 解析:利用抛物线的定义. 答案:C4.以椭圆252x +162y =1的中心为顶点,以椭圆的左准线为准线的抛物线与椭圆右准线交于A 、B 两点,则|AB |的值为___________.解析:中心为(0,0),左准线为x =-325,所求抛物线方程为y 2=3100 x .又椭圆右准线方程为x =325,联立解得A (325,350)、B (325,-350).∴|AB |=3100.答案:31005.(2002年全国)对于顶点在原点的抛物线,给出下列条件:①焦点在y 轴上;②焦点在x 轴上;③抛物线上横坐标为1的点到焦点的距离等于6;④抛物线的通径的长为5;⑤由原点向过焦点的某条直线作垂线,垂足坐标为(2,1).能使这抛物线方程为y 2=10x 的条件是____________.(要求填写合适条件的序号) 解析:由抛物线方程y 2=10x 可知②⑤满足条件. 答案:②⑤ ●典例剖析【例1】 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.剖析: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)时,2p=4,∴p =8,此时抛物线方程y 2=16x ;焦点为(0,-2)时,2p=2,∴p =4,此时抛物线方程为x 2=-8y .∴所求的抛物线的方程为y 2=16x 或x 2=-8y ,对应的准线方程分别是x =-4,y =2. 评述:这里易犯的错误就是缺少对开口方向的讨论,先入为主,设定一种形式的标准方程后求解,以致失去一解.【例2】如下图所示,直线l 1和l 2相交于点M ,l 1⊥l 2,点N ∈l 1,以A 、B 为端点的曲线段C 上任一点到l 2的距离与到点N 的距离相等.若△AMN 为锐角三角形,|AM |=17,|AN |=3,且|NB |=6,建立适当的坐标系,求曲线段C 的方程.ABNM l l 12剖析:由题意所求曲线段是抛物线的一部分,求曲线方程需建立适当的直角坐标系,设出抛物线方程,由条件求出待定系数即可,求出曲线方程后要标注x 、y 的取值范围.解:以直线l 1为x 轴,线段MN 的垂直平分线为y 轴,建立直角坐标系,由条件可知,曲线段C 是以点N 为焦点,以l 2为准线的抛物线的一段.其中A 、B 分别为曲线段C 的端点.设曲线段C 的方程为y 2=2px (p >0)(x A ≤x ≤x B ,y >0),其中x A 、x B 为A 、B 的横坐标,p =|MN |,所以M (-2p ,0) 、N (2p,0). 由|AM |=17,|AN |=3,得 (x A +2p )2+2px A =17,①(x A -2p )2+2px A =9.②①②联立解得x A =p4,代入①式,并由p >0, p =4, p =2, x A =1 x A =2. 因为△AMN 为锐角三角形,所以2p>x A . P =2, P =4, x A =2. x A =1.由点B 在曲线段C 上,得x B =|BN |-2p =4. 综上,曲线段C 的方程为y 2=8x (1≤x ≤4,y >0).评述:本题体现了坐标法的基本思路,考查了定义法、待定系数法求曲线方程的步骤,综合考查了学生分析问题、解决问题的能力.【例3】 设抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,经过点F 的直线交抛物线于A 、B 两点,点C 在抛物线的准线上,且BC ∥x 轴.证明直线AC 经过原点O .剖析:证直线AC 经过原点O ,即证O 、A 、C 三点共线,为此只需证k OC =k OA .本题也可结合图形特点,由抛物线的几何性质和平面几何知识去解决.证法一:设AB :x =my +2p,代入y 2=2px ,得y 2-2pmy -P 2=0.由韦达定理,得y A y B =-p 2,即y B =-Ay p 2.解得 或 故舍去 所以∵BC ∥x 轴,且C 在准线x =-2p上, ∴C (-2p,y B ). 则k OC =2p y B -=A y p 2=A Ax y =k OA .故直线AC 经过原点O .证法二:如下图,记准线l 与x 轴的交点为E ,过A 作AD ⊥l ,垂足为D .xy O ABC DE NF l则AD ∥EF ∥BC .连结AC 交EF 于点N ,则||||AD EN =||||AC CN =||||AB BF ,BC NF ||=||||AB AF .∵|AF |=|AD |,|BF |=|BC |,∴|EN |=||||||AB BF AD ⋅=||||||AB BC AF ⋅=|NF |,即N 是EF 的中点.从而点N 与点O 重合,故直线AC 经过原点O .评述:本题的“几何味”特别浓,这就为本题注入了活力.在涉及解析思想较多的证法中,关键是得到y A ·y B =-p 2这个重要结论.还有些证法充分利用了平面几何知识,这也提醒广大师生对圆锥曲线几何性质的重视,也只有这样才能挖掘出丰富多彩的解析几何的题目.思考讨论本题也可用平面向量来证明,读者不妨一试.●闯关训练 夯实基础1.(2003年高考·新课程)设a >0,f (x )=ax 2+bx +c ,曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处切线的倾斜角的取值范围为[0,4π],则P 到曲线y =f (x )对称轴距离的取值范围为 A.[0,a 1] B.[0,a 21]C.[0,|a b 2|]D.[0,|ab 21-|]解析:tan α=k =f ′(x )=2ax +b , ∴0≤2ax 0+b ≤1.∴0≤x 0+a b 2≤a21.答案:B2.(2004年全国Ⅰ,8)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.[-21,21] B.[-2,2]C.[-1,1]D.[-4,4] 解析:∵y 2=8x ,∴Q (-2,0)(Q 为准线与x 轴的交点),设过Q 点的直线l 方程为y = k (x +2).∵l 与抛物线有公共点, y 2=8x , y =k (x +8)即k 2x 2+(4k 2-8)+4k 2=0有解.∴Δ=(4k 2-8)2-16k 4≥0,即k 2≤1. ∴-1≤k ≤1. 答案:C 3.(2003年春季上海)直线y =x -1被抛物线y 2=4x 截得线段的中点坐标是___________. 解析:将y =x -1代入抛物线y 2=4x ,经整理得x 2-6x +1=0.由韦达定理得x 1+x 2=6,221x x +=3, 221y y +=2221-+x x =226-=2.∴所求点的坐标为(3,2). 答案:(3,2)4.在抛物线y =4x 2上求一点,使该点到直线y =4x -5的距离最短,该点的坐标是____________.解法一:设与y =4x -5平行的直线y =4x +b 与y =4x 2相切,则y =4x +b 代入y =4x 2,得 4x 2-4x -b =0. ①Δ=16+16b =0时b =-1,代入①得x =21,∴所求点为(21,1).解法二:设该点坐标为A (x 0,y 0),那么有y 0=4x 02.设点A 到直线y =4x -5的距离为d ,则d =14|54|200+--y x =171|-4x 02+4x 0-5|=171|4x 02-4x 0+5|=171|4(x 0-21)2+1|. 当且仅当x 0=21时,d 有最小值, 将x 0=21代入y =4x 2解得y 0=1. 故A 点坐标为(21,1).答案:(21,1)5.下图所示的直角坐标系中,一运动物体经过点A (0,9),其轨迹方程是y =ax 2+c (a <0),D =(6,7)为x 轴上的给定区间.∴方程组 有解,(1)为使物体落在D 内,求a 的取值范围;(2)若物体运动时又经过点P (2,8.1),问它能否落在D 内?并说明理由. 解:(1)把点A 的坐标(0,9)代入y =ax 2+c 得c =9,即运动物体的轨迹方程为y =ax 2+9. 令y =0,得ax 2+9=0,即x 2=-a 9. 若物体落在D 内,应有6<a9-<7, 解得-41<a <-499. (2)若运动物体又经过点P (2,8.1),则8.1=4a +9,解得a =-409,∴-41<-409<-499,∴运动物体能落在D 内.6.正方形ABCD 中,一条边AB 在直线y =x +4上,另外两顶点C 、D 在抛物线y 2=x 上,求正方形的面积.解:设CD 所在直线的方程为y =x +t , y =x +t , y 2=x ,x 2+(2t -1)x +t 2=0,∴|CD |=]4)21[(222t t -- =)41(2t -.又直线AB 与CD 间距离为|AD |=2|4|-t ,∵|AD |=|CD |, ∴t =-2或-6.从而边长为32或52.面积S 1=(32)2=18,S 2=(52)2=50.培养能力7.给定抛物线y 2=2x ,设A (a ,0),a >0,P 是抛物线上的一点,且|P A |=d ,试求d 的最小值.解:设P (x 0,y 0)(x 0≥0),则y 02=2x 0,∵ 消去y 得∴d =|P A |=2020)(y a x +-=0202)(x a x +-=12)]1([20-+-+a a x . ∵a >0,x 0≥0,∴(1)当0<a <1时,1-a >0, 此时有x 0=0时, d min =12)1(2-+-a a =a . (2)当a ≥1时,1-a ≤0, 此时有x 0=a -1时, d min =12-a .8.过抛物线y 2=2px (p >0)焦点F 的弦AB ,点A 、B 在抛物线准线上的射影为A 1、B 1,求∠A 1FB 1.解:由抛物线定义及平行线性质知∠A 1FB 1=180°-(∠AF A 1+∠BFB 1) =180°-21(180°-∠A 1AF )-21(180°-∠B 1BF ) =21(∠A 1AF +∠B 1BF )=90°. 探究创新9.(2003年春季北京)已知动圆过定点P (1,0),且与定直线l :x =-1相切,点C 在l 上.(1)求动圆圆心的轨迹M 的方程;(2)设过点P ,且斜率为-3的直线与曲线M 相交于A 、B 两点.①问△ABC 能否为正三角形?若能,求点C 的坐标;若不能,说明理由. ②当△ABC 为钝角三角形时,求这时点C 的纵坐标的取值范围. 解:(1)依题意,曲线M 是以点P 为焦点,直线l 为准线的抛物线,所以曲线M 的方程为y 2=4x ,如下图.(2)①由题意得,直线AB 的方程为 y =-3(x -1).=-3(x -1),y 2=4x ,解得A (31,332),B (3,-23),若△ABC 能为正三角形, 设C (-1,y ),则|AC |=|AB |=|BC |,(31+1)2+(332-y )2=(3-31)2+(23+332)2, ①(3+1)2+(23+y )2=(3-31)2+(23+332)2. ②解得y =-9314.但y =-9314不符合(1),所以①②组成的方程组无解.因此直线l 上不存在点C 使△ABC 是正三角形.②设C (-1,y )使△ABC 成钝角三角形,由y =-3(x -1),x =-1, 即当点C 的坐标为(-1,23)时,A 、B 、C 三点共线,故y ≠23.又|AC |2=(-1-31)2+(y -332)2=928-334y +y 2,|BC |2=(3+1)2+(y +23)2=28+43y +y 2,|AB |2=(316)2=9256.当|BC |2>|AC |2+|AB |2,即28+43y +y 2>928-334y +y 2+9256,即y >923时,∠CAB 为钝角. 当|AC |2>|BC |2+|AB |2,即928-334y +y 2>28+43y +y 2+9256,即y <-3103时,∠CBA 为钝角. 又|AB |2>|AC |2+|BC |2,即9256>928-334y +y 2+28+43y +y 2,即y 2+343y +34<0,(y +32)2<0. 该不等式无解,所以∠ACB 不可能为钝角.因此,当△ABC 为钝角三角形时,点C 的纵坐标y 的取值范围是由 消去y ,得3x 2-10x +3=0. ∴得y =23,y <-3310或y >932(y ≠23). ●思悟小结本节主要内容是抛物线的定义、方程及几何性质.解决本节问题时应注意以下几点: 1.求抛物线方程时,若由已知条件可知曲线是抛物线,一般用待定系数法;若由已知条件可知曲线的动点的规律,一般用轨迹法.2.凡涉及抛物线的弦长、弦的中点、弦的斜率问题时要注意利用韦达定理,能避免求交点坐标的复杂运算.3.解决焦点弦问题时,抛物线的定义有广泛的应用,而且还应注意焦点弦的几何性质. ●教师下载中心 教学点睛本节重点是抛物线的定义、四种方程及几何性质.难点是四种方程的运用及对应性质的比较、辨别和应用,关键是定义的运用.建议在教学中注意以下几点:1.圆锥曲线统一定义:平面内与一定点F 和定直线l 的距离之比为常数e 的点的轨迹,当0<e <1时,表示椭圆;当e =1时,表示抛物线;当e >1时,表示双曲线.2.由于抛物线的离心率e =1,所以与椭圆及双曲线相比,它有许多特殊的性质,而且许多性质是可以借助于平面几何的知识来解决的.3.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.4.求抛物线方程时,要依据题设条件,弄清抛物线的对称轴和开口方向,正确地选择抛物线标准方程.5.在解题中,抛物线上的点、焦点、准线三者通常与抛物线的定义相联系,所以要注意相互转化.拓展题例【例题】 (2003年北京东城区模拟题)已知抛物线C 1:y 2=4ax (a >0),椭圆C 以原点为中心,以抛物线C 1的焦点为右焦点,且长轴与短轴之比为2,过抛物线C 1的焦点F作倾斜角为4π的直线l ,交椭圆C 于一点P (点P 在x 轴上方),交抛物线C 1于一点Q (点Q 在x 轴下方).(1)求点P 和Q 的坐标;(2)将点Q 沿直线l 向上移动到点Q ′,使|QQ ′|=4a ,求过P 和Q ′且中心在原点,对称轴是坐标轴的双曲线的方程.解:(1)由题意可知F (a ,0),设椭圆方程为22mx +22n y =1(m >n >0).n m=2, m 2=2a 2,m 2-n 2=a 2, n 2=a 2,∴椭圆方程为222ax +22a y =1,直线l :y =x -a .由 解得y =x -a , 222ax +22a y =1, y =x -a ,y 2=4ax , (2)将Q 点沿直线l 向上移动到Q ′点,使|QQ ′|=4a ,则可求出Q ′点的坐标为(3a ,2a ).设双曲线方程为s x 2-ry 2=1(s ·r >0).由于P 、Q ′在双曲线上,则有 s a 2)3(-r a 2)2(=1, s a 2)34(-ra 2)31(=1. s 1=2117a ,r 1=21113a . ∴双曲线方程为2117a x 2-21113ay 2=1.由可求出P (34a ,31a ). 由 可求出Q ((3-22)a ,(2-22)a ). 解得。
2012届高考数学一轮精品:12.3抛物线(考点疏理+典型例题+练习题和解析)12.3抛物线【知识网络】1.掌握抛物线的定义、标准方程和抛物线的简单几何性质.2.了解抛物线简单应用.3.进一步体会数形结合思想.【典型例题】[例1](1)设R a a ∈≠,0,则抛物线24ax y =的焦点坐标为( )A、 (a,0) B、 (0,a) C、 (0,a161) D、 随a 的符号而定 (2)顶点在原点,准线为y=2的抛物线方程为(D)A .y 2=8xB .y 2=-8xC .x 2=8yD .x 2=-8y(3)已知:P为抛物线y=241x 上的任意一点,F为抛物线的焦点,点A坐标为(1,1),则|PF |+|PA |的最小值为 ( )A .1617 B .2 C .12+ D .12-(4)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 12+y 22的最小值是 .(5)已知抛物线C 1:y=2x 2与抛物线C 2关于直线y=-x 对称,则C 2的准线方程是 .[例2] 抛物线的焦点F 在x 轴上,直线y =-3与抛物线相交于点A,5=AF ,求抛物线的标准方程.[例3]如图,抛物线px y 22=的弦21P P 交x 轴于点Q ,过1P 、2P 分别作x 轴的垂线,垂足为M 、N ,求证:OQ 是OM 和ON 的比例中项.[例4] 如图,M (a ,0)(a >0)是抛物线y 2=4x 对称轴上一点,过M 作抛物线的弦AMB ,交抛物线与A ,B .(1)若a =2,求弦AB 中点的轨迹方程;(2)过M 作抛物线的另一条割线CMD (如图),与抛物线交于CD ,若AD 与y 轴交与点E ,连ME ,BC ,求证:ME ∥BC .【课内练习】1.以抛物线)0(22>=p px y 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2.抛物线方程为7x +8y 2=0,则焦点坐标为( )A .(716 ,0)B .(-732 ,0)C .(0,- 732 )D .(0,- 716) 3.抛物线y=-x 2上的点到直线4x +3y -8=0距离的最小值是 ( )A .43B .75C .85D .3 4.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A 点坐标为 ( )A .(2,±2 2 )B .(1,±2)C .(1,2)D .(2,2 2 )5.抛物线y 2=-2px(p >0)上一点横坐标为-9,它到焦点的距离为10,这点的坐标为 .6.过抛物线x y =2的焦点F 的直线m 的倾斜角m ,4πθ≥交抛物线于A 、B 两点,且A 点在x 轴上方,则|FA|的取值范围是 .7.一动圆M和直线:4l x =-相切,并且经过点(4,0)F ,则圆心M的轨迹方程是 .8.直线l 过抛物线)0(22>=p px y 的焦点且与x 轴垂直,若l 被抛物线截得的线段长为6,求p 的值.9.已知直线l :y= 3 x +4被抛物线x 2=2p y(p >0)截得的弦长为4 3 .(1)求抛物线的方程;(2)在该抛物线上位于直线l 下方的部分中,求一点M ,使M 到l 的距离最远.10.已知抛物线y 2=4ax(a >0)的焦点为A ,以B (a+4,0)为圆心,|AB|长为半径画圆,在x 轴上方交抛物线于M 、N 不同的两点,若P 为MN 的中点.(1)求a 的取值范围;(2)求|AM|+|AN|的值;(3)问是否存在这样的a 值,使|AM|、|AP|、|AN|成等差数列?12.3抛物线【典型例题】例1 (1)C .提示:注意抛物线的开口方向.(2)D .提示:逆用准线方程公式.(3)B .提示:用抛物线定义结合三角形的性质.(4)32.提示:设出过点P 的直线方程与抛物线方程联列,用韦达定理及配方法.(5)x=18.提示:在抛物线方程中,先用-x 换y ,同时用-y 换x .得到对称抛物线的标准方程.例2. 设所求焦点在x 轴上的抛物线的标准方程为:)0(22≠=p px y ,)3,(-m A 则由抛物线的定义得25p m AF +==,又pm 2)3(2=- 所以9,1±=±=p p故所要求抛物线的方程为:x y x y 18,222±=±=例3、设点1P 、2P 的坐标分别为),(11y x 、),(22y x ,则直线21P P 的方程为 121121x x x x y y y y --=-- ① 由于点Q是直线21P P 和x 轴的交点,令y =0得点Q的横坐标为212112y y y x y x x --=. 点1P 和2P 分别在x 轴的上方和下方,不妨设点1P 在x 轴的上方,点2P 在x 轴的下方,则112px y =,222px y -=. 代入①,得2121122222px px px x px x x ++==21x x , 所以ON OM OQ =2即证得OQ 是OM 和ON 的比例中项.例4、(1)当AB 斜率存在时,由a=2,设其方程为y=k (x -2),弦AB 中点为(x 0,y 0)由24(2)y x y k x ⎧=⎨=-⎩得22224(1)40k x k x k -++=△=16(k 2+1)2-16k 4=32k 2+16>0212022120122222212(22)22x x k x k k y y y kx k kx k k ⎧++===+⎪⎪⎨+⎪==-+-=⎪⎩消去k 得y 02=2x 0-4(x 0>2)当AB 斜率不存在时,其方程为x=2,与抛物线相交,中点为(2,0),满足y 02=2x 0-4. 综上所述,弦AB 中点的轨迹方程y 2=2x -4.(2)证明:设A (t 12,-2t ),B (t 22, 2t 2),C (t 32,-2t 3),D (t 42,-2t 4),其中t 1,t 2,t 3,t 4均为正数,用两点式求得AB 的方程为 y(t 2-t 1)+2t 1t 2=2xCD 的方程为y (t 4-t 3)+2t 3t 4=2x AB ,CD 都经过点M ,故t 1t 2= t 3t 4=a , AD 的方程为y(t 4-t 1)+2t 1t 4=2xAD 与y 轴交点为E (0,14142t t t t -) k ME =14412()t t a t t - 而k BC =23222323222t t t t t t +=--=142a a t t -=14412()t t a t t - ∴k ME =k BC ,ME ∥BC .【课内练习】1.C .提示:利用抛物线的定义.2.B .提示:先将方程化成标准形式.3.A .提示:设出与已知直线平行且与抛物线相切的直线方程,用△法求出直线方程,再求两平行线间的距离.4.B .提示:依据对称性排除C ,D ,再用坐标法排除A .5.(-9,±6).提示:利用抛物线的定义先求出p .6.]221,41(+.提示:联想抛物线定义. 7.y 2=16x .提示:运用抛物线定义.8.p=3.提示:运用通径的性质.9.(1)抛物线的方程为x 2= 23 y ;(2)所求点M,12 )10.(1) 设M (x 1,y 1 ),N (x 2,y 2),P (x 0,y 0 )则[ x —(a +4)]2 + y 2 = 16 ( y≥0)用y 2 = 4ax (a>0) 代入得x 2 + 2 (a —4)x + 8a + a 2 = 0由4△= ( a —4)2 — (8a + a 2) > 0得:0 < a < 1 (2) ∵A 为焦点 ∴ |AM| + |AN| = (x 1 + a ) + (x 2 + a) = x 1 + x 2 + 2a = 8—2a + 2a = 8.(3) 若存在a 使使|AM|、|AP|、|AN|成等差数列即 2|AP| = |AM| + |AN| = 8 ∴ |AP| = 4则 (x 0—a )2 + y 02 = 16,x 0 =221x x + = 4—a ,y 0 =21(y 1 + y 2)( 4—2a )2 + a [ 8— ∴ a = 1 与 0 < a < 1 矛盾故a 不存在.。
2012届高考数学第一轮基础知识点抛物线复习教案§8.3抛物线班级姓名学号例1:一抛物线拱桥跨度为52米,拱顶离水面6.5米,一竹排上载有一宽4米,高6米的大木箱,问能否安全通过?例2:已知A(4,2),在焦点F的抛物线y2=4x上求一点M,使|MA|+|MF|为最小,并加以证明。
例3:经过抛物线y2=2px的焦点F作倾角为θ的直线,若该直线与抛物线交于P1、P2两点,(1)求|P1P2|,(2)当θ变化时,求|P1P2|的最小值。
例4:抛物线以y轴为准线,且过点M(a,b)(a≠0),证明不论M点位置如何变化,抛物线顶点的轨迹的离心率是定值。
【备用题】如图,直线L1和L2相交于点M,L1⊥L2,若N∈L1,以A、B为端点的曲线C上的任一点到L2的距离与到点N的距离相等,若△AMN为锐角三角形,|AM|=,|AN|=3,且|BN|=6,建立适当的坐标系,求曲线的方程。
【基础训练】1、抛物线y=ax2(aA、B、C、D、2、探照灯反射镜的纵断面是抛物线的一部分,光源在抛物线的焦点处,已知灯口直径60cm,灯深40cm,则光源到反射镜顶点的距离是:()A、11.25cmB、5.625cmC、20cmD、10cm3、动点P到直线x+4=0的距离减去它到M(2,0)的距离之差等于2,则点P的轨迹是:A、直线B、椭圆C、双曲线D、抛物线()4、过抛物线y=ax2(a>0)的焦点F作一直线交抛物线于P、Q两点,若线段PF与FQ的长分别是p、q,则等于:()A、2aB、C、4aD、5、抛物线y=的准线方程是。
6、经过P(-2,4)的抛物线的标准方程是。
【拓展练习】1、过抛物线y2=4x的焦占作直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,如果x1+x2=6,那么|AB|的长是:()A、10B、8C、6D、42、过抛物线y2=2px的焦点F作弦PQ,则以PQ为直径的圆与抛物线的准线的位置关系是:A、相离B、相切C、相交D、不确定()3、过抛物线y2=2px(p>0)的焦点且垂直于x轴的弦为AB,O为抛物线顶点,则∠AOB大小:A、小于90°B、等于90°C、大于90°D、不能确定4、已知直线L:y=-1及圆C:x2+(y-2)2=1,若动圆M与L相切且与圆C外切,则动圆圆心M的轨迹方程为。
2012届高考数学第一轮复习精品试题:函数§2.1.1 函数的概念和图象经典例题:设函数f (x )的定义域为[0,1],求下列函数的定义域: (1)H (x )=f (x2+1);(2)G (x )=f (x+m )+f (x -m )(m >0).当堂练习:1. 下列四组函数中,表示同一函数的是( ) A.(),()f x x g x ==B.2(),()f x x g x ==C .21(),()11x f x g x x x -==+- D.()()f x g x ==2函数()y f x =的图象与直线x a =交点的个数为( )A .必有一个B .1个或2个C .至多一个D .可能2个以上3.已知函数1()1f x x =+,则函数[()]f f x 的定义域是( )A .{}1x x ≠ B .{}2x x ≠- C .{}1,2xx ≠-- D .{}1,2x x ≠-4.函数1()1(1)f x x x =--的值域是( )A .5[,)4+∞B .5(,]4-∞C . 4[,)3+∞D .4(,3-∞ 5.对某种产品市场产销量情况如图所示,其中:1l 表示产品各年年产量的变化规律;2l 表示产品各年的销售情况.下列叙述: ( )(1)产品产量、销售量均以直线上升,仍可按原生产计划进行下去;(2)产品已经出现了供大于求的情况,价格将趋跌;(3)产品的库存积压将越来越严重,应压缩产量或扩大销售量;(4)产品的产、销情况均以一定的年增长率递增.你认为较合理的是( ) A .(1),(2),(3) B .(1),(3),(4) C .(2),(4) D .(2),(3)6.在对应法则,,,x y y x b x R y R→=+∈∈中,若25→,则2-→ , →6.7.函数()f x 对任何x R +∈恒有1212()()()f x x f x f x ⋅=+,已知(8)3f =,则f = .8.规定记号“∆”表示一种运算,即a b a b a b R+∆++∈,、. 若13k ∆=,则函数()fx k x=∆的值域是___________.9.已知二次函数f(x)同时满足条件: (1) 对称轴是x=1; (2) f(x)的最大值为15;(3) f(x)的两根立方和等于17.则f(x)的解析式是 .10.函数2522y x x =-+的值域是 .11. 求下列函数的定义域 : (1)()121x f x x =-- (2)(1)()x f x x x+=-12.求函数y x =13.已知f(x)=x2+4x+3,求f(x)在区间[t,t+1]上的最小值g(t)和最大值h(t).14.在边长为2的正方形ABCD 的边上有动点M ,从点B 开始,沿折线BCDA 向A 点运动,设M 点运动的距离为x ,△ABM 的面积为S . (1)求函数S=的解析式、定义域和值域; (2)求f[f(3)]的值.§2.1.2 函数的简单性质经典例题:定义在区间(-∞,+∞)上的奇函数f (x )为增函数,偶函数g (x )在[0,+∞ )上图象与f (x )的图象重合.设a >b >0,给出下列不等式,其中成立的是 f (b )-f (-a )>g (a )-g (-b ) ②f (b )-f (-a )<g (a )-g (-b )③f (a )-f (-b )>g (b )-g (-a ) ④f (a )-f (-b )<g (b )-g (-a ) A .①④ B .②③ C .①③ D .②④ 当堂练习:1.已知函数f(x)=2x2-mx+3,当()2,x ∈-+∞时是增函数,当(),2x ∈-∞-时是减函数,则f(1)等于 ( )A .-3B .13C .7D .含有m 的变量2.函数1()x f x -=是( )A . 非奇非偶函数B .既不是奇函数,又不是偶函数奇函数C . 偶函数D . 奇函数3.已知函数(1)()11f x x x =++-,(2)()f x =2()33f x x x =+(4)0()()1()R x Q f x x C Q ∈=∈⎧⎨⎩,其中是偶函数的有( )个 A .1 B .2 C .3 D .44.奇函数y=f (x )(x ≠0),当x ∈(0,+∞)时,f (x )=x -1,则函数f (x -1)的图象为( )5.已知映射f:A →B,其中集合A={-3,-2,-1,1,2,3,4},集合B 中的元素都是A 中元素在映射f 下的象,且对任意的A a ∈,在B 中和它对应的元素是a,则集合B 中元素的个数是( )A .4B .5C .6D .76.函数2()24f x x tx t =-++在区间[0, 1]上的最大值g(t)是 .7. 已知函数f(x)在区间(0,)+∞上是减函数,则2(1)f x x ++与()34f 的大小关系是 .8.已知f(x)是定义域为R 的偶函数,当x<0时, f(x)是增函数,若x1<0,x2>0,且12x x <,则1()f x 和2()f x 的大小关系是 .9.如果函数y=f(x+1)是偶函数,那么函数y=f(x)的图象关于_________对称.10.点(x,y)在映射f作用下的对应点是(,)22y x +-,若点A 在f 作用下的对应点是B(2,0),则点A 坐标是 .13. 已知函数2122()x x f x x++=,其中[1,)x ∈+∞,(1)试判断它的单调性;(2)试求它的最小值.14.已知函数2211()a f x aa x+=-,常数0>a 。
高考数学(理科)一轮复习抛物线学案附解答学案53 抛物线导学目标: 1.掌握抛物线的定义、几何图形和标准方程,知道它们的简单几何性质.2.理解数形结合的思想.自主梳理 1.抛物线的概念平面内与一个定点F和一条定直线l(F∉l)距离______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.抛物线的标准方程与几何性质标准方程 y2=2px (p>0) y2=-2px (p>0) x2=2py (p>0) x2=-2py (p>0) p的几何意义:焦点F到准线l的距离图形顶点 O(0,0) 对称轴 y=0 x=0 焦点 F(p2,0) F(-p2,0) F(0,p2) F(0,-p2)离心率 e=1 准线方程 x=-p2 x=p2 y=-p2 y=p2范围x≥0,y∈R x≤0,y∈R y≥0,x∈R y≤0,x∈R 开口方向向右向左向上向下自我检测 1.(2010•四川)抛物线y2=8x的焦点到准线的距离是( ) A.1 B.2 C.4 D.8 2.若抛物线y2=2px的焦点与椭圆x26+y22=1的右焦点重合,则p的值为( ) A.-2 B.2 C.-4 D.4 3.(2011•陕西)设抛物线的顶点在原点,准线方程为x=-2,则抛物线的方程是( ) A.y2=-8x B.y2=8x C.y2=-4x D.y2=4x 4.已知抛物线y2=2px (p>0)的焦点为F,点P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3)在抛物线上,且2x2=x1+x3,则有( ) A.|FP1|+|FP2|=|FP3| B.|FP1|2+|FP2|2=|FP3|2 C.2|FP2|=|FP1|+|FP3| D.|FP2|2=|FP1|•|FP3| 5.(2011•佛山模拟)已知抛物线方程为y2=2px (p>0),过该抛物线焦点F且不与x轴垂直的直线AB交抛物线于A、B两点,过点A、点B分别作AM、BN垂直于抛物线的准线,分别交准线于M、N两点,那么∠MFN必是( ) A.锐角 B.直角 C.钝角 D.以上皆有可能探究点一抛物线的定义及应用例1 已知抛物线y2=2x的焦点是F,点P是抛物线上的动点,又有点A(3,2),求|PA|+|PF|的最小值,并求出取最小值时P点的坐标.变式迁移1 已知点P在抛物线y2=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,-1 B.14,1 C.(1,2) D.(1,-2) 探究点二求抛物线的标准方程例2 (2011•芜湖调研)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)到焦点的距离为5,求m的值、抛物线方程和准线方程.变式迁移2 根据下列条件求抛物线的标准方程: (1)抛物线的焦点F是双曲线16x2-9y2=144的左顶点; (2)过点P(2,-4).探究点三抛物线的几何性质例3 过抛物线y2=2px的焦点F的直线和抛物线相交于A,B两点,如图所示. (1)若A,B的纵坐标分别为y1,y2,求证:y1y2=-p2; (2)若直线AO与抛物线的准线相交于点C,求证:BC∥x轴.变式迁移3 已知AB是抛物线y2=2px (p>0)的焦点弦,F为抛物线的焦点,A(x1,y1),B(x2,y2).求证: (1)x1x2=p24; (2)1|AF|+1|BF|为定值.分类讨论思想的应用例(12分)过抛物线y2=2px (p>0)焦点F的直线交抛物线于A、B两点,过B点作其准线的垂线,垂足为D,设O 为坐标原点,问:是否存在实数λ,使AO→=λOD→?多角度审题这是一道探索存在性问题,应先假设存在,设出A、B两点坐标,从而得到D点坐标,再设出直线AB的方程,利用方程组和向量条件求出λ. 【答题模板】解假设存在实数λ,使AO→=λOD→. 抛物线方程为y2=2px (p>0),则Fp2,0,准线l:x=-p2, (1)当直线AB的斜率不存在,即AB⊥x轴时,交点A、B坐标不妨设为:Ap2,p,Bp2,-p. ∵BD⊥l,∴D-p2,-p,∴AO→=-p2,-p,OD→=-p2,-p,∴存在λ=1使AO→=λOD→.[4分] (2)当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx-p2 (k≠0),设A(x1,y1),B(x2,y2),则D-p2,y2,x1=y212p,x2=y222p,由y=kx -p2y2=2px 得ky2-2py-kp2=0,∴y1y2=-p2,∴y2=-p2y1,[8分] AO→=(-x1,-y1)=-y212p,-y1,OD→=-p2,y2=-p2,-p2y1,假设存在实数λ,使AO→=λOD→,则-y212p=-p2λ-y1=-p2y1λ,解得λ=y21p2,∴存在实数λ=y21p2,使AO→=λOD→. 综上所述,存在实数λ,使AO→=λOD→.[12分] 【突破思维障碍】由抛物线方程得其焦点坐标和准线方程,按斜率存在和不存在讨论,由直线方程和抛物线方程组成方程组,研究A、D两点坐标关系,求出AO→和OD→的坐标,判断λ是否存在.【易错点剖析】解答本题易漏掉讨论直线AB的斜率不存在的情况,出现错误的原因是对直线的点斜式方程认识不足. 1.关于抛物线的定义要注意点F不在定直线l上,否则轨迹不是抛物线,而是一条直线. 2.关于抛物线的标准方程抛物线的标准方程有四种不同的形式,这四种标准方程的联系与区别在于: (1)p的几何意义:参数p 是焦点到准线的距离,所以p恒为正数. (2)方程右边一次项的变量与焦点所在坐标轴的名称相同,一次项系数的符号决定抛物线的开口方向. 3.关于抛物线的几何性质抛物线的几何性质,只要与椭圆、双曲线加以对照,很容易把握,但由于抛物线的离心率等于1,所以抛物线的焦点弦具有很多重要性质,而且应用广泛.例如:已知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点的直线交抛物线于A、B两点,设A(x1,y1),B(x2,y2),则有下列性质:|AB|=x1+x2+p或|AB|=2psin2α(α为AB的倾斜角),y1y2=-p2,x1x2=p24等. (满分:75分)一、选择题(每小题5分,共25分) 1.(2011•大纲全国)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,直线y=2x-4与C交于A,B两点,则cos∠AFB 等于( ) A.45 B.35 C.-35 D.-45 2.(2011•湖北)将两个顶点在抛物线y2=2px(p>0)上,另一个顶点是此抛物线焦点的正三角形个数记为n,则( ) A.n=0 B.n=1 C.n=2 D.n≥3 3.已知抛物线y2=2px,以过焦点的弦为直径的圆与抛物线准线的位置关系是( ) A.相离 B.相交 C.相切 D.不确定 4.(2011•泉州月考)已知点A(-2,1),y2=-4x的焦点是F,P是y2=-4x上的点,为使|PA|+|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) 5.设O为坐标原点,F为抛物线y2=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,±2) B.(1,±2) C.(1,2) D.(2,2) 二、填空题(每小题4分,共12分) 6.(2011•重庆)设圆C位于抛物线y2=2x与直线x=3所围成的封闭区域(包含边界)内,则圆C的半径能取到的最大值为________. 7.(2011•济宁期末)已知A、B是抛物线x2=4y上的两点,线段AB的中点为M(2,2),则|AB|=________. 8.(2010•浙江)设抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,点A(0,2).若线段FA的中点B在抛物线上,则B到该抛物线准线的距离为________.三、解答题(共38分) 9.(12分)已知顶点在原点,焦点在x轴上的抛物线截直线y=2x+1所得的弦长为15,求抛物线方程.10.(12分)(2011•韶关模拟)已知抛物线C:x2=8y.AB是抛物线C的动弦,且AB过F(0,2),分别以A、B为切点作轨迹C的切线,设两切线交点为Q,证明:AQ⊥BQ.11.(14分)(2011•济南模拟)已知定点F(0,1)和直线l1:y=-1,过定点F与直线l1相切的动圆圆心为点C. (1)求动点C的轨迹方程;(2)过点F的直线l2交轨迹C于两点P、Q,交直线l1于点R,求RP→•RQ→的最小值.学案53 抛物线自主梳理 1.相等焦点准线自我检测 1.C 2.B [因为抛物线的准线方程为x=-2,所以p2=2,所以p=4,所以抛物线的方程是y2=8x.所以选B.] 3.B 4.C 5.B 课堂活动区例1 解题导引重视定义在解题中的应用,灵活地进行抛物线上的点到焦点的距离与到准线距离的等价转化,是解决抛物线焦点弦有关问题的重要途径.解将x=3代入抛物线方程 y2=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 |PA|+|PF|=|PA|+d,当PA⊥l时,|PA|+d最小,最小值为72,即|PA|+|PF|的最小值为72,此时P点纵坐标为2,代入y2=2x,得x=2,∴点P坐标为(2,2).变式迁移1 A [ 点P到抛物线焦点的距离等于点P到抛物线准线的距离,如图,|PF|+|PQ|=|PS|+|PQ|,故最小值在S,P,Q三点共线时取得,此时P,Q的纵坐标都是-1,点P的坐标为14,-1.] 例2 解题导引(1)求抛物线方程时,若由已知条件可知所求曲线是抛物线,一般用待定系数法.若由已知条件可知所求曲线的动点的轨迹,一般用轨迹法;(2)待定系数法求抛物线方程时既要定位(即确定抛物线开口方向),又要定量(即确定参数p的值).解题关键是定位,最好结合图形确定方程适合哪种形式,避免漏解; (3)解决抛物线相关问题时,要善于用定义解题,即把|PF|转化为点P到准线的距离,这种“化斜为直”的转化方法非常有效,要注意领会和运用.解方法一设抛物线方程为 x2=-2py (p>0),则焦点为F0,-p2,准线方程为y=p2. ∵M(m,-3)在抛物线上,且|MF|=5,∴m2=6p, m2+-3+p22=5,解得p=4,m=±26. ∴抛物线方程为x2=-8y,m=±26,准线方程为y=2. 方法二如图所示,设抛物线方程为x2=-2py (p>0),则焦点F0,-p2,准线l:y=p2,作MN⊥l,垂足为N. 则|MN|=|MF|=5,而|MN|=3+p2,∴3+p2=5,∴p=4.∴抛物线方程为x2=-8y,准线方程为y=2.由m2=(-8)×(-3),得m=±26. 变式迁移2 解(1)双曲线方程化为x29-y216=1,左顶点为(-3,0),由题意设抛物线方程为y2=-2px (p>0)且-p2=-3,∴p=6.∴方程为y2=-12x. (2)由于P(2,-4)在第四象限且对称轴为坐标轴,可设方程为y2=mx (m>0)或x2=ny (n<0),代入P点坐标求得m=8,n=-1,∴所求抛物线方程为y2=8x或x2=-y. 例3 解题导引解决焦点弦问题时,抛物线的定义有着广泛的应用,而且还应注意焦点弦的几何性质.焦点弦有以下重要性质(AB为焦点弦,以y2=2px (p>0)为例):①y1y2=-p2,x1x2=p24;②|AB|=x1+x2+p. 证明(1)方法一由抛物线的方程可得焦点坐标为Fp2,0.设过焦点F的直线交抛物线于A,B两点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2).①当斜率存在时,过焦点的直线方程可设为 y=kx-p2,由y =kx-p2,y2=2px,消去x,得ky2-2py-kp2=0.(*) 当k=0时,方程(*)只有一解,∴k≠0,由韦达定理,得y1y2=-p2;②当斜率不存在时,得两交点坐标为 p2,p,p2,-p,∴y1y2=-p2. 综合两种情况,总有y1y2=-p2. 方法二由抛物线方程可得焦点Fp2,0,设直线AB的方程为x=ky+p2,并设A(x1,y1),B(x2,y2),则A、B坐标满足x=ky+p2,y2=2px,消去x,可得y2=2pky+p2,整理,得y2-2pky-p2=0,∴y1y2=-p2. (2)直线AC的方程为y=y1x1x,∴点C坐标为-p2,-py12x1,yC=-py12x1=-p2y12px1. ∵点A(x1,y1)在抛物线上,∴y21=2px1. 又由(1)知,y1y2=-p2,∴yC=y1y2•y1y21=y2,∴BC∥x轴.变式迁移3 证明(1)∵y2=2px (p>0)的焦点Fp2,0,设直线方程为y=kx-p2 (k≠0),由y=kx-p2y2=2px,消去x,得ky2-2py-kp2=0. ∴y1y2=-p2,x1x2==p24,当k不存在时,直线方程为x=p2,这时x1x2=p24. 因此,x1x2=p24恒成立. (2)1|AF|+1|BF|=1x1+p2+1x2+p2 =x1+x2+px1x2+++p24. 又∵x1x2=p24,代入上式得1|AF|+1|BF|=2p=常数,所以1|AF|+1|BF|为定值.课后练习区 1.D [方法一由y=2x-4,y2=4x,得x=1,y=-2或x=4,y=4. 令B(1,-2),A(4,4),又F(1,0),∴由两点间距离公式得|BF|=2,|AF|=5,|AB|=35. ∴cos∠AFB=|BF|2+|AF|2-|AB|22|BF|•|AF|=4+25-452×2×5 =-45. 方法二由方法一得A(4,4),B(1,-2),F(1,0),∴FA→=(3,4),FB→=(0,-2),∴|FA→|=32+42=5,|FB→|=2. ∴cos∠AFB=FA→•FB→|FA→|•|FB→|=3×0+-=-45.] 2.C [ 如图所示,A,B两点关于x轴对称,F点坐标为(p2,0),设A(m,2pm)(m>0),则由抛物线定义, |AF|=|AA1|,即m+p2=|AF|. 又|AF|=|AB|=22pm,∴m+p2=22pm,整理,得m2-7pm+p24=0,① ∴Δ=(-7p)2-4×p24=48p2>0,∴方程①有两相异实根,记为m1,m2,且m1+m2=7p>0,m1•m2=p24>0,∴m1>0,m2>0,∴n=2.] 3.C 4.A [过P作PK⊥l (l为抛物线的准线)于K,则|PF|=|PK|,∴|PA|+|PF|=|PA|+|PK|. ∴当P点的纵坐标与A点的纵坐标相同时,|PA|+|PK|最小,此时P点的纵坐标为1,把y=1代入y2=-4x,得x=-14,即当P点的坐标为-14,1时,|PA|+|PF|最小.] 5.B 6.6-1 解析如图所示,若圆C的半径取到最大值,需圆与抛物线及直线x=3同时相切,设圆心的坐标为(a,0)(a<3),则圆的方程为(x-a)2+y2=(3-a)2,与抛物线方程y2=2x联立得x2+(2-2a)x+6a-9=0,由判别式Δ=(2-2a)2-4(6a-9)=0,得a=4-6,故此时半径为3-(4-6)=6-1. 7.42 解析由题意可设AB的方程为y=kx+m,与抛物线方程联立得x2-4kx-4m=0,线段AB中点坐标为(2,2),x1+x2=4k=4,得k=1. 又∵y1+y2=k(x1+x2)+2m=4,∴m=0.从而直线AB:y=x,|AB|=2|OM|=42.8.324 解析抛物线的焦点F的坐标为p2,0,线段FA的中点B的坐标为p4,1,代入抛物线方程得1=2p×p4,解得p=2,故点B的坐标为24,1,故点B到该抛物线准线的距离为24+22=324. 9.解设直线和抛物线交于点A(x1,y1),B(x2,y2), (1)当抛物线开口向右时,设抛物线方程为y2=2px (p>0),则y2=2pxy=2x+1,消去y得, 4x2-(2p-4)x+1=0,∴x1+x2=p-22,x1x2=14,(4分) ∴|AB|=1+k2|x1-x2| =+-4x1x2 =5•p-222-4×14=15,(7分) 则 p24-p=3,p2-4p-12=0,解得p=6(p =-2舍去),抛物线方程为y2=12x.(9分) (2)当抛物线开口向左时,设抛物线方程为y2=-2px (p>0),仿(1)不难求出p=2,此时抛物线方程为y2=-4x.(11分) 综上可得,所求的抛物线方程为y2=-4x或y2=12x.(12分) 10.证明因为直线AB与x轴不垂直,设直线AB的方程为y=kx+2,A(x1,y1),B(x2,y2).由y=kx +2,y=18x2,可得x2-8kx-16=0,x1+x2=8k,x1x2=-16.(4分) 抛物线方程为y=18x2,求导得y′=14x.(7分) 所以过抛物线上A、B两点的切线斜率分别是 k1=14x1,k2=14x2,k1k2=14x1•14x2 =116x1•x2=-1.(10分) 所以AQ⊥BQ.(12分) 11.解(1)由题设点C到点F的距离等于它到l1的距离,所以点C的轨迹是以F为焦点,l1为准线的抛物线,∴所求轨迹的方程为x2=4y.(5分) (2)由题意直线l2的方程为y=kx+1,与抛物线方程联立消去y 得x2-4kx-4=0. 记P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=4k,x1x2=-4.(8分) 因为直线PQ的斜率k≠0,易得点R的坐标为-2k,-1.(9分) RP→•RQ→=x1+2k,y1+1•x2+2k,y2+1 =x1+2kx2+2k+(kx1+2)(kx2+2) =(1+k2)x1x2+2k+2k(x1+x2)+4k2+4 =-4(1+k2)+4k2k+2k+4k2+4 =4k2+1k2+8,(11分) ∵k2+1k2≥2,当且仅当k2=1时取到等号.RP→•RQ→≥4×2+8=16,即RP→•RQ→的最小值为16. (14分)优品课件,意犹未尽,知识共享,共创未来!!!。
第四十二讲 抛物线班级________ 姓名________ 考号________ 日期________ 得分________ 一、选择题:(本大题共6小题,每小题6分,共36分,将正确答案的代号填在题后的括号内.)1.设斜率为2的直线l 过抛物线y 2=ax (a ≠0)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,则抛物线方程为( )A .y 2=±4B .y 2=±8xC .y 2=4xD .y 2=8x解析:y 2=ax 的焦点坐标为⎝⎛⎭⎫a 4,0.过焦点且斜率为2的直线方程为y =2⎝⎛⎭⎫x -a4,令x =0得:y =-a2.∴12×|a |4·|a |2=4, ∴a 2=64, ∴a =±8,故选B. 答案:B2.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 .3 C.115D.3716解析:如图所示,动点P 到l 2:x =-1的距离可转化为P 到F 的距离,由图可知,距离和的最小值即F 到直线l 1的距离d =|4+6|32+42=2,故选A.答案:A3.抛物线y 2=4x 的焦点为F ,准线为l ,经过F 且斜率为3的直线与抛物线在x 轴上方的部分相交于点A ,AK ⊥l ,垂足为K ,则△AKF 的面积是( )A .4B .3 3C .4 3D .8解析:抛物线y 2=4x 的焦点为F (1,0),准线为l :x =-1,经过F 且斜率为3的直线y =3(x -1)与抛物线在x 轴上方的部分相交于点A (3,23),AK ⊥l ,垂足为K (-1,23),∴△AKF 的面积是4 3.故选C.答案:C4.若抛物线y 2=4x 的焦点是F ,准线是l ,则经过点F 、M (4,4)且与l 相切的圆共有( ) A .0个 B .1个 C .2个D .4个解析:经过F 、M 的圆的圆心在线段FM 的垂直平分线上,设圆心为C ,则|CF |=|CM |,又圆C 与l 相切,所以C 到l 距离等于|CF |,从而C 在抛物线y 2=4x 上.故圆心为FM 的垂直平分线与抛物线的交点,显然有两个交点,所以共有两个圆,故选C.答案:C5.设F 为抛物线y 2=4x 的焦点,A 、B 、C 为该抛物线上三点,若FA FB FC ++=0,则||||||FA FB FC ++等于( )A .9B .6C .4D .3解析:设A 、B 、C 三点的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),(x 3,y 3),F (1,0).∵FA FB FC ++=0,∴x 1+x 2+x 3=3.又由抛物线定义知||||||FA FB FC ++=x 1+1+x 2+1+x 3+1=6,故选B.答案:B6.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 △BCFS △ACF等于( )A.45B.23C.47D.12解析:由|BF |=2小于点M 到准线的距离⎝⎛⎭⎫3+12知点B 在A 、C 之间,由抛物线的定义知点B 的横坐标为32,代入得y 2=3,则B ⎝⎛⎭⎫32,-3,另一种可能是⎝⎛⎭⎫32,3,那么此时直线AC 的方程为y -0-3-0=x -332-3,即y =2(x -3)2-3,把y =2(x -3)2-3代入y 2=2x ,可得2x 2-7x +6=0,可得x =2,则有y =2,即A (2,2),那么S △BCF S △ACF =|BC | |A C |=⎝⎛⎭⎫32+12 ⎝⎛⎭⎫2+12=4 5,故选A.答案:A二、填空题:(本大题共4小题,每小题6分,共24分,把正确答案填在题后的横线上.) 7.已知抛物线型拱的顶点距离水面2米时,测量水面宽为8米,当水面上升12米后,水面的宽度是________.解析:设抛物线方程为x 2=-2py ,将(4,-2)代入方程得16=-2p ·(-2),解得2p =8, 故方程为x 2=-8y ,水面上升12米,则y =-32,代入方程,得x 2=-8×⎝⎛⎭⎫-32=12,x=±2 3.故水面宽43米.答案:43米8.点P 到A (1,0)和直线x =-1的距离相等,且点P 到直线l :y =x 的距离等于22,则这样的点P 的个数为________.解析:由抛物线定义,知点P 的轨迹为抛物线,其方程为y 2=4x ,设点P 的坐标为⎝⎛⎭⎫y 24,y 0,由点到直线的距离公式,知⎪⎪⎪⎪y 204-y 02=22,即y 20-4y 0±4=0,易知y 0有三个解,故点P 个数有三个.答案:39.已知F 为抛物线C :y 2=4x 的焦点,过F 且斜率为1的直线交C 于A 、B 两点.设|F A |>|FB |,则|F A |与|FB |的比值等于________.解析:抛物线C :y 2=4x 的焦点F (1,0),准线方程:x =-1,如图, 则直线AB 的方程为y =x -1,由21,4,y x y x =-⎧⎨=⎩得 x 2-6x +1=0,①设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1,x 2是方程①的两根, ∴x 1x 2=1,x 1=3+2 2.根据抛物线定义,得|F A |=x 1+1, |FB |=x 2+1(x 1>x 2), ∴|F A ||FB |=x 1+1x 2+1=x 1+11x 1+1=x 1(x 1+1)x 1+1=x 1=3+2 2. 答案:3+2 210.设x 1、x 2∈R ,常数a >0,定义运算“*”:x 1]x *a ))的轨迹方程是________.解析:由y =x *a ,得y 2=x *a =(x +a )2-(x -a )2=4ax (y ≥0). 答案:y 2=4ax (y ≥0)三、解答题:(本大题共3小题,11、12题13分,13题14分,写出证明过程或推演步骤.)11.A 、B 是抛物线y 2=2px (p >0)上的两点,且OA ⊥OB . (1)求A 、B 两点的横坐标之积和纵坐标之积; (2)求证:直线AB 过定点; (3)求弦AB 中点P 的轨迹方程; (4)求△AOB 面积的最小值.解:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),中点P (x 0,y 0). (1)k OA =y 1x 1,k OB =y 2x 2.∵OA ⊥OB ,∴k OA ·k OB =-1,∴x 1x 2+y 1y 2=0.∵y 21=2px 1,y 22=2px 2,∴y 212p ·y 222p+y 1y 2=0.∵y 1≠0,y 2≠0,∴y 1y 2=-4p 2,∴x 1x 2=4p 2.(2)∵y 21=2px 1,y 22=2px 2,∴(y 1-y 2)(y 1+y 2)=2p (x 1-x 2). ∴y 1-y 2x 1-x 2=2p y 1+y 2,∴k AB =2py 1+y 2. ∴直线AB :y -y 1=2p y 1+y 2(x -x 1).∴y =2px y 1+y 2+y 1-2px 1y 1+y 2.∴y =2px y 1+y 2+y 21-2px 1+y 1y 2y 1+y 2.∵y 21=2px 1,y 1y 2=-4p 2,∴y =2pxy 1+y 2+-4p 2y 1+y 2. ∴y =2py 1+y 2(x -2p ).∴AB 过定点(2p,0).(3)如图,设OA :y =kx ,代入y 2=2px 得:x =0或x =2pk2,∴A ⎝⎛⎭⎫2p k 2,2p k .同理,以-1k 代k 得B (2pk 2,-2pk ).设中点坐标P (x 0,y 0),∴⎩⎨⎧x 0=p ⎝⎛⎫k 2+1k 2y 0=p ⎝⎛⎭⎫1k -k .∵k 2+1k 2=⎝⎛⎭⎫1k -k 2+2,∴x 0p =⎝⎛⎭⎫y 0p 2+2, 即y 20=px 0-2p 2.∴中点P 的轨迹方程为y 2=px -2p 2.(4)设M (2p,0),S △AOB =S △AOM +S △BOM =12|OM |(|y 1|+|y 2|)=p (|y 1|+|y 2|)≥2p |y 1y 2|=4p 2,当且仅当|y 1|=|y 2|=2p 时,等号成立.评析:解决直线与抛物线的有关问题时要注意以下几点:①设抛物线上的点为(x 1,y 1),(x 2,y 2);②因为(x 1,y 1),(x 2,y 2)都在抛物线上,故满足y 21=2px 1,y 22=2px 2;③利用y 21y 22=4p 2x 1x 2可以整体得到y 1y 2或x 1x 2.12.是否存在同时满足下列条件的抛物线:①准线是y 轴;②顶点在x 轴上;③点A (3,0)到该抛物线上的动点P 的距离的最小值为2?如果存在,求出抛物线方程;如果不存在,说明理由.解:设满足条件的抛物线存在,顶点B 在x 轴上. 设B (a,0),以y 轴为准线的抛物线方程为 y 2=4a (x -a ),由条件知a >0.设P 是抛物线上的点,其坐标为⎝⎛⎭⎫m 24a +a ,m . 则|AP |2=⎝⎛⎭⎫m24a +a -32+m 2=116a[m 2-12(a -a 2)]2+12a -8a 2, ∴当a -a 2≥0,即0<a ≤1,且m 2=12(a -a 2)时,|AP |min =12a -8a 2. ∴12a -8a 2=2,解得a =1或a =12.此时抛物线方程为y 2=4(x -1)或y 2=2⎝⎛⎭⎫x -12.当a -a 2<0,即a >1,且m =0时, |AP |min =|a -3|=2.∴a =5,此时抛物线方程为y 2=20(x -5), ∴存在满足条件的抛物线,其方程为 y 2=4(x -1)或y 2=2⎝⎛⎭⎫x -12或y 2=20(x -5). 13.(2010·福建)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)过点A (1,-2). (1)求抛物线C 的方程,并求其准线方程;(2)是否存在平行于OA (O 为坐标原点)的直线l ,使得直线l 与抛物线C 有公共点,且直线OA 与l 的距离等于55?若存在,求直线l 的方程;若不存在,说明理由. 解:(1)将(1,-2)代入y 2=2px ,得(-2)2=2p ·1,所以p =2. 故所求抛物线C 的方程为y 2=4x ,其准线方程为x =-1. (2)假设存在符合题意的直线l ,其方程为y =-2x +t ,由224y x t y x=-+⎧⎨=⎩得y 2+2y -2t =0. 因为直线l 与抛物线C 有公共点,所以Δ=4+8t ≥0,解得t ≥-12.由直线OA 与l 的距离d =55可得|t |5=15,解得t =±1. 因为-1∉⎣⎡⎭⎫-12,+∞,1∈⎣⎡⎭⎫-12,+∞, 所以符合题意的直线l 存在,其方程为2x +y -1=0.。