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抛物线题及知识点总结

2022-07-28 来源:好走旅游网
一、抛物线的定义及其应用

[例1] 设P是抛物线y2=4x上的一个动点.

(1)求点P到点A(-1,1)的距离与点P到直线x=-1的距离之和的最小值; (2)若B(3,2),求|PB|+|PF|的最小值.

例2、.(2011²山东高考)设M(x0,y0)为抛物线C:x2=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y0的取值范围是( )

A.(0,2) B.[0,2] C.(2,+∞) D.[2,+∞) .

二、抛物线的标准方程和几何性质

例3、抛物线y=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,经过F的直线与抛物线交于A、

2

B两点,交准线于C点,点A在x轴上方,AK⊥l,垂足为K,若|BC|=2|BF|,且|AF|=4,则△AKF的面积是 ( ) A.4 B.33 C.43 D.8

[悟一法]

1.求抛物线的标准方程常采用待定系数法,未知数只有p,可利用题中已知条件确定p的值.注意到抛物线方程有四种标准形式,因此求抛物线方程时,需先定位,再定量.

2.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.

例4.过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A、B,交其准线l于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3则此抛物线的方程为 ( ) 39

A.y2=x B.y2=9x C.y2=x D.y2=3x

22

1

三、抛物线的综合问题

[例5] (2011²江西高考)已知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点,斜率为22的直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)(x1(2)O为坐标原点,C为抛物线上一点,若OC= OA+λOB,求λ

值.

例6、(2011²湖南高考)(13分)已知平面内一动点P到点F(1,0)的距离与点P到y轴的距离的差等于1. (1)求动点P的轨迹C的方程;

(2)过点F作两条斜率存在且互相垂直的直线l1,l2,设l1与轨迹C相交于点A,

B,l与轨迹C相交于点D,E,求ADEB的最小值

2

²

例7.已知点M(1,y)在抛物线C:y2=2px(p>0)上,M点到抛物线C的焦点F的1

距离为2,直线l:y=-x+b与抛物线C交于A,B两点.

2(1)求抛物线C的方程;

(2)若以AB为直径的圆与x轴相切,求该圆的方程.

2

练习题

1.已知抛物线x2=ay的焦点恰好为双曲线y2-x2=2的上焦点,则a等于 ( )

A.1 B.4 C.8

D.16

2.抛物线y=-4x2上的一点M到焦点的距离为1,则点M的纵坐标是 ( )

A.-

17

16

157B.- C.

1616

2

D.

15

16

3.(2011²辽宁高考)已知F是拋物线y=x的焦点,A,B是该拋物线上的两点,|AF|+|BF|=3,则线段AB的中点到y轴的距离为 ( ) 3

A.

4

2

5

B.1 C.

4

7D. 4

4.已知抛物线y=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

5.(2012²宜宾检测)已知F为抛物线y2=8x的焦点,过F且斜率为1的直线交抛物线于( ) A.42

A、B两点,则||FA|-|FB||的值等于

D.16

B.8C. 82

6.在y=2x2上有一点P,它到A(1,3)的距离与它到焦点的距离之和最小,则点

P的坐标是 ( )

A.(-2,1) C.(2,1)

B.(1,2) D.(-1,2)

7.设抛物线y2=8x的焦点为F,准线为l,P为抛物线上一点,PA⊥l,A为垂足.如果直线AF的斜率为-3,那么|PF|= ( ) A.43 B.8 C.83 D.16

8.(2011²陕西高考)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

9.(2012²永州模拟)以抛物线x2=16y的焦点为圆心,且与抛物线的准线相切的圆的方程为________.

3

10.已知抛物线的顶点在原点,对称轴为y轴,抛物线上一点Q(-3,m)到焦点的距离是5,则抛物线的方程为________.

11.已知抛物线y=4x与直线2x+y-4=0相交于A、B两点,抛物线的焦点为

F,那么| FA| +| FB| =________.

2

12.过抛物线y2=4x的焦点作直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2, y2)两点,若x1+x2=6,那么 |AB|等于________ 13.根据下列条件求抛物线的标准方程:

(1)抛物线的焦点是双曲线 16x2-9y2=144的左顶点; (2)过点P(2,-4).

14.已知点A(-1,0),B(1,-1),抛物线C:y2=4x,O为坐标原点,过点

A的动直线l交抛物线C于M,P两点,直线MB交抛物线C于另一点Q.若向量OMπ

与OP的夹角为,求△POM的面积.

4

4

一、抛物线的定义及其应用

[例1] 设P是抛物线y2=4x上的一个动点.

(1)求点P到点A(-1,1)的距离与点P到直线x=-1的距离之和的最小值; (2)若B(3,2),求|PB|+|PF|的最小值.

[自主解答] (1)如图,易知抛物线的焦点为F(1,0),准线是x=-1. 由抛物线的定义知:点P到直线x=-1的距离等于点P到焦点F的距离. 于是,问题转化为:在曲线上求一点P,使点P到点A(-1,1)的距离与点P到

F(1,0)的距离之和最小.显然,连结AF交曲线于P点,则所求的最小值为|AF|,即为5.

(2)如图,自点B作BQ垂直准线于Q,交抛物线于点P1,则|P1Q|=|P1F|. 则有|PB|+|PF|≥|P1B|+|P1Q|=|BQ|=4.即|PB|+|PF|的最小值为4. 例2、.(2011²山东高考)设M(x0,y0)为抛物线C:x2=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y0的取值范围是( )

A.(0,2) B.[0,2] C.(2,+∞) D.[2,+∞)

解析:圆心到抛物线准线的距离为p,即p=4,根据已 知只要|FM|>4即可.根据抛物线定|FM|=y0+2由y0+2>4,解得y0>2,故y0的取值范围是(2,+∞).

二、抛物线的标准方程和几何性质

例3、抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,经过F的直线与抛物线交于A、

B两点,交准线于C点,点A在x轴上方,AK⊥l,垂足为K,若|BC|=2|BF|,且|AF|=4,则△AKF的面积是 ( ) A.4 B.33 C.43 D.8

设点A(x1,y1),其中y1>0.由点B作抛物线的准线的垂线,垂足为B1.则有 |BF|=|BB1|;又|CB|=2|FB|,因此有|CB|=2|BB1|,cos∠CBB1=ππCBB1=.即直线AB与x轴的夹角为.

33

5

|BB1|1

=,∠|BC|2

又|AF|=|AK|=x1+=4,因此y1=4sin=23,

2311

因此△AKF的面积等于|AK|²y1=³4³23=43. 22 [悟一法]

1.求抛物线的标准方程常采用待定系数法,未知数只有p,可利用题中已知条件确定p的值.注意到抛物线方程有四种标准形式,因此求抛物线方程时,需先定位,再定量.

2.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.

例4.过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A、B,交其准线l于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3则此抛物线的方程为 ( ) 3

A.y2=x B.y2=9x

29

C.y2=x D.y2=3x

2

解析:分别过点A、B作AA1、BB1垂直于l,且垂足分别为A1、B1,由已知条件|BC|=2|BF|得|BC|=2|BB1|,∴∠BCB1=30°,又|AA1|=|AF|=3,

∴|AC|=2|AA1|=6,∴|CF|=|AC|-|AF|=6-3=3,∴F为线段AC的中点.故13

点F到准线的距离为p=|AA1|=,故抛物线的方程为y2=3x.

22三、抛物线的综合问题

[例5] (2011²江西高考)已知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点,斜率为22的直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)(x1(2)O为坐标原点,C为抛物线上一点,若OC= OA+λOB,求λ

值.

[自主解答] (1)直线AB的方程是y=22(x-),与y2=2px联立,从而有4x2

2-5px+p=0,所以:x1+x2=

2

p5p,由抛物线定义得:|AB|=x1+x2+p=9, 4

6

所以p=4,从而抛物线方程是y2=8x.

(2)由p=4,4x2-5px+p2=0可简化为x2-5x+4=0,从而x1=1,x2=4,y1=-22,y2=42,从而A(1,-22),B(4,42);

设OC=(x,y)=(1,-2

33

2)+λ(4,42)=(4λ+1,42λ-22).

又y22(2λ-1)]2=8(4λ+1). 3=8x3,即[2即(2λ-1)2=4λ+1.解得λ=0,或λ=2.

例6、(2011²湖南高考)(13分)已知平面内一动点P到点F(1,0)的距离与点P到y轴的距离的差等于1. (1)求动点P的轨迹C的方程;

(2)过点F作两条斜率存在且互相垂直的直线l1,l2,设l1与轨迹C相交于点A,

B,l与轨迹C相交于点D,E,求ADEB的最小值

2

² 妙解](1)设动点P的坐标为(x,y),由题意有x-12

+y2-|x|=1.化简得

y2=2x+2|x|. 当x≥0时,y2=4x;当x<0时,y=0.

所以,动点P的轨迹C的方程为y2=4x(x≥0)和y=0(x<0). (2)由题意知,直线l1的斜率存在且不为0,设为k,则l1的方程为y=k(x-y=kx-11).由2

y=4x

,得k2x2-(2k2+4)x+k2=0. (7分)

4

设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2是上述方程的两个实根,于是x1+x2=2+2,

kx1x2=1. (8分)

1

因为l1⊥l2,所以l2的斜率为-. 设D(x3,y3),E(x4,y4),则同理可得

kx3+x4=2+4k2,x3x4=1. =(x1+1)(x2+1)+(x3+1)²(x4+1)

= x1x2+(x1+x2)+1+x3x4+(x3+x4)+1 (11分) 41

=1+(2+2)+1+1+(2+4k2)+1=8+4(k2+2)≥8+4³2

1

1

当且仅当k=,即k=±1时,ADEB取最小值16.

k2

2

²

kkk2²2=16.

k 7

例7.已知点M(1,y)在抛物线C:y2=2px(p>0)上,M点到抛物线C的焦点F的1

距离为2,直线l:y=-x+b与抛物线C交于A,B两点.

2(1)求抛物线C的方程;

(2)若以AB为直径的圆与x轴相切,求该圆的方程.

解:(1)抛物线y2=2px(p>0)的准线为x=-,由抛物线定义和已知条件可知

2

|MF|=1-(-)=1+=2,解得p=2, 故所求抛物线C的方程为y=4x.

22

ppp2

y=-1x+b,2(2)联立y=4x2

消去x并化简整理得y+8y-8b=0.

2

依题意应有Δ=64+32b>0,解得b>-2.设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2

=-8,y1y2=-8b,设圆心Q(x0,y0),则应用x0=

x1+x2

2

,y0=

y1+y2

2

=-4.

因为以AB为直径的圆与x轴相切,所以圆的半径为r=|y0|=4. 又|AB|=5[x1-x22

2

+y1-y22

=1+4

y1-y22

y1+y2-4y1y2]=564+32b64+32b所以|AB|=2r=58

=8,解得b=-. 5

48, 5

所以x1+x2=2b-2y1+2b-2y2=4b+16=则圆心Q的坐标为(

2424

,-4).故所求圆的方程为(x-)2+(y+4)2=16. 55

1.已知抛物线x2=ay的焦点恰好为双曲线y2-x2=2的上焦点,则a等于 ( )

A.1 B.4 C.8

D.16

解析:根据抛物线方程可得其焦点坐标为(0,),双曲线的上焦点为(0,2),

4依题意则有=2解得a=8.

4

aa 8

2.抛物线y=-4x2上的一点M到焦点的距离为1,则点M的纵坐标是 ( )

A.-

17

16

157B.- C.

1616

D.15

16

y12

解析:抛物线方程可化为x=-,其准线方程为y=.设M(x0,y0),则由

416115

抛物线的定义,可知-y0=1⇒y0=-. 1616

3.(2011²辽宁高考)已知F是拋物线y2=x的焦点,A,B是该拋物线上的两点,|AF|+|BF|=3,则线段AB的中点到y轴的距离为 ( ) 3

A.

4

5

B.1 C.

4

7D. 4

解析:根据拋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:11315(|AF|+|BF|)-=-=. 24244

4.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

解析:设抛物线焦点弦为AB,中点为M,准线l,A1、B1分别为A、B在直线

l上的射影,则|AA1|=|AF|,|BB1|=|BF|,于是M到l的距离d=(|AA1|+|BB1|)11

=(|AF|+|BF|)=|AB|=半径,故相切. 22

5.(2012²宜宾检测)已知F为抛物线y=8x的焦点,过F且斜率为1的直线交抛物线于( )

A.42

B.8C. 82

D.16

2

1

2

A、B两点,则||FA|-|FB||的值等于

y=x-2,

解析:依题意F(2,0),所以直线方程为y=x-2由2

y=8x

,消去y得x2-12x+4=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则||FA|-|FB||=|(x1+2)-(x2+2)|=|x1-x2|=(x1+x2)-4x1x2=144-16=82. 6.在y=2x2上有一点P,它到A(1,3)的距离与它到焦点的距离之和最小,则点

2

P的坐标是 ( )

9

A.(-2,1) C.(2,1)

B.(1,2) D.(-1,2)

2

解析:如图所示,直线l为抛物线y=2x的准线,F为其焦点,PN⊥l,AN1⊥l,由抛物线的定义知,|PF|=|PN|,∴|AP|+|PF|=|AP|+|PN|≥|AN1|,当且仅当A、P、N三点共线时取

等号.∴P点的横坐标与A点的横坐标相同即为1,则可排除A、C、D.答案:B 7.设抛物线y2=8x的焦点为F,准线为l,P为抛物线上一点,PA⊥l,A为垂足.如果直线AF的斜率为-3,那么|PF|= ( ) A.43 B.8 C.83 D.16

8.(2011²陕西高考)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

解析:由准线方程x=-2,可知抛物线为焦点在x轴正 半轴上的标准方程,同时得p=4,所以标准方程为 y2=2px=8x 9.(2012²永州模拟)以抛物线x2=16y的焦点为圆心,且与抛物线的准线相切的圆的方程为________.

解析:抛物线的焦点为F(0,4),准线为y=-4,则圆心为(0,4),半径r=8.所以,圆的方程为x2+(y-4)2=64.

10.已知抛物线的顶点在原点,对称轴为y轴,抛物线上一点Q(-3,m)到焦点的距离是5,则抛物线的方程为________.

解析:设抛物线方程为x2=ay(a≠0),则准线为y=-.∵Q(-3,m)在抛

4物线上,∴9=am.而点Q到焦点的距离等于点Q到准线的距离,

aa99a∴|m-(-)|=5.将m=代入,得|+|=5,解得,a=±2,或a=±18,

4aa4∴所求抛物线的方程为x=±2y,或x=±18y.

11.已知抛物线y2=4x与直线2x+y-4=0相交于A、B两点,抛物线的焦点为

F,那么| FA| +| FB| =________.

2

2

10

y2=4x解析:由

2x+y-4=0

,消去y,得x2-5x+4=0(*),方程(*)的两根

为A、B两点的横坐标,故x1+x2=5,因为抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),所

以| FA| +| FB| =(x1+1)+(x2+1)=7

12.过抛物线y2=4x的焦点作直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2, y2)两点,若x1+x2=6,那么 |AB|等于________

解析:因线段AB过焦点F,则|AB|=|AF|+|BF|.又由抛物线的定义知|AF|=x1+1,|BF|=x2+1,故|AB|=x1+x2+2=8.

13.根据下列条件求抛物线的标准方程:(1)抛物线的焦点是双曲线 16x2

-9y=144的左顶点;(2)过点P(2,-4).

解:双曲线方程化为-=1,左顶点为(-3,0),由题意设抛物线方程为

916

2

x2y2

py2=-2px(p>0),则-=-3,∴p=6,∴抛物线方程为y2=-12x.

2

(2)由于P(2,-4)在第四象限且抛物线对称轴为坐标轴,可设抛物线方程为y2=mx或x2=ny,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.

14.已知点A(-1,0),B(1,-1),抛物线C:y2=4x,O为坐标原点,过点

A的动直线l交抛物线C于M,P两点,直线MB交抛物线C于另一点Q.若向量OMπ

与OP的夹角为,求△POM的面积.

4

解:设点M(,y1),P(,y2),

44

∵P,M,A三点共线, ∴kAM=kPM, 即

y21y22

y1y2

1

=4

+1

y1-y2y11

=,∴y1y2=4. 22,即2

y1y2y1+4y1+y24-4

4

4

4

y2y2π12

∴ OM² OP=²+y1y2=5.∵向量 OM与 OP的夹角为, π1π5∴| OM|²|OP |²cos=5.∴S△POM=| OM| ²| OP| ²sin=.

4242

11

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