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人教A版数学--高考解析几何复习专题七
知识点一 求抛物线的切线方程,由中点弦坐标或中点弦方程、斜率求参数,
根据焦点或准线写出抛物线的标准方程
典例1、已知抛物线 的焦点为 , 为坐标原点.
(1)过 作垂直于 轴的直线与抛物线 交于 两点, 的面积为 .求抛物线
的标准方程;
(2)抛物线上有 两点,若 为正三角形,求 的边长.
随堂练习:已知抛物线 的焦点为 , 为抛物线 上的动点, 为 在
动直线 上的投影,当 为等边三角形时,其面积为 .
(1)求抛物线 的方程;(2)设 为原点,过点 的直线 与 相切,且与椭圆
交于A, 两点,直线 与线段 交于点 ,试问:是否存在 ,使得
和 的面积相等恒成立?若存在,求 的值;若不存在,请说明理由.典例2、已知P为抛物线E: 上任意一点,过点P作 轴,垂足为O,
点 在抛物线上方(如图所示),且 的最小值为9.
(1)求E的方程;(2)若直线 与抛物线E相交于不同的两点A,B,线
段AB的垂直平分线交x轴于点N,且 为等边三角形,求m的值.
随堂练习:已知抛物线C: 上的点 到其焦点F的距离为2.
(1)求抛物线C的方程;(2)已知点D在直线l: 上,过点D作抛物线C的两条
切线,切点分别为A,B,直线AB与直线l交于点M,过抛物线C的焦点F作直线AB的垂线交直线l于点N,当|MN|最小时,求 的值.
典例3、如图,设 为 轴的正半轴上的任意一点, 为坐标原点.过点 作抛物线
的两条弦 和 , 、 在 轴的同侧.
(1)若 为抛物线 的焦点, ,直线 的斜率为 ,且直线 和 的
倾斜角互补,求 的值;
(2)若直线 、 、 、 分别与 轴相交于点 、 、 、 ,求证:
.随堂练习:已知抛物线 ,点 为其焦点, 为 上的动点, 为 在动
直线 上的投影.当 为等边三角形时,其面积为 .
(1)求抛物线 的方程;(2)过 轴上一动点 作互相垂直的两条直线,与
抛物线 分别相交于点A,B和C,D,点H,K分别为 , 的中点,求 面积的
最小值.知识点二 抛物线中的三角形或四边形面积问题,直线与抛物线交点相关问题
典例4、已知曲线M上的任意一点到点 的距离比它到直线 的距离小1.
(1)求曲线M的方程;
(2)设点 .若过点 的直线与曲线M交于B,C两点,求 的面积的最小值.随堂练习:如图,已知直线与抛物线 交于A,B两点,且OA⊥OB,
OD⊥AB,交AB于点D,点D的坐标为(4,2).
(1)求p的值; (2)求△AOB的面积.
典例5、已知抛物线 , 为坐标原点,过焦点 的直线 与抛物线 交于不同两
点 .
(1)记 和 的面积分别为 ,若 ,求直线 的方程;
(2)判断在 轴上是否存在点 ,使得四边形 为矩形,并说明理由.随堂练习:已知抛物线 的焦点为 ,准线为 .
(1)设 与 轴的交点为 ,点 在 上,且在 轴上方,若 ,求直线 的方
程;
(2)过焦点 的直线与 相交于 、 两点,点 在 上,且 , ,求
的面积.
典例6、如图,已知抛物线 ,直线l过点 与抛物线交于A、B两点,
且在A、B处的切线交于点P,过点P且垂直于x轴的直线 分别交抛物线C、直线l于M、N两点.直线l与曲线 交于C、D两点.
(1)求证:点N是 中点;(2)设 的面积分别为 ,求 的取值范
围.随堂练习:如图,点 是 轴左侧(不含 轴)一点,抛物线 上存在不
同的两点 ,且 的中点均在抛物线C上.
1、若 ,点A在第一象限,求此时点A的坐标;
2、设 中点为 ,求证:直线 轴;
3、若 是曲线 上的动点,求 面积的最大值.
【正确答案】 1、 ; 2、证明见解析; 3、人教A版数学--高考解析几何复习专题七答案
典例1、答案:(1) (2)
解:(1)由抛物线方程知: , 为抛物线的通径,则 ,
,解得: , 抛物线 的标准方程为:
.
(2) 为正三角形, ,由抛物线对称性可知: 轴,
设 ,则 ,解得: , ,
, ,解得: , ,即
的边长为 .
随堂练习:答案:(1) (2)
解:(1)由题意得: ,由抛物线定义可知:此时 ,
过点F作FD⊥P Q于点D,由三线合一得:D为PQ中点,且 ,可得: 所以抛物线方程为
(2)由题意得:当M为AB中点时,满足题意,
设 ,由 得:直线 斜率为 ,则可设直线 : ,
整理得: ,联立 得: ,
设 , 则 , 则 , 由 得直线
OQ: ,
联立直线OQ与直线l得: , 从而 ,可得: ,解
得: .
典例2、答案:(1) 1、 (2)2、
解:(1)抛物线E: 的焦点 ,准线方程为 ,
所以 ,故 ,
又因为 的最小值为9,所 的最小值为 ,当且仅当点C,P,F三点共线时, 取得最小值,
此时 ,解得 , 故抛物线E的方程为
;
(2)联立 ,消去x得 ,
直线 与抛物线E相交于不同的两点A,B, ,得 ,
设 , ,则有 , , 所以 ,
设线段AB的中点 , 则 , ,即 ,
直线MN的斜率 ,直线MN的方程为: ,
令 ,得 ,即 , 所以 ,
,
又因为 为等边三角形,所以 , 所以
,
解得 ,且满足 , 故所求m的值为 .
随堂练习:答案:(1) (2)解:(1)因为点 ,在抛物线C: 上,所以 ,抛物线的准线方
程为 ,
由抛物线的定义得: ,解得 ,即抛物线C的方程为 ;
(2)由题意可设 , , , 因为 ,所以 ,即
,
故 ,整理得 , 设点 ,同理可得 ,
则直线AB方程为: , 令 得 ,即点 ,
因为直线NF与直线AB垂直, 所以直线NF方程为: ,
令 得 ,即点 , ∴ ,
当且仅当 时, 时上式等号成立, 联立 ,得 ,
∴ , , ,
, ∴ .
典例3、答案:(1) (2)证明见解析.解:(1)根据题意, 为抛物线 的焦点,则 ,
由于直线 的斜率为 ,故直线 的方程为 ,
所以联立方程 得 , 设 ,则
,
因为直线 和 的倾斜角互补,所以 , 因为 ,所以
,
所以 ,解得 . 所以 .
(2)设 ,直线 的方程为 ,直线 的方程为
设 , 直线 与抛物线联立得 ,
所以 , ,同理,直线 与抛物线联立得
,
所以 , , 对于直线 ,由于
,
所以 ,所以直线 方程为 ,
故令 得 ,即同理得 , , , 所以
,
, 所以
随堂练习:答案:(1) ; (2)16.
解:(1)抛物线 的焦点 ,准线 ,
为等边三角形,则有 ,而 为 在动直线 上的投影,则
,
由 ,解得 ,设 ,则点 ,
于是由 得: ,解得 ,
所以抛物线 的方程为: .
(2)显然直线AB,CD都不与坐标轴垂直,设直线AB方程为: ,则直线CD方
程为: ,
由 消去x并整理得: ,设 ,则 ,
于是得弦AB中点 , ,同理得,
因此,直角 面积
,当且仅当 ,即 时取“=”,
所以 面积的最小值为16.
典例4、答案:(1) (2)
解:(1)由已知得,曲线M上的任意一点到点 的距离与它到直线 的距离相等,
所以曲线M的轨迹是以 为焦点, 为准线的抛物线, 所以曲线M的方程
为
(2)设 , 显然,过点 的直线 斜率不为0,设其方程为
联立 ,整理得
其中 , 由韦达定理得: ,
,
所以 的面积当 时, 所以 的面积的最小值为
随堂练习:答案:(1) (2)
解:(1)∵OD⊥AB, ∴ ,又 , ∴ ,则直线AB的方程为
,
联立方程消y可得 ① 设A(x,x),B(x,y),∴
1 2 2 2
, ,
由 , 又
,
将代入可得 ,且当 时方程①有解. ∴ .
(2)由 , ∵ , ∴
.
典例5、答案:(1) ; (2)不存在,理由见详解.
解:(1)设直线 方程为 , 联立 ,消去 得
,得 ①, ②, 又因为 ,则 ③ 由①②③解得
,
即直线 的方程为 ,即
(2)假设存在点 ,使得四边形 为矩形, 则 互相平分
所以线段 的中点在 上,则 轴, 此时
则 不成立. 故在 轴上不存在点 ,使得四边形 为矩形
随堂练习:答案:(1) (2)32
解:(1)由 可得 的准线为直线 ,所以点
过点 作 的准线的垂线,垂足为 ,如图所示,则 ,
因为 ,所以 ,设直线 的倾斜角为 ,则 ,即
,
得直线 的斜率为1,所以直线 的方程为
(2) ,设 , , ,
若 轴,由 ,得 , 、 为 、 ,
此时不满足 ,所以不满足题意.设直线 方程为 ,直线 的方程为 ,如图所示:
将 代入抛物线方程得 ,所以 , ,
将 代入抛物线方程得 ,所以 ①,
直线 的斜率为 ,同理 的斜率为 ,
因为 ,所以 , 所以 ,即
②,
由①②解得 , , 所以 或者 ,
当 时,直线 方程为 , , ,
因为 , 满足 ,所以 ,
所以 ,所以 的面积为32,
同理可得当直线 方程为 时 的面积也为32. 所以 的面积
为32.典例6、答案:(1)证明见解析. (2)
解:(1)因为点 的直线l过与抛物线 交于A、B两点,
所以直线的斜率存在,可设 .
设 ,则 ,消去y可得: ,所以
.
对抛物线 可化为 ,求导得: ,
所以以 为切点的切线方程为 ,整理得: .
同理可求:以 为切点的切线方程为 .
两条切线方程联立解得: , ,所以 .
过点P且垂直于x轴的直线 为: ,所以 . 所以 ,即点N是
中点.
设 . 因为点D到MN的距离为 ,所以 .
因为点B到MN的距离为 ,所以 .
所以 .
(2)由(1)可知:点N是 中点.同理可证:点N是 中点. 所以.
设 ,则 ,消去y可得: ,
所以 .所以 .
由(1)可知: , ,所以 .
同理可求: , .
所以
因为 ,所以 ,所以 ,所以 ,
所以 ,所以 . 即 的取值范围为 .
随堂练习:答案:(1) ; (2)证明见解析; (3)
解:(1)设点 ,则 ,所以 中点坐标为 代入 ,得
,
所以 ,即 ;
(2)设 ,所以 中点 代入 ,得
,同理, .所以, 是方程 的两根,
由韦达定理: ,又 中点为 ,所以 ,所以 ,
即直线 轴;
(2)当 轴时,由对称性知, 在 轴上,则 ,
所以 化为 , 即 ,所以
;
当 的斜率存在时, 方程为 ,即
,
所以 ,又由(2)知, ,则
,
所以 .
又点 到直线 的距离 ,
故 .又 ,得 ,故,
由 , .综上, ,所以 的面积的最大
值为 .