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9.4 抛物线(精练)(提升版)
题组一 抛物线的定义及应用
1.(2022·广西贵港)已知点 是拋物线 的焦点, 是 上的一点, ,则
( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由抛物线的定义可知, ,所以 .故选:C.
2.(2022·全国·课时练习)已知抛物线 的焦点是 ,点 是抛物线上的动点,若 ,则
的最小值为______,此时点 的坐标为______.
【答案】
【解析】易知点 在抛物线内部,设抛物线的准线为 ,则 的方程为 ,过点 作 于点 ,则
,当 ,即 , , 三点共线时, 最小,最小值为 ,此时
点 的纵坐标为2,代入 ,得 ,所以此时点 的坐标为 .
故答案为: ; .3.(2022·江苏·南京市金陵中学河西分校高三阶段练习) 是抛物线 上的动点, 到 轴的距离为
,到圆 上动点 的距离为 ,则 的最小值为________.
【答案】
【解析】圆 的圆心为 ,半径 ,
抛物线 的焦点 ,
因为 是抛物线 上的动点, 到 轴的距离为 ,到圆 上动点 的距离为 ,
所以要使 最小,即 到抛物线的焦点与到圆 的圆心的距离最小,
连接 ,则 的最小值为 减去圆的半径,再减去抛物线焦点到原点的距离,
即 ,
所以 的最小值为 ,
故答案为:
4.(2022·河南平顶山)已知抛物线 , 为该抛物线上一点,B为圆上的一个动点,则 的最小值为___________.
【答案】3
【解析】由题意得: ,抛物线 焦点为 ,准线为 ,
则
,当A,F,C三点共线时取等号,
而 ,故 的最小值为 ,
故答案为:3
5.(2022·全国·课时练习)已知点 为抛物线 上的一个动点,设点 到抛物线的准线的距离为 ,
点 ,则 的最小值为______.
【答案】
【解析】抛物线 的焦点 ,准线方程为 .
过点 作抛物线准线的垂线,垂足为点 ,
由抛物线的定义可得 ,
则 ,
当且仅当 为线段 与抛物线的交点时,等号成立,因此, 的最小值为 .
故答案为: .
6.(2023·全国·高三专题练习)已知P为抛物线 上任意一点,F为抛物线的焦点, 为平面
内一定点,则 的最小值为__________.
【答案】5
【解析】由题意,抛物线的准线为 ,焦点坐标为 ,过点 向准线作垂线,垂足为 ,则
,
当 共线时,和最小;过点 向准线作垂线,垂足为 ,则 ,所以
最小值为5.故答案为:5.
题组二 直线与抛物线的位置关系
1.(2022·安徽·高三开学考试)过抛物线 的焦点 的直线 与 交于 两点,若,则 的倾斜角 ( )
A. B. 或 C. 或 D. 或
【答案】D
【解析】因为焦点 ,设 ,令 ,
由 ,消 可得
, ,所以 ,
所以 所以 ,解得:
所以 的斜率为 ,则 的倾斜角 或
故选:D.
2.(2022·浙江·高三开学考试)已知 为坐标原点,直线 与抛物线 交于 两点,以 为
直径的圆经过 ,则直线 恒过( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】如图所示:设直线 方程为: , ,联立方程 得 ,有
.
, , ,
故 中点,即圆心C的坐标为
直径 .
因为以 为直径的圆经过 ,故有 ,
即 ,
化简得: ,故直线方程为: ,当 时, ,
即直线 经过定点 .
故选:D3.(2022·全国·课时练习)已知直线l过点 ,且与抛物线 只有一个公共点,则直线l的方程
可以是______.(写出一个符合题意的直线方程即可)
【答案】 (答案不唯一)
【解析】由题意知直线l的斜率存在,设其方程为 ,
当 时, ,易知直线 过点 ,且与抛物线 只有一个公共点,符合题意.
当 时,联立 ,可得 , .当 时,
,解得 或 ,此时直线l的方程为 或 ,即
或 ,
易知直线 和直线 都过点 ,且与抛物线 都只有一个公共点,符合题意.
故直线l的方程可以是 或 或 .
故答案为: (答案不唯一)
4.(2022·全国·高二单元测试)已知抛物线 的焦点为 ,过 且被抛物线截得的弦长为
的直线有且仅有两条,写出一个满足条件的抛物线的方程______.
【答案】 (答案不唯一,满足 即可)
【解析】设直线的方程为 ,
且直线与抛物线交于 , ,联立 ,
可得 ,所以 ,
所以 ,取等号时 ,所以抛物线 过焦点的弦长最短为 ,
又因为被抛物线截得的弦长为 的直线有且仅有两条,
所以 ,所以 ,取 ,此时抛物线方程为 .
故答案为: (答案不唯一,满足 即可)
5.(2022·山东)已知抛物线C的方程为 ,直线l过定点 ,若抛物线C与直线l只有一个公
共点,求直线l的方程.
【答案】 或 或
【解析】由题意知直线l的斜率存在,设直线 的斜率为k.
当 时,直线l的方程为 ,此时直线l与抛物线的对称轴平行,显然只有一个公共点;
当 时,设直线l的方程为 ,由 ,得 ,因为抛物线C
与直线l只有一个公共点,
所以 ,解得 或 ,
所以直线l的方程为 或 ,
即 或 .
综上,直线l的方程为 或 或 .
题组三 弦长
1.(2022·陕西·渭南市华州区咸林中学高三开学考试(文))已知抛物线 ,过 的焦点
且斜率为 的直线交 于 两点,若 ,则 __________.
【答案】4【解析】由题意,抛物线 ,可得 ,则直线 的方程为 ,
联立方程组 ,整理得 ,
设 ,则 ,
因为 且 ,
所以 ,即 ,
所以 ,可得 ,因为 ,所以 .
故答案为: .
2.(2022·广东·深圳外国语学校高三阶段练习)若直线l经过抛物线 的焦点,与该抛物线交于A,
B两点,且线段AB的中点的纵坐标为3,则线段AB的长为______.
【答案】8
【解析】抛物线 的焦点为 ,直线 与抛物线交于两点,则其斜率存在,
设 的方程为 , ,
则由 得 ,
, ,
又 ,所以 ,即 , ,
所以 .
故答案为:8.
3.(2022·海南 )过抛物线 的焦点 作直线 与抛物线交于 , 两点,则当点 , 到直线的距离之和最小时,线段 的长度为______
【答案】
【解析】由抛物线 可得 ,设直线 的方程为 ,
由 ,可得 ,
设 , ,则 ,
所以 ,
则线段 的中点坐标 ,
到直线 的距离为 ,
则点 , 到直线 的距离之和 ,
所以当 时, 取最小值,
此时 ,
故答案为: .
4(2022·长宁区 )已知直线 与抛物线 交于 , 两点,则 ______.
【答案】16
【解析】联立 ,得: ,即 ,
设 , ,则 , ,
所以 .故答案为:16.题组四 综合运用
1.(2022·湖南湘潭·高三开学考试)(多选)已知直线 与抛物线 交于
两点, 点 为坐标原点, 若线段 的中点是 , 则( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】设 ,由 得 ,所以 ,所以
,
又点 在直线l上,所以 ,所以A正确,B错误;
对于C,因为直线l经过抛物线 的焦点,所以 ,所以C正确;
对于D,因为 ,所以
,所以 ,所以D错误,
故选:AC.
2.(2022·浙江·高三开学考试)(多选)已知抛物线 的焦点为 ,直线 与 交于点
与点 ,点 关于原点 的对称是点 ,则下列结论正确的是( )
A.若 ,则
B.若 ,则
C.若 在以 为直径的圆上,则
D.若直线 与 与拋物线 都相切,则
【答案】ACD【解析】设 方程为 ,由 得 , ,
, ,
A.由 得得 ,所以直线 过点 ,A正确;
B. ,
由 ,当 时, , ,B错误;
C. , , ,
,即
,所以 , , ,C正确;
D.设 (或 )方程为 ,
由上面推理过程得 , ,
代入 得, ,
不妨设 , ,则 ,所以直线 过点 ,D正确.
故选:ACD.
3.(2022·全国·单元测试)(多选)已知 : 的焦点为 ,斜率为 且经过点 的直线
与抛物线 交于点 , 两点(点 在第一象限),与抛物线的准线交于点 ,若 ,则( )
A. B. 为线段 的中点
C. D.
【答案】AB【解析】易知 ,由题意可得直线 的方程为 .
由 ,消去 并整理,得 ,
解得 , .
由 ,得 ,
∴ .
过点 作 垂直准线于点 ,易知 ,
∴ ,∴ ..
∵ ,∴ 为线段 的中点.
故选:AB.
4.(2022福建)(多选)过抛物线 的焦点 的直线交抛物线于 , 两点, 为线段 的中点,
则( )
A.以线段 为直径的圆与直线 相切B.以线段 为直径的圆与 轴相切
C.当 时,
D. 的最小值为6
【答案】ACD
【解析】由抛物线方程知 ,准线方程为 ,由题意可知,直线 的斜率存在,
可设 : ,设 , .
对于选项A,易知 ,∵ 为 的中点,
∴点 到准线 的距离 ,
∴以线段 为直径的圆与直线 相切,A正确;
对于B,由 ,得 ,
, , ,
∴ ,∴ ,
设 的中点为 ,则 , ,
∵ 不恒成立,∴以线段 为直径的圆与 轴未必相切,B错误;
对于C,若 ,则 ,不妨设 , ,∵ ,∴ , ,则
, ,∴ ,C正确;
对于D,∵ ,∴当 时, ,D正确.故选:ACD.
5.(2022·湖北·高三开学考试)(多选)已知抛物线 的焦点为 ,过 的直线 与抛物线 相
交于 两点,分别过 两点 作 的切线 ,且 相交于点 ,则( )
A. B.点 在直线 上
C. 为直角三角形 D. 面积的最小值为16
【答案】BCD
【解析】由题可知,抛物线 的焦点 ,
显然直线 的斜率存在,设直线方程为 , , ,
联立 ,消去 并整理得 ,
, ,
由 得, , ,
故切线 的方程为: ①
故切线 的方程为: ②
联立①②得
,
对于A, , , 不正确,故A不正确;
对于B, ,显然点 在直线 上,故B正确;
对于C, , , , ,将 , ,且 , ,代入上式化简得:
, , 为直角三角形,故C正确;
对于D, 到直线 的距离为: ,
,
,当 时, ,故D正确.
故选:BCD
6.(2022·全国·)(多选)已知抛物线 的焦点 到准线的距离为 ,直线 过点 且与抛
物线交于 , 两点,若 是线段 的中点,则( )
A. B.抛物线的方程为
C.直线 的方程为 D.
【答案】ACD
【解析】因为焦点 到准线的距离为4,根据抛物线的定义可知 ,故A正确
故抛物线的方程为 ,焦点 ,故B错误
则 , .
又 是 的中点,则 ,所以 ,即 ,所以直线 的方程为 .故C正确
由 ,
得 .故D正确
故选:ACD.
7.(2022·湖南·高三开学考试)(多选)已知 是抛物线 上两动点, 为抛物线 的焦点,
则( )
A.直线 过焦点 时, 最小值为4
B.直线 过焦点 且倾斜角为 时(点 在第一象限),
C.若 中点 的横坐标为3,则 最大值为8
D.点 坐标 ,且直线 斜率之和为 与抛物线的另一交点为 ,则直线, 方程为:
【答案】ACD
【解析】对于A选项,直线 过焦点 ,当 垂直于 轴时, 取最小值 ,故正确;
对于B选项,由题意,作图如下:则 , 轴, 轴,即 , ,
, ,即 , ,
, , ,
,故错误;
对于C选项,由于 为两动点,所以 ,当且仅当直线 过焦点 时等号
成立,故正确;
对于D选项,依题意, ,故 ,即 ,由题意, ,
同理可得 ,故直线 方程为 ,故正确.
故选:ACD.
8.(2022·湖南)(多选)已知直线 : 过抛物线 : ( )的焦点 ,且与
抛物线 交于A, 两点,过A, 两点分别作抛物线准线的垂线,垂线分别为 , ,则下列说法错误
的是( )
A.抛物线的方程为 B.线段 的长度为
C. D.线段 的中点到 轴的距离为
【答案】BD
【解析】由题意不妨设点A在点 上方,直线 : 与x轴交点 ,
又 经过 的焦点,故 ,可得 ,
即抛物线方程为 : ,A正确.
由 ,可得 ,解得 或 ,可得 , ,所以 ,B错误.
由以上分析可知, , , ,
可得 ,
则 ,即 ,C正确.
因为 , ,故线段 的中点为 ,
则线段 的中点到 轴的距离为 ,D错误,
故选:BD.
9.(2022·河北)(多选)已知抛物线 : 的焦点为 ,准线为 ,过点 的直线与抛物线交于点
, ,点 , 在 上的射影为 , ,则下列说法正确的是( )
A.若 ,则 B.以 为直径的圆与准线 相切
C.若 ,则 D.
【答案】ABD
【解析】对于A,由抛物线的定义,知 ,故A正确.
对于B,线段 的中点为 ,抛物线的准线 的方程为 ,点 到直线 的距离为 ,
所以,以 为直径的圆与准线 相切,B正确;
对于C,由抛物线的定义,可知 ,所以 的最小值为 .
又 的坐标为 ,所以 ,故C错误.
对于D,连接 ,则由 ,
得 ,又 轴,所以 ,
同理 ,
所以 ,
所以 ,所以 ,所以D正确.
故选:ABD.