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专题22 抛物线
【练基础】
一、 单选题
1.(2023春·全国·高三校联考)如图1所示,抛物面天线是指由抛物面(抛物线绕其对称轴旋转形成的曲面)
反射器和位于焦点上的照射器(馈源,通常采用喇叭天线)组成的单反射面型天线,广泛应用于微波和卫星通讯
等领域,具有结构简单、方向性强、工作频带宽等特点.图2是图1的轴截面,A,B两点关于抛物线的对称轴对
称,F是抛物线的焦点,∠AFB是馈源的方向角,记为 ,焦点F到顶点的距离f与口径d的比值 称为抛物面天
线的焦径比,它直接影响天线的效率与信噪比等.如果某抛物面天线馈源的方向角 满足, ,则其焦
径比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】建立直角坐标系,设抛物线的标准方程为: , , ,代入抛物线方程可得 ,
根据 ,解得 与 的关系,即可得出 .
【详解】如图所示,建立直角坐标系,设抛物线的标准方程为: , ,
,代入抛物线方程可得: ,解得 ,
由于 ,得 或 (舍)
又 ,化为: ,
解得 或 (舍)
.
故选:C.
2.(2023·福建莆田·统考二模)已知F为抛物线 的焦点,A为C上的一点, 中点的横坐标为2,则
( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【分析】根据 中点的横坐标求出 点横坐标,进而由焦半径公式求出答案.
【详解】由题意得: ,准线方程为 ,
设 ,则 中点的横坐标为 ,故 ,解得: ,
由抛物线的焦半径可知: .
故选:B
3.(2023·北京平谷·统考模拟预测)已知抛物线 ,点O为坐标原点,并且经过点 ,若点P到
该抛物线焦点的距离为2,则 ( )
A. B. C.4 D.
【答案】D
【分析】由焦半径公式列出方程,求出 ,得到 ,求出 的长.
【详解】抛物线准线方程为 ,由焦半径可知: ,解得: .
则 ,此时 ,则 .
故选:D
4.(2023·新疆·统考一模)若 是抛物线 的焦点, 是抛物线 上任意一点, 的最小值为
,且 , 是抛物线 上两点, ,则线段 的中点到 轴的距离为( )
A.3 B.2 C. D.
【答案】B
【分析】根据题意可知 ,利用抛物线的定义和梯形的中位线即可求解.【详解】
根据题意可知
如图,取AB中点E,分别过点A、B、E作 于点D、C、G,
DG与 轴交于点H.
根据抛物线的定义可得:
.
因为GE为梯形ABCD的中位线,所以
所以线段 的中点到 轴的距离 .
故选:B
5.(2023·河南·校联考模拟预测)已知抛物线 的焦点为 ,过点 的直线 交 于 两点,当 与圆
相切时, 的中点 到 的准线的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意,设直线 的方程为 ,由直线与圆相切可得 ,再联立直线与抛物
线方程,结合焦半径公式即可得到结果.
【详解】由题意知 ,设直线 的方程为 .因为直线 与圆 相切,
所以圆心 到 的距离 ,解得 ,
所以直线 的方程为 ,联立 ,得 ,则 ,
所以 的中点 到 的准线的距离为
.
故选:D
6.(2023·陕西榆林·统考一模)如图1,某建筑物的屋顶像抛物线,建筑师通过抛物线的设计元素赋予了这座建
筑轻盈、极简和雕塑般的气质.若将该建筑外形弧线的一段按照一定的比例处理后可看成图2所示的抛物线
的一部分, 为抛物线 上一点, 为抛物线 的焦点,若 ,且 ,则
( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【分析】写出焦点坐标,设 ,由 得出 点坐标,根据焦半径公式得 ,再由
求得 .
【详解】由题意知 ,设 ,则 ,由抛物线的几何性质知 ,则 ,
所以 ,
所以 ,
解得 .
故选:A.
7.(2023·辽宁·校联考模拟预测)已知抛物线 的焦点为F,点M在C上,点 ,若
,则 ( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由抛物线的定义可得 ,求得 , ,由 得∠MAF=∠AMN,在
△AMF中由正弦定理求得 ,即可得到答案.
【详解】由题意知点A为抛物线C的准线与x轴的交点,如图,过点M作MN垂直于准线于点N,令 ,则 ,
由抛物线的定义可得 ,所以 ,所以 .
又 ,所以∠MAF=∠AMN,所以 .
在△AMF中,由正弦定理得 ,
所以 ,
所以 .
故选:B.
8.(2022·四川雅安·统考一模)过抛物线 的焦点F且倾斜角为锐角的直线 与C交于两点A,B
(横坐标分别为 , ,点A在第一象限), 为C的准线,过点A与 垂直的直线与 相交于点M.若
,则 ( )
A.3 B.6 C.9 D.12
【答案】C
【分析】由已知可求得直线 的斜率为 ,则直线 的方程为 ,联立直线与抛物线的方程,可求出
, ,即可解得结果.
【详解】设直线 的斜率为 ,倾斜角为 , .由抛物线的定义知, ,又 ,所以 为等边三角形,且 轴,所以 ,
则 .
,则直线 的方程为 ,
联立直线 的方程与抛物线的方程 ,可得 ,
解得 , ,显然 ,所以 , ,
所以, .
故选:C.
二、多选题
9.(2023·安徽·统考一模)已知 为坐标原点,点 ,线段 的中点 在抛物线
上,连接 并延长,与 交于点 ,则( )
A. 的准线方程为 B.点 为线段 的中点
C.直线 与 相切 D. 在点 处的切线与直线 平行
【答案】BCD
【分析】将 代入抛物线得 ,则得到其准线方程,则可判断A,联立直线 的方程与抛物线方程即
可得到 ,即可判断B,利用导数求出抛物线 在点 处的切线方程,令 ,则可判断C,再次利用导数求出抛物线在 处的切线斜率,则可判断D.
【详解】对A,根据中点公式得 ,将其代入 得 ,则 ,
所以抛物线 的准线方程为 ,故A错误,
对B, ,则直线 的斜率为 ,则直线 的方程为 ,
将其代入 得 ,解得 或0(舍去),此时 ,
则 ,所以 为 中点,故B正确;
对C, ,即 ,则 ,
故抛物线 在点 处的切线的斜率为 ,
故切线方程为 ,
令 得 ,所以直线 为 的切线,故C正确;
对D,抛物线 在 处的切线方程的斜率为 ,
而直线 的斜率为 ,则两直线的斜率相等,且两直线显然不可能重合,
所以 在点 处的切线与直线 平行.
故选:BCD.
10.(2023·全国·模拟预测)已知抛物线 的焦点为F,点 在C上,P为C上的一个动点,
则( )
A.C的准线方程为 B.若 ,则 的最小值为
C.若 ,则 的周长的最小值为11 D.在x轴上存在点E,使得 为钝角
【答案】BC
【分析】根据题意求出 ,即可求出准线,即可判断A;设点 , ,则 ,根据两点的距离
公式结合二次函数的性质即可判断B;过点P作 垂直于C的准线,垂足为N,连接MN,再结合图象,即可求
得 的周长的最小值,即可判断C;设 ,再判断 是否有解即可判断D.【详解】A选项:因为点 在抛物线 上,所以 ,解得 ,
所以抛物线C的方程为 ,所以C的准线方程为 ,故A错误;
B选项:设点 , ,则 ,
因为 ,所以 ,
当且仅当 时等号成立,
所以 ,故B正确;
C选项:过点P作 垂直于C的准线,垂足为N,连接MN,则 ,
易知 , ,所以 ,
所以 的周长为
,
当且仅当M,P,N三点共线时等号成立,
所以 的周长的最小值为11,故C正确;
D选项:设 ,则 , ,
所以 ,
因为点 在C上,所以 ,即 ,
所以 ,所以 ,故 不可能为钝角,故D错误.
故选:BC.
11.(2023·辽宁·辽宁实验中学校考模拟预测)已知抛物线 (p>0)的焦点为F,斜率为 的直线 过
点F交C于A,B两点,且点B的横坐标为4,直线 过点B交C于另一点M(异于点A),交C的准线于点D,
直线AM交准线于点E,准线交y轴于点N,则( )
A.C的方程为 B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】对于A,根据题意设得 的坐标,再由直线 的斜率求得 ,从而求得抛物线 的方程,由此判断即可;
对于B,联立直线 与抛物线 的方程,求得 的坐标,进而求得 ,由此即可判断;对于D,设 ,
从而利用直接法求得 的坐标关于 的表达式,从而证得 ,由此判断即可;对于C,举反例排除
即可.
【详解】对于A,由题意得 , ,所以 ,整理得p2+6p-16=0,
又p>0,解得p=2,所以C的方程为x2=4y,故A正确;
对于B,由选项A知双曲线C的准线方程为y=-1, , ,直线l 的方程为 ,
1联立 ,解得x=-1或x=4,所以 ,
则 ,故B正确;
对于D,设点 ,由题意知m≠±1且m≠±4,所以直线 ,
令y=-1,得 ,即 ,故 ,
同理可得 ,故 ,所以 ,故D正确;
对于C,当m=2时, , ,则 , ,则 ,故C错误.
故选:ABD.
.
【点睛】关键点睛:本题解决的关键是设 ,从而利用熟练的运算能力将 的坐标表示为关于 的表
达式,从而得解.
12.(2023·江苏连云港·统考模拟预测)已知抛物线C: 的焦点为F,直线l与C交于 ,
两点,其中点A在第一象限,点M是AB的中点,作MN垂直于准线,垂足为N,则下列结论正确的是(
)A.若直线l经过焦点F,且 ,则
B.若 ,则直线l的倾斜角为
C.若以AB为直径的圆M经过焦点F,则 的最小值为
D.若以AB为直径作圆M,则圆M与准线相切
【答案】BC
【分析】A选项,考虑直线斜率为0和不为0两种情况,设出直线方程,联立抛物线方程,得到两根之和,两根之
积,由 列出方程,求出 ,A错误;B选项,先得到直线 经过抛物线焦点,与A一样,设出直
线方程,联立抛物线方程,得到两根之和,两根之积,结合 求出直线l的斜率,得到倾斜角;C选项,设
,由抛物线定义结合基本不等式得到 的最小值;D选项,与C一样,考虑直线l不经过焦点
时,得到圆M与准线相离,D错误.
【详解】A选项,由题意得: ,准线方程为 ,
当直线 的斜率为0时,此时,直线l与C只有1个交点,不合题意,
故设直线 ,与 联立得: ,
故 ,
则 ,所以 ,
解得: ,A错误;
B选项,因为 ,所以 三点共线,即直线 经过抛物线焦点,
当直线 的斜率为0时,此时,直线l与C只有1个交点,不合题意,
故设直线 ,与 联立得: ,故 ,
因为 ,所以 ,
代入 中,得到 ,
即 ,
因为点A在第一象限,所以 ,故 ,即 , ,
解得:
故直线l的斜率为 ,设直线l的倾斜角为 ,则 ,
解得: ,B正确;
C选项,设 ,过点 作 ⊥准线于点 ,过点 作 ⊥准线于点P,
因为以AB为直径的圆M经过焦点F,所以 ⊥ ,
则 ,
由抛物线定义可知: ,
由基本不等式得: ,则 ,
当且仅当 时,等号成立,
故 ,即 ,C正确;D选项,当直线l不经过焦点 时,设 ,
由三角形三边关系可知: ,
由抛物线定义可知结合C选项可知: ,即 ,
若以AB为直径作圆M,则圆M与准线相离,D错误.
故选:BC
【点睛】圆锥曲线中最值或范围问题的常见解法:
(1)几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用几何法来解决;
(2)代数法,若题目的条件和结论能体现某种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最值或
范围.
三、填空题
13.(2023·湖北·统考模拟预测)已知 为抛物线 上一点,过点 的直线与抛物线C
交于A,B两点,且直线 与 的倾斜角互补,则 __________.
【答案】2
【分析】由题可得 ,然后利用韦达定理法,两点间距离公式结合条件即得.
【详解】由点 在抛物线 上得: ,即 ,
所以抛物线C的方程为: ,
设直线 的方程为 , , ,
由直线 与 的倾斜角互补得 ,
即 ,所以 ,
联立 ,得 ,所以 , ,
所以 ,即 ,所以 ,
所以
.
故答案为:2.
14.(2023·山东威海·统考一模)已知椭圆 的右焦点为F,以F为焦点的抛物线
与椭圆的一个交点为M,若MF垂直于x轴,则该椭圆的离心率为______.
【答案】 ##
【分析】利用抛物线和椭圆交点及简单性质,列出关系式,求解椭圆离心率即可.
【详解】根据椭圆和抛物线对称性及 轴,由 在抛物线上得 , 在椭圆上得
.则由条件得: 且
即得 .
解得 (舍去),所以
故答案为:
15.(2023·新疆乌鲁木齐·统考一模)设 为坐标原点,抛物线 的焦点为 ,过点 作 轴的
垂线交 于点 为 轴正半轴上一点,且 ,若 ,则 的准线方程为______.
【答案】
【分析】由题知 ,进而根据 计算即可.【详解】解:如图,由题知 ,将 代入方程 得 ,故
所以 , ,
所以 ,
因为 ,整理得 ,解得 ( 舍),
所以,抛物线 ,准线方程为:
故答案为:
16.(2023·重庆沙坪坝·重庆南开中学校考模拟预测)已知抛物线 为抛物线内一点,不经过
点的直线 与抛物线相交于 两点,连接 分别交抛物线于 两点,若对任意直线 ,总存在
,使得 成立,则该抛物线方程为______.【答案】
【分析】设 ,根据 推出 ,
结合点在抛物线上可得 , ,即可求得p,即得答案.
【详解】由题意设 ,
由 可得: ,
可得: ,同理可得: ,
则: (*)
将 两点代入抛物线方程得 ,
作差可得: ,而 ,即 ,
同理可得, ,代入(*),可得 ,
此时抛物线方程为 ,
故答案为:
四、解答题
17.(2023·安徽蚌埠·统考二模)已知抛物线 ,点 在C上,A关于动点 的对称点记
为M,过M的直线l与C交于 , ,M为P,Q的中点.
(1)当直线l过坐标原点O时,求 外接圆的标准方程;
(2)求 面积的最大值.【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意解得抛物线方程,设直线方程,代入抛物线方程,利用M为P,Q的中点解出P,Q的坐标,
利用圆上三点求圆的方程;
(2)把 面积表示为 的函数,利用导数研究单调性求最大值.
【详解】(1)由点 在C上,代入 ,解得 ,即 .
因为M为A关于动点 的对称点,所以 .
设直线 ,
联立 整理得 ,
则 ,
, ,
由M为P,Q的中点,得 ,故 ,
由 ,解得 ,
由直线l过坐标原点O,得 ,则 ,
解得 , ,即 , ,
设 外接圆的一般方程 ,
代入 , , ,解得 , , ,即 ,
即 外接圆的标准方程为 .
(2)由(1)可知, ,
A到直线 的距离为 ,
则 面积 ,
,由 ,解得 ,
当 , ,S单调递增;当 , ,S单调递减;
故 , 面积的最大值 .
【点睛】思路点睛:解答直线与抛物线的题目时,时常把两个曲线的方程联立,消去x(或y)建立一元二次方程,
然后借助根与系数的关系,并结合题设条件建立有关参变量的等量关系;最值问题经常转化成函数问题处理.
18.(2023·山东日照·统考一模)已知抛物线 : 的焦点为 为 上的动点, 垂直于动直线
,垂足为 ,当 为等边三角形时,其面积为 .
(1)求 的方程;
(2)设 为原点,过点 的直线 与 相切,且与椭圆 交于 两点,直线 与 交于点 ,试问:
是否存在 ,使得 ?若存在,求 的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ;
(2) .
【分析】(1)根据正三角形得三角形的边长,再根据抛物线的定义进行求解;(2)设 ,则 ,可得 ,由导数的几何意义可得 ,设 , ,中点
,由点差法可得 , ,从而可以求出 .
【详解】(1)∵ 为等边三角形时,其面积为 ,
∴ ,解得 ,
根据 和抛物线的定义可知, 落在准线上,即 ,
设准线和 轴交点为 ,易证 ,于是 ,
∴ 的方程为 ;
(2)假设存在 ,使得 ,则 线为段 的中点,
设 ,依题意得 ,则 ,
由 可得 ,所以切线 的斜率为 ,
设 , ,线段 的中点 ,
由 ,可得 ,
所以 ,整理可得: ,即 ,所以 ,
可得 ,又因为 ,
所以当 时, ,此时 三点共线,满足 为 的中点,
综上,存在 ,使得点 为 的中点恒成立, .
【提能力】
一、单选题
19.(2023·陕西咸阳·校考一模)设F为抛物线C: 的焦点,点A在C上,且A到C焦点的距离为
3,到y轴的距离为2,则p=( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据给定条件,求出抛物线C的焦点坐标及准线方程,再利用定义求解作答.
【详解】抛物线C: 的焦点 ,准线方程 ,
显然点A的横坐标为2,由抛物线定义得: ,所以 .
故选:B
20.(2023春·福建南平·高三校联考阶段练习)过抛物线 (p>0)的焦点F的直线交抛物线C于A
(x,y),B(x,y)两点,设 , ,若n, , 成等比数列,则 ( )
1 1 2 2
A. B.3
C.3或 D.
【答案】B
【分析】由抛物线的定义及等比中项的性质计算可得结果.【详解】由n, , 成等比数列,得 .
由抛物线的定义知, , ,
所以 ,所以 ,
又因为 , ,所以 .
故选:B.
21.(2023·吉林·统考二模)已知抛物线 的焦点F与椭圆 的一个焦点重合,则下
列说法不正确的是( )
A.椭圆E的焦距是2 B.椭圆E的离心率是
C.抛物线C的准线方程是x=-1 D.抛物线C的焦点到其准线的距离是4
【答案】D
【分析】根据椭圆方程求出 ,求出焦距和离心率,根据抛物线 的焦点F与椭圆
的一个焦点重合求出 ,就能求出曲线和焦点到其准线的距离.
【详解】根据椭圆
可得:
所以椭圆E的焦距是 ,故A正确;
椭圆E的离心率为 ,故B正确;
又因为椭圆 的焦点为 ,
抛物线 的焦点F与椭圆 的一个焦点重合
,即所以抛物线C的准线方程是 ,故C正确;
抛物线C的焦点到其准线的距离 ,故D不正确.
故选:D
22.(2023秋·广西河池·高三统考期末)已知抛物线 )的焦点为 ,准线为l,过 的直线与抛物
线交于点A、B,与直线l交于点D,若 ,则p=( )
A.1 B. C.2 D.3
【答案】D
【分析】利用抛物线的定义,以及几何关系可知 ,再利用数形结合可求 的值.
【详解】如图,
设准线与 轴的交点为 ,作 , ,垂足分别为 , ,
则 .根据抛物线定义知 , ,
又 ,所以 ,
设 ,因为 ,所以 ,
则 .
所以 ,,又 ,可得 ,所以 ,所以 ,
可得 ,即 .
故选: .
23.(2023·四川成都·成都七中校考二模)已知点 是抛物线 的对称轴与准线的交点,点 为抛物线的焦
点, 在抛物线上且满足 ,当 取最大值时,点 恰好在以 为焦点的双曲线上,则双曲线的离
心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先利用两点间距离表示 ,再结合基本不等式求最值,并且求得点 的坐标,根据双曲线上的点和焦
点坐标,即可求得双曲线的离心率.
【详解】设 , , ,则
,当且仅当 时取等号,此时 , ,
所以 .
故选:C
24.(2022·四川成都·成都市第二十中学校校考一模)在平面直角坐标系 中, 为坐标原点, 为任
一动点.条件 :直线 与直线 相交于点 ;条件 :动点 在抛物线 上.则
是 的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】先分别将条件 条件 转化为与实数对 相关的解析式,进而得到二者间的逻辑关系.
【详解】条件 :直线 与直线 相交于点 ,
则 ,则 ,整理得
条件 :动点 在抛物线 上,则 ,
则 是 的充分不必要条件.
故选:A
25.(2022·河南·模拟预测)已知抛物线 的焦点为 ,动点 在 上,圆 的半径为1,过点 的
直线与圆 相切于点 ,则 的最小值为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】B
【分析】由题作图,由图可得 ,根据抛物线定义可得 等于点 到准线 的距离,根据
图形可得最小值情况,从而可得 的最小值.
【详解】解:因为抛物线 ,所以焦点坐标为 ,如下图所示:连接 ,过 作 垂直准线
于 ,则在直角 中, ,
所以 ,
由抛物线的定义得: ,
则由图可得 的最小值即抛物线顶点 到准线 的距离,即 ,
所以 .
故选:B.
26.(2023·陕西西安·西安市东方中学校考一模)已知抛物线 : 的焦点为 ,抛物线 上有一动点 ,
,则 的最小值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【分析】抛物线的准线 的方程为 ,过 作 于 ,根据抛物线的定义可知 ,则当
三点共线时,可求 得最小值,答案可得.
【详解】解:抛物线 : 的焦点为 ,准线 的方程为 ,
如图,过 作 于 ,
由抛物线的定义可知 ,所以则当 三点共线时, 最小为 .
所以 的最小值为 .
故选:C.
二、多选题
27.(2023·全国·高三专题练习)过抛物线 上一点A(1,-4)作两条相互垂直的直线,与C的另外两个交
点分别为M,N,则( )
A.C的准线方程是
B.过C的焦点的最短弦长为8
C.直线MN过定点(0,4)
D.当点A到直线MN的距离最大时,直线MN的方程为
【答案】AD
【分析】由题可得 为 ,进而判断A,利用焦点弦的方程结合抛物线的定义结合条件可判断B,设 为
,联立抛物线利用韦达定理结合条件可得m、n的数量关系,可判断C,由C分析所得的定点P,要使
到直线 的距离最大有 ,可得此时直线 的方程判断D.
【详解】将 代入 中得: ,则 为 ,
所以 的准线方程是 ,故A正确;
由题可知 的焦点为 ,可设过 的焦点的直线为 ,
由 ,可得 ,设交点为 ,
则 , ,
所以 ,即过C的焦点的最短弦长为16,故B不正确;
设 , ,直线 为 ,联立抛物线得: ,所以 , ,又 ,
所以
,
因为 , ,即 ,
所以 ,整理得 ,
故 ,得 ,
所以直线 为 ,所以直线 过定点 ,故C不正确;
当 时, 到直线 的距离最大,此时直线 为 ,故D正确.
故选:AD.
28.(2023·全国·高三专题练习)已知点 , , ,抛物线 .过点 的直线 与 交于
, 两点,直线 分别与 交于另一点 ,则下列说法中正确的是( )
A.
B.直线 的斜率为
C.若 的面积为 ( 为坐标原点),则 与 的夹角为
D.若 为抛物线 上位于 轴上方的一点, ,则当 取最大值时, 的面积为2
【答案】ACD
【分析】A选项: , 直线 的方程为 ,由直线 过点 得
即可解决;B选项:设 , 得直线 的方程为 直线 过点 得 ,
同理 即可解决;
C选项: 得 ,设 , ,又 得
即可;
D选项:过 作 垂直抛物线 的准线 于点 ,由抛物线定义得 直线 与抛物线相切时,
最大,设直线 .得 即可.
【详解】A选项:易知 , ,
所以直线 的方程为 ,(利用两点式求解直线 的方程)
因为直线 过点 ,
所以 ,A正确.
B选项:设 , ,
所以直线 的方程为 ,
因为直线 过点 ,所以 ,
同理可得 ,
所以 ,故B错误.C选项: ,(利用B选项中 )
设 ,则 ,
因为 ,
所以 ,所以 与 的夹角为 ,故C正确.
D选项:易知 为抛物线的焦点,过 作 垂直抛物线 的准线 于点 ,
如图
由抛物线的定义知, ,即 ,
当 取最大值时, 取最小值,(正弦函数的单调性的应用)
即直线 与抛物线 相切.
设直线 的方程为 ,
由 得 ,
所以 ,解得 ,
此时 ,即 ,
所以 ,又点 在 轴上方,故 ,所以 ,故D正确.
故选:ACD
【点睛】思路点睛:直线与抛物线的位置关系有三种:相交、相切、相离.判断方法:把直线方程和抛物线方程
联立,当得到的是一元二次方程时,根据 来判断直线与抛物线的位置关系,①若 ,则直线与抛物线相交;
②若 ,则直线与抛物线相切;③若 ,则直线与抛物线相离.当得到的是一元一次方程时,直线与抛物
线交于一点,此时直线与抛物线的对称轴平行(或重合)
29.(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线 的准线 与 轴相交于点 ,过抛物线 的焦
点 的直线 与抛物线 相交于 两点,且 两点在准线上的投影点分别为 ,则下列结论正确的是
( )
A. B. 的最小值为4
C. 为定值 D.
【答案】ABD
【分析】由焦点到准线的距离可得 的值,进而求出抛物线的方程,可判断A正确;设直线 的方程与抛物线
的方程联立,求出两根之和及两根之积,由抛物线的性质可得弦长 的表达式,再由参数的范围可得其最小值,
判断B正确;分别表示出 可判断C不正确;表示出 , ,由 可判断
D正确.
【详解】对于A,因为抛物线 的准线 ,
所以 ,则 ,故A正确;
对于 ,抛物线 ,过焦点的直线为 ,则 ,
整理可得 ,设 ,
可得 , ,,
所以 ,当 时取等号,
最小值为4,所以 正确;
对于C, ,
所以
所以 ,所以C不正确;
对于D, , , ,
所以 ,故D正确.
故选:ABD.30.(2022·广东韶关·统考一模)设 是抛物线 上一点, 是 的焦点, 在 的准线 上的射影为 ,
关于点 的对称点为 ,曲线 在 处的切线与准线 交于点 ,直线 交直线 于点 ,则( )
A. 到 距离等于4 B.
C. 是等腰三角形 D. 的最小值为4
【答案】BCD
【分析】A选项根据抛物线方程得到焦点到准线距离 ;
B选项设 ,得到 , ,根据坐标得到 ,或根据 即可得到
;
C选项根据直线 , 的斜率相等得到 ,根据 是线段 中点,得到 是线段 的中点,最后利
用 和直角三角形的性质得到 即可;
D选项设直线 的方程为 ,得到 ,然后根据坐标表示出 ,最后利用基本不等式求最值
即可.
【详解】对于A,焦点到准线距离 ,A不正确.
对于B,因为 : 的准线为 : ,焦点为 ,设 ,则 , ,
所以 ,所以 ,(或由抛物线定义知 ,所以
,)故选项B正确;对于C,因为 ,所以 处的切线斜率, ,而 ,所以 ,
从而 ,又 是线段 中点,所以 是线段 的中点,又 ,
所以 ,所以C正确.
对于D,因为 ,所以直线 的方程为 ,令 ,得 ,
所以 ,当且仅当 时,最小值为4,故选项D正确.
故选:BCD.
三、填空题
31.(2023·陕西西安·统考一模)若抛物线 上一点A到焦点和到x轴的距离分别为10和6,则p的
值为______.
【答案】2或18
【分析】由抛物线的定义得点A的坐标,代入抛物线的方程求解即可.
【详解】∵设抛物线的焦点为F,则 ,准线l方程为: ,
∴由抛物线的定义知, ,
∴点A的横坐标为 ,则 ,
又∵点A在抛物线上,
∴ ,解得: 或 .
故答案为:2或18.
32.(2023·全国·模拟预测)已知抛物线E: 的焦点为F,直线l的倾斜角 ,l与抛物线交于
, 两点,且 ,过F作l的垂线,垂足为D,P为抛物线上任意一点,则 的最
小值为______.【答案】8
【分析】先设出直线l的方程并代入抛物线方程,再利用根与系数的关系及已知条件得到直线l过点
,进而得到D在以FG为直径的圆的 上运动,最后利用抛物线的定义、三角形的三边关系及垂线段最短
求解.
【详解】如图,
设直线l与x轴的交点为 ,则可设l的方程为 ,
联立 ,整理得 ,
∴ , ,∴ ,
∴ 或 (舍去),G的坐标为 .
∵ ,直线l的倾斜角 ,点D在以FG为直径的圆的 上运动分别过P,D作准线的垂线,垂足
分别为点H,I,如图
根据抛物线的定义知 ,
∴ ,当点P为ID与抛物线E的交点 时, 最小. ,
∵l的倾斜角 ,当 时,点D的横坐标 最小为5,此时 取最小值 ,故 的最
小值为8.
故答案为:833.(2023·河南·长葛市第一高级中学统考模拟预测)已知抛物线 的焦点为F,准线为l,点P在D上,
PA与l垂直,垂足为A,若 ,则 的面积等于______.
【答案】
【分析】根据抛物线的焦半径可得 为等边三角形,即可求解边长进而得面积.
【详解】由 以及 可知 ,故 为等边三角形,所以 因此
故 ,所以 ,
故答案为:
34.(2023·湖南衡阳·校考模拟预测)已知抛物线 的焦点为 ,圆 与 交于 两点,
其中点 在第一象限,点 在直线 上运动,记 .
①当 时,有 ;
②当 时,有 ;
③ 可能是等腰直角三角形;
其中命题中正确的有__________.
【答案】①②
【分析】联立方程求得 ,结合 可得 ,当
时,点 三点共线,求得 ,即可求得 ,判断①;当 时,由 ,求得 的值,判断②;分情况讨论 为等腰直角三角形情况,判断③.
【详解】由圆 与 ,联立方程 ,解得 或 (舍),当 时,
,
所以 ,
从而 ,
即 ,因为点 在直线 上运动,所以 ,
则 ,
①当 时,点 三点共线,由于 ,
所以 ,所以 ,
由题意知 ,所以 ,故①正确;
②当 时,即 ,所以 ,
即 ,
解得 ,又 ,得 ,所以②正确;
③若 是等腰直角三角形,
则 或 或 为直角,
因为 ,
当 时,则 ,得 ,
此时 , 不是等腰直角三角形,
由对称性可知当 时, 也不是等腰直角三角形,;
当 时,因为首先是等腰三角形,由抛物线的对称性可知点 在 轴上,此时 , , ,
,即 ,故 不是等腰直角三角形,
综上所述, 不可能是等腰直角三角形,所以③错误,
故答案为:①②.
【点睛】方法点睛:题目中涉及到向量的运算即 ,因此要利用向量的坐标运算,表示
出 ,则①②即可判断;判断 是否为等腰直角三角形,要讨论直角顶点可能的位置,即
分类讨论,结合抛物线的对称性进行解答.
四、解答题
35.(2023·浙江嘉兴·统考模拟预测)已知抛物线 ,过焦点 的直线交抛物线 于 , 两点,
且 .
(1)求抛物线 的方程;
(2)若点 ,直线 , 分别交准线 于 , 两点,证明:以线段 为直径的圆过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)设 ,联立抛物线方程,由根与系数的关系及抛物线的定义,根据
建立方程求出 得解;
(2)由直线方程求出 的坐标,计算 ,设 是以线段 为直径的圆上任意一点,根据
化简 ,根据对称性令 可得解.【详解】(1)设 , , ,
则联立 得 ,
所以 ,所以 ,
又 , ,所以
由 得 ,
即
所以 ,化简得 ,又 ,
所以 ,所以抛物线 的方程为 .
(2)由(1)知 , , ,
所以 , ,易得 , ,
由题意知 , ,
所以令 得 , ,
即 , ,
所以设 是以线段 为直径的圆上得任意一点,则有 ,
即 ,
由对称性令 得 ,所以 或
所以以线段 为直径的圆经过定点,定点坐标为 与 .
【点睛】关键点点睛:求出 的点的坐标,计算出 为定值 ,是解题的关键之一,其次写出以 为直
径的圆的方程,根据圆的方程 ,由对称性,令 求定点是解题的关键.
36.(2023春·广东揭阳·高三校考阶段练习)已知抛物线 的焦点为F,点F关于直线
的对称点恰好在y轴上.
(1)求抛物线E的标准方程;
(2)直线 与抛物线E交于A,B两点,线段AB的垂直平分线与x轴交于点C,若 ,求
的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1) 由题意得 ,设F关于直线 的对称点为 ,根据题意列出方程组,解之即可
求解;
(2)将直线方程与抛物线方程联立,利用韦达定理和弦长公式,并求得线段AB的垂直平分线方程为
,进而得到 ,利用函数的单调性即可求解.【详解】(1)由题意得 ,设F关于直线 的对称点为 ,则 ,解得
,
∴抛物线E的标准方程为 .
(2)由 可得 ,设 , ,则 , ,
∴ ,
,∴线段AB的中点坐标为 ,则线段AB的垂直平分线方程为
,令 ,得 ,故 ,
又 ,得 .
∴ ,令 ,
则 , ,∴ ,
易知函数 在 上单调递增,∴当 时, 取得最小值,
此时 ,故 的最大值为 .
37.(2023·广东广州·统考二模)已知直线 与抛物线 交于 , 两点,且与 轴交于点 ,
过点 , 分别作直线 的垂线,垂足依次为 , ,动点 在 上.(1)当 ,且 为线段 的中点时,证明: ;
(2)记直线 , , 的斜率分别为 , , ,是否存在实数 ,使得 ?若存在,求 的值;若
不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析;
(2) .
【分析】(1)取 的中点 ,连接 .利用几何法,分别证明出 , 为 的角平分线,即可证
明;
(2)利用“设而不求法”分别表示出 ,解方程求出 .
【详解】(1)如图示:
当 时, 恰为抛物线 的焦点.
由抛物线的定义可得: .
取 的中点 ,连接 ,则 为梯形 的中位线,所以 .
因为 为 的中点,所以 ,所以 .
在 中,由 可得: .
因为 为梯形 的中位线,所以 ,所以 ,
所以 .同理可证: .
在梯形 中, ,
所以 ,所以 ,
所以 ,即 .
(2)假设存在实数 ,使得 .
由直线 与抛物线 交于 , 两点,可设 .
设 ,则 ,消去 可得: ,所以 , .
则
.
而 .
所以 ,
解得: .
38.(2022·浙江·模拟预测)已知抛物线 ,其焦点 与准线的距离为 ,若直线 与 交于
两点(直线 不垂直于 轴),且直线 与 另一个交点为 ,直线 与 另一个交点 .
(1)求抛物线 的方程;(2)若点 ,满足 恒成立,求证:直线 过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据焦点和准线之间距离可得 的值,由此可得抛物线方程;
(2)设 , ,由 可知 ,利用斜率公式进行化简,可求得
;将直线 方程与抛物线方程联立,结合韦达定理可求得 点坐标,同理可得 点坐标,由此可求得直
线 方程,化简其方程为 ,根据直线过定点的求法可得定点坐标.
【详解】(1) 抛物线 的焦点 到准线的距离为 ,即 ,
抛物线 的方程为: .
(2)由(1)知: ,
设 , ,其中 , , ,
,且直线 的倾斜角均不为 , ,
即 , ,
, ,即 ;
直线 方程为: ,即 ,
由 得: ,
设 点纵坐标为 ,则 ,即 ,
将 代入直线 方程得 点横坐标为: , ;同理可得: , ,
直线 方程为: ,即 ;
, 直线 方程为: ,
则当 时, , 直线 恒过定点 .