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微专题:抛物线焦点弦的性质
【考点梳理】
抛物线焦点弦的性质
直线l过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F,交抛物线于A(x,y),B(x,y)两点,则有:
1 1 2 2
(1)通径的长为2p.
(2)焦点弦长:=x+x+p(|AF|=x+).
1 2 1
(3)xx=,yy=-p2.
1 2 1 2
(4)以焦点弦为直径的圆与抛物线的准线相切.
(5)若α为弦AB的倾斜角,则|AF|=,|BF|=;|AB|=;+=;以AF或BF为直径的圆与y轴相切.
【典例剖析】
典例1.已知F是抛物线C: 的焦点,直线 与抛物线C交于A,B两点,且 ,
则( )
A. B.
C. D.
典例2.已知以F为焦点的抛物线 上的两点A,B,满足 ,则弦AB的中点到C的
准线的距离的最大值是( )
A.2 B. C. D.4
典例3.已知抛物线 的焦点为 ,若 , 是抛物线上一动点,则 的最小值为( )
A. B.2 C. D.3
典例4.已知抛物线 的焦点为F,过点F的直线交拋物线于A,B两点,延长FB交准线于点C,分别过点
A,B作准线的垂线,垂足分别记为M,N,若 ,则 的面积为( )
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学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司A. B.4 C. D.2
典例5.已知抛物线C: 的焦点为F,过焦点且斜率为 的直线l与抛物线C交于A,B(A在B
的上方)两点,若 ,则 的值为( )
A. B. C.2 D.
典例6.已知直线l过抛物线 的焦点,并且与抛物线C交于不同的两点A、B,若 为线段 的
中点,则 的值为( )
A.4 B.5 C.6 D.8
【双基达标】
7.已知M是抛物线C: 上的一点,F为抛物线C的焦点,以MF为直径的圆与y轴相切于点(0, ),则
点M的横坐标为( )
A.-3 B.-2 C.-4 D.-2
8.已知抛物线 ,过焦点 的直线与抛物线交于 , 两点(点 在第一象限).若直线 的斜
率为 ,点 的纵坐标为 ,则 的值为( )
A. B. C.1 D.2
9.定长为6的线段AB两个端点在抛物线 上移动,记线段AB的中点为M,则M到y轴距离的最小值为
( )
A. B. C.2 D.
10.己知F为抛物线 的焦点,过F作两条互相垂直的直线 , ,直线 与C交于A、B两点,直线 与
第 2 页
学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司C交于D、E两点,则 的最小值为( )
A.24 B.22 C.20 D.16
11.已知F是抛物线C: 的焦点,过点F的直线l与抛物线交于P,Q两点,直线l与抛物线的准
线 交于点M,若 ,则 ( )
A. B. C. D.3
12.抛物线 的焦点为F,A,B是拋物线上两点,若 ,若AB的中点到准线的距离为3,则AF
的中点到准线的距离为( ).
A.1 B.2 C.3 D.4
13.已知斜率为 的直线过抛物线 的焦点 且与抛物线 相交于 两点,过 分别作该抛物
线准线的垂线,垂足分别为 , ,若 与 的面积之比为4,则 的值为( )
A. B. C. D.
14.抛物线有如下光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出;反之,
平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知抛物线 ,O为坐标原点,
一条平行于x轴的光线 从点 射入,经过C上的点A反射后,再经C上另一点B反射后,沿直线 射出,经
过点N.下列说法正确的是( )
A.若 ,则 B.若 ,则 平分
C.若 ,则 D.若 ,延长AO交直线 于点D,则D,B,N三点共线
15.已知直线 过抛物线 : 的焦点,且与该抛物线交于 两点.若线段 的长为16, 的
中点到 轴距离为6,则 ( 为坐标原点)的面积是( )
A. B. C. D.
第 3 页
学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司16.抛物线 : 的焦点为 ,直线 过点 ,斜率 ,且交抛物线 于 , (点 在 轴的下方)
两点,抛物线的准线为 , 为坐标原点,作 于 , 于 ,小明计算得出以下三个结论:①
;② 平分 ;③ .其中正确的结论个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
17.已知抛物线 : 的焦点为 , 为 上一点且在第一象限,以 为圆心, 为半径的圆交 的准线
于 , 两点,且 , , 三点共线,则 ( )
A.2 B.4 C.6 D.8
18.过抛物线 的焦点F作直线l,交抛物线于A,B两点,若 ,则直线l的倾斜角等于
( )
A. 或 B. 或 C. 或 D.与p值有关
19.抛物线具有以下光学性质:从焦点发出的光线经抛物线反射后平行于抛物线的对称轴.该性质在实际生产中应
用非常广泛.如图所示,从抛物线 的焦点F发出的两条光线a,b分别经抛物线上的A,B两点反射,
已知两条入射光线与x轴的夹角均为60°,且两条反射光线 和 之间的距离为 ,则 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
20.根据抛物线的光学性质可知,从抛物线的焦点发出的光线经该抛物线反射后与对称轴平行,一条平行于对称
轴的光线经该抛物线反射后会经过抛物线的焦点.如图所示,从 沿直线 发出的光线经抛物线
两次反射后,回到光源接收器 ,则该光线经过的路程为( )
第 4 页
学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司A.11 B.12 C.13 D.14
21.已知抛物线 的焦点为 ,过点 的直线 与抛物线 交于A(点A在第一象限), 两点,且 ,
则 ( 为坐标原点)的面积是( )
A. B. C.2 D.4
22.直线 与抛物线 交于 , 两点,则 ( )
A. B. C. D.
23.已知抛物线 的焦点为 ,过点 的直线 与抛物线 相交于 、 两点,若 ,则直线 的
方程为( )
A. B.
C. D.
24.已知抛物线 为坐标原点,过其焦点的直线交抛物线于 两点,满足 则 的面积为
( )
A. B. C. D.
25.直线l过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,且与C交于A,B两点,|AB|=4,若AB的中点到y轴的距离为1,则p
的值是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【高分突破】
一、单选题
26.已知抛物线 ,点 , 是曲线W上两点,若 ,则 的最大值为
第 5 页
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A.10 B.14 C.12 D.16
27.抛物线有如下光学性质:平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知抛物线
的焦点为F,一条平行于y轴的光线从点 射出,经过抛物线上的点A反射后,再经抛物线上的另一
点B射出,则经点B反射后的反射光线必过点( )
A. B. C. D.
28.设抛物线 : 的焦点为 ,过点 作斜率为 的直线 与抛物线 交于 , 两点,若
,则 ( )
A. B. C. D.
29.已知抛物线 的焦点为 ,直线 过点 与抛物线 相交于 两点,且 ,则直线 的斜率
为( )
A. B. C. D.
30.阿基米德(公元前287年~公元前212年)是古希腊伟大的物理学家,数学家和天文学家,并享有“数学之神”
的称号.他研究抛物线的求积法,得出了著名的阿基米德定理.在该定理中,抛物线的弦与过弦的端点的两切线所
围成的三角形被称为“阿基米德三角形”.若抛物线上任意两点 处的切线交于点 ,则 为“阿基米德
三角形”,且当线段 经过抛物线的焦点 时, 具有以下特征:(1) 点必在抛物线的准线上;(2)
;(3) .若经过抛物线 的焦点的一条弦为 ,“阿基米德三角形”为 ,且点
在直线 上,则直线 的方程为( )
A. B.
C. D.
31.过抛物线 的焦点F的直线l与抛物线交于PQ两点,若以线段PQ为直径的圆与直线 相切,则
( )
第 6 页
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二、多选题
32.已知直线 : 与抛物线C: 相交于A,B两点,点A在x轴上方,点 是
抛物线C的准线与以AB为直径的圆的公共点,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
33.已知曲线 ,则以下说法正确的是( )
A. 最小值为
B.两曲线有且仅有2条公切线,记两条公切线斜率分别为 ,则
C.当 轴时,
D.
34.已知抛物线C: 的焦点为 ,点A,B为C上两个相异的动点,则( )
A.抛物线C的准线方程为
B.设点 ,则 的最小值为4
C.若A,B,F三点共线,则 的最小值为2
D.若 ,AB的中点M在C的准线上的投影为N,则
35.已知抛物线 的焦点为F,准线与x轴交于点P,直线 与抛物线交于M,N两点,则下列说法正
确的是( )
A. B.
C.若 ,则 D.若 ,则∠MPF的最大值为
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学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司三、填空题
36.直线 过抛物线 的焦点为 ,且与抛物线交于 、 两点,则 的最小值为
_______.
37.已知抛物线 的焦点为F,过F的直线l交抛物线C于AB两点,且 ,则p的值为
______.
38.已知抛物线 的焦点为 ,点 在抛物线 上,点 在抛物线 的准线 上,若
,且 ,则 到 的距离为______.
39.已知抛物线C: 的焦点为F,过点F的直线 与抛物线C交于A(点A在第一象
限),B两点,且 ,则 (O为坐标原点)的面积是______.
40.过抛物线 焦点 的直线 交拋物线于 两点,若两点的横坐标之和为5,则 ___________.
41.已知 为抛物线 的焦点,过点 的直线 交抛物线 于 两点,若 ,则线段 的中点
到直线 的距离为 __________.
42.已知抛物线 及圆 ,过 的直线l与抛物线C和圆M从上到下依次交于A,P,
Q,B四点,则 的最小值为___________.
43.已知抛物线C: 的焦点F到其准线的距离为2,圆M: ,过F的直线l与抛物线
C和圆M从上到下依次交于A,P,Q,B四点,则 的最小值为__________.
四、解答题
44.已知抛物线 上横坐标为4的点 到焦点 的距离为5.
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学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司(1)求 的值;
(2)如图,已知 为抛物线上过焦点 的任意一条弦,弦 的中点为 垂直 与抛物线准线交于点 ,
若 ,求直线 的方程.
45.在水平桌面上放一只内壁光滑的玻璃水杯,已知水杯内壁为抛物面型(抛物面指抛物线绕其对称轴旋转
所得到的面),抛物面的轴截面是如图所示的抛物线.现有一些长短不一、质地均匀的细直金属棒,其长度均不小于
抛物线通径的长度(通径是过抛物线焦点,且与抛物线的对称轴垂直的直线被抛物线截得的弦),若将这些细直
金属棒,随意丢入该水杯中,实验发现:当细棒重心最低时,达到静止状态,此时细棒交汇于一点.
(1)请结合你学过的数学知识,猜想细棒交汇点的位置;
(2)以玻璃水杯内壁轴截面的抛物线顶点为原点,建立如图所示直角坐标系.设玻璃水杯内壁轴截面的抛物线方程为
,将细直金属棒视为抛物线的弦 ,且弦 长度为 ,以细直金属棒的中点为其重心,请从数
学角度解释上述实验现象.
46.设抛物线 的焦点为F,准线为l,过焦点F且斜率为1的直线与抛物线C交于A,B两点,
若 的中点到准线l的距离为4.
(1)求抛物线C的方程;
(2)设P为l上任意一点,过点P作C的切线,切点为Q,试判断F是否在以 为直径的圆上.
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学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司47.在平面直角坐标系中, 为坐标原点,椭圆 的方程为 ,抛物线 的焦点为 ,
上不同两点M,N同时满足下列三个条件中的两个:① ;② ;③MN的方
程为 .
(1)请分析说明两点M,N满足的是哪两个条件?并求出抛物线 的标准方程;
(2)设直线 与 相交于A,B两点,线段AB的中点为 ,且 与 相切于点 , 与直线 交于点 ,以PQ
为直径的圆与直线 交于Q,E两点,求证:O,G,E三点共线.
48.已知直线 与抛物线 交于 两点.
(1)若 ,直线 过抛物线 的焦点,线段 中点的纵坐标为2,求 的长;
(2)若 交 于 ,求 的值.
第 10 页
学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司参考答案
1.A
【分析】设出交点坐标,将直线方程和抛物线方程联立,利用韦达定理写出 ,根据抛物线的定义
可知 ,结合已知条件 ,即可得出正确选项.
【详解】设 , ,由 ,得 ,则 .
又 ,即 .
故选:A.
2.B
【分析】根据抛物线焦点弦的性质以及 ,联立可得 ,进而可用对勾函数的性质求
的最值,进而可求.
【详解】解法1:抛物线 的焦点坐标为 ,准线方程为 ,
设 , ,则∵ ,由抛物线定义可知 ,∴ ,又因为
,所以 即 ,由①②可得:
所以 .∵ ,
当 时, ,当 时, ,
∴ ,则弦AB的中点到C的准线的距离 ,d最大值是 .
∴弦AB的中点到C的准线的距离的最大值是 ,
故选:B.
解法2:弦AB的中点到C的准线的距离 ,根据结论
, , ,
故选:B.
3.B
【分析】利用抛物线的定义,利用几何法求最值.
【详解】根据题意,作图如下:
第 11 页设点P在其准线x=-1上的射影为A,由抛物线的定义得: .
所以要使 取得最小值,只需 最小.
因为 (当且仅当M,P,A三点共线时取“=”),
此时点P的纵坐标为1,设其横坐标为x.
0
因为P(x,1)为抛物线 上的点,则有 ,解得: .
0
当P为( ,1)时, 取得最小值2.
故选:B.
4.A
【分析】利用抛物线的定义结合条件可得 , ,进而可得.
【详解】法一:由题意可知, ,则 ,抛物线的准线方程为直线 ,
则 , ,
因为 ,
第 12 页所以 ,所以 ,所以 ,
所以 , ,
所以 .
因为 ,
所以 ,
解得 ,所以 ,点F到AM的距离为 ,
所以 .
法二:因为 ,
所以 ,所以 ,即 .
连接FM,又 ,
所以 为等边三角形.
易得 ,所以 .
故选:A.
5.C
【分析】设直线l的倾斜角为 ,求得 .过A作 准线于 ,过B作 准线于 ,过B作
于 .由抛物线定义求出 和 .
在直角三角形ABC中,利用余弦的定义表示出 ,即可解得.
【详解】设直线l的倾斜角为 ,根据条件可得 ,则可得 .
过A作 准线于 ,过B作 准线于 ,过B作 于 .
由抛物线定义可得: .
因为 ,所以 .
第 13 页而 .
在直角三角形ABC中, ,解得: .
故选:C
6.C
【分析】先求出抛物线的准线方程,分别过 作准线的垂线,垂足分别为 ,由抛物线的定义可得出
答案.
【详解】抛物线 的准线方程为:
分别过 作准线的垂线,垂足分别为
则点 到准线的距离为
根据抛物线的定义可得 ,且
所以
故选:C
7.A
【分析】设 ,以MF为直径的圆与y轴相切于点(0, ),所以有 ,求出 ,又因为M是抛物
线C上的一点,代入抛物线方程即可求出答案.
【详解】设 ,因为以MF为直径的圆与y轴相切于点(0, ),由抛物线性质知 ,则
,代入抛物线C: ,得 .
故选:A.
8.C
【分析】设 ,由抛物线的定义可得 ,由焦半径公式可得 ,从而
可得 ,进而可求出 的值
【详解】解:由题意得,抛物线 焦点在 轴上,准线方程为 ,
第 14 页设 ,则 ,设直线 的倾斜角为 ,则 ,
因为 ,所以
所以 ,
所以 ,解得 ,
故选:C
【点睛】关键点点睛:此题考查抛物线的定义的应用和焦半径公式的应用,解题的关键是分别用抛物线的定义和
焦半径公式表示出 ,从而可列方程求出 的值,考查转化思想和计算能力,属于中档题
9.C
【分析】利用抛物线的定义结合梯形中位线公式得到M到y轴距离,当 三点共线时即得到M到y轴距离的
最小值.
【详解】解:抛物线 的焦点为F,则抛物线的准线 ,
设 在准线上的垂足分别为 ,连接 ,如图所示.
所求的距离
因为抛物线的通径为 ,
所以定长为6的线段AB两个端点在抛物线 上移动时可以经过焦点 ,
此时 三点共线, , ,
则点M到y轴的最短距离为2,
故选: .
10.A
【分析】由抛物线的性质:过焦点的弦长公式 计算可得.
第 15 页【详解】设直线 , 的斜率分别为 ,
由抛物线的性质可得 , ,
所以 ,
又因为 ,所以 ,
所以 ,
故选:A.
11.B
【分析】过点 作准线的垂线交于点 ,则 ,过点 作准线的垂线交于点 ,则 ,利用三角
形相似即可求解.
【详解】解:如图,过点 作准线的垂线交于点 ,由抛物线的定义有 ,过点 作准线的垂线
交于点 ,则 ,
, ,
根据 ,可得 ,
. ,即 ,
,
故选:B.
12.C
【分析】结合抛物线的定义求得 ,由此求得线段 的中点到准线的距离.
【详解】抛物线方程为 ,则 ,
由于 中点到准线的距离为3,结合抛物线的定义可知 ,
即 ,
所以线段 的中点到准线的距离为 .
故选:C.
第 16 页13.B
【分析】方法一:根据题意, ,进而设直线 : , , ,进而联立方程,结合
韦达定理得 , ,再根据面积比得 ,进而结合焦半径公式得 ,再解方
程组即可得答案;
方法二:设直线AB的倾斜角为 ,进而根据面积比得 ,根据焦半径与倾斜角的关系得 ,
,进而得 , ,即可得答案.
【详解】解:解法一:
由抛物线 得 ,
设直线 : , , ,
故联立方程 得
所以 ,
由已知和抛物线定义知: ,
所以 ,故由焦半径公式得: ,即 ,
故 ,解方程组得 .
故选:B
方法二:
由已知和抛物线定义知:
设直线AB的倾斜角为 ,则 , ,
所以 ,解得 ,所以 .
故选:B.
第 17 页14.D
【分析】根据 求出焦点为 、 点坐标,可得直线 的方程与抛物线方程联立得 点坐标,由两点间的距离公
式求出 可判断AC;
时可得 , .由 可判断B;
求出 点坐标可判断D.
【详解】如图,若 ,则 ,C的焦点为 ,因为 ,所以 ,
直线 的方程为 ,整理得 ,与抛物线方程联立得
,解得 或 ,所以 ,
所以 ,选项A错误;
时,因为 ,所以 .又 ,
,所以 不平分 ,选项B不正确;
第 18 页若 ,则 ,C的焦点为 ,因为 ,所以 ,
直线 的方程为 ,所以 ,
所以 ,选项C错误;
若 ,则 ,C的焦点为 ,因为 ,所以 ,
直线 的方程为 ,所以 ,直线 的方程为 ,延长 交直线 于点D,所以则
,
所以D,B,N三点共线,选项D正确;
故选: D.
15.B
【分析】设 , 的坐标,由抛物线的性质到焦点的距离等于到准线的距离,可得 的表达式,再由 的
中点到 轴的距离是6可得 , 的横坐标之和,进而可得 的值,求出抛物线的方程,设直线 的方程,与抛物
线联立,结合韦达定理可求出三角形 的面积.
【详解】设 , , , ,
由抛物线的定义可得 ,
第 19 页又因为 的中点到 轴的距离是6,所以 ,
所以 ,
所以抛物线的方程为: ,
设直线 的方程 ,
联立直线与抛物线的方程: ,整理可得 ,
,
所以 ,
解得 ,所以 的方程为: ,
.
故选:B
16.D
【分析】对于①:设直线m的倾斜角为α,利用抛物线的焦点弦的弦长公式 即可求解;
对于②:利用几何法证明;
对于③:由抛物线的焦半径公式即可求解.
【详解】由抛物线的方程可得焦点F(1,0),准线方程为:x=-1,如图
对于①:令直线m的倾斜角为α,∵ ,∴ ,∴ ,①正确;
对于②:∵ ,∴∠AAF=∠AFA,又∵AA∥OF,∴∠AAF=∠AFO,
1 1 1 1 1
∴∠AFA=∠AFO,∴AF平分∠OFA,②正确;
1 1 1
对于③:由抛物线的性质可得, ,
第 20 页,
∴ , ,
∴|AA|·|BB|=|AA|+|BB|,③正确.
1 1 1 1
故选:D.
17.B
【分析】根据 , , 三点共线,结合点 到准线的距离为2,得到 ,再利用抛物线的定义求解.
【详解】如图所示:
∵ , , 三点共线,
∴ 是圆的直径,
∴ , 轴,
又 为 的中点,且点 到准线的距离为2,
∴ ,
由抛物线的定义可得 ,
故选:B.
18.C
【分析】根据题意画出图形,根据抛物线的定义和相似三角形列出比例式,再利用直角三角形的边角关系求出直
线的倾斜角.
【详解】如图所示,
第 21 页由抛物线 的焦点为 ,准线方程为 ,
分别过A,B作准线的垂线,垂足为 , ,直线l交准线于 ,如图所示:
则 , , ,
所以 , ,
所以 ,即直线l的倾斜角等于 ,
同理可得直线l的倾斜角为钝角时即为 ,
故选:C.
19.B
【分析】写出直线AF、BF的方程,求出 , ,由 ,解出p.
【详解】抛物线 的焦点 .
由 ,所以直线AF的方程为 ,即 ,
联立 ,得 ,解得: 或 ,可得: .
同理直线BF的方程为 ,即 ,
联立 ,解得: .
所以 ,解得: .
故选:B
20.B
【分析】设出B、C坐标,由坐标和焦点弦公式表示出三条线段直接可得.
【详解】设 , ,所以 , , ,所以该光线经过的路程为
12.
故选:B
21.B
【分析】由题意可得 ,设直线 的方程为 ,联立直线方程和抛物线方程,得到根与系数的关系,
结合 即可求出A、B纵坐标, .
【详解】由题意可得 ,设直线 的方程为 .
第 22 页联立 整理得 .
设 , ,则 , , .
∵ ,∴ ,则 ,解得 ,从而 ,
故 的面积是 .
22.D
【分析】焦点弦长度等于 .
【详解】抛物线 的焦点为 在直线 上,故 是抛物线的焦点弦,则
由 得: ,
所以, ,
所以,
故选:D.
23.C
【解析】设点 、 的坐标分别为 , ,直线 的方程为 ,联立直线与抛物线方程,根据韦
达定理,以及焦半径公式,结合题中条件,列出方程求解,即可得出直线斜率,进而可得直线方程.
【详解】设点 、 的坐标分别为 , ,
由题意,点 的坐标为 ,设直线 的方程为 ,
第 23 页联立方程 .消去 后整理为 ,
有 ,
由抛物线的性质,有 ,可得 ,
解得 ,有 ,解得 ,故直线 的方程为 .
故选:C.
【点睛】方法点睛:
求解抛物线焦点弦问题时,一般先设弦所在直线方程,联立直线与抛物线方程,根据韦达定理,以及焦半径公式,
结合所给条件,求出斜率,即可得出焦点弦所在直线方程;要求学生要熟记抛物线的性质等.
24.A
【分析】设 与抛物线联立,转化 ,结合韦达定理可得 ,求解原点O
到 的距离,利用 即得解
【详解】
由题意
若直线 的斜率不存在,则方程为 ,此时 ,不成立;
故直线 的斜率存在,设 ,由题意
,
由于直线 过焦点,由抛物线定义
第 24 页故原点O到 的距离:
故选:A
25.B
【解析】设直线 方程: , ,联立直线与抛物线可得 的值,由 的中点的横坐
标为 , 的中点到 轴的距离为 ,代入可得答案.
【详解】解:由题意设直线 方程: , ,
联立直线与抛物线的方程可得: ,所以 , ,由 可得
,即 ,
的中点的横坐标为 , 的中点到 轴的距离为 ,
所以 ,所以 ,解得 ,
故选:B.
【点睛】本题主要考查抛物线的焦点弦的性质,联立直线与抛物线是解题的关键,属于基础题.
26.C
【分析】确定抛物线的准线方程,由抛物线定义可得 ,结合条件可得 ,结合
抛物线的几何性质可得当且仅当A,F,B三点共线时 ,即可得答案.
【详解】设抛物线 的焦点为F,则 ,焦准距 ,准线方程为 ,
根据抛物线的定义得, .
又 ,所以 .
因为 ,当且仅当A,F,B三点共线时等号成立,即 ,
所以 的最大值为12,
故选:C
27.D
【分析】求出 、 坐标可得直线 的方程,与抛物线方程联立求出 ,根据选项可得答案,
【详解】把 代入 得 ,所以 ,
所以直线 的方程为 即 ,
与抛物线方程联立 解得 ,所以 ,
因为反射光线平行于y轴,根据选项可得D正确,
第 25 页故选:D.
28.A
【分析】设直线 的方程,代入抛物线方程,利用韦达定理、抛物线的定义及 ,联立即可求得 的值.
【详解】设 方程为 ,
由 ,
消去 得 ,
则有 ①,
由 得 ,
即 ②,
由①②解得
,
故选:A
29.B
【分析】设直线倾斜角为 ,由 ,及 ,可求得 ,当点 在 轴上方,
又 ,求得 ,利用对称性即可得出结果.
【详解】设直线倾斜角为 ,由 ,所以 ,由 ,
,所以 ,当点 在 轴上
方,又 ,所以 ,所以由对称性知,直线 的斜率 .
故选:B.
30.A
第 26 页【分析】首先根据题意可得到 点在抛物线的准线 上,又在直线 上,从而可求出点 的坐标;根
据 ,即可求出直线 的斜率,从而可求出直线 的方程.
【详解】根据题意,可知 点在抛物线的准线 上,又点 在直线 上,
所以 ,又 ,所以 ,
因为 ,所以 ,所以直线 的方程为 ,即 .
故选:A.
31.C
【分析】依据抛物线定义可以证明:以过抛物线焦点F的弦PQ为直径的圆与其准线相切,则可以顺利求得线段
的长.
【详解】抛物线 的焦点F ,准线
取PQ中点H,分别过P、Q 、H作抛物线准线的垂线,垂足分别为N、M、E
则四边形 为直角梯形, 为梯形中位线,
由抛物线定义可知, , ,则
故 ,即点H到抛物线准线的距离为 的一半,
则以线段PQ为直径的圆与抛物线的准线相切. 又以线段PQ为直径的圆与直线 相切,
则以线段PQ为直径的圆的直径等于直线 与直线 间的距离.
即
故选:C
32.ABC
【分析】由题意可知,抛物线 的准线为 ,利用抛物线的几何性质求出 和抛物线 的方程和焦点坐标
,结合直线 的方程可知,直线 经过焦点 ,利用抛物线的定义表示出以 为直径的圆的半径和圆
心 ,由 得到关于 的方程,解方程求出 ,利用抛物线的定义求得焦半径计算可判断 的对
错.
【详解】由题意知,抛物线 的准线为 ,即 ,解得 ,故选项A正确;
因为 ,所以抛物线 的方程为: ,其焦点为 ,
第 27 页又直线 ,所以直线 恒过抛物线的焦点 ,
设点 ,因为 两点在抛物线 上,
联立方程 ,两式相减可得, ,
设 的中点为 ,则 ,因为点 在直线 上,
解得可得 ,所以点 是以 为直径的圆的圆心,
由抛物线的定义知,圆 的半径 ,
因为 ,所以 ,
解得 ,故选项B正确;
因为 , , 所以 ,故选项C正确;
过 做 轴,过 做 轴,抛断线的准线交 轴与点 ,设 ,
, ,
, ,
又 , ,则 ,
则D错误.
故选:ABC
【点睛】关键点睛:本题考查抛物线的标准方程及其几何性质、圆的性质、直线与抛物线的位置关系、弦长公式、
点到直线的距离公式;考查运算求解能力和逻辑推理能力;熟练掌握直线与抛物线的位置关系和抛物线的几何性
第 28 页质、圆的性质是求解本题的关键;属于综合型、难度大型试题.
33.ABC
【分析】对选项A,利用抛物线的焦半径公式转化求 得最小值,进而建立函数,然后再研究函数的单调性即
可;对选项B,先找到 是其中的一条公切线,分别在两个曲线上设切线方程,然后根据公切线定义,则设
立的两个切线方程重合而建立方程,然后将方程转化为函数,研究该函数的零点即可;对选项C,先设动点
( )的坐标,根据 轴,进而建立目标函数 ,然后研究该函数单调性即可;对
选项D,考虑 轴时,进而建立目标函数 ( ),通过求该函数的最小值就能说明
【详解】
对选项A,如图所示,易知 ,根据抛物线的焦半径公式可得:
故有:
,则有:
设点 的坐标为:
则有:
令 ,则可得:
再次求导可得:
故 在区间 上单调递增
又
可得:当 时, ,即 在 上单调递减;当 时, ,即 在
上单调递增;
第 29 页故
则
故
故选项A正确;
对选项B,不妨设外公切线分别与 , ( )切于点 ,
则曲线 的切线 为:
则曲线 的切线 为:
根据 与 表示同一直线,则有:
解得:
令 ( )
则有:
可得: 在区间 上单调递增; 在区间 上单调递减
则有: , , (注意:实际上取不到该点)
,因为 ,故
根据零点存在性定理可知: 在区间 上存在一个零点,即存在一条公切线;
当 时, ,则在函数 的 处的切线方程为:
联立
可得: ,故此时与 切于点 ,也满足
由图易知:当 时,不可能存在公切线
综上可得:两曲线有且仅有2条公切线不妨取 ( )
则有:
又 ,可得:
在 上单调递增,则有:
第 30 页故选项B正确;
对选项C,当 轴时,设 ( ),则
则有:
记 ,则有:
令 ,解得:
故当 时, , 在区间 上单调递减;
当 时, , 在区间 上单调递增;
故有:
故
故选项C正确;
对选项D, 不妨设 ( )上点 , ( )上点
则有: ,
可得:
若 轴时, ( )
令 ( )
则有:
易知: 在区间 上单调递增
可得:
令 ,下面证明:
可化简为
进而可化简为:
故 在区间 存在一个零点,令
第 31 页则当 时, ,即 在区间 上单调递减;
当 时, ,即 在区间 上单调递增;
故
而
又
下面证明:
即证:
只需证明:
又:
故 成立
从而 ,而且以上还仅仅考虑 轴时的情况,故选项D错误
故答案选:ABC
【点睛】求函数最值和值域的常用方法:
(1)单调性法:先确定函数的单调性,再由单调性求最值;
(2)图象法:先作出函数的图象,再观察其最高点、最低点,求出最值;
(3)基本不等式法:先对解析式变形,使之具备“一正二定三相等”的条件后用基本不等式求出最值;
(4)导数法:先求导,然后求出在给定区间上的极值,最后结合端点值,求出最值;
(5)换元法:对比较复杂的函数可通过换元转化为熟悉的函数,再用相应的方法求最值.
34.ABD
【分析】对于A,由抛物线的焦点可求出抛物线的准线方程,对于B,过点 作 垂直准线于 ,则
,从而可求出其最小值,对于C,由抛物线的性质可判断,对于D,过 分别作
垂直准线,垂足分别为 ,则由梯形中位线定理可得 ,然后在 利用
余弦定理结合基本不等式可判断
【详解】对于A,因为抛物线C: 的焦点为 ,所以抛物线C的准线方程为 ,所以A正确,
对于B,由题意可得抛物线的方程为 ,则点 在抛物线外,如图,过点 作 垂直准线于 ,则
,当 三点共线时, 取得最小值,最小值为4,所以B正确,
第 32 页对于C,由抛物线的性质可得当A,B,F三点共线,且 轴时,弦 最短为抛物线的通径 ,所以C
错误,
对于D,过 分别作 垂直准线,垂足分别为 ,则由梯形中位线定理可得
,设 ,则 ,在 中由余弦定理得
,
因为 ,所以 ,
所以 ,所以 ,当且仅当 时取等号,所以D正确,
故选:ABD
35.AC
【分析】将抛物线方程和直线方程 联立,令判别式大于零,即可判断A;由过抛物线焦点弦的性质可判断
B;根据 ,可得直线 的方程为 ,联立抛物线方程,利用根与系数的关系可判断C; 当 与
抛物线相切时, 最大,由此利用判别式等于零可求出切线斜率,得到∠MPF的最大值,判断D.
【详解】由抛物线的方程可得准线方程为 ,
则 ,联立 ,整理可得 ,
则 ,可得 ,所以 正确;
只有直线 过焦点 时, ,由题意不能确定直线 过焦点,所以 不正确;
中,当 ,则 , , 三点共线,此时直线 过点 ,即有 ,
, ,
第 33 页则直线 的方程为: ,代入抛物线的方程可得 ,
设 , , , ,
可得 , , ,
由 ,可得 , , ,则可得 ,
所以 ,
,
所以 ,故 正确;
当 与抛物线相切时, 最大,
设过 的抛物线的切线为 ,
,消去 整理得 ,
所以 得 ,
解得 ,
所以 的最大值为 ,故 错误;
故选: .
36. ##
【分析】推导出抛物线的焦半径的性质 ,再利用基本不等式可求得 的最小值.
【详解】易知 ,可得 ,所以,抛物线的方程为 .
若直线 与 轴重合时,则该直线与抛物线只有一个交点,不合乎题意.
所以,直线 的斜率存在,设直线 的方程为 ,
联立 可得 ,即 , ,
由韦达定理可得 , .
所以,
,
所以, ,则
,
当且仅当 时,等号成立,故 的最小值为 .
第 34 页故答案为: .
37.3
【分析】根据抛物线焦点弦性质求解,或联立l与抛物线方程,表示出 ,求其最值即可.
【详解】已知 ,设 , , ,
则 ,
∵ ,所以 , ,
∴ ,当且仅当m=0时,取 .
.
故答案为:3.
38.12
【分析】过点 作 于点 ,根据题意和抛物线的定义可得 ,
进而得到关于p的方程,解方程即可.
【详解】由 知, 为线段 上靠近 的三等分点,
过点 作 于点 ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,解得 .
故答案为:12
39. ##
【分析】计算出 ,联立直线和抛物线得到 与 ,结合 求出 ,进而求出
的面积.
【详解】由题意可得 ,则 ,解得: ,故直线 的方程为 .
联立 整理 .
设 , ,则 , .
因为 ,所以 ,所以 ,则 ,解得: ,
第 35 页从而 ,故 的面积是
故答案为: .
40.7
【分析】根据抛物线定义即可求出.
【详解】由抛物线方程可得 ,
则由抛物线定义可得 .
故答案为:7.
41.5
【分析】分别过点 作准线的垂线,利用梯形的中位线定理,结合抛物线的定义可求得答案.
【详解】如图, 为抛物线 的焦点,过点 的直线 交抛物线 于 两点,
则抛物线准线方程为 ,
分别过点 作准线的垂线,垂足为C,D,N,
则有 ,
又M为AB的中点,故 ,
即线段 的中点 到直线 的距离为5,
故答案为:5.
42.13
【分析】根据圆心 即为抛物线C的焦点F,利用抛物线的定义,结合基本不等式求解.
【详解】解:如图所示:
第 36 页圆心 即为抛物线C的焦点F.
所以 ,
由抛物线的定义, ,
所以 ,
又易知: ,
所以 ,
当且仅当 ,即 时等号成立.
所以 的最小值为13,
故答案为:13
43.1
【分析】先确定抛物线的方程,然后设直线的方程,二者联立可得 ,再利用抛物线的性质将 的表
达式整理化简,即可得答案.
【详解】因为抛物线C: 的焦点F到其准线的距离为2,
所以 ,故 ,
设 ,
第 37 页当直线 斜率不存在时, ,则 ,
直线 斜率存在时,设其方程为 ,和 联立,
整理得: ,
故 ,
由抛物线性质可得:
,
所以 ,
故答案为:1.
44.(1) ;(2) .
【分析】(1)由抛物线的定义可得 ,由此即可求解;
(2)先设出直线 : ,与 联立,再由根与系数的关系,结合垂直平分线的性质与点到直线的距
离公式即可求解
【详解】(1)抛物线 ( )的焦点为 ,准线方程为 ,由抛物线定义得:
,所以 .
(2)由(1)得抛物线方程为
设直线 : ,与 联立,消去x,整理得: ,
设 , ,,有 ,
则弦长 ,弦 中点
故弦 的垂直平分线方程为
令 得 ,即
故点P到直线 的距离 .
第 38 页所以
所以 ,直线方程为
45.(1)抛物线的焦点或抛物面的焦点
(2)答案见解析
【分析】(1)结合通径的特点可猜想得到结果;
(2)将问题转化为当 时,只要 过点 ,则 中点 到 的距离最小,根据 ,结合抛
物线定义可得结论.
(1)
根据通径的特征,知通径会经过抛物线的焦点达到静止状态,
则可猜想细棒交汇点位置为:抛物线的焦点或抛物面的焦点.
(2)
解释上述现象,即证:当 ( 为抛物线通径)时,只要 过点 ,则 中点 到 的距离最小;
如图所示,记点 在抛物线准线上的射影分别是 ,
,
由抛物线定义知: ,
当 过抛物线焦点时,点 到准线距离取得最小值,最小值为 的一半,此时点 到 轴距离最小.
【点睛】关键点点睛:本题考查抛物线的实际应用问题,解题关键是能够将问题转化为抛物线焦点弦的中点到 轴
距离最小问题的证明,通过抛物线的定义可证得结论.
46.(1)
(2)F在以 为直径的圆上
【分析】(1)根据点差法可得 ,再由抛物线的定义及中点坐标公式建立方程求出 即可;
(2)设 ,切线 的方程为 ,利用直线与抛物线相切求出 , ,根据向量的数量积
即可判断.
(1)
第 39 页设 ,则
所以 ,整理得 ,
所以 .
因为直线 的方程为 ,
所以 .
因为 的中点到准线l的距离为4,
所以 ,得 ,
故抛物线C的方程为 .
(2)
设 ,可知切线 的斜率存在且不为0,
设切线 的方程为 ,
联立方程组 得 ,
由 ,得 ,即 ,
所以方程 的根为 ,
所以 ,即 .
因为 ,所以 ,
所以 ,即F在以 为直径的圆上.
47.(1)②③;
(2)证明见解析
【分析】(1)若同时满足①②,则可推出 ,故不符合题意;
若同时满足①③,则也是推出 ,不符合题意;由此可得同时满足条件②③,求得p的值,可得
答案;
(2)设切点P的坐标为 ,利用导数的几何意义求得AB的斜率,设线段AB的中点为G,进而利用
点差法求得 ,结合题意可得 ,求得E的坐标为 ,可得OE的斜率为 ,从而
证明结论.
(1)
若同时满足①②,由②得 ,
第 40 页可得MN过焦点 ,
则 , 故①②不能同时满足;
若同时满足①③,由③可得MN过焦点 ,则 ,
所以①③不能同时满足;
由以上可知,只能同时满足条件②③,
由②得 ,可得MN过焦点 ,
且 ,
故抛物线 的标准方程为 ;
(2)
证明:设切点P的坐标为 ,
因为抛物线 的标准方程为 ,则 ,
所以直线AB的斜率为 ,设 ,
则有 ,两式相减得 ,
所以 ,
设线段AB的中点为G,则有 ,
l与直线 交于点Q,以PQ为直径的圆与直线 交于Q,E两点,
所以 ,故点E的坐标为 ,
所以直线OE的斜率为 ,
则有 ,所以:O,G,E三点共线..
【点睛】本题考查了抛物线方程的求解,以及直线和抛物线的位置关系,证明三点共线问题,综合性强,计算量
较大,解答的关键是明确解题的思路,准确计算,即求出点的坐标,表示出直线OE,OG的斜率,证明斜率相等即
可.
48.(1)6
(2)2
【分析】(1)通过作辅助线,利用抛物线定义,结合梯形的中位线定理,可求得答案;
(2)根据题意可求得直线AB的方程为y=x+4,联立抛物线方程,得到根与系数的关系,由OA⊥OB,得
,根据数量积的计算即可得答案.
第 41 页(1)
取AB的中点为E,当p=2时,抛物线为C:x2=4y,焦点F坐标为F(0,1),过A,E,B分别作准线y=-1的垂线,
重足分别为I,H,G,
在梯形ABGI中(图1),E是AB中点,则2EH=AI+BG,
EH=2-(-1)=3,因为AB=AF+BF=AI+BG,
所以AB=2EH=6.
(2)
设 ,由OD⊥AB交AB于D(-2,2),(图2),
得kOD=-1,kAB=1,则直线AB的方程为y=x+4,
由 得 ,
所以 ,
由 ,得 ,即 ,
即 ,可得 ,
即 ,所以p=2.
第 42 页第 43 页