文档内容
第 07 讲 抛物线及其性质
目录
01 模拟基础练......................................................................................................................................2
题型一:抛物线的定义与标准方程....................................................................................................2
题型二:抛物线的轨迹方程................................................................................................................3
题型三:与抛物线有关的距离和最值问题........................................................................................4
题型四:抛物线中三角形,四边形的面积问题................................................................................7
题型五:焦半径问题..........................................................................................................................11
题型六:抛物线的几何性质..............................................................................................................12
题型七:抛物线焦点弦的性质..........................................................................................................14
题型八:抛物线的实际应用..............................................................................................................19
02 重难创新练....................................................................................................................................22
03 真题实战练....................................................................................................................................39题型一:抛物线的定义与标准方程
1.已知抛物线 的顶点在坐标原点,焦点 在 轴正半轴上.若点 到双曲线 的一条渐近
线的距离为2,则 的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】先根据双曲线的方程求解出双曲线的渐近线方程,再根据点到直线的距离公式求解出抛物线方程
中的 ,则抛物线方程可求.双曲线 的渐近线方程是 ,即 .
因为抛物线的焦点 到渐近线 的距离为2,
则 ,即 ,所以 的标准方程是 ,
故选:D.
2.若点 满足方程 ,则点 的轨迹是( )
A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线
【答案】D
【解析】等式左侧表示点 与点 间的距离,
等式右侧表示 到直线 的距离,
整个等式表示点 到点 的距离和到直线 的距离相等,
且点 不在直线 上,
所以点 轨迹为抛物线.
故选:D.
3.(2024·陕西安康·模拟预测)过点 ,且焦点在 轴上的抛物线的标准方程是( )A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设抛物线的标准方程为 ,
将点点 代入,得 ,解得 ,
所以抛物线的标准方程是 .
故选:B
题型二:抛物线的轨迹方程
4.点 ,点B是x轴上的动点,线段PB的中点E在y轴上,且AE垂直PB,则点P的轨迹方程为
.
【答案】
【解析】设 , ,则 .由点E在y轴上,得 ,则 ,即 .
又 ,若 ,则 ,即 .若 ,则 ,此时点P,B重合,
直线PB不存在.所以点P的轨迹方程是 .
故答案为: .
5.在平面坐标系中,动点P和点 满足 ,则动点 的轨迹
方程为 .
【答案】
【解析】由题意 ,
由 得 ,
化简得 .
故答案为: .
6.若圆 与 轴相切且与圆 外切,则圆 的圆心的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C【解析】设圆心坐标为 ,依题意可得 ,化简得 ,
即圆 的圆心的轨迹方程为 .
故选:C
7.(2024·高三·云南昆明·开学考试)已知点 到点 的距离比它到直线 的距离小 ,则点
的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意,点 到点 的距离等于它到直线 的距离,
则点 的轨迹是以 为焦点, 为准线的抛物线,则点 的轨迹方程为 ,
故选:B .
题型三:与抛物线有关的距离和最值问题
8.已知抛物线 的焦点为 ,点 ,若点 为抛物线上任意一点,当 取最小值
时,点 的坐标为 .
【答案】
【解析】抛物线 的焦点为F(1,0),准线方程为 ,
过点 作 垂直准线交于点 ,则 ,
所以 ,当且仅当 、 、 三点共线时取等号,
即 平行于 轴时 取最小值,此时 ,则 ,即 ,
所以 .
故答案为:9.已知点 , 是 轴上的动点,且满足 , 的外心 在 轴上的射影为 ,
则 的最小值为 .
【答案】3
【解析】设点 ,则 )根据点 是 的外心, ,
而 ,则
所以
从而得到点 的轨迹为 ,焦点为
由抛物线的定义可知 因为 ,
,
即 ,
所以 的最小值为3,
故答案为:3
10.已知 ,抛物线 的焦点为 是抛物线C上任意一点,则 周长的最小值为
.
【答案】
【解析】抛物线的准线 , ,过点P作 垂直于准线,
由题可知, 的周长为 ,
又 ,
易知当 三点共线时, 的周长最小,且最小值为 .故答案为:
11.已知抛物线 ,的焦点为F,P点在抛物线上,Q点在圆C: 上,则
的最小值为 .
【答案】8
【解析】如图,过点 向准线作垂线,垂足为 ,则 ,
当 垂直于抛物线的准线时, 最小,
此时线段 与圆 的交点为 ,因为准线方程为 , ,
半径为 ,所以 的最小值为 .
故答案为:8.
12.(2024·陕西渭南·二模)若点A在焦点为F的抛物线 上,且 ,点P为直线 上的
动点,则 的最小值为 .
【答案】
【解析】抛物线 的焦点 ,准线 ,设 ,
则 ,解得 ,显然 ,不妨设 ,
关于直线 的对称点为 ,则因此 ,当且仅当 三点共线时取等号,
所以 的最小值为 .
故答案为:
13.抛物线 的焦点为 ,准线为 ,点 是准线 上的动点,若点 在抛物线 上,且 ,
则 ( 为坐标原点)的最小值为 .
【答案】
【解析】由 ,得 ,所以 ,准线 为 ,
不妨设点 在第一象限,过 作 于 ,则 ,得 ,
则 ,得 ,所以 ,
设点 关于直线 对称点为 ,则 ,
所以 ,
当且仅当 三点共线时取等号,
所以 的最小值为 ,
故答案为:
题型四:抛物线中三角形,四边形的面积问题
14.已知抛物线 的焦点为F,过F的直线l与抛物线交于A、B两点,若 面积是 面积的
两倍,则 =( )A.4 B. C.5 D.
【答案】B
【解析】由题意得 ,当直线l的斜率为0时,此时与抛物线只有1个交点,不合要求,舍去;
设过F的直线l的方程为 ,与抛物线 联立得,
,
设 , ,则 ,
因为 面积是 面积的两倍,所以 ,
则 ,解得 ,则 ,
则 ,解得 ,
故 ,
则 .
故选:B
15.(2024·四川乐山·三模)已知抛物线 的焦点为F,准线为l,过点F的直线交C于P,Q两
点, 于H,若 ,O为坐标原点,则 与 的面积之比为( )
A.6 B.8 C.12 D.16
【答案】C
【解析】依题意,由 于H,得 ,即 是正三角形, ,而 ,则直线 的方程为 ,
由 ,消去y并整理,得 ,
令 ,解得 ,又准线 ,
因此 ,
所以 与 的面积之比 .
故选:C.
16.(2024·高三·贵州贵阳·开学考试)已知抛物线 的焦点为 是抛物线 上的一点,
若 , 则 ( 为坐标原点)的面积是( )
A. B.1 C.2 D.4
【答案】A
【解析】由题可得 ,因为 ,
所以 , ,
所以 为坐标原点)的面积是 .
故选:A.
17.已知抛物线 : ,点 为抛物线上任意一点,过点 向圆 : 作切线,切点
分别为 , ,则四边形 的面积的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】C
【解析】如图,连接 ,圆 : ,该圆的圆心与抛物线的焦点重合,半径为1,
则 .又 ,所以当四边形 的面积最小时, 最小.
过点 向抛物线的准线 作垂线,垂足为 ,则 ,
当点 与坐标原点重合时, 最小,此时 .
故 .
故选:C
18.如图,已知抛物线 : 的焦点为 ,直线 与 相交于 , 两点,与 轴相交于 点.
已知 , ,若△ ,△ 的面积分别为 , ,且 ,则抛物线 的方程为
( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】如图,过A,B分别作C的准线的垂线分别交y轴于点M,N,
因为C的准线为 ,所以 , ,
所以 ,解得 ,故C为 .故选:B.
题型五:焦半径问题
19.(2024·广东佛山·模拟预测)设 为抛物线 的焦点,点 在 上,且在第一象限,若直线
的倾斜角为 ,则 ( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【解析】如图所示,抛物线及准线如图所示,过点 作 垂直准线于点 ,
过焦点 作 垂直于 于点 ,由题意可知 ,
根据抛物线的定义
在 中, ,又 ,
所以 ,
解得 .
故选:C.
20.(2024·高三·江苏南通·开学考试)已知焦点为 的抛物线 上 两点满足 ,则 中点的横坐标为 .
【答案】
【解析】因为抛物线 ,所以 ,
设 ,由 得 ,所以 ,
由 , ,所以 ,
所以 中点的横坐标为 ,
故答案为:
21.已知抛物线 的焦点为 ,过 的直线 交抛物线于 、 两点,若 ,则
.
【答案】5
【解析】抛物线 的焦点为 ,设直线 的方程 , ,
由 消去 得 ,则 ,由 ,得 ,
联立解得 或 ,因此 ,所以 .
故答案为:5
题型六:抛物线的几何性质
22.(多选题)已知抛物线 与抛物线 关于 轴对称,则下列说法正确的是( )
A.抛物线 的焦点坐标是 B.抛物线 关于 轴对称
C.抛物线 的准线方程为 D.抛物线 的焦点到准线的距离为8
【答案】AC
【解析】因为抛物线 与抛物线 关于 轴对称,所以抛物线 的方程为 ,
则抛物线 的焦点坐标是 ,准线方程为 ,故A、C正确;
抛物线 关于 轴对称,故B错误;抛物线 的焦点到准线的距离为4,故D错误.
故选:AC23.(多选题)已知抛物线 的焦点为F,点P为C上任意一点,若点 ,下列结论错误的
是( )
A. 的最小值为2
B.抛物线C关于x轴对称
C.过点M与抛物线C有一个公共点的直线有且只有一条
D.点P到点M的距离与到焦点F距离之和的最小值为4
【答案】AB
【解析】设 ,则 , ,又抛物线的焦点为 ,
对A,由题可知 , 时,等号成立,所以 的最小值是1,A错;
对B,抛物线的焦点在 轴上,抛物线关于 轴对称,B错;
对C,由题知点 在抛物线的内部(含有焦点的部分),因此过 与对称轴平行的直线与抛物线只有一
个公共点,其他直线与抛物线都有两个公共点,C正确;
对D,记抛物线的准线为 ,准线方程为 ,
过 作 于 ,过 作 于 ,则 , ,
所以当 三点共线,即 与 重合时, 最小,最小值为 .D正确.
故选:AB.
24.(多选题)已知抛物线 的焦点为F,点P为C上任意一点,若点 ,下列结论正确的
是( )
A. 的最小值为2
B.抛物线C关于x轴对称
C.过点M与抛物线C有一个公共点的直线有且只有一条
D.点P到点M的距离与到焦点F距离之和的最小值为4
【答案】CD
【解析】设 ,则 , ,又抛物线的焦点为 ,
所以 , 时,等号成立.所以 的最小值是1,A错;
抛物线的焦点在 轴上,抛物线关于 轴对称,B错;
易知点 在抛物线的内部(含有焦点的部分),因此过 与对称轴平行的直线与抛物线只有一个公共点,
其他直线与抛物线都有两个公共点,C正确;
记抛物线的准线为 ,准线方程为 ,
过 作 于 ,过 作 于 ,则 ,
,所以当 三点共线,即 与 重合时, 最小,最小值为
.D正确.
故选:CD.
题型七:抛物线焦点弦的性质
25.(多选题)设 为坐标原点,直线 过抛物线 的焦点,且与 交于
两点, 为 的准线,则( )
A. B.
C.以 为直径的圆与 相切 D.
【答案】CD
【解析】直线 过抛物线 的焦点,
可得 ,则 ,所以A选项错误;
抛物线方程为 ,准线 的方程为 ,
直线 与抛物线 交于 两点,设A(x ,y ),B(x ,y ),
1 1 2 2
直线方程代入抛物线方程消去 可得 ,
则 ,得 ,所以B选项错误;的中点的横坐标 ,中点到抛物线的准线的距离为 ,
则以 为直径的圆与 相切,所以C选项正确;
点到直线 的距离 , ,所以D选项正确.
故选:CD.
26.(多选题)已知直线 经过抛物线 : 的焦点 ,且与 交于点 , ,点 为坐标原点,点
, 在 轴上的射影分别为 , ,点 , 在 轴上的射影分别为 , ,则( )
A.
B.
C. 的最小值为7
D.
【答案】ABD
【解析】设A(x ,y ),B(x ,y ),直线 的方程为 ,
1 1 2 2
联立方程组 ,整理得 ,可得 ,
由 ,所以A正确;
由 ,所以 ,所以B正确;
由 ,
当且仅当 时取等号,所以C错误;
由
,所以D正确.
故选:ABD.
27.(多选题)设抛物线 , 为其焦点, 为抛物线上一点,则下列结论正确的是( )
A.抛物线的准线方程是B.焦点到准线的距离为4
C.若 ,则 的最小值为3
D.以线段 为直径的圆与 轴相切
【答案】ACD
【解析】A:抛物线的准线为 ,故A正确;
B:焦点到准线距离为 ,故B错误;
C:当横坐标为2时抛物线上位于第一象限内的点为 ,此点位于点 的上面,故A在抛物线内
部,
当直线 垂直准线时 取最小值,即为 ,故C正确;
D:根据题意,可得抛物线 的焦点为F(1,0),
设 的中点为 ,可得 ,
由抛物线的定义,得 ,则 ,即点 到 轴的距离等于以 为直径的圆的半径,
因此,以 为直径的圆与 轴相切,故D正确﹒
故选:ACD
28.(多选题)(2024·高三·江苏南京·开学考试)抛物线 的焦点为 为抛物线上一动点,当
运动到 时, ,直线 与抛物线相交于 两点,则下列结论正确的是( )
A.抛物线的方程为:
B.抛物线的准线方程为:
C.当直线 过焦点 时,以 为直径的圆与 轴相切
D.当直线 过焦点 时,以 为直径的圆与准线相切
【答案】ACD
【解析】对于A,如图所示,过点 作准线 的垂线,垂足为 ,则由抛物线的定义可知: ,
解得 .
抛物线 的方程为: ,故 正确;
对于 ,抛物线的准线方程为 ,故 错误;
对于 ,如图所示,取 的中点C,过点C作x轴的垂线,垂足为D,
易知抛物线的焦点 ,设 ,则 , ,
所以 ,
所以以 为直径的圆与 轴相切,故C正确;
对于 , 当直线 过抛物线的焦点 且与抛物线相交于 两点时,直线 的斜率存在,
假设 ,设 ,AB的中点为 ,则 ,
如图所示,作 垂直于准线于点 ,则 ,联立 ,消去 并整理可得 ,
所以 ,
所以 所以 ,
,
,
,
以 AB 为直经的圆与准线相切,故D正确.
故选:ACD.
29.(多选题)已知抛物线 ,直线 过 的焦点 ,且与 交于 两点,则( )
A. 的准线方程为
B.线段 的长度的最小值为4
C.存在唯一直线 ,使得 为线段 的中点
D.以线段 为直径的圆与 的准线相切
【答案】BCD
【解析】对于A,抛物线 的准线方程为 ,故A错误;
对于B, ,
由题意可得直线 的斜率不等于零,设方程为 , ,
联立 ,消 得 , ,
则 ,所以 ,
所以 , 时取等号,
所以线段 的长度的最小值为4,故B正确;
对于C,由B选项得线段 的中点坐标为 ,
若点 为线段 的中点,
则 ,解得 ,
所以存在唯一直线 ,使得 为线段 的中点,故C正确;对于D,由C选项知线段 的中点坐标为 ,
则中点 到准线 的距离为 ,
所以以线段 为直径的圆与 的准线相切,故D正确.
故选:BCD.
题型八:抛物线的实际应用
30.(2024·全国·模拟预测)某社会实践小组在调研时发现一座石造单孔桥(如图),该桥抛物线拱形部
分的桥面跨度为21.6m,拱顶距水面10.9m,路面厚度约1m.若小组计划用绳子从桥面石栏放下摄像机取
景,使其落在抛物线的焦点处,则绳子最合适的长度是( )
A.3m B.4m C.5m D.6m
【答案】B
【解析】以拱形部分的顶点为坐标原点,水平线为x轴,垂直于 轴,且方向向上,建立平面直角坐标系.
设抛物线的方程为 .
易知抛物线过点 ,则 ,得 ,所以 ,所以 .
故选:B.
31.(2024·山西晋城·一模)吉林雾淞大桥,位于吉林市松花江上,连接雾淞高架桥,西起松江东路,东
至滨江东路.雾淞大桥是吉林市第一座自锚式混凝土悬索桥,两主塔左、右两边悬索的形状均为抛物线
(设该抛物线的焦点到准线的距离为 米)的一部分,左:右两边的悬索各连接着29根吊索,且同一边的
相邻两根吊索之间的距离均为 米(将每根吊索视为线段).已知最中间的吊索的长度(即图中点 到桥
面的距离)为 米,则最靠近前主塔的吊索的长度(即图中点 到桥面的距离)为( )
A. 米 B. 米
C. 米 D. 米
【答案】A
【解析】以 为坐标原点,抛物线的对称轴为 轴,建立如图所示的平面直角坐标系(横坐标与纵坐标的
单位均为米),
依题意可得抛物线的方程为 .
因为同一边的悬索连接着29根吊索,且相邻两根吊索之间的距离均为 米,则点 的横坐标为 ,
则 ,所以点 到桥面的距离为 米.
故选:A.
32.假设一水渠的横截面曲线是抛物线形,如图所示,它的渠口宽 为 ,渠深 为 ,水面
距 为 ,则截面图中水面宽 的长度约为( )( , , )
A.0.816m B.1.33m C.1.50m D.1.63m【答案】D
【解析】以 为原点, 为 轴,建立如图所示的平面直角坐标系,
设抛物线的标准方程为 ( ),
由题意可得 ,代入 得 ,得 ,故抛物线的标准方程为 ,
设 ( , ),则 ,则 ,
即可得 ,
所以截面图中水面宽 的长度约为 ,
故选:D.
33.(2024·湖北·模拟预测)随着科技的进步,我国桥梁设计建设水平不断提升,创造了多项世界第一,
为经济社会发展发挥了重要作用.下图是某景区内的一座抛物线拱形大桥,该桥抛物线拱形部分的桥面跨度
为10米,拱形最高点与水面的距离为6米,为增加景区的夜晚景色,景区计划在拱形桥的焦点处悬挂一闪
光灯,则竖直悬挂的闪光灯距离水面的距离为( )(结果精确到0.01)
A.4.96 B.5.06 C.4.26 D.3.68
【答案】A
【解析】如图,
设该抛物线的方程为 ,易知抛物线经过点 ,所以 ,解得 ,故该抛物线的顶点到焦点的距离为 ,
故竖直悬挂的闪光灯距离水面的距离为: 米.
故选:A
1.(2024·湖北·模拟预测)已知抛物线C: 和圆 ,点 是抛物线 的
焦点,圆 上的两点 满足 ,其中 是坐标原点,动点 在圆 上运动,则 到
直线 的最大距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】抛物线的焦点 ,圆 ,其圆心 ,半径 .
设点 是满足 的任意一点,则 ,
化简得 ,结合 ,所以 是圆 与圆 的公共弦,
将圆 与圆 的方程相减得,直线 的方程为 ,
取线段 的中点 ,连接 ,则 ,
则 ,
故选:A.
2.(2024·高三·河南焦作·开学考试)已知点 在抛物线 上,则C的焦点与点 之间的距离为( )
A.4 B. C.2 D.
【答案】D
【解析】因为 在抛物线上,故 ,
整理得到: 即 ,
解得 或 (舍),故焦点坐标为 ,
故所求距离为 ,
故选:D.
3.(2024·四川·模拟预测)已知抛物线 的焦点为 是抛物线 上的一点, 为坐标原点,
,则 ( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【答案】B
【解析】抛物线 的焦点为 ,准线方程为 ,
设 ,则 ,解得 或 (舍去),
则 .
故选:B.
4.(2024·北京海淀·三模)已知抛物线 的焦点为F、点M在抛物线上,MN垂直y轴于点N,若
,则 的面积为( )
A.8 B. C. D.
【答案】C
【解析】
因为抛物线 的焦点为F(1,0),准线方程为 ,
所以 ,故 ,不妨设 在第一象限,故 ,
所以 .
故选:C.
5.(2024·江西九江·二模)已知抛物线 过点 , 为 的焦点,点 为 上一点, 为
坐标原点,则( )
A. 的准线方程为
B. 的面积为1
C.不存在点 ,使得点 到 的焦点的距离为2
D.存在点 ,使得 为等边三角形
【答案】B
【解析】由题意抛物线 过点 ,可得 ,所以抛物线方程为 ,所以准线方程
为 ,A错误;
可以计算 ,B正确;
当 时,点 到 的焦点的距离为2,C错误;
为等边三角形,可知 的横坐标为: ,当 时,纵坐标为: ,
则 ,则 为等腰三角形,不是等边三角形,故等边三角形的点 不存在,所以D错
误.
故选:B.
6.(2024·湖南邵阳·三模)已知抛物线 : 的焦点为 ,点 在 的准线上,点
在 上且位于第一象限, ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D【解析】
由点 在抛物线 的准线上,可得 ,即 ,
所以抛物线 C 的方程为 ,焦点 ,准线方程为 ,
设 则 ,由 ,可得 ,即 ,
整理得 ,又 ,所以 ,解得 或 ,
点B位于第一象限,所以 , ,且 ,显然 不满足垂直,
所以 ,
所以 ,所以 .
故选:D.
7.(2024·湖北·模拟预测)已知抛物线 的焦点为 ,过 的直线 与 与交于 两
点( 点在 轴上方),点 ,若 ,则 的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设A(x ,y ),B(x ,y ),则 ,
1 1 2 2
,即 ,
由 得, ,
的方程为 ,由 得, , ,
, ,故 .
故选:B.
8.(2024·新疆·三模)已知抛物线C: 的焦点为F,在抛物线C上存在四个点P,M,Q,N,若弦
与弦 的交点恰好为F,且 ,则 ( )
A. B.1 C. D.2
【答案】B
【解析】由抛物线 得 ,则 , ,
不妨设PQ的倾斜角为 ,
则由 , 得 , ,
所以 , ,
得 , ,
所以 .
故选:B.9.(2024·西藏林芝·模拟预测)已知O为坐标原点,设双曲线C的方程为 ,过抛物
线 的焦点和C的虚轴端点的直线l与C的一条渐近线平行.将C的两条渐近线分别记为 ,右焦
点记为F,若以OF为直径的圆M交直线 于O,A两点,点B在 上,且 ,则
( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】过 的直线斜率为 ,则 ,则 ,依题知 ,
且 ,则 ,即 ,
根据 ,得 ,代入 ,
得 ,渐近线方程 ,
设 ,
,由 ,所以 ,
.
故选:A.10.(多选题)(2024·山西·模拟预测)已知抛物线 的焦点为 的准线 与 轴交于点 ,过
的一条直线与 交于 两点,过 作 的垂线,垂足分别为 ,则( )
A. B.
C. D. 的面积等于 的面积
【答案】ABD
【解析】对于选项A:由几何性质可知 ,且 ,
可得 ,所以 ,故A正确:
对于选项B:设直线 的方程为 , ,
联立方程 ,消去y可得 ,
则 ,即 ,
由条件知 同号,所以 .
则 ,可得 ,
因为 ,则 ,
同理可得 ,则 ,故B正确;
对于选项C:因为 ,
可得 ,
当且仅当 时, ,故C错误;
对于选项D:设 ,
由 ,可知直线 关于直线 对称,所以 .
因为 ,
可得 .
则 ,
,
所以 的面积等于 的面积,故D正确.
故选:ABD.
11.(多选题)(2024·陕西·一模)已知曲线 的方程为 是以点 为圆心、1为半径的圆位于
轴右侧的部分,则下列说法正确的是( )
A.曲线 的焦点坐标为
B.曲线 过点
C.若直线 被 所截得的线段的中点在 上,则 的值为
D.若曲线 在 的上方,则
【答案】BCD
【解析】对于A中,由曲线 ,抛物线 的焦点坐标为 ,所以A错误;
对于B中,圆 的标准方程为: ,
点 代入圆 的方程得 ,所以圆 过点 ,所以B正确;
对于C中,设 被 所截得的线段为 ,中点为 ,
联立方程组 ,整理得 ,可得 ,则 ,故 ,所以 ,
代入 ,可得 ,解得 ,所以C正确;
对于D中如图所示,曲线 在 的上方时,抛物线和圆无交点,
联立方程组 ,整理得 ,
由 ,解得 ,所以D正确.
故选:BCD.
12.(多选题)(2024·河南周口·模拟预测)已知抛物线 的焦点为 ,过点 的
动直线与 交于M,N两点,则下列说法正确的是( )
A.
B.若 ,则
C. 为定值
D. 为钝角三角形
【答案】BCD
【解析】由题意可知, ,所以 ,则 ,其准线方程为 .
对于A,设过点 的动直线 的方程为 ,代入 得, , ,设M(x ,y ),N(x ,y ),则 , ,
1 1 2 2
则
,当且仅当 时等号成立,A错误;
对于B,由 得, ,解得 ,
所以 ,B正确;
对于C, 为定值,C
正确;
对于D,
,所以 为钝角,D正确.
故选:BCD.
13.(多选题)(2024·浙江·模拟预测)已知曲线 上的点满足:到定点(1,0)与定直线 轴的距离的差为
定值 ,其中,点 , 分别为曲线 上的两点,且点 恒在点 的右侧,则( )
A.若 ,则曲线 的图象为一条抛物线
B.若 ,则曲线 的方程为
C.当 时,对于任意的 , ,都有
D.当 时,对于任意的 , ,都有
【答案】AC
【解析】对于A,若 ,设曲线 上的点P(x,y),由题意可得 ,
化简得 ,当 时, 为抛物线,
当 时, ,因为 ,所以 ,而 ,显然不成立,
综上,若 ,则曲线 的图象为一条抛物线,故A错误;
对于B,若 ,设曲线 上的点P(x,y),
由题意可得 ,
化简得 ,当 时, 为抛物线,
当 时, 为一条射线,故B错误;对于C,若 ,设曲线 上的点P(x,y),
由题意可得 ,
化简得 ,
因为 ,
当 时, ,
为开口向右,顶点为 的抛物线的一部分,,
当 时, ,
为开口向左,顶点为 的抛物线的一部分,,
且 与 关于 对称,其图象大致如下,
因为 , 两点的纵坐标相同,
根据对称性可得 ,故C正确;
对于D,若 ,设曲线 上的点P(x,y),
由题意可得 ,
化简得 ,因为 ,
当 时, ,
为开口向左,顶点为 的抛物线的一部分,
当 时, ,为开口向右,顶点为 的抛物线的一部分,
且 与 关于 对称,其图象大致如下,
因为 , 两点的纵坐标相同,
根据对称性可得 ,故D错误.
故选:AC.
14.(2024·福建福州·模拟预测)已知抛物线 的焦点为 ,点 在 上,且点 到直线
的距离为 ,则 .
【答案】5
【解析】抛物线 的准线方程为 ,
设点 的坐标为 ,则 ,
因为点 到直线 的距离为 ,
所以点 到准线 的距离为 ,
由抛物线定义可得 .
故答案为: .
15.(2024·海南·模拟预测)已知抛物线 的焦点为 ,过点 的直线 与抛物线 交于
两点,若 ,则直线 的斜率为 .
【答案】
【解析】抛物线的焦点 ,设直线l的方程为: ,
联立方程 ,消去y得, ,设 ,则 ,
因为 ,所以 ,
即 ,得 ,
故答案为:
16.(2024·陕西铜川·模拟预测)已知 ,抛物线 的焦点为F,准线为l,点A是直线l与x轴
的交点,过抛物线上一点P作直线l的垂线,垂足为Q,直线PF与MQ相交于点N,若 ,
则 AMN的面积为 .
△
【答案】 /
【解析】如图,由 ,得 ,又因为F(1,0)为 , 的中点,
所以 ,即N为PF的三等分点,且 ,
又因为 ,
所以 ,且 ,
所以 .
不妨设P(x ,y ),且在第一象限, , ,解得 ,
0 0
因为点P(x ,y )在抛物线上,
0 0
所以 ,
所以△AMN的面积 .
故答案为: .
17.(2024·福建泉州·模拟预测)若过抛物线C: 的焦点F,且斜率为 的直线交C于点和 ,交C的准线于点 ,则 的最小值为 .
【答案】 /
【解析】抛物线C: 的焦点为 ,准线方程为 ,
设直线AB的方程为 ,由 消去 得 ,
显然 , ,而 ,
因此
,
当且仅当 ,即 时取等号,
所以则 的最小值为 .
故答案为:
18.(2024·江西南昌·模拟预测)已知点 在抛物线 上,也在斜率为1的直线 上.
(1)求抛物线 和直线 的方程;
(2)若点 在抛物线 上,且关于直线 对称,求直线 的方程.
【解析】(1)因为 在抛物线 上,所以 ,解得:
所以抛物线 为: ,
又直线 的斜率为1,所以直线 方程为: ,即 .
(2)由(1)设直线 的方程为 ,
由 消去x得: ,有 ,解得 ,设 ,则 ,于是线段 的中点坐标为 ,
显然点 在直线 上,即 ,解得 ,符合题意,
所以直线 的方程为 .
19.(2024·浙江·二模)已知点 为抛物线 与圆 在第一象限的交点,另一交
点为 .
(1)求 ;
(2)若点 在圆 上,直线 为抛物线 的切线,求 的周长.
【解析】(1)由题意 , ,解得 .
(2)
在抛物线 与圆 的方程中,用 替换 方程依然成立,
这表明这两个图象都关于 轴对称,所以它们的交点也关于 轴对称,
由 ,知 .
直线 为抛物线 的切线,
当 时, ,所以抛物线在点 处的切线斜率为 ,则 .
代入 ,得 或1,故 .
则 的周长为 .
20.(2024·河南·三模)已知抛物线 的焦点为F,点 为C上一点.
(1)求直线 的斜率;(2)经过焦点F的直线与C交于A,B两点,原点O到直线 的距离为 ,求以线段 为直径的圆的标
准方程.
【解析】(1)将 代入抛物线方程可得 ,
解得 ,故F(1,0).
所以 .
(2)由题意,直线 的斜率存在且不为0(若直线斜率不存在,则原点O到直线l的距离为1,矛盾),
所以设直线 的方程为 .
联立 ,化简得 ,显然 ,
设A(x ,y ),B(x ,y ),则 , ,
1 1 2 2
,
所以以线段 为直径的圆的圆心、半径分别为 , .
因为原点O到直线l的距离为 ,
所以 ,解得 ,
所以圆心、半径分别为 , ,
所以圆的标准方程为 或 .
21.(2024·江苏南京·二模)在平面直角坐标系 中,顶点在原点 的抛物线 经过点 .
(1)求抛物线 的方程;
(2)若抛物线 不经过第二象限,且经过点 的直线 交抛物线 于 , ,两点( ),过
作 轴的垂线交线段 于点 .
当 经过抛物线 的焦点 时,求直线 的方程;
①求点A到直线 的距离的最大值.
②【解析】(1)若抛物线 的焦点在 轴上时,可设抛物线 的方程为 ,
且抛物线过点 ,所以 ,解得 ;
若抛物线 的焦点在 轴上时,可设抛物线 的方程为 ,
且抛物线过点 ,所以 ,解得 ;
综上所述:抛物线 的方程为 或 .
(2)因为抛物线 不经过第二象限,由(1)可知,抛物线 的方程为 ,
且 , ,
①当 经过抛物线 的焦点 时,令 ,得 ,
在 中,令 ,得 ,
又因为 ,则 ,可得直线 ,
由 ,解得 或 ,即 ,
所以直线 ,即 ;
②设 , , ,
由 ,消去 整理得 ,
所以 , , ,
且 ,即 ,则 ,
令 ,得
,
所以直线 经过定点 ,
所以当 ,即点A以直线 的距离取得最大值,为 .
1.(多选题)(2024年新课标全国Ⅱ卷数学真题)抛物线C: 的准线为l,P为C上的动点,过P
作 的一条切线,Q为切点,过P作l的垂线,垂足为B,则( )
A.l与 相切
B.当P,A,B三点共线时,
C.当 时,
D.满足 的点 有且仅有2个
【答案】ABD
【解析】A选项,抛物线 的准线为 ,
的圆心 到直线 的距离显然是 ,等于圆的半径,
故准线 和 相切,A选项正确;
B选项, 三点共线时,即 ,则 的纵坐标 ,
由 ,得到 ,故 ,
此时切线长 ,B选项正确;
C选项,当 时, ,此时 ,故 或 ,当 时, , , ,
不满足 ;
当 时, , , ,
不满足 ;
于是 不成立,C选项错误;
D选项,方法一:利用抛物线定义转化
根据抛物线的定义, ,这里 ,
于是 时 点的存在性问题转化成 时 点的存在性问题,
, 中点 , 中垂线的斜率为 ,
于是 的中垂线方程为: ,与抛物线 联立可得 ,
,即 的中垂线和抛物线有两个交点,
即存在两个 点,使得 ,D选项正确.
方法二:(设点直接求解)
设 ,由 可得 ,又 ,又 ,
根据两点间的距离公式, ,整理得 ,
,则关于 的方程有两个解,
即存在两个这样的 点,D选项正确.
故选:ABD
2.(多选题)(2023年新课标全国Ⅱ卷数学真题)设O为坐标原点,直线 过抛物线
的焦点,且与C交于M,N两点,l为C的准线,则( ).A. B.
C.以MN为直径的圆与l相切 D. 为等腰三角形
【答案】AC
【解析】A选项:直线 过点 ,所以抛物线 的焦点 ,
所以 ,则A选项正确,且抛物线 的方程为 .
B选项:设 ,
由 消去 并化简得 ,
解得 ,所以 ,B选项错误.
C选项:设 的中点为 , 到直线 的距离分别为 ,
因为 ,
即 到直线 的距离等于 的一半,所以以 为直径的圆与直线 相切,C选项正确.
D选项:直线 ,即 ,
到直线 的距离为 ,
所以三角形 的面积为 ,
由上述分析可知 ,
所以 ,
所以三角形 不是等腰三角形,D选项错误.
故选:AC.3.(多选题)(2022年新高考全国II卷数学真题)已知O为坐标原点,过抛物线 焦点
F的直线与C交于A,B两点,其中A在第一象限,点M(p,0),若|AF|=|AM|,则( )
A.直线 的斜率为 B.|OB|=|OF|
C.|AB|>4|OF| D.
【答案】ACD
【解析】对于A,易得 ,由 可得点 在 的垂直平分线上,则 点横坐标为
,
代入抛物线可得 ,则 ,则直线 的斜率为 ,A正确;
对于B,由斜率为 可得直线 的方程为 ,联立抛物线方程得 ,
设 ,则 ,则 ,代入抛物线得 ,解得 ,
则 ,
则 ,B错误;
对于C,由抛物线定义知: ,C正确;对于D, ,则 为钝
角,
又 ,则
为钝角,
又 ,则 ,D正确.
故选:ACD.
4.(多选题)(2022年新高考全国I卷数学真题)已知O为坐标原点,点 在抛物线
上,过点 的直线交C于P,Q两点,则( )
A.C的准线为 B.直线AB与C相切
C. D.
【答案】BCD
【解析】将点 的代入抛物线方程得 ,所以抛物线方程为 ,故准线方程为 ,A错误;
,所以直线 的方程为 ,
联立 ,可得 ,解得 ,故B正确;
设过 的直线为 ,若直线 与 轴重合,则直线 与抛物线 只有一个交点,
所以,直线 的斜率存在,设其方程为 , ,
联立 ,得 ,所以 ,所以 或 , ,
又 , ,
所以 ,故C正确;
因为 , ,
所以 ,而 ,故D正确.
故选:BCD
5.(2024年北京高考数学真题)抛物线 的焦点坐标为 .
【答案】
【解析】由题意抛物线的标准方程为 ,所以其焦点坐标为 .
故答案为: .
6.(2024年上海秋季高考数学真题(网络回忆版))已知抛物线 上有一点 到准线的距离为9,
那么点 到 轴的距离为 .
【答案】
【解析】由 知抛物线的准线方程为x=−1,设点P(x ,y ),由题意得 ,解得 ,
0 0
代入抛物线方程 ,得 ,解得 ,
则点 到 轴的距离为 .
故答案为: .
7.(2024年天津高考数学真题)圆 的圆心与抛物线 的焦点 重合, 为
两曲线的交点,则原点到直线 的距离为 .
4
【答案】 /0.8
5
【解析】圆 的圆心为 ,故 即 ,
由 可得 ,故 或 (舍),
故 ,故直线 即 或 ,
故原点到直线 的距离为 ,
故答案为:8.(2023年高考全国乙卷数学(理)真题)已知点 在抛物线C: 上,则A到C的准线的
距离为 .
【答案】
【解析】由题意可得: ,则 ,抛物线的方程为 ,
准线方程为 ,点 到 的准线的距离为 .
故答案为: .
9.(2021年北京市高考数学试题)已知抛物线 的焦点为 ,点 在抛物线上, 垂直 轴于点
.若 ,则点 的横坐标为 ; 的面积为 .
【答案】 5
【解析】因为抛物线的方程为 ,故 且 .
因为 , ,解得 ,故 ,
所以 ,
故答案为:5; .
10.(2021年全国新高考I卷数学试题)已知 为坐标原点,抛物线 : ( )的焦点为 ,
为 上一点, 与 轴垂直, 为 轴上一点,且 ,若 ,则 的准线方程为 .
【答案】
【解析】抛物线 : ( )的焦点 ,
P为 上一点, 与 轴垂直,
∵
所以P的横坐标为 ,代入抛物线方程求得P的纵坐标为 ,
不妨设 ,
因为Q为 轴上一点,且 ,所以Q在F的右侧,
又 ,因为 ,所以 ,
,
所以 的准线方程为
故答案为: .
11.(2022年高考全国甲卷数学(理)真题)设抛物线 的焦点为F,点 ,过F
的直线交C于M,N两点.当直线MD垂直于x轴时, .
(1)求C的方程;
(2)设直线 与C的另一个交点分别为A,B,记直线 的倾斜角分别为 .当 取得最
大值时,求直线AB的方程.
【解析】(1)抛物线的准线为 ,当 与x轴垂直时,点M的横坐标为p,
此时 ,所以 ,
所以抛物线C的方程为 ;
(2)[方法一]:【最优解】直线方程横截式
设 ,直线 ,
由 可得 , ,
由斜率公式可得 , ,
直线 ,代入抛物线方程可得 ,
,所以 ,同理可得 ,
所以
又因为直线MN、AB的倾斜角分别为 ,所以 ,
若要使 最大,则 ,设 ,则,
当且仅当 即 时,等号成立,
所以当 最大时, ,设直线 ,
代入抛物线方程可得 ,
,所以 ,
所以直线 .
[方法二]:直线方程点斜式
由题可知,直线MN的斜率存在.
设 ,直线
由 得: , ,同理, .
直线MD: ,代入抛物线方程可得: ,同理, .
代入抛物线方程可得: ,所以 ,同理可得 ,
由斜率公式可得:
(下同方法一)若要使 最大,则 ,
设 ,则 ,
当且仅当 即 时,等号成立,
所以当 最大时, ,设直线 ,
代入抛物线方程可得 , ,所以 ,所以直线
.
[方法三]:三点共线
设 ,设 ,若 P、M、N三点共线,由
所以 ,化简得 ,
反之,若 ,可得MN过定点
因此,由M、N、F三点共线,得 ,
由M、D、A三点共线,得 ,
由N、D、B三点共线,得 ,
则 ,AB过定点(4,0)
(下同方法一)若要使 最大,则 ,
设 ,则 ,
当且仅当 即 时,等号成立,
所以当 最大时, ,所以直线 .
【整体点评】(2)法一:利用直线方程横截式,简化了联立方程的运算,通过寻找直线 的斜率关
系,由基本不等式即可求出直线AB的斜率,再根据韦达定理求出直线方程,是该题的最优解,也是通性
通法;
法二:常规设直线方程点斜式,解题过程同解法一;
法三:通过设点由三点共线寻找纵坐标关系,快速找到直线 过定点,省去联立过程,也不失为一种简
化运算的好方法.
12.(2021年浙江省高考数学试题)如图,已知F是抛物线 的焦点,M是抛物线的准线与
x轴的交点,且 ,(1)求抛物线的方程;
(2)设过点F的直线交抛物线与A、B两点,斜率为2的直线l与直线 ,x轴依次交于点P,
Q,R,N,且 ,求直线l在x轴上截距的范围.
【解析】(1)因为 ,故 ,故抛物线的方程为: .
(2)[方法一]:通式通法
设 , , ,
所以直线 ,由题设可得 且 .
由 可得 ,故 ,
因为 ,故 ,故 .
又 ,由 可得 ,
同理 ,
由 可得 ,
所以 ,整理得到 ,
故 ,
令 ,则 且 ,
故 ,
故 即 ,
解得 或 或 .
故直线 在 轴上的截距的范围为 或 或 .
[方法二]:利用焦点弦性质
设直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,直线 的方程
为 ,由题设可得 且 .
由 得 ,所以 .
因为 ,
,
.
由 得 .同理 .
由 得 .
因为 ,
所以 即 .
故 .
令 ,则 .
所以 ,解得 或 或 .
故直线 在x轴上的截距的范围为 .
[方法三]【最优解】:
设 ,
由 三点共线得 ,即 .
所以直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,直线 的方程为
.
设直线 的方程为 ,
则 .
所以 .
故 (其中 ).
所以 .因此直线 在x轴上的截距为 .
【整体点评】本题主要是处理共线的线段长度问题,主要方法是长度转化为坐标.
方法一:主要是用 坐标表示直线 ,利用弦长公式将线段长度关系转为纵坐标关
系,再将所求构建出函数关系式,再利用换元法等把复杂函数的范围问题转化为常见函数的范围.
方法二:利用焦点弦的性质求得直线 的斜率之和为0,再利用线段长度关系即为纵坐标关系,再将
所求构建出函数关系式,再利用换元法等把复杂函数的范围问题转化为常见函数的范围.
方法三:利用点 在抛物线上,巧妙设点坐标,借助于焦点弦的性质求得点 横坐标的关系,这样有
助于减少变元,再将所求构建出函数关系式,再利用换元法等把复杂函数的范围问题转化为常见函数的范
围.
13.(2021年全国高考乙卷数学(文)试题)已知抛物线 的焦点F到准线的距离为2.
(1)求C的方程;
(2)已知O为坐标原点,点P在C上,点Q满足 ,求直线 斜率的最大值.
【解析】(1)抛物线 的焦点 ,准线方程为 ,
由题意,该抛物线焦点到准线的距离为 ,
所以该抛物线的方程为 ;
(2)[方法一]:轨迹方程+基本不等式法
设 ,则 ,
所以 ,
由 在抛物线上可得 ,即 ,
据此整理可得点 的轨迹方程为 ,
所以直线 的斜率 ,
当 时, ;
当 时, ,
当 时,因为 ,此时 ,当且仅当 ,即 时,等号成立;
当 时, ;
综上,直线 的斜率的最大值为 .
[方法二]:【最优解】轨迹方程+数形结合法
同方法一得到点Q的轨迹方程为 .
设直线 的方程为 ,则当直线 与抛物线 相切时,其斜率k取到最值.联立
得 ,其判别式 ,解得 ,所以直线 斜率的
最大值为 .
[方法三]:轨迹方程+换元求最值法
同方法一得点Q的轨迹方程为 .
设直线 的斜率为k,则 .
令 ,则 的对称轴为 ,所以 .故直线 斜率的
最大值为 .
[方法四]:参数+基本不等式法
由题可设 .
因为 ,所以 .
于是 ,所以
则直线 的斜率为 .
当且仅当 ,即 时等号成立,所以直线 斜率的最大值为 .
【整体点评】方法一根据向量关系,利用代点法求得Q的轨迹方程,得到直线OQ的斜率关于 的表达式,
然后利用分类讨论,结合基本不等式求得最大值;
方法二 同方法一得到点Q的轨迹方程,然后利用数形结合法,利用判别式求得直线OQ的斜率的最大值,为最优解;
方法三同方法一求得Q的轨迹方程,得到直线 的斜率k的平方关于 的表达式,利用换元方法转化为二
次函数求得最大值,进而得到直线 斜率的最大值;
方法四利用参数法,由题可设 ,求得x,y关于 的参数表达式,得到直线 的斜率
关于 的表达式,结合使用基本不等式,求得直线 斜率的最大值.
14.(2021年全国高考甲卷数学(理)试题)抛物线C的顶点为坐标原点O.焦点在x轴上,直线l:
交C于P,Q两点,且 .已知点 ,且 与l相切.
(1)求C, 的方程;
(2)设 是C上的三个点,直线 , 均与 相切.判断直线 与 的位置关系,并
说明理由.
【解析】(1)依题意设抛物线 ,
,
所以抛物线 的方程为 ,
与 相切,所以半径为 ,
所以 的方程为 ;
(2)[方法一]:设
若 斜率不存在,则 方程为 或 ,
若 方程为 ,根据对称性不妨设 ,
则过 与圆 相切的另一条直线方程为 ,
此时该直线与抛物线只有一个交点,即不存在 ,不合题意;
若 方程为 ,根据对称性不妨设
则过 与圆 相切的直线 为 ,
又 ,
,此时直线 关于 轴对称,
所以直线 与圆 相切;
若直线 斜率均存在,
则 ,所以直线 方程为 ,
整理得 ,
同理直线 的方程为 ,
直线 的方程为 ,
与圆 相切,
整理得 ,
与圆 相切,同理
所以 为方程 的两根,
,
到直线 的距离为:
,
所以直线 与圆 相切;
综上若直线 与圆 相切,则直线 与圆 相切.
[方法二]【最优解】:设 .
当 时,同解法1.
当 时,直线 的方程为 ,即 .
由直线 与 相切得 ,化简得 ,
同理,由直线 与 相切得 .
因为方程 同时经过点 ,所以 的直线方程为 ,点M到直线 距离为 .
所以直线 与 相切.
综上所述,若直线 与 相切,则直线 与 相切.
【整体点评】第二问关键点:过抛物线上的两点直线斜率只需用其纵坐标(或横坐标)表示,将问题转化
为只与纵坐标(或横坐标)有关;法一是要充分利用 的对称性,抽象出 与 关系,
把 的关系转化为用 表示,法二是利用相切等条件得到 的直线方程为 ,
利用点到直线距离进行证明,方法二更为简单,开拓学生思路