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第 07 讲 抛物线及其性质
(模拟精练+真题演练)
1.(2023·四川成都·校联考二模)已知点 是抛物线 的焦点,点 ,且点 为
抛物线 上任意一点,则 的最小值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【解析】因为点 是抛物线 的焦点,所以 ,解得 ,所以抛物线 的方程
为: .
由抛物线的定义知:点 到点 的距离等于点 到准线 的距离,
结合点 与抛物线 的位置关系可知, 的最小值是点 到准线 的距离,故
的最小值为7.
故选:C.
2.(2023·陕西西安·西安市第三十八中学校考模拟预测)若抛物线 ( )上一点 到焦
点的距离是 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设焦点为 ,则 ,解得 .故选:D
3.(2023·四川成都·校联考模拟预测)已知点 是抛物线C: 的焦点,点M在抛物
线C上,点 ,且 ,则点M到y轴的距离为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【答案】B
【解析】因为点 是抛物线C: 的焦点,所以 , .
又因为 ,所以 ,
设 ,则 ,
所以 ,故点M到y轴的距离为8.
故选:B
4.(2023·四川绵阳·统考二模)涪江三桥又名绵阳富乐大桥,跨越了涪江和芙蓉溪,是继东方红大桥、涪
江二桥之后在涪江上修建的第三座大桥,于2004年国庆全线通车.大桥的拱顶可近似地看作抛物线
的一段,若有一只鸽子站在拱顶的某个位置,它到抛物线焦点的距离为10米,则鸽子到拱顶的
最高点的距离为( )
A.6 B. C. D.
【答案】B
【解析】如图所示:设鸽子所在位置为点 ,
因为它到抛物线焦点的距离为10米,
所以 ,解得 ,
则 ,
所以鸽子到拱顶的最高点的距离为 ,
故选:B
5.(2023·全国·模拟预测)已知抛物线 的焦点为F,准线为l,与x轴平行的直线与l和抛物线
C分别交于A,B两点,且 ,则 ( )
A.2 B. C. D.4
【答案】D
【解析】由抛物线定义可知 ,
因为 ,所以 为等边三角形,
故 , ,
所以 ,
其中准线l与 轴交点为 ,则 ,故 ,
所以 .
故选:D
6.(2023·海南·海南中学校考模拟预测)已知直线 和直线 ,抛物线 上一动点 到直线 和 距离之和的最小值是( )
A. B.2 C. D.3
【答案】D
【解析】由题可知 是抛物线 的准线,设抛物线的焦点为 ,则 ,
所以动点 到 的距离等于 到 的距离加1,即动点 到 的距离等于 .
所以动点 到直线 和直线 的距离之和的最小值为焦点 到直线 的距离加1,
即其最小值是 .
故选:D
7.(2023·河南·校联考二模)设F为抛物线 的焦点,点M在C上,点N在准线l上,且 平
行于x轴,准线l与x轴的交点为E,若 ,则梯形 的面积为( )
A.12 B.6 C. D.
【答案】D
【解析】由题知 ,抛物线的焦点F为 ,准线l为 ,如图所示.
由题知 ,因为 ,所以 ,
则 .
因为 ,所以 ,
由抛物线的定义知 ,所以 是正三角形,所以 ,则 .
故选:D
8.(2023·江西赣州·统考模拟预测)已知过抛物线C: 的焦点 的直线与抛物线C交
于A,B两点(A在第一象限),以AB为直径的圆E与抛物线C的准线相切于点D.若 ,
为坐标原点,则 的面积为( )
A. B. C. D.4
【答案】B
【解析】依题意, ,所以抛物线 的方程为 .
依题意可知 与抛物线的准线 垂直,
在直角三角形 中, ,
则 ,
所以直线 的方程为 ,
由 消去 并化简得 ,
易得 , ,则 ,
原点 到直线 的距离为 ,
所以 .
故选:B
9.(2023·福建厦门·厦门双十中学校考模拟预测)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.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【解析】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
10.(2023·河南·统考三模)已知抛物线 的准线为 ,焦点为F,过点F的直线与
抛物线交于 , 两点,点P在l上的射影为 ,则下列结论错误的是( )
A.若 ,则
B.以PQ为直径的圆与准线l相切
C.设 ,则
D.过点 与抛物线C有且仅有一个公共点的直线至多有2条
【答案】D
【解析】由抛物线 的准线为 ,则 ,故 ,
由题意 ,故A正确;
拋物线 的准线 ,且 ,以 为直径的圆的半径 ,线段 的中点坐标为 ,则线段 的中点到准线的距离为 ,
所以 为直径的圆与准线 相切,故B正确;
拋物线 的焦点为 ,则 ,
当且仅当 三点共线时,取等号,所以 ,故C正确;
当直线斜率不存在时,直线方程为 ,与抛物线只有一个交点,
当直线斜率存在时,设直线方程为 ,联立 ,消 得 ,
当 时,方程得解为 ,此时直线与抛物线只有一个交点,
当 时,则 ,解得 ,
综上,过点 与抛物线 有且仅有一个公共点的直线有3条,故D错误.
故选:D
11.(多选题)(2023·湖南常德·常德市一中校考模拟预测)已知抛物线 经过点 ,
其焦点为 ,过点 的直线 与抛物线交于点 , ,设直线 , 的斜率分别为 , ,
则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】因为抛物线 经过点 ,所以 ,解得 ,故A正确;
所以抛物线方程为 ,则焦点 ,
设直线 ,则 ,消去 整理得 ,
则 ,所以 , ,
则 ,,
所以 ,故B正确;
所以 , ,所以 ,故C错误;
,故D正确;
故选:ABD
12.(多选题)(2023·海南海口·海南华侨中学校考模拟预测)设 为抛物线 : (
)的焦点, 为坐标原点, 为 上一点,且 ,则( )
A.
B.
C.直线 的斜率为
D. 的面积为
【答案】ABD
【解析】由题意得 ,又 ,故解得 ,所以抛物线 的方程为 ,焦点 ,故
A,B正确;
由抛物线定义及 ,所以 代入抛物线方程可得 得 ,
所以 ,故C不正确;
则 的面积 ,故D正确.
故选:ABD.
13.(多选题)(2023·云南昭通·校联考模拟预测)已知A,B是抛物线 : 上两动点, 为抛物
线 的焦点,则( )
A.直线AB过焦点F时, 最小值为4
B.直线AB过焦点F且倾斜角为 时,C.若AB中点M的横坐标为2,则 最大值为5
D.
【答案】BC
【解析】对于A项,过点 分别作准线 的垂线,垂足分别为 ,
过点 分别作 轴的垂线,垂足分别为 ,准线与 轴的交点为 ,
设直线 的倾斜角为 ,画图为:
根据抛物线的定义: ,从图可知 , ,
,在 中, ,
所以 ,同理 ,
则
,故当 时 ,
故 最小值为 ,此时 垂直于 轴,所以A不正确;
对于B项,由A可知, ,故B正确;
对于C项, ,
当且仅当直线 过焦点 时等号成立,所以 最大值为5,故C正确;
当直线 过焦点 时, ,
当直线 不过焦点 时, 不是定值,举例当 时,此时 , ,
即 , , ,故D错误;
故选:BC.
14.(多选题)(2023·福建福州·福州四中校考模拟预测)已知抛物线 的焦点为 ,
点 为 的准线与 轴的交点,若直线 与 交于 , 两点,则下列结论正确的为( )
A.
B.存在唯一实数 ,使得直线 与 相切
C.恰有2个实数 ,使得 成立
D.恰有2个实数 ,使得 成立
【答案】BD
【解析】对于A,由抛物线的焦点 ,则 ,解得 ,故A错误;
对于B,由题意,可作图如下:
由点 为抛物线 的准线与 轴的焦点,则 ,
由选项A可知,抛物线 ,则可得函数 ,即 ,
设切点 ,切线 的斜率 ,可得切线方程 ,
整理可得: ,将 代入,可得: ,解得 , .
由 为直线 的斜率,则 ,故B正确;
对于C,联立可得 ,消去 可得: , ,
设 , ,则 , ,
由 , ,则 ,,
,
,
由 ,则 ,
可得: ,化简可得: ,
由 ,则 ,将 , 代入,
则 恒成立,故C错误;
对于D,由C可知: , , , ,
则 , ,
,
,
由 ,则 ,
代入 , ,化简可得: ,
由一元二次方程公式法可得: ,故D正确.
故选:BD.
15.(多选题)(2023·福建福州·福建省福州第一中学校考模拟预测)抛物线有如下光学性质:从焦点发
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.已知平行于 轴的光线 从点 射入,经过抛物线 上的点
反射,再经过 上另一点 反射后,沿直线 射出,经过点 ,则( )A.若 的方程为 ,则
B.若 的方程为 ,且 ,则
C.分别延长 交于点 ,则点 在 的准线上
D.抛物线 在点 处的切线分别与直线 , 所成角相等
【答案】BCD
【解析】对于选项A、B:
若 的方程为 ,则 ,又 ,
直线 的斜率 , 直线 的方程为: ,
联立 ,得 ,
, , ,
,所以A选项错误;
由 , ,得直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,
若 ,则点 在 的平分线上,点 到直线 和到直线 的距离相等,设 ,
则有 ,由 ,解得 ,所以 ,B选项正确;
对于选项C:抛物线 ,焦点坐标 ,准线方程 ,
设 , ,由 ,得 , 即 ,由 ,
得 ,
又直线 的斜率 , 直线 的方程为: ,直线 的方程为: ,分别延长 交于点 ,由 得 ,即点 横坐标为-2,所以点 在 的准线上,
C选项正确;
对于选项D:设抛物线在 处的切线方程为: ,
联立 ,得 ,
由 ,解得 .
该切线与直线 所成角的正切值为 .
设该切线与直线 所成角为 ,
则 ,
该切线与直线 所成角的正切值与该切线与直线 所成角的正切值相同,
即抛物线 在点 处的切线分别与直线 、 所成角相等,D选项正确.
故选:BCD.
16.(多选题)(2023·湖南益阳·安化县第二中学校考三模)已知直线 过抛物线C: 的焦点F,
且与抛物线C交于A,B两点,过A,B两点分别作抛物线C的切线,两切线交于点G,设 ,
, ,则下列选项正确的是:( )
A.
B.以线段AB为直径的圆与直线 相离
C.当 时,
D. 面积的取值范围为
【答案】AB
【解析】抛物线 的焦点 ,准线方程为 ,设直线l的方程为 ,
由 消去y得: ,于是得 ,,A正确;
以线段AB为直线的圆的圆心 ,则 ,点
到直线 距离 ,
由抛物线定义得 ,显然 ,即以线段 为直径的圆与直
线 相离,B正确;
当 时,有 ,即 ,而 ,于是得 ,
,C不正确;
由 求导得 ,于是得抛物线C在A处切线方程为: ,即
,
同理,抛物线C在B处切线方程为: ,联立两切线方程解得 ,
,
点 到直线l: 的距离 ,
于是得 面积 ,当且仅当 时取“=”,
面积的取值范围为 ,D不正确.
故选:AB.
17.(2023·福建泉州·统考模拟预测)已知抛物线 的焦点为 ,过点 的直线 与 交于
不同的两点 , .若 ,则 .
【答案】 /
【解析】抛物线 的焦点为 ,设 ,由抛物线的对称性不妨令 ,
如图,显然 ,而 ,则 , ,
于是直线 的方程为 ,由 得 ,解得 ,
所以 .
故答案为:
18.(2023·陕西咸阳·武功县普集高级中学校考模拟预测)已知点 为抛物线 的焦点,
过点 且倾斜角为 的直线交抛物线 于 两点,若 ,则 .
【答案】 /
【解析】由题意知 的方程为 ,
代入 的方程,得 ,
设 ,则 ;
因为 ,且 ,
所以 ,
整理得 ,
所以 ,
结合 ,解得 .
故答案为: .19.(2023·上海虹口·华东师范大学第一附属中学校考三模)已知 是抛物线 的焦点,P是抛物
线C上一动点,Q是曲线 上一动点,则 的最小值为 .
【答案】
【解析】由抛物线 ,可得焦点坐标为 ,准线方程为 ,
又由曲线 ,可化为 ,
可得圆心坐标为 ,半径 ,
过点 作 ,垂足为 ,过点 作 ,垂足为 ,交抛物线于 ,如图所示,
根据抛物线的定义,可得 ,
要使得 取得最小值,只需使得点 与 重合,此时 与 重合,
即 ,当且仅当 在一条直线上时,
所以 的最小值为 .
故答案为: .
20.(2023·甘肃陇南·统考一模)设 为抛物线 的焦点, , , 为该抛物线上不同的三点,若
, 为坐标原点,则 .
【答案】14
【解析】设 , , ,
易知 , ,则 , , .
因为 ,所以 ,
即 .
由抛物线的定义可得 , , ,
所以 .
故答案为:14
21.(2023·河北保定·河北省唐县第一中学校考二模)在平面直角坐标系 中,已知直线
( ),定点 与定直线 ,过P向直线 作垂线,垂足为H.
,若动点P的轨迹为曲线C,且直线 与曲线C相切,则 .
【答案】 /
【解析】由题意可知,动点P的轨迹是以F为焦点,以 为准线的抛物线 ,
即曲线 的方程为: ,
将直线 与抛物线方程联立得:
,消去x化简得: ( ),
因为直线 与曲线C相切,
所以 ( ),解得: ,
故答案为: .
22.(2023·广东茂名·茂名市第一中学校考三模)已知 为坐标原点,直线 过抛物线
的焦点 ,与抛物线 及其准线依次交于 三点(其中点 在 之间),若 .
则 的面积是 .
【答案】 /
【解析】过点 作 垂直于准线,垂足为 ,过点 作 垂直于准线,垂足为 ,设准线与 轴相交
于点 ,如图,则 ,
在 中, ,所以 ,所以 ,
故在 中, ,所以 ,则 .
又 轴, ,所以 ,
又抛物线 ,则 ,所以 ,
所以抛物线 ,点 .
因为 ,所以直线 的斜率 ,则直线 ,
与抛物线方程联立 ,消 并化简得 ,
易得 ,设点 ,则 ,
则 ,
又直线 ,可化为 ,
则点 到直线 的距离 ,
所以 .
故选:B.
23.(2023·上海嘉定·上海市嘉定区第一中学校考三模)已知点P是抛物线 上的动点,Q是圆
上的动点,则 的最大值是 .
【答案】 /【解析】抛物线 的焦点为 ,准线为 ,
圆 的圆心为 ,半径 ,
过点 作 垂直准线 ,垂足为 ,由抛物线的定义可知 ,
设 ,则 , ,
所以 ,
令 ,则 ,
所以 ,
所以当 即 时, 取到最大值 ,
所以 的最大值为 ,
因此, ,所以 的最大值是 .
故答案为: .
24.(2023·福建莆田·校考模拟预测)已知抛物线 的焦点为 ,准线为 , 、 是 上异于点
的两点( 为坐标原点),若 ,过 的中点 作 于点 ,则 的最小值为
.
【答案】1
【解析】过点 作 于点 ,过点 作 于点 ,
设 , ,所以 ,
因为
,
所以 ,则 的最小值为 ,当且仅当 时,等号成立.
故答案为: .
1.(2020•新课标Ⅲ)设 为坐标原点,直线 与抛物线 交于 , 两点,若
,则 的焦点坐标为
A. , B. , C. D.
【答案】
【解析】法一:将 代入抛物线 ,可得 , ,可得 ,
即 ,解得 ,
所以抛物线方程为: ,它的焦点坐标 , .
故选: .
法二:易知, ,可得 ,代入抛物线方程 ,
可得 ,解得 ,
故选: .2.(2020•北京)设抛物线的顶点为 ,焦点为 ,准线为 . 是抛物线上异于 的一点,过 作
于 ,则线段 的垂直平分线
A.经过点 B.经过点 C.平行于直线 D.垂直于直线
【答案】
不妨设 ,
,
设准线为 与 轴交点为 ,则 ,
可得四边形 为正方形,根据正方形的对角线互相垂直,
故可得线段 的垂直平分线,经过点 ,
故选: .
另由抛物线的定义知, ,
所以 为等腰三角形,且 为等腰三角形 的底边,
所以线段 的垂直平分线经过点 .
故选: .
3.(多选题)(2023•新高考Ⅱ)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. 为等腰三角形
【答案】
【解析】直线 过抛物线 的焦点,可得 ,所以 ,
所以 正确;
抛物线方程为: ,与 交于 , 两点,直线方程代入抛物线方程可得: ,
,
所以 ,所以 不正确;
, 的中点的横坐标: ,中点到抛物线的准线的距离为: ,
所以以 为直径的圆与 相切,所以 正确;
,
不妨可得 , , , ,
, , ,
所以 不是等腰三角形,所以 不正确.
故选: .
4.(多选题)(2022•新高考Ⅱ)已知 为坐标原点,过抛物线 焦点 的直线与 交于
, 两点,其中 在第一象限,点 .若 ,则
A.直线 的斜率为 B.
C. D.
【答案】
【解析】如图,
, , ,且 , , ,
由抛物线焦点弦的性质可得 ,则 ,则 , ,
,故 正确;, , ,故 错误;
,故 正确;
, , , , ,
, ,
, 均为锐角,可得 ,故 正确.
故选: .
5.(多选题)(2022•新高考Ⅰ)已知 为坐标原点,点 在抛物线 上,过点
的直线交 于 , 两点,则
A. 的准线为 B.直线 与 相切
C. D.
【答案】
【解析】 点 在抛物线 上,
,解得 ,
抛物线 的方程为 ,准线方程为 ,选项 错误;
由于 , ,则 ,直线 的方程为 ,
联立 ,可得 ,解得 ,故直线 与抛物线 相切,选项 正确;
根据对称性及选项 的分析,不妨设过点 的直线方程为 ,与抛物线在第一象限交于 ,
, , ,
联 立 , 消 去 并 整 理 可 得 , 则 , ,
,
,由于等号在
时才能取到,故等号不成立,选项 正确;
,选项 正
确.
故选: .6.(2023•乙卷)已知点 在抛物线 上,则 到 的准线的距离为 .
【答案】 .
【解析】点 在抛物线 上,
则 ,解得 ,
由抛物线的定义可知, 到 的准线的距离为 .
故答案为: .
7.(2021•新高考Ⅰ)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】法一:由题意,不妨设 在第一象限,则 , , , .
所以 ,所以 的方程为: ,
时, ,
,所以 ,解得 ,
所以抛物线的准线方程为: .
法二:根据射影定理,可得 ,可得 ,解得 ,
因此,抛物线的准线方程为: .
故答案为: .
8.(2021•北京)已知抛物线 的焦点为 ,点 在抛物线上, 垂直 轴于点 ,若
则点 的横坐标是 5 ; 的面积为 的 .
【答案】5;
【解析】抛物线 ,
则焦点 ,准线方程 为 ,过点 作 ,垂足为 ,设 , ,
则 ,
所以 ,则 ,
所以点 的横坐标为5;
点 在抛物线上,故 ,
所以 ,即 ,
所以 .
故答案为:5; .
9.(2021•全国)已知抛物线 的焦点为 ,过 倾斜角为 的直线与 交于 , 两
点,且 ,则 2 .
【答案】2
【解析】由抛物线的方程可得焦点 , ,
由题意可得直线 的方程为: ,设 , , , ,
联立 ,整理可得: ,
可得: ,
由抛物线的性质可得 ,
解得: ,
故答案为:2.
10.(2021•上海)已知抛物线 ,若第一象限的 , 在抛物线上,焦点为 , ,, ,求直线 的斜率为 .
【答案】
【解析】如图所示,设抛物线的准线为 ,作 于点 , 于点 , 于点 ,
由抛物线的定义,可得 , ,
,
直线 的斜率 .
故答案为: .
11.(2020•海南)斜率为 的直线过抛物线 的焦点,且与 交于 , 两点,则
.
【答案】
【解析】由题意可得抛物线焦点 ,直线 的方程为 ,
代入 并化简得 ,
设 , , , ,则 ;
,
由抛物线的定义可得 .故答案为: .
12.(2023•甲卷)设抛物线 ,直线 与 交于 , 两点,且 .
(1)求 的值;
(2) 为 的焦点, , 为抛物线上的两点,且 ,求 面积的最小值.
【解析】设 , , , ,联立 ,
消去 得: ,
, ,△ ,
, ,
,
, , ,
;
(2)由(1)知 ,所以 ,显然直线 的斜率不可能为零,
设直线 , , , , ,
由 ,可得 ,所以 , ,
△ ,
因为 ,所以 ,
即 ,即 ,
将 , ,代入得 ,
,所以 ,且 ,解得 或 .
设点 到直线 的距离为 ,所以 ,
,
所以 的面积 ,
又 或 ,所以当 时, 的面积 .13.(2023•新高考Ⅰ)在直角坐标系 中,点 到 轴的距离等于点 到点 的距离,记动点 的
轨迹为 .
(1)求 的方程;
(2)已知矩形 有三个顶点在 上,证明:矩形 的周长大于 .
【解析】(1)设点 点坐标为 ,由题意得 ,
两边平方可得: ,
化简得: ,符合题意.
故 的方程为 .
(2)解法一:不妨设 , , 三点在 上,且 .
设 , , ,
则 , .
由题意, ,即 ,
显然 ,于是 .
此时, . .于是 , .
不妨设 ,则 ,
则
.
设 ,则 ,即 ,
又 .显然, 为最小值点.故 ,
故矩形 的周长为 .
注意这里有两个取等条件,一个是 ,另一个是 ,
这显然是无法同时取到的,所以等号不成立,命题得证.
解法二:不妨设 , , 在抛物线 上, 不在抛物线 上,欲证命题为 .
由图象的平移可知,将抛物线 看作 不影响问题的证明.
设 , ,平移坐标系使 为坐标原点,
则新抛物线方程为 ,写为极坐标方程,
即 ,即 .
欲证明的结论为 ,
也即 .
不妨设 ,将不等式左边看成关于 的函数,根据绝对值函数的性质,
其最小值当 即 时取得,
因此欲证不等式为 ,即 ,
根据均值不等式,有
,
由题意,等号不成立,故原命题得证.
14.(2021•乙卷)已知抛物线 的焦点 到准线的距离为2.
(1)求 的方程;
(2)已知 为坐标原点,点 在 上,点 满足 ,求直线 斜率的最大值.
【解析】(1)由题意知, ,.
(2)由(1)知,抛物线 , ,
设点 的坐标为 ,
则 ,
点坐标为 ,
将点 代入 得 ,
整理得 ,
当 时, ,
当 时, ,当且仅当 ,即 时,等号成立,取得最大值.
故答案为: .
15.(2020•全国)经过点 且倾斜角为 的直线与抛物线 交于 , 两点,且
, , .求 和 .
【解析】根据题意可得 直线方程为 ,即 ,
联立 ,可得 , , △ ,
设 , , , ,又 ,
,
, , ,
又 , ,
,
,
,
,,又 ,
,
,
,又 ,
, ,
.
故 , .