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第 29 讲 抛物线
学校____________ 姓名____________ 班级____________
一、知识梳理
1.抛物线的定义
(1)一般地,设F是平面内的一个定点,l是不过点F的一条定直线,则平面上
到F的距离与到l的距离相等的点的轨迹称为抛物线,其中定点F称为抛物线
的焦点,定直线l称为抛物线的准线.
(2)其数学表达式:{M||MF|=d}(d为点M到准线l的距离).
2.抛物线的标准方程与几何性质
图形
y2=-2px x2=-2py
y2=2px (p>0) x2=2py (p>0)
标准方程 (p>0) (p>0)
p的几何意义:焦点F到准线l的距离
顶点 O(0,0)
对称轴 y=0 x=0
焦点 F F F F
离心率 e=1
性
准线方
质 x=- x= y=- y=
程
范围 x≥0,y∈R x≤0,y∈R y≥0,x∈R y≤0,x∈R
开口方
向右 向左 向上 向下
向
二、考点和典型例题
1、抛物线的定义和标准方程
【典例1-1】过抛物线 焦点F的直线交抛物线于A,B两点,若 ,则 的
值为( )
A. B.2 C. D.
【答案】C
【详解】如图所示,设 , ,
因为 ,所以点 到准线 的距离为3,
所以 ,得 ,
因为 ,
所以 ,
所以 ,得 ,
所以 的值为 ,
故选:C
【典例1-2】抛物线 上一点 到其焦点的距离为 ,则点 到坐标原点的
距离为( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【详解】
由题意知,焦点坐标为 ,准线方程为 ,
由 到焦点距离等于到准线距离,得 ,则 ,
,可得 ,
故选:A.
【典例1-3】已知抛物线 上的一点 到其焦点的距离为2,则该抛物线
的焦点到其准线的距离为( )
A.2 B.3 C.4 D.5【答案】A
【详解】
由题可知,抛物线准线 ,可得 ,解得 ,
所以该抛物线的焦点到其准线的距离为 .
故选:A.
【典例1-4】焦点在直线 上的抛物线的标准方程为( )
A. 或 B. 或
C. 或 D. 或
【答案】B
【详解】
解:直线 与x轴的交点为(4,0),与y轴的交点为(0,-3),
当以(4,0)为焦点时,抛物线的标准方程为 ,
当由(0,-3)为焦点时,抛物线的标准方程为 ,
故选:B
【典例1-5】已知直线 恒过定点 ,抛物线 : 的焦点坐
标为 , 为抛物线 上的动点,则 的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】
方程 可化为 ,
所以直线 恒过定点 ,
因为抛物线 : 的焦点坐标为 ,
所以 ,即 ,
所以 ,
过点 作 准线 ,垂足为 ,则 ,
过点 作 准线 ,垂足为 ,
所以 ,当且仅当 三点共线时取等号,
所以 的最小值为3,
故选:C.2、抛物线的几何性质及应用
【典例2-1】对抛物线 ,下列描述正确的是( )
A.开口向上,焦点为 B.开口向上,焦点为
C.开口向右,焦点为 D.开口向右,焦点为
【答案】A
【详解】
由题知,该抛物线的标准方程为 ,
则该抛物线开口向上,焦点坐标为 .
故选:A.
【典例2-2】已知过点 的直线与抛物线 相交于 , 两点,点 ,若直
线 , 的斜率分别为 , ,则 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】
因为过点 的直线与抛物线 相交于 , 两点,
所以可设 , ,直线 的方程为: ,
由 得 ,因此 , ,且 ,
又直线 , 的斜率分别为 , ,点 ,
所以 , ,
因此 ,
当 时, ;
当 时, ,
且 ,
当且仅当 ,即 时,等号成立;
所以 ;
当 时, ,
且 ,
当且仅当 ,即 时,等号成立;
所以 ,
综上 .
故选:C.
【典例2-3】抛物线 与圆 交于 、 两点,圆心 ,点
为劣弧 上不同于 、 的一个动点,平行于 轴的直线 交抛物线于点 ,则
的周长的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:如图,
可得圆心 也是抛物线的焦点,
过 作准线的垂线,垂足为 ,根据抛物线的定义,可得
故 的周长 ,
由 可得 , .
的取值范围为
的周长 的取值范围为
故选: .
【典例2-4】已知圆 与抛物线 相交于M,N,且 ,则
( )
A. B.2 C. D.4
【答案】B
【详解】
因为圆 与抛物线 相交于M,N,且 ,
由对称性,不妨设 ,
代入抛物线方程,则 ,解得 ,
所以 ,
故
故选:B
【典例2-5】已知抛物线 ,以 为圆心,半径为5的圆与抛物线
交于 两点,若 ,则 ( )
A.4 B.8 C.10 D.16
【答案】B
【详解】
以 为圆心,半径为5的圆的方程为 ,
由抛物线 ,得到抛物线关于x轴对称,又∵上面的圆的圆心在x轴上,∴圆的图形也关于x轴对称,
∴它们的交点A,B关于x轴对称,
因为|AB|=8,∴A,B点的纵坐标的绝对值都是4,
∵它们在抛物线上,于是A点的横坐标的值 ,
不妨设A在x轴上方,则A点的坐标为 ,
又∵A在圆上,∴ ,解得 ,
故选:B.
3、抛物线的综合问题
【典例3-1】已知 为抛物线 的焦点, 为抛物线上的动点,点 .则
最大值的为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】
由题意知: , ;
, ,
;
令 ,则 ,
,
则当 ,即 时, 取最大值,此时 .
故选:C.
【典例3-2】如图,已知抛物线 的顶点在坐标原点,焦点在x轴上,且过点 ,圆
,过圆心 的直线l与抛物线和圆分别交于点P,Q,M,N,则的最小值为( )
A.23 B.26 C.36 D.62
【答案】B
【详解】
解法一:设抛物线的方程 ,则 ,得 ,
所以抛物线方程为 ,焦点 ,圆 ,圆心 ,半径
,可得圆心恰好是抛物线的焦点,即直线l过焦点F.
设直线l的方程为: ,设P、Q坐标分别为 和 ,
由 联立,得 ,∴ ,
,∴ , ,
,当且
仅当 ,即 , 时取等号.
解法二: ,又 ,
,
当且仅当 ,即 , 时等号成立.
故选:B.
【典例3-3】已知直线l过点 ,且垂直于x轴.若l被抛物线 截得的线段长为
,则抛物线的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】
当 时, ,显然 ,解得 ,故 ,解得 ,故抛物线 ,焦点坐标为
故选:A
【典例3-4】已知点 在抛物线 上.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点 的直线l交抛物线C于A,B两点,设直线 , 的斜率分别为 , ,
O为坐标原点,求证: 为定值.
【解析】(1)
∵点 在抛物线C上,
∴ ,解得 ,
∴抛物线C的方程为 .
(2)
证明:设直线 , , ,
联立 ,消去y可得, ,
由韦达定理有, ,
∴ ,即得证.
【典例3-5】已知抛物线 的焦点为 , 为坐标原点.
(1)过 作垂直于 轴的直线与抛物线 交于 两点, 的面积为 .求抛物线 的
标准方程;
(2)抛物线上有 两点,若 为正三角形,求 的边长.
【答案】(1) (2)
【解析】(1)
由抛物线方程知: , 为抛物线的通径,则 ,
,解得: ,
抛物线 的标准方程为: .
(2)
为正三角形, ,由抛物线对称性可知: 轴,设 ,则 ,解得: , ,
, ,解得: ,
,即 的边长为 .