文档内容
第 4 讲 抛物线
目录
第一部分:知识强化
第二部分:重难点题型突破
突破一:抛物线定义
突破二:抛物线标准方程
突破三:抛物线弦长
突破四:抛物线中点弦
突破五:抛物线上点到定点(定直线)最值
突破六:抛物线中定点,定值问题
突破七:抛物线中定直线问题
第三部分:冲刺重难点特训
第一部分:知识强化
1、抛物线的定义
(1)抛物线的定义:平面内与一个定点 和一条定直线 (其中定点 不在定直线 上)的距离相等的点
的轨迹叫做抛物线,定点 叫做抛物线的焦点,定直线 叫做抛物线的准线.
(2)抛物线的数学表达式: ( 为点 到准线 的距离).
2、抛物线的简单几何性质
y 2 =2px ( y 2 =−2px ( x 2 =2py x 2 =−2py (
标准方程
) ) ( ) )
图形
,
范围 , , ,
对称轴 轴 轴 轴 轴
p p p p
焦点坐标 F( ,0) F(− ,0) F(0, ) F(0,− )
2 2 2 2p p
p p
准线方程
x=− x= y=− y=
2 2 2 2
顶点坐标
离心率
通径长
3、直线与抛物线的位置关系
设直线 : ,抛物线:
y 2 =2px
( ),将直线方程与抛物线方程联立整理成关于 的方程
(1)若 ,当 时,直线与抛物线相交,有两个交点;
当 时,直线与抛物线相切,有一个切点;
当 时,直线与抛物线相离,没有公共点.
(2)若 ,直线与抛物线有一个交点,此时直线平行于抛物线的对称轴或与对称轴重合.因此直线与抛物
线有一个公共点是直线与抛物线相切的必要不充分条件.
4、直线和抛物线
(1)抛物线的通径(过焦点且垂直于轴的弦)长为 .
(2)抛物线的焦点弦
过抛物线
y 2 =2px
( )的焦点 的一条直线与它交于两点 , ,则
① , ;② ;③ .
说明:抛物线的焦半径公式如下:( 为焦准距)
(1)焦点 在 轴正半轴,抛物线上任意一点 ,则 ;
(2)焦点 在 轴负半轴,抛物线上任意一点 ,则 ;
(3)焦点 在 轴正半轴,抛物线上任意一点 ,则 ;
(4)焦点 在 轴负半轴,抛物线上任意一点 ,则 .
第二部分:重难点题型突破
突破一:抛物线定义
1.(2022·福建·莆田第六中学高二阶段练习)已知点 是抛物线 上的动点,点A的坐标为 ,则点 到点A的距离与到 轴的距离之和的最小值为( )
A.13 B.12 C.11 D.
【答案】B
【详解】如图, ⊥ 轴,连接 ,
由抛物线定义得:抛物线 的准线方程为 ,焦点坐标为 ,
故 ,
则点 到点A的距离与到 轴的距离之和 ,
连接 ,与抛物线交于点 ,此时 ,
故点 到点A的距离与到 轴的距离之和的最小值为 ,
其中 ,故最小值为 .
故选:B
2.(2022·重庆市育才中学高三阶段练习)已知过抛物线 的焦点 且倾斜角为 的直线交 于
两点, 为弦 的中点, 为 上一点,则 的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】A
【详解】抛物线 ,焦点 ,准线 ,直线AB的方程为 ,
由 消去y并整理得: ,设 , ,则 ,
弦 中点Q的横坐标 ,过点 作准线l的垂线,垂足为点 ,如图,令 交抛物线于点 ,在抛物线上任取点 ,过 作 于点 ,连接 ,
即有 , ,
当且仅当点 与P重合时取等号,
所以 的最小值为 .
故选:A.
3.(2022·河南·民权县第一高级中学模拟预测(文))已知抛物线 的焦点为
为该抛物线上一点,且 (点 为坐标原点),则 ( )
A.2 B.3 C.4 D.8
【答案】C
【详解】当 时, ,解得 ,故 ,
, , 其邻角的余弦值为 ,
所以 ,化简得 ,解得 (负舍)
故选:C.
4.(2022·广西·高二阶段练习)已知抛物线 的焦点为 ,点 在抛物线上,点 在圆
上,则 的最小值为( )
A.12 B.10 C.8 D.6
【答案】C
【详解】由题意知,圆心 ,半径 ,抛物线的焦点 ,准线 .如图,作 于 ,因为 在抛物线上,所以 .
因为, ,当 三点共线时,取等号.
又 ,则当 三点共线时,取等号.
过点 ,作 ,垂足为 , 交圆于 点,交抛物线于 ,
此时,有 四点共线,则上述两式可同时取等号.
所以有, .
所以, 的最小值为8.
故选:C.
5.(2022·湖南·湘府中学高二阶段练习)设F为抛物线 的焦点,点M在C上,点N在准线l
上,满足 , ,则 ( )
A. B. C.2 D.
【答案】C
【详解】由题, ,抛物线焦点 为 ,准线 为 ,
设准线 与 轴交点为 ,如图所示,
由题知 ,由定义可知 ,
因为 ,所以 是正三角形,则对 ,因为 ,所以 ,
所以 ,
故选:C
6.(2022·四川·南江中学高三阶段练习(理))已知抛物线C: 的焦点为F,点N是抛物线C的对
称轴与它的准线的交点,点M是抛物线上的任意一点,则 的最大值为_____________.
【答案】
【详解】如图所示,过 作准线的垂线,垂足记为 .
由已知得 , ,根据抛物线的定义知,点M到焦点F的距离等于点M到准线的距离
.故 .在直角△MNH中, 表示 的倒数,故求 的最大值转化为求
的最小值,此时, 也最小值.而 的最小值就是曲线 在点M处切线
过N点时的斜率.由 得 ,故曲线 在点 处的方程为:
.而点 在此切线上,故有 ,则 ,取 ,此时切
线斜率为: .故切线的倾斜角为45°,即 .∴ ,故所求的最大值为 .
故答案为:
7.(2022·四川·树德中学高二期中(理))已知M为抛物线 上一点,过抛物线C的焦点F作直
线 的垂线,垂足为N,则 的最小值为______.
【答案】 ##
【详解】由 知,焦点 ,准线 的方程为 ,
由 可得 ,
由 解得 ,即直线恒过定点 ,
设 中点为 ,则 ,由题意知 ,
所以 的轨迹为以 为直径的圆,
则圆的方程为 ,
过 作 于 ,则 ,
所以由图知,当 运动到 时, 运动到 , 共线时,
的最小值为圆 上动点 到准线的距离的最小值,即 .
故答案为:
8.(2022·河南·郑州外国语学校高二期中)若点 满足方程 ,则点
P的轨迹是______.(填圆锥曲线的类型,填方程不给分)
【答案】抛物线
【详解】由 ,得 ,所以等式左边表示点 到点 的距离,右边表示点 到直线 的距离,即点
到点 的距离与到直线 的距离相等,
又因为点 不在直线 上,由抛物线的定义知,点 的轨迹是以 为焦点,直线
为准线的抛物线.
故答案为:抛物线.
突破二:抛物线标准方程
1.(2022·云南·玉溪市民族中学模拟预测(文))已知抛物线 的焦点为F,点M在抛物
线C的准线l上,线段 与y轴交于点A,与抛物线C交于点B,若 ,则 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】设l与x轴的交点为H,由O为 中点,知点A为 的中点,
因为 ,所以 .
过点B作 ,垂足为Q,则由抛物线的定义可知 ,
所以 ,则 ,所以 .
故选:C
2.(2022·全国·高三专题练习)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点M在C上,|MF|=5,若以
MF为直径的圆过点(0,2),则C的方程为( )
A.y2=4x或y2=8x B.y2=2x或y2=8x
C.y2=4x或y2=16x D.y2=2x或y2=16x
【答案】C
【详解】由 可得 ,
设 ,则 ,则 ,
设以 为直径的圆上任一点 ,
则 , ,则 ,
所以以 为直径的方程为 ,
将 代入得: ,因为 ,
即 ,解得: ,
由 得: ,
解得: 或 ,则方程为 或 ,
故选:C
3.(2022·全国·模拟预测(文))已知抛物线 的焦点为F,点M在抛物线上且
(0为坐标原点),过点M且与抛物线相切的直线与y轴相交于点N,若 ,则抛物线的方程为
( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意, ,不妨设 ,则 , 化简为 所以
,则直线 的斜率为: ,所以 所在直线方程为:
,令 得 .则 ,所以
所以抛物线的方程为 .
故选:C.
4.(2022·北京市第二十二中学高二期中)以 轴为对称轴,顶点为坐标原点,焦点到准线的距离为4的
抛物线方程是( )
A. B. C. 或 D. 或
【答案】C
【详解】依题意设抛物线方程为 .
因为焦点到准线的距离为4,
所以 ,所以 ,
所以抛物线方程为 或 .
故选:C.
5.(2022·四川·阆中中学高二阶段练习(理))已知抛物线 的焦点是 , 是 的准线上一点,线段 与 交于点 ,与 轴交于点 ,且 , ( 为原点),则 的方
程为___________.
【答案】
【详解】过点 作抛物线 准线的垂线,垂足为 ,由抛物线的定义知, ,
又 ,所以 ,所以 ,
所以 .又 ,所以 ,
所以 ,则 ,
所以抛物线 的方程为 .
故答案为: .
6.(2022·全国·高二课时练习)设抛物线 的顶点在坐标原点,焦点 在坐标轴上,点 在抛物线 上,
,若以线段 为直径的圆过坐标轴上距离原点为1的点,试写出一个满足题意的抛物线 的方程
为______.
【答案】 (答案不唯一)
【详解】由题意,若抛物线的焦点 在 轴正半轴上,则可设抛物线方程为 ( ),
, ,由焦半径公式可知 ,圆的半径为 ,
得 ,并且线段 中点的纵坐标是 ,所以以线段 为直径的圆与 轴相切,切点坐标
为 或 ,所以 ,
即点 的坐标为 ,代入抛物线方程 ( )得 ,解得 或 ,即
当点 在 轴正半轴上时,抛物线方程是 或 .
同理,当点 在 轴负半轴时,抛物线方程为 或 ,当点F在 轴正半轴时,抛物线方程为 或 ,当点 在 轴负半轴时,抛物线方程为 或 .
故答案为: (答案不唯一).
7.(2022·全国·高二单元测试)已知抛物线 过点 ,则其准线方程为___________.
【答案】 ##x+1=0
【详解】解: 抛物线 经过点 ,
,
解得: ,
抛物线 的准线方程为 ,
故答案为: .
突破三:抛物线弦长
1.(2022·云南·玉溪市民族中学模拟预测(文))已知抛物线 的焦点为F,点M在抛物
线C的准线l上,线段 与y轴交于点A,与抛物线C交于点B,若 ,则 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】设l与x轴的交点为H,由O为 中点,知点A为 的中点,
因为 ,所以 .
过点B作 ,垂足为Q,则由抛物线的定义可知 ,
所以 ,则 ,所以 .
故选:C
2.(2022·全国·高三专题练习)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点M在C上,|MF|=5,若以
MF为直径的圆过点(0,2),则C的方程为( )
A.y2=4x或y2=8x B.y2=2x或y2=8x
C.y2=4x或y2=16x D.y2=2x或y2=16x
【答案】C
【详解】由 可得 ,设 ,则 ,则 ,
设以 为直径的圆上任一点 ,
则 , ,
则 ,
所以以 为直径的方程为 ,
将 代入得: ,因为 ,
即 ,解得: ,
由 得: ,
解得: 或 ,则方程为 或 ,
故选:C
3.(2022·全国·模拟预测(文))已知抛物线 的焦点为F,点M在抛物线上且
(0为坐标原点),过点M且与抛物线相切的直线与y轴相交于点N,若 ,则抛物线的方程为
( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意, ,不妨设 ,则 , 化简为 所以
,则直线 的斜率为: ,所以 所在直线方程为:
,令 得 .则 ,所以
所以抛物线的方程为 .
故选:C.
4.(2022·北京市第二十二中学高二期中)以 轴为对称轴,顶点为坐标原点,焦点到准线的距离为4的
抛物线方程是( )
A. B. C. 或 D. 或
【答案】C
【详解】依题意设抛物线方程为 .因为焦点到准线的距离为4,
所以 ,所以 ,
所以抛物线方程为 或 .
故选:C.
5.(2022·四川·阆中中学高二阶段练习(理))已知抛物线 的焦点是 , 是 的准线
上一点,线段 与 交于点 ,与 轴交于点 ,且 , ( 为原点),则 的方
程为___________.
【答案】
【详解】过点 作抛物线 准线的垂线,垂足为 ,由抛物线的定义知, ,
又 ,所以 ,所以 ,
所以 .又 ,所以 ,
所以 ,则 ,
所以抛物线 的方程为 .
故答案为: .
6.(2022·全国·高二课时练习)设抛物线 的顶点在坐标原点,焦点 在坐标轴上,点 在抛物线 上,
,若以线段 为直径的圆过坐标轴上距离原点为1的点,试写出一个满足题意的抛物线 的方程
为______.
【答案】 (答案不唯一)
【详解】由题意,若抛物线的焦点 在 轴正半轴上,则可设抛物线方程为 ( ),
, ,由焦半径公式可知 ,圆的半径为 ,
得 ,并且线段 中点的纵坐标是 ,所以以线段 为直径的圆与 轴相切,切点坐标为 或 ,所以 ,
即点 的坐标为 ,代入抛物线方程 ( )得 ,解得 或 ,即
当点 在 轴正半轴上时,抛物线方程是 或 .
同理,当点 在 轴负半轴时,抛物线方程为 或 ,当点F在 轴正半轴时,抛物线方程
为 或 ,当点 在 轴负半轴时,抛物线方程为 或 .
故答案为: (答案不唯一).
7.(2022·全国·高二单元测试)已知抛物线 过点 ,则其准线方程为___________.
【答案】 ##x+1=0
【详解】解: 抛物线 经过点 ,
,
解得: ,
抛物线 的准线方程为 ,
故答案为: .
突破四:抛物线中点弦
1.(2022·全国·高三专题练习)已知A,B在抛物线 上,且线段AB的中点为M(1,1),则|AB|=
( )
A.4 B.5
C. D.
【答案】C
【详解】由题意,设
线段AB的中点为M(1,1)
故
且
两式相减得:
故
故直线AB的方程为: ,即
将直线与抛物线联立:
即则
故选:C
2.(2022·宁夏六盘山高级中学高二阶段练习(理))直线 与抛物线 交于 两点,且线
段 中点的横坐标为1,则 的值为( )
A. 或 B. C. D.
【答案】B
【详解】解:设 ,由 ,
消去y得 ,
由题意得 ,
∴ , .
故选:B
3.(2022·黑龙江·绥棱县第一中学高三阶段练习)斜率为k的直线l与抛物线y2=4x相交于A,B两点,与
圆(x-5)2+y2 =9相切于点M,且M为线段AB的中点,则k=( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】设A(x,y),B(x,y),M(x,y),则 又 两式相减得
1 1 2 2 0 0
,则 .设圆心为C(5,0),则kOM= ,因为直
线l与圆相切,所以 ,解得 ,代入 得 ,故
选A.
4.(2022·北京二中高三阶段练习)已知A,B是抛物线 上的两点,线段AB的中点为 ,
则直线AB的方程为__________.
【答案】【详解】依题意,设 ,
若 ,则直线 ,由抛物线的对称性可知,线段AB的中点为 ,显然不符合题意,故
,
因为A,B是抛物线 上的两点,
所以 ,两式相减得, ,整理得 ,
因为线段AB的中点为 ,
所以 ,即 ,
又 ,所以 ,
所以直线AB的方程为 ,即 .
故答案为: .
5.(2022·河南·濮阳南乐一高高二阶段练习(文))直线AB过抛物线 的焦点F,且与抛物线交于
A、B两点,且线段AB的中点的横坐标是3,则直线AB的斜率是_____________.
【答案】1或
【详解】因为直线AB过抛物线 的焦点F 且与抛物线交于A、B两点,
所以斜率不为0,
设直线AB方程为 ,
与抛物线方程联立得: ,
由韦达定理得: ,
所以 ,
解得
所以直线的方程为 ,
所以 .
故答案为:1或
6.(2022·河南省浚县第一中学高二阶段练习)已知抛物线 上的点 (点 位于
第四象限)到焦点F的距离为5.
(1)求p,m的值;
(2)过点 作直线l交抛物线C于A,B两点,且点 是线段 的中点,求直线l的方程.
【答案】(1) ,
(2)【详解】(1)因为抛物线 过点 ,且点 到焦点F的距离为5,由抛物线
的定义可得: ,解得: ,
所以抛物线方程为: ,将点 代入可得: ,
因为点 位于第四象限,所以 ,
所以 , .
(2)设 ,因为 在抛物线 上,
则 ,两式作差可得: ,
所以直线 的斜率 ,
因为点 是线段 的中点,所以 ,则直线 的斜率 ,
所以直线 的方程为 ,也即 (经检验,所求直线符合条件).
7.(2022·江苏·连云港市赣马高级中学高一期末)已知抛物线 的焦点为F,点 在抛
物线C上.
(1)求点F的坐标和抛物线C的准线方程;
(2)过点F的直线l交抛物线C于A、 两点,且线段AB的中点为 ,求直线l的方程及 .
【答案】(1) 的坐标为 ,准线方程为
(2) ,
【详解】(1) 点 在抛物线 上, , ,
的坐标为 ,抛物线C的准线方程为 .
(2)由题可知,直线l经过 与 ,
的斜率 , 直线l的方程为 ,
设A,B的坐标分别为 , ,
则由抛物线的定义可知 ,
又AB的中点为 , ,
8.(2022·江苏·连云港市赣马高级中学高二期末)已知抛物线 的焦点为 ,直线 与C交于A,
B两点.
(1)若 的倾斜角为 且过点F,求 ;(2)若线段AB的中点坐标为 ,求 的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为 的倾斜角为 , ,
所以直线 的方程为 ,
联立 可得 ,
设 ,则 ,
所以 ;
(2)设 ,则 ,
所以 ,
因为线段AB的中点坐标为 ,所以 ,
所以 ,所以 的斜率为 ,
所以 的方程为 ,即 .
突破五:抛物线上点到定点(定直线)最值
1.(2022·福建·莆田第六中学高二阶段练习)已知点 是抛物线 上的动点,点A的坐标为 ,
则点 到点A的距离与到 轴的距离之和的最小值为( )
A.13 B.12 C.11 D.
【答案】B
【详解】如图, ⊥ 轴,连接 ,
由抛物线定义得:抛物线 的准线方程为 ,焦点坐标为 ,
故 ,
则点 到点A的距离与到 轴的距离之和 ,
连接 ,与抛物线交于点 ,此时 ,
故点 到点A的距离与到 轴的距离之和的最小值为 ,
其中 ,故最小值为 .故选:B
2.(2022·陕西·西安市第三中学高二期中)已知抛物线 : 的焦点为 ,圆 : ,
过点 的直线 与抛物线 交于 , 两点,与圆 交于 , 两点,且点 , 在同一象限,则
的最小值为( )
A.8 B.12 C.16 D.20
【答案】B
【详解】由已知 得 .显然,直线 不与 轴垂直.
圆 : 的圆心为 ,半径为3,
设直线 : .联立 ,得 , .
设 , , ,则 ,得 ,
所以 ,
当且仅当 , 时等号成立,故 的最小值为12,
故选:B
3.(2022·全国·高三专题练习)已知 为抛物线 上的动点, 为直线 上的动点,
过点 作圆 的切线,切点为 ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设 ,则 ,
,,
,
则当 时, ,即 的最小值为 .
故选:C.
4.(2022·江西·南昌十五中高二阶段练习(理)) 的最小值为( )
A. B. C. D.5
【答案】B
【详解】设 ,则
表示点 到点 和 到点 的距离之和,
因为点 在抛物线 上,且F为C的焦点,准线为 ,
并且,由于 ,所以点 在抛物线内,
作图如下:
,
过P点作准线的垂线,垂足为 ,根据抛物线的性质有 ,
过A点作准线的垂线,垂足为B,与抛物线C交于H点,显然当P点与H点重合时, 最小,最小值= ;
故选:B.
5.(2022·江苏南通·高三阶段练习)已知 是抛物线 上一点,则 的最小
值为______.
【答案】
【详解】如下图示,过抛物线 上的动点 作直线 的垂线交直线于 ,过点
作 轴的垂线交 轴于Q,交准线于G点,F为抛物线焦点.
则 ,动点 到 轴的距离为 .
,当且仅当 三点共线时,
有最小值,即 ( 为点 到直到 的距离).
而 到直线 距离为: .
,
.
最小值为: .
故答案为: .6.(2022·新疆维吾尔自治区喀什第二中学高二期末(理))已知P为抛物线y2=4x上的一个动点,直线
l:x=-1,l:x+y+3=0,则P到直线l,l 的距离之和的最小值为_______
1 2 1 2
【答案】
【详解】将P点到直线l: 的距离转化为点P到焦点F(1,0)的距离,过点F作直线l 的垂线,交抛
1 2
物线于点P,此即为所求最小值点,
∴P到两直线的距离之和的最小值为 =2 ,
故答案为: .
7.(2022·全国·高二课时练习)过抛物线 焦点F作斜率分别为 、 的两条直线 、 ,其中
交抛物线C于A、B两点, 交抛物线C于D、E两点,若 ,则 的最小值为______.
【答案】24
【详解】由题意得: ,
则直线 为: ,与 联立得: ,
设 ,
则 , , ,
则 ,
同理可求得: ,
所以 ,当且仅当 时,等号成立,
故答案为:24
8.(2022·四川·宜宾市叙州区第一中学校三模(文))已知 是抛物线 的焦点, 为抛物线上的
动点,且点 的坐标为 ,则 的最大值是_______.
【答案】3【详解】 ,由抛物线的定义知 等于 到准线 的距离,
记直线 与准线的夹角为 ,可得 ,
①若 斜率不存在,则原式 ,
②若 斜率存在,当PA与抛物线相切时, 最小,
设 的直线方程为 ,联立 得
,由 得 ,即 ,
故 ,此时
故答案为:3
9.(2022·河南·郑州市回民高级中学高二期中)已知P为抛物线 上任意一点,则点P到y轴的距离
与点P到直线 的距离之和的最小值为___________.
【答案】
【详解】抛物线 的焦点 ,准线 ,抛物线 上的点P到y轴的距离等于它到准线
距离 减去1的差,
由抛物线定义知, ,令点P到直线 的距离为 ,
于是得点P到y轴的距离与点P到直线 的距离之和为 ,
过P作 于M,连PF,MF,过点F作 于Q,交抛物线 于点 ,如图,
显然, ,当点P与点 不重合时,有:
,
则当点P是过焦点F作直线l的垂线与抛物线交点时,点P到y轴的距离与点P到直线 的
距离之和取得最小值,此最小值为 .
故答案为:
突破六:抛物线中定点,定值问题
1.(2022·全国·高三阶段练习)已知抛物线 的准线与x轴的交点为H,直线过抛物线C
的焦点F且与C交于A,B两点, 的面积的最小值为4.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若过点 的动直线l交C于M,N两点,试问抛物线C上是否存在定点E,使得对任意的直线l,
都有 ,若存在,求出点E的坐标;若不存在,则说明理由.
【答案】(1)
(2)存在定点
【详解】(1) 斜率不为零,设 代入 , ,
设 ,则 ,
,
当 时, 取最小值 , , ,抛物线C的方程为: .
(2)假设存在 ,设 ,由题意, 斜率不为零,
设 的方程为 代入 ,可得 ,
, , ,
故 ,即 ,即 ,
,解得 ,故存在定点 满足题意.
2.(2022·上海长宁·一模)已知抛物线 的焦点为F,准线为l;
(1)若F为双曲线 的一个焦点,求双曲线C的离心率e;
(2)设l与x轴的交点为E,点P在第一象限,且在 上,若 ,求直线EP的方程;(3)经过点F且斜率为 的直线l'与 相交于A,B两点,O为坐标原点,直线 分别与l相交于
点M,N;试探究:以线段MN为直径的圆C是否过定点;若是,求出定点的坐标;若不是,说明理由;
【答案】(1)
(2)
(3)以线段MN为直径的圆C过定点 ,理由见详解
【详解】(1)抛物线 的焦点为 ,准线为 ,
双曲线 的方程为双曲线 ,即 ,则 ,
由题意可知: ,则 ,
故双曲线C的离心率 .
(2)由(1)可知: ,
过点P作直线 的垂线,垂足为M,则 ,
∵ ,且 ,
∴ ,
故直线EP的倾斜角 ,斜率 ,
∴直线EP的方程为 ,即 .
(3)以线段MN为直径的圆C过定点 ,理由如下:
设直线 ,
联立方程 ,消去y可得: ,则可得: ,
∵直线 ,当 时, ,
∴ ,
同理可得: ,
∵
,
,
则线段MN为直径的圆C的圆心 ,半径 ,
故圆C的方程为 ,整理得 ,
令 ,则 ,解得 或 ,
故以线段MN为直径的圆C过定点 .
3.(2022·广东广州·高二阶段练习)已知抛物线 的焦点为F,过F的直线l与抛物线C
交于A,B两点,B在x轴的上方,且点B到F的距离为5,且B的纵坐标为 .
(1)求抛物线C的标准方程与点B的坐标;(2)设点M为抛物线C上异于A,B的点,直线MA与MB分别交抛物线C的准线于E,G两点,x轴与准线
的交点为H,求证: 为定值,并求出定值.
【答案】(1) ,
(2)定值为4,证明见解析
【详解】(1)由题意得: ,因为点B到F的距离为5,且B在x 轴的上方,且B的纵坐标为
所以 ,故 ,即 ,因为 得 ,
故抛物线C的方程为: ,此时 .
(2)由(1)得: , 线方程 ,
直线l的方程: ,
由 ,解得 或 ,于是得 .
设点 ,又题意 且 ,
所以直线MA: ,即 ,令 ,得 ,即
.
同理直线MB: ,即 ,
令 ,得 ,
即 ,
故 .
4.(2022·江苏·南京市中华中学高二阶段练习)已知抛物线C:x2=4y,A,B是抛物线上异于原点的O的
两个动点.
(1)若M点坐标为(0,3),求AM的最小值:
(2)若OA⊥OB,且OH⊥AB于H,问:是否存在定点R,使得RH为定值.若存在,求出R点坐标,若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在定点 ,使得RH为定值
(1)
设 , ,则 , 时,等号成立;
(2)
由题意可设AB方程为 , ,
由 ,得 .
由 得 , , ,
∴ (舍去)或
则直线AB过定点
又 ,则H在以ON为直径的圆上(不含y轴交点)
令ON的中点为 ,则 ,
所以,存在定点 ,使得RH为定值。
突破七:抛物线中定直线问题
1.(2022·全国·高三专题练习)已知抛物线 ,圆 ,直线
与抛物线 和圆 同时相切.
(1)求 和 的值;
(2)若点 的坐标为 ,过点 且斜率为 的直线 与抛物线 分别相交于 、 两点(点 在点
的右边),过点 的直线 与抛物线 分别相交于 、 两点,直线 与 不重合,直线 与直线
相交于点 ,求证:点 在定直线上.
【答案】(1) , ;(2)证明见解析.【详解】(1)圆 的标准方程为 ,可知圆 的圆心为 ,半径为 ,
由直线 与圆 相切,可得 ,解得 或 (舍去),
联立方程 ,消去 后整理为 ,
因为直线与抛物线相切,所以 ,得 ,
故 , .
(2)证明:直线 的方程为 ,
联立方程 ,解得 或 ,
则点 的坐标为 ,点 的坐标为 ,
设直线 的方程为 ,
点 的坐标为 ,点 的坐标为
联立方程 ,消去 整理为 ,
有 , ,
,
由 得 或 ,
直线 的斜率为 ,
直线 的斜率为 ,
直线 的方程为 ,化为 ,
直线 的方程为 ,化为 ,
联立直线 、 的方程消去 后得 ,得 ,因为直线 与 不重合,所以 ,所以 ,
故点 在定直线 上.
2.(2022·全国·高三专题练习)已知椭圆 : 的离心率为 ,且经过点
Ⅰ 求椭圆 的标准方程;
Ⅱ 已知抛物线 的焦点与椭圆 的右焦点重合,过点 的动直线与抛物线 相交于 , 两个不
同的点,在线段 上取点 ,满足 ,证明:点 总在定直线上. A B
AB Q Q
【答案】(Ⅰ) ;(Ⅱ)详见解析.
【详解】解: Ⅰ 由题意可知 解得 , ,
故椭圆的方程为 .
证明 Ⅱ 由已知可得抛物线 的标准方程为 ,
设点 , , 的坐标分别为 , , ,
Q A B
由题意知 ,不妨设 在 , 之间,设 , ,
A P Q
又点 在 , 之间,故 ,
Q P B
,
,
由 可得 解得 , ,
点 在抛物线上,
A
,
即 , ,由 可得 解得 , ,
点 在抛物线上,
B
,
即 , , .
由 可得 ,
,
,
点 总在定直线 上
Q
第三部分:冲刺重难点特训
一、单选题
1.(2022·北京·海淀教师进修学校附属实验学校高二阶段练习)抛物线 的焦点到准线的距离为
( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【详解】解:由 可得抛物线标准方程为: ,
所以抛物线的焦点为 ,准线方程为 ,
所以焦点到准线的距离为 ,
故选:B.
2.(2022·河北·涉县第一中学高三期中) 是抛物线 上一点, 是抛物线的焦点,
则 ( )
A. B.3 C. D.4
【答案】A
【详解】解:因为 是抛物线 上一点,
所以 ,
则抛物线的准线方程为 ,由抛物线的定义可知, ,
故选:A.
3.(2022·湖北·高二阶段练习)已知抛物线 ,则抛物线 的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】已知 ,则标准方程为 ,焦点在x轴上,
所以 ,
所以焦点坐标为 ,
故选:A.
4.(2022·江苏连云港·高二期末)已知点P在抛物线 上.若点P到抛物线焦点的距离为4,则点P
的坐标是( )
A. B. C. 或 D.
【答案】C
【详解】对于抛物线 ,准线方程为 ,
设点 ,根据抛物线得定义得:
点P到抛物线焦点的距离等于点P到准线的距离为 ,所以 ,
则 , ,所以点P的坐标为 或 ;
故选:C.
5.(2022·陕西·乾县第二中学高二阶段练习)已知斜率为正数的直线 过抛物线 的焦点
,且与 的其中一个交点为 ,与 的准线交于点 ,若 ,则直线 的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】依题意,直线 的斜率为正数,倾斜角为锐角,
如图,过点 作 垂直于 的准线,垂足为 ,则根据抛物线定义可知 ,而 , .
设直线 的倾斜角为 ,则 ,所以 ,
于是直线 的斜率为 .
故选:C
6.(2022·上海虹口·一模)已知 是椭圆 与抛物线 的一个共同焦点,
与 相交于A,B两点,则线段AB的长等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】椭圆 的右焦点坐标为 ,
则抛物线 的焦点坐标为 ,
则 ,则 ,抛物线
由 ,解得 或
则
故选:B
7.(2022·福建·厦门外国语学校石狮分校高二期中)已知点 是抛物线 上的动点,焦点为F,点
,则 的最小值为( )
A. B.2 C. D.
【答案】C【详解】∵ ,则 ,
∴焦点 ,准线l方程 ,点 在抛物线上方,
设过A作l的垂线,垂足为E,∴由抛物线的定义知, ,
如图所示,
∴ ,当且仅当B、A、E三点共线时取等号,
当B、A、E三点共线时, ,故 的最小值为 ,
故选:C.
8.(2022·福建·莆田第六中学高二阶段练习)已知点 是抛物线 上的动点,点A的坐标为 ,
则点 到点A的距离与到 轴的距离之和的最小值为( )
A.13 B.12 C.11 D.
【答案】B
【详解】如图, ⊥ 轴,连接 ,
由抛物线定义得:抛物线 的准线方程为 ,焦点坐标为 ,
故 ,
则点 到点A的距离与到 轴的距离之和 ,
连接 ,与抛物线交于点 ,此时 ,
故点 到点A的距离与到 轴的距离之和的最小值为 ,
其中 ,故最小值为 .故选:B
9.(2022·江西·南昌二中高二阶段练习)劳动教育是国民教育体系的重要内容,是学生成长的必要途径,
具有树德、增智、强体、育美的综合育人价值.南昌二中作为全国双新示范校,“劳动教育课程”紧跟时
代步伐,特在校园的一角专门开辟了一块劳动基地——心远农场(如图1).现某社团为农场节水计划设
计了如下喷灌技术,喷头装在管柱OA的顶端A处,喷出的水流在各个方向上呈抛物线状,如图2所示.
现要求水流最高点B离地面4m,点B到管柱OA所在直线的距离为3m,且水流落在地面上以O为圆心,
以7m为半径的圆上,则管柱OA的高度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】以B为坐标原点建立平面直角坐标系如图所示,
记BM⊥OC且垂足为M,AD⊥y轴且垂足为D,
设抛物线方程为 ,
由题意可知: , , ,所以 ,
所以 ,代入抛物线方程可得 ,所以 ,
所以抛物线方程为 ,又因为 在抛物线上,所以 ,解得 ,所以 ,
所以 ,所以OA的高度为 ,
故选:B.
10.(2022·四川省岳池中学高三阶段练习(理))椭圆 与抛物线 的公共弦
过公共焦点,且 ,则椭圆离心率 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】抛物线 的焦点为 ,
因为椭圆 与抛物线 的公共弦 过公共焦点,则 、 关于 轴对称,
不妨设点 、 ,所以, ,因为 ,则 ,
从而可知椭圆的下焦点为 ,上焦点为 ,则 ,
由椭圆的定义可得 ,又因为 ,
因此,该椭圆的离心率为 .
故选:C.
二、多选题
11.(2022·江苏连云港·高二期末)下列结论判断正确的是( )
A.平面内与一个定点 和一条定直线 的距离相等的点的轨迹一定是抛物线
B.方程 ( , , )表示的曲线是椭圆
C.平面内到点 , 距离之差等于 的点的轨迹是双曲线
D.双曲线 与 ( , )的离心率分别是 , ,则
【答案】BD
【详解】对于A,由抛物线定义,直线 不经过点 (当 时,与定点 和一条定直线 的距离相等的
点的轨迹是过点 且与直线 的垂直的直线,不是抛物线),故选项A错误;
对于B,方程 ( , , )可化为 ,且由 , , 有或 ,即 是焦点在 轴或焦点在 轴的椭圆的标准方程,故方程
( , , )表示的曲线是椭圆,选项B正确;
对于C,由双曲线的定义,平面内与两定点 , 的距离的差的绝对值等于非零常数(小于 )的点的
轨迹叫作双曲线,所以平面内到点 , 距离之差等于 ( )的点的轨迹是双曲线
一支,故选项C错误;
对于D,双曲线 ( , )的离心率 ,双曲线 ( , )的
离心率 ,故 ,故选项D正确.
故选:BD.
12.(2022·山西·晋城市第二中学校高二阶段练习)已知抛物线C: ,点F是抛物线C的焦点,点
P是抛物线C上的一点,点 ,则下列说法正确的是( )
A.抛物线C的准线方程为
B.若 ,则 PMF的面积为2
△
C. |的最大值为
D. PMF的周长的最小值为
【答△案】ACD
【详解】 , , ,准线方程为 ,故A正确;
根据抛物线定义得 , , ,
轴,当 时, ,
若 点在第一象限时,此时 ,
故 , 的高为1,故 ,
若点 在第四象限,此时 ,故 ,
的高为1,故 ,故B错误;
, ,故C正确;
(连接 ,并延长交于抛物线于点 ,此时即为 最大值的情况,图对应如下)
过点 作 准线,垂足为点 ,
的周长 ,
若周长最小,则 长度和最小,显然当点 位于同一条直线上时, 的和最小,
此时 ,
故周长最小值为 ,故D正确.
故选:ACD.
三、填空题
13.(2022·山东·枣庄市第三中学高二阶段练习)抛物线有如下光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线
反射之后沿对称轴方向射出.有抛物线 (如图)一条平行 轴的光线射向 上一点 点,
经过 的焦点 射向 上的点 ,再反射后沿平行 轴的方向射出,若两平行线间的最小距离是9,则
的方程是__________.
【答案】【详解】
如图, 为准线,分别作 为 的中位线,
根据抛物线定义有: 当 重合时取等号,此时PQ为平行线
之间的距离,所以
故答案为:
14.(2022·贵州·镇远县文德民族中学校高三阶段练习(文))已知抛物线 的焦点为 ,
准线为 ,直线 交抛物线于 , 两点,过点 作准线 的垂线,垂足为 ,若等边 的
面积为 ,则 的面积为______.
【答案】
【详解】解:如图,因为 为等边三角形,且面积为 ,
所以, ,解得 ,
因为 ,
所以,
因为由焦半径公式得: ,解得 ,
所以,抛物线 ,直线 的方程为: .
所以,联立方程 得 ,解得 ,
因为 ,
所以
所以故答案为:
四、解答题
15.(2022·四川·成都七中高二阶段练习(理))已知椭圆 的左右焦点分别为 ,
抛物线 与椭圆有相同的焦点,点P为抛物线与椭圆在第一象限的交点,且 .
(1)求椭圆的方程;
(2)过F作两条斜率不为0且互相垂直的直线分别交椭圆于A,B和C,D,线段AB的中点为M,线段CD
的中点为N,证明:直线 过定点,并求出该定点的坐标.
【答案】(1) ;
(2)证明见解析,定点 .
【详解】(1)抛物线焦点坐标为 ,故 .
设 ,由抛物线定义得:点P到直线 的距离为t.
,由余弦定理,得 .
整理,得 ,解得 或 (舍去).
由椭圆定义,得 ,
,
∴椭圆的方程为 ;
(2)设 ,
联立 ,即 ,
,代入直线方程得 ,
,
同理可得 ,
,
,
令 ,得 ,
所以直线MN过定点 .
16.(2022·全国·高三阶段练习)已知抛物线 的准线与x轴的交点为H,直线过抛物线C
的焦点F且与C交于A,B两点, 的面积的最小值为4.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若过点 的动直线l交C于M,N两点,试问抛物线C上是否存在定点E,使得对任意的直线l,
都有 ,若存在,求出点E的坐标;若不存在,则说明理由.
【答案】(1)
(2)存在定点
【详解】(1) 斜率不为零,设 代入 , ,
设 ,则 ,
,
当 时, 取最小值 , , ,抛物线C的方程为: .
(2)假设存在 ,设 ,由题意, 斜率不为零,
设 的方程为 代入 ,可得 ,
, , ,
故 ,即 ,即 ,,解得 ,故存在定点 满足题意.
17.(2022·上海长宁·一模)已知抛物线 的焦点为F,准线为l;
(1)若F为双曲线 的一个焦点,求双曲线C的离心率e;
(2)设l与x轴的交点为E,点P在第一象限,且在 上,若 ,求直线EP的方程;
(3)经过点F且斜率为 的直线l'与 相交于A,B两点,O为坐标原点,直线 分别与l相交于
点M,N;试探究:以线段MN为直径的圆C是否过定点;若是,求出定点的坐标;若不是,说明理由;
【答案】(1)
(2)
(3)以线段MN为直径的圆C过定点 ,理由见详解
【详解】(1)抛物线 的焦点为 ,准线为 ,
双曲线 的方程为双曲线 ,即 ,则 ,
由题意可知: ,则 ,
故双曲线C的离心率 .
(2)由(1)可知: ,
过点P作直线 的垂线,垂足为M,则 ,
∵ ,且 ,
∴ ,
故直线EP的倾斜角 ,斜率 ,
∴直线EP的方程为 ,即 .(3)以线段MN为直径的圆C过定点 ,理由如下:
设直线 ,
联立方程 ,消去y可得: ,
则可得: ,
∵直线 ,当 时, ,
∴ ,
同理可得: ,
∵
,
,
则线段MN为直径的圆C的圆心 ,半径 ,
故圆C的方程为 ,整理得 ,令 ,则 ,解得 或 ,
故以线段MN为直径的圆C过定点 .