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第 66 讲 抛物线的标准方程与性质
一、抛物线的定义
平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的
焦点,直线l叫做抛物线的准线.
二 、抛物线的标准方程与几何性质
y2=2px y2=-2px x2=2py x2=-2py
标准方程 (p>0) (p>0) (p>0) (p>0)
p的几何意义:焦点F到准线l的距离
图形
顶点 O(0,0)
对称轴 x轴 y轴
焦点 F F F F
离心率 e=1
准线 x=- x= y=- y=
范围 x≥0,y∈R x≤0,y∈R y≥0,x∈R y≤0,x∈R
开口方向 向右 向左 向上 向下
焦半径(其中 = = = =
P(x 0 ,y 0 )) x 0 + -x 0 + y 0 + -y 0 +
三 、 与焦点弦有关的常用结论
设A(x ,y ),B(x ,y ).
1 1 2 2
(1)y y =-p2,x x =.
1 2 1 2
(2)|AB|=x +x +p=(θ为AB的倾斜角).
1 2
(3)+为定值.
(4)以AB为直径的圆与准线相切.1、(2022•乙卷(文))设 为抛物线 的焦点,点 在 上,点 ,若 ,则
A.2 B. C.3 D.
【答案】
【解析】 为抛物线 的焦点 ,点 在 上,点 , ,
由抛物线的定义可知 , 不妨在第一象限),所以 .
故选: .
2、【2022年全国乙卷】设F为抛物线C:y2=4x的焦点,点A在C上,点B(3,0),若|AF|=|BF|,则
|AB|=( )
A.2 B.2√2 C.3 D.3√2
【答案】B
【解析】由题意得,F(1,0),则|AF|=|BF|=2,
即点A到准线x=−1的距离为2,所以点A的横坐标为−1+2=1,
不妨设点A在x轴上方,代入得,A(1,2),
所以|AB|=√(3−1) 2+(0−2) 2=2√2.
故选:B
3、(2021•新高考Ⅱ)若抛物线 的焦点到直线 的距离为 ,则
A.1 B.2 C. D.4
【答案】
【解析】抛物线 的焦点 , 到直线 的距离为 ,
可得 ,解得 .
故选: .
4、【2020年新课标1卷理科】已知A为抛物线C:y2=2px(p>0)上一点,点A到C的焦点的距离为12,到
y轴的距离为9,则p=( )A.2 B.3 C.6 D.9
【答案】C
【解析】
【分析】
利用抛物线的定义建立方程即可得到答案.
【详解】
设抛物线的焦点为F,由抛物线的定义知 ,即 ,解得 .
故选:C.
5、(2023•乙卷(文))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: .
6、(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: .
1、抛物线y=2x2的准线方程为( )
A.y=- B.y=-
C.y=- D.y=-1
【答案】 A
【解析】 由y=2x2,得x2=y,故抛物线y=2x2的准线方程为y=-.
2、抛物线y2=x上一点P到焦点的距离是2,则P点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】 D
【解析】 设P(x ,y),则|PF|=x+=x+=2,∴ x=,∴ y=±.
0 0 0 0 0 0
3. (多选)(2022·常德一模)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线l的距离为2,则下列结论中正确的
是( )
A. 焦点F的坐标为(1,0)
B. 过点A(-1,0)恰有2条直线与抛物线C有且只有一个公共点
C. 直线x+y-1=0与抛物线C相交所得弦长为8
D. 抛物线C与圆x2+y2=5交于M,N两点,则MN=4
【答案】 ACD
【解析】 由题意可知抛物线方程为y2=4x.对于A,焦点F的坐标为(1,0),故A正确;对于B,过点A(-
1,0)有抛物线的2条切线,还有y=0,共3条直线与抛物线有且只有一个交点,故B错误;对于C,联立
消去x并整理,得y2+4y-4=0,弦长为|y -y|=·=×=8,故C正确;对于D,联立消去y并整理,得x2
1 2
+4x-5=0,解得x=1(负值舍去),所以交点为(1,±2),所以MN=4,故D正确.故选ACD.
4. (2022·青岛二中高三期末)已知抛物线C:y2=2px(p>0),直线l:x=2交抛物线C于P,Q两点,且
OP⊥OQ,则抛物线C的方程为________.
【答案】 y2=2x
【解析】 将直线l:x=2代入抛物线C:y2=2px(p>0),得P(2,2),Q(2,-2),所以OP=(2,2),OQ=
(2,-2).因为OP⊥OQ,所以OP·OQ=(2,2)·(2,-2)=4-4p=0,即p=1,所以抛物线C的方程为y2=2x.
考向一 抛物线的定义及其应用
例1 (1)已知抛物线定点在原点,对称轴为坐标轴,焦点在直线x-y+2=0上,则抛物线方程为____.
(2)动圆过点(1,0),且与直线x=-1相切,则动圆的圆心的轨迹方程为____.
【答案】(1)y2=-8x或x2=8y (2)y2=4x
【解析】 (1)直线x-y+2=0与坐标轴的交点分别为(-2,0)和(0,2),当焦点为(-2,0)时,抛物线焦
点在x轴负半轴上,且p=4,则抛物线方程为y2=-8x;当焦点为(0,2)时,抛物线焦点在y轴正半轴上
且p=4,则抛物线方程为x2=8y;故抛物线方程为y2=-8x或x2=8y.
(2)设动圆的圆心坐标为(x,y),则圆心到点(1,0)的距离与到直线x=-1的距离相等,根据抛物线的
定义易知动圆的圆心的轨迹方程为y2=4x.
变式1、过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的任意一条直线m,交抛物线于P ,P 两点,求证:以PP 为直径
1 2 1 2
的圆和该抛物线的准线相切.
证明:如图,设PP 的中点为P,过P,P,P 分别向准线l引垂线,垂足分别为Q,Q,Q.
1 2 0 1 2 0 1 2 0
根据抛物线的定义,得|PF|=|PQ|,|PF|=|PQ|,
1 1 1 2 2 2
所以|PP|=|PF|+|PF|=|PQ|+|PQ|.
1 2 1 2 1 1 2 2
因为PQ∥P Q∥P Q,|PP|=|PP|,
1 1 0 0 2 2 1 0 0 2
所以|PQ|=(|P Q|+|PQ|)=|PP|.
0 0 1 1 2 2 1 2
由此可知,PQ 是以PP 为直径的圆P 的半径,且PQ⊥l,因此,圆P 与准线相切.
0 0 1 2 0 0 0 0
方法总结:与抛物线有关的最值问题,一般情况下都与抛物线的定义有关,实现由点到点的距离与点到直
线的距离的转化.
(1)将抛物线上的点到准线的距离转化为该点到焦点的距离,构造出“两点之间线段最短”,使问题得
解.
(2)将抛物线上的点到焦点的距离转化为到准线的距离,利用“与直线上所有点的连线中垂线段最短”原理
解决.
考向二 抛物线的标准方程及其几何性质
例 2 、 顶 点 在 原 点 , 对 称 轴 为 坐 标 轴 , 且 过 点 P( - 4 , - 2) 的 抛 物 线 的 标 准 方 程 是________________________.
【答案】 y2=-x或x2=-8y
【解析】 若焦点在x轴上,设抛物线的方程为y2=mx,将点P(-4,-2)代入,解得 m=-1,则抛物线
方程为y2=-x;若焦点在y轴上,设抛物线的方程为x2=ny,将点P(-4,-2)代入,解得n=-8,则抛
物线方程为x2=-8y.综上,抛物线的标准方程为y2=-x或x2=-8y.
变式1、 已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A(x ,y),B(x ,y)是过点F的直线与抛物线的两个交
1 1 2 2
点,求证:
(1) yy=-p2,xx=;
1 2 1 2
(2) +为定值;
(3) 以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.
【解析】 (1) 由已知,得抛物线的焦点坐标为.
设直线AB的方程为x=my+,代入y2=2px,
得y2=2p,即y2-2pmy-p2=0,
所以yy=-p2.
1 2
因为y=2px,y=2px,
1 2
所以yy=4p2xx,
1 2
所以xx===.
1 2
(2) +=+=.
因为xx=,x+x=AB-p,
1 2 1 2
所以+==(定值).
(3) 设AB的中点为M(x,y),如图所示,分别过点A,B作准线l的垂线,垂足分别为C,D,过点M
0 0
作准线l的垂线,垂足为N,
则MN=(AC+BD)=(AF+BF)=AB,
所以以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.
变式2、(1)设抛物线y2=2px的焦点在直线2x+3y-8=0上,则该抛物线的准线方程为( )
A.x=-4 B.x=-3
C.x=-2 D.x=-1
【答案】 A
【解析】 直线2x+3y-8=0与x轴的交点为(4,0),∴抛物线y2=2px的焦点为(4,0),∴准线方程为x=
-4.
(2)(2022·广州模拟)已知抛物线x2=2py(p>0)的焦点为F,准线为l,点P(4,y)在抛物线上,K为l与y
0
轴的交点,且|PK|=|PF|,则y=________,p=________.
0【答案】2 4
【解析】 作PM⊥l,垂足为M,由抛物线定义知|PM|=|PF|,又知|PK|=|PF|,
∴在Rt△PKM中,sin∠PKM===,
∴∠PKM=45°,∴△PMK为等腰直角三角形,
∴|PM|=|MK|=4,
又知点P在抛物线x2=2py(p>0)上,
∴解得
方法总结:1.求抛物线标准方程的方法
(1)定义法:若题目已给出抛物线的方程(含有未知数p),那么只需求出p即可.
(2)待定系数法:若题目未给出抛物线的方程,对于焦点在x轴上的抛物线的标准方程可统一设为y2=
ax(a≠0),a的正负由题设来定;焦点在y轴上的抛物线的标准方程可设为x2=ay(a≠0),这样就减少了
不必要的讨论.
2.抛物线性质的应用技巧
(1)利用抛物线方程确定及应用其焦点、准线时,关键是将抛物线方程化成标准方程.
(2)要结合图形分析,灵活运用平面图形的性质简化运算
1、(2022·江苏第一次百校联考)已知抛物线y2=4x的焦点为点F,点A(-1,0),抛物线上点P满足PA=
PO,O为坐标原点,则PF的长等于
A.1 B. C.2 D.
【答案】B
【解析】由题意可设P(x ,y),因为PA=PO,所以(x +1)2+y2=2(x2+y2),即可化简为(x -1)2+y2=
0 0 0 0 0 0 0 0
2,则点P的轨迹是以点(1,0)为圆心,以r=为半径的圆,则PF=r=,故答案选B.
2、(2022·武汉部分学校9月起点质量检测)抛物线y2=2x上两点A,B与坐标原点O构成等边三角形,则该
三角形的边长为______.
【答案】4
【解析】由题意可知,点A,B关于x轴对称,且满足∠AOx=30°,假设点A在第一象限,且设等边三角
形的边长为m,则点A(m,m),代入到抛物线的方程,可解得m=4,即等边三角形的边长为4.
3、(2022·湖南省雅礼中学开学考试)已知F是抛物线的焦点,M是C上一点,FM的延长线交y轴于点N,
若M为FN的中点,则|FN|= .
【答案】6【解析】由题意,如图,过M、N分别作抛物线准线的垂线,垂足分别为M ,N ,设抛物线的准线与x轴
1 1
的交点为F ,则|NN |=|OF|=2,|FF|=4.因为M为FN的中点,所以|MM|=3,由抛物线的定义知,则|
1 1 1 1 1
FN|=2|FM|=6.
4、(2022·河北唐山·高三期末)已知抛物线C: 的焦点为F, , 是C上两点,若
,则 ( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【解析】解:由抛物线C: ,
得 ,
又因 ,所以 ,即 ,
所以 ,即 ,
所以 .
故选:A.
5、(2022·河北张家口·高三期末)已知 是拋物线 上一点, 是 的焦点,,则 ( )
A.2 B.3 C.6 D.9
【答案】C
【解析】由定义 ,又 ,
所以 ,解得 .
故选:C
6、(2022·广东东莞·高三期末)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.
【答案】B
【解析】设 , , , ,
由抛物线的定义可得 ,
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
7、(2022·江苏海门·高三期末)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,点A,B在抛物线C上,
且满足AF⊥BF.设线段AB的中点到准线的距离为d,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】如图示:设AB的中点为M,分别过点 作准线l的垂线,垂足为C,D,N,
设 ,则 ,
MN为梯形ACDB的中位线,则 ,
由AF⊥BF.可得 ,
故 ,
因为 当且仅当a=b时取等号,
故 ,
故选:D.