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9.4抛物线(精讲)
一.抛物线的概念
(1)定义:平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹.
(2)焦点:点F叫做抛物线的焦点.
(3)准线:直线l叫做抛物线的准线.
2.抛物线的标准方程与几何性质
图形
x2=-2py
y2=2px (p>0) y2=-2px (p>0) x2=2py (p>0)
标准方程 (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
性
质
焦点 F F F F
离心率 e=1
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】准线方程 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
一.抛物线的定义及标准方程
1.由抛物线定义,抛物线上的点到焦点的距离和到准线的距离可相互转化.
2.求抛物线标准方程的常用方法是待定系数法,其关键是判断焦点位置、开口方向,在方程的类型已经确
定的前提下,由于标准方程只有一个参数p,只需一个条件就可以确定抛物线的标准方程.
二.与抛物线有关的最值问题
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”,“三角形两边
之和大于第三边”,使问题得以解决.
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.
三.常用的结论
1.与焦点弦有关的常用结论
如图,倾斜角为θ的直线AB与抛物线y2=2px(p>0)交于A,B两点,F为抛物线的焦点,设A(x ,y),
1 1
B(x,y).则有
2 2
(1)x·x=.
1 2
(2)y·y=-p2.
1 2
(3)|AB|=x+x+p=(α是直线AB的倾斜角).
1 2
(4)+=为定值(F是抛物线的焦点).
(5)以弦AB为直径的圆与准线相切;以AF或BF为直径的圆与y轴相切.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(6).若A,B为抛物线y2=2px(p>0)上两点,且OA⊥OB,则直线AB过定点(2p,0).
考点一 抛物线的定义及标准方程
【例1-1】(2023秋·北京丰台·高三北京丰台二中开学考试)已知抛物线 的焦点为 ,点 在
上.若 到直线 的距离为3,则 ( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】A
【解析】如下图所示:
根据题意可得抛物线的准线方程为 ,
若 到直线 的距离为 ,则 到抛物线的准线 的距离为 ,
利用抛物线定义可知 .
故选:A
【例1-2】(2023·新疆·统考三模)已知抛物线 上任意一点到焦点F的距离比到y轴的距离
大1,则抛物线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意抛物线 上任意一点到焦点F的距离与它到直线 的距离相,因此
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】, ,抛物线方程为 .
故选:C.
【一隅三反】
1.(2023秋·福建福州·高三统考开学考试)已知点 在抛物线C: 上,则P到C的准线的距
离为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】C
【解析】抛物线 的准线为 ,
将 代入 得 ,
故P到准线的距离为2,
故选:C.
2.(2023秋·山东青岛·高三统考开学考试)设抛物线 : 的焦点为 , 在 上,
,则 的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】抛物线 的开口向上,
由于 在 上,且 ,
根据抛物线的定义可知 ,
所以抛物线 的方程为 .
故选:A
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
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】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
考点二 抛物线有关的最值问题
【例2-1】(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: .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】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.
【例2-2】(2022秋·广东东莞·高三校考阶段练习)抛物线 的顶点为原点,焦点为 ,则点 到
抛物线 上动点 的距离最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】抛物线 的焦点为 ,所以抛物线 的方程为 ,
且 ,所以抛物线 的方程为 ,
设 ,则 ,
所以当 时, 取得最小值为 .
故选:B
【一隅三反】
1.(2023·全国· 专题练习)已知抛物线 的焦点为F,点P在C上,若点 ,则 周
长的最小值为( ).
A.13 B.12 C.10 D.8
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】A
【解析】 ,故 ,
记抛物线 的准线为 ,则 : ,
记点 到 的距离为 ,点 到 的距离为 ,
则 .
故选:A.
2.(2023·江西南昌·校联考模拟预测)已知抛物线 ,圆 ,P为E上一点,Q为
C上一点,则 的最小值为( )
A.2 B. C. D.3
【答案】B
【解析】由题意知 ,设 ,则 ,
所以当 时, ,又因为圆 的半径为1,所以 .
故选:B.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】3.(2023春·四川南充 )已知 是抛物线 上的一个动点,则点 到直线 和
的距离之和的最小值是( )
A.3 B.4 C. D.6
【答案】B
【解析】由 消去 得 ,
因为 ,所以方程 无解,
即直线 与抛物线无交点;
过点 作 于点 , 于点 ,记抛物线 的焦点为 ,连接 ,
因为 点 到直线 的距离为 , 为抛物线 的准线,根据抛物的定
义可得, ,
则 到直线 和 的距离之和为 ,
若 , , 三点不共线,则有 ,
当 , , 三点共线,且 位于 之间时, ,
则 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】又 ,
所以 ,即所求距离和的最小值为 .
故选: .
4.(2023·广东深圳·深圳中学校考模拟预测)已知 为抛物线 的焦点,直线 与
交于 , 两点,则 的最小值是( )
A.10 B.9 C.8 D.5
【答案】B
【解析】设 , ,
联立 得 ,
则 .
所以 .
当且仅当 ,即 , 时,上式取等号,
故 .
故选:B
考点三 直线与抛物线的位置关系
【例3-1】(2023秋·课时练习)(多选)已知直线l过定点 ,则与抛物线 有且只有一个公共
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】点的直线l的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】(1)当过点 的直线l的斜率存在时,设其方程为 ,
由方程组 消去y得 ,
①若 ,则 ,解得 ,此时直线与抛物线只有一个交点,直线l的方程为 ,A正确;
②若 ,令 ,解得 ,此时直线与抛物线相切,只有一个交点,直线l的方
程为 ,即 ,B正确.
(2)当过点 的直线l的斜率不存在时,方程为 ,与抛物线相切,只有一个交点,C正确.
综上,直线l的方程为 , 或 .
故选:ABC.
【一隅三反】
1.(2023秋·课时练习)已知直线 与抛物线 只有一个公共点,则直线 与抛物线的位置关
系是( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.相交或相切
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】D
【解析】直线 与抛物线的对称轴平行或 与抛物线相切时有一个公共点,
所以D选项正确.
故选:D
2.(2023秋·课时练习)(多选)设抛物线 的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线l与抛物线有
公共点,则直线l的斜率可以是( )
A. B.
C.1 D.2
【答案】BC
【解析】 抛物线 的准线与x轴交于点Q,
准线为 ,Q点的坐标 ,
又直线l过点Q,且斜率必存在,
可设l: ,
联立 ,可得 ,
当 时,得 ,即交点为 ,
当 时,由 得,即 ,
解得, 或 ,
综上,k的取值范围是 .
故选:BC.
3.(2023秋课时练习)过点 与抛物线 只有一个公共点的直线有 条.
【答案】3
【解析】①当斜率不存在时,过点 的直线为y轴,显然符合题意.
②当斜率存在时,设直线方程为 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】联立 得 ,
当 时,解得 ,此时方程有唯一实数解,符合题意;
当 时,由 解得 ,此时方程有唯一实数解,符合题意.
综上共有3条直线.
故答案为:3
4.(2023秋云南)已知抛物线方程为 ,若过点 的直线l与抛物线有公共点,则直线l的斜
率的取值范围是 .
【答案】
【解析】依题意可知直线 的斜率存在,设直线 的方程为 ,
由 消去 并化简得 ①,
当 时,①可化为 ,此时 ,即直线 与抛物线相交于 .
当 时,由于①有解,
所以 ,
即 ,解得 且 .
综上所述,直线l的斜率的取值范围是 .
故答案为:
考点四 弦长
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【例4-1】(2023·北京大兴·校考三模)已知抛物线顶点在原点,焦点为 ,过 作直线 交抛物线于
、 两点,若线段 的中点横坐标为2,则线段 的长为
【答案】6
【解析】 是抛物线 的焦点,
准线方程 ,
设 ,线段 的中点横坐标为2, .
, 线段 的长为6.
故答案为:6.
【例4-2】(2023秋·辽宁鞍山·高三统考阶段练习)(多选)已知抛物线 的焦点为 ,准线为 ,
过 的直线与抛物线 交于 、 两点,则下列说法正确的是( )
A.若 ,则
B.若 ,则弦 最短长度为4
C.存在以 为直径的圆与 相交
D.若直线 ,且 点在 轴的上方,则
【答案】BD
【解析】对于A,若 ,则 ,故 ,故A错误,
对于B,若 ,则 ,则抛物线方程为 ,
设过点 的直线方程为 ,联立其与抛物线的方程可得 ,
设 ,则
故 ,
故当 时,此时弦 最短长度为4,故B正确,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】对于C, 设 的中点为 ,设过点 的直线方程为 ,
联立其与抛物线的方程可得 ,
设 ,
因为 ,故 ,
则点 到准线 的距离为 ,
而 ,
故以 为直径的圆与 相切,故C错误,
对于D,联立 与抛物线方程可得 ,解得 或 ,
由于 点在 轴的上方,所以 故 ,
又 ,则 ,
所以 ,D正确,
故选:BD
【一隅三反】
1.(2023·湖南郴州·安仁县第一中学校联考模拟预测)经过抛物线 的焦点 ,作斜率为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】的直线 与抛物线 交于 两点,若 ,则 ( )
A. B. 或3 C. 或2 D.3
【答案】C
【解析】由题意可知 直线 的方程为 ,
由 ,可得 ,解得 或 ,或者
.
故选:C.
2.(2023·云南昭通·校联考模拟预测)(多选)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
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【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, ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】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.
3.(2023·江西九江·统考一模)已知点 分别是抛物线 和圆 上的
动点,点 到直线 的距离为 ,则 的最小值为 .
【答案】
【解析】如图所示:
由圆 的标准方程为 可知圆心 ,半径为 ,
抛物线 的焦点为 ,准线方程为 ,
由抛物线定义可知 ,
圆外一点到圆上点的距离满足 ,即 ;
所以 ,
当且仅当 三点共线时,等号成立;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】即 的最小值为 .
故答案为:
考点五 直线与抛物线的综合问题
【例5】(2023秋·湖南·高三临澧县第一中学校联考开学考试)已知抛物线 的焦点为 ,
抛物线 的焦点为 ,且 .
(1)求 的值;
(2)若直线l与 交于M,N两点,与 交于P,Q两点,M,P在第一象限,N,Q在第四象限,且
,证明: 为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】(1)由题意知 , ,
所以 ,
解得 .
(2)由(1)知 , .
设直线 , , , , ,
根据题意结合图形可知 ,且 .
联立 ,得 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】则 ,
同理联立 ,得 ,
则 .
由 可得, ,
又 , ,
所以 ,
即 ,化简得 ,即 ,
又因为 , ,所以 ,
再由 ,得 .
联立 ,解得 ,
所以 , , .
故 ,
所以 为定值.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【一隅三反】
1.(2023秋·湖北·高三孝感高中校联考开学考试)直角坐标系 中,已知动点 到定点 的距离
比动点 到定直线 的距离小1,记动点 的轨迹为 .
(1)求轨迹 的方程;
(2)点 是曲线 上位于直线 的上方的点,过点 作曲线 的切线交于点 ,若 ,证明:
为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】(1)由题意,动点 到定点 的距离与动点 到定直线 的距离相等,
满足抛物线 定义,则 ,得 ,
则 的方程为 ;
(2)设 ,则 ,
,则 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】即 ,
由 ,有 ,过点 的切线的斜率为 ,
则切线 的方程为 ,
同理切线 的方程为 ,
联立方程组解得 ,
由点 是曲线 上位于直线 的上方的点,可知 ,
则 , ,
则
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】代入 ,得
,
即 为定值.
2.(2023秋·广东深圳·高三校考阶段练习)已知抛物线 的焦点为 ,点 在 上,
.
(1)求 ;
(2)过点 作直线 , 与 交于 , 两点, 关于 轴的对称点为 .判断直线 是否过定
点?若是,求出定点坐标;若不是,说明理出.
【答案】(1)
(2)过定点
【解析】(1)因为点 在 上,所以 ①,
因为 ,所以由焦半径公式得 ②,
由①②解得 (负值舍去),所以 .
(2)由(1)知抛物线的方程为 ,
依题意直线 的斜率存在,设直线 的方程为 , , ,则 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】由 消去 得 , ,则 ,
所以 , ,
所以 ,
则直线 的方程为 ,即 ,
即 ,即 ,令 ,可得 ,
所以直线 恒过定点 .
3.(2023·全国·高三专题练习)设抛物线 的焦点为F,过F且斜率为1的直线l与E交
于A,B两点,且 .
(1)求抛物线E的方程;
(2)设 为E上一点,E在P处的切线与x轴交于Q,过Q的直线与E交于M,N两点,直线PM和PN
的斜率分别为 和 .求证: 为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】(1)由题意, ,直线l的方程为 ,代入 ,得 .于是
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】,∴焦点弦 ,解得p=2.故抛物线E的方程为 .
(2)因 在E上,∴m=2.设E在P处的切线方程为 ,代入 ,得
.由 ,解得t=1,∴P处的切线方程为y=x+1,从而得
.
易知直线MN的斜率存在,设其方程为 ,设 , .
将 代入 ,得 .于是 , ,且 ,
.
∴
.
故 为定值2.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】