文档内容
专题 9.5 抛物线
题型一 抛物线的定义与方程
题型二 抛物线方程与位置特征
题型三 距离的最值问题
题型四 实际问题中的抛物线
题型五 抛物线中的三角形和四边形问题
题型六 抛物线的简单几何性质
题型一 抛物线的定义与方程
例1.(2023秋·高二课时练习)过抛物线焦点F的直线与抛物线交于P,Q两点,若P,Q
在抛物线准线上的射影为 ,则 等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由抛物线的定义及内错角相等,可得 ,
,可得答案.
【详解】由于 为焦半径,
所以 ,
题中求的是角,故把边转化到角,如图,
则 ,
,
,
又 ,
所以 ,,从而 .
故选:C
例2.(2023·山东烟台·统考三模)设抛物线 的焦点为 ,点 ,
过点 的直线交 于 两点,直线 垂直 轴, ,则 ________.
【答案】
【分析】根据抛物线定义求出 ,再设直线 的方程为 ,得到韦达定理式,
求出 点横坐标,再利用抛物线定义即可求出 的长.
【详解】由题意得 ,因为直线 垂直于 轴, ,准线方程为 ,
所以 点的横坐标为 ,设 ,
根据抛物线的定义知 ,解得 ,
则 ,则 ,可设直线 的方程为 ,
联立抛物线方程有 可得 ,
,则 ,
则 ,解得 ,则 ,
故答案为: .
练习1.(2023秋·高三课时练习)抛物线的顶点在原点,对称轴是x轴,抛物线上的点
到焦点的距离是6,则抛物线的方程为( )
A. B.C. D. 或
【答案】B
【分析】由已知,抛物线开口向左,设其方程为 ,则准线方程为 ,由条件
结合抛物线的定义求出 的值即可.
【详解】由已知,抛物线开口向左,设其方程为 , ,则准线方程为 ,
由抛物线的定义知,点 到焦点的距离是 ,所以 ,
所以抛物线的方程是: ,
故选:B.
练习2.(2021秋·高三课时练习)分别求符合下列条件的抛物线方程:
(1)顶点在原点,以坐标轴为对称轴,且过点 ;
(2)顶点在原点,以坐标轴为对称轴,焦点到准线的距离为 .
【答案】(1) 或
(2) 或 或 或
【分析】(1)由题意方程可设为 或 ,将 代入求解即可;
(2)根据抛物线的定义焦点到准线的距离为 ,即 ,写出抛物线方程即可.
【详解】(1)由题意,方程可设为 或 ,
将点 的坐标代入,得 或 ,
∴ 或 ,
∴所求的抛物线方程为 或 .
(2)由焦点到准线的距离为 ,可知 ,
∴所求抛物线方程为 或 或 或 .
练习3.(2023·北京·北京四中校考模拟预测)已知抛物线 的焦点为 ,
准线为 ,点 是抛物线 上一点, 于 .若 ,则抛物线 的方
程为( )
A. B.
C. D.【答案】C
【分析】根据抛物线的定义求得 ,然后在直角三角形中利用 可求得
,从而可得答案.
【详解】如图,连接 ,设准线与 轴交点为
抛物线 的焦点为 ,准线 :
又抛物线的定义可得 ,又 ,所以 为等边三角形,
所以 ,
所以在 中, ,则 ,所以抛物线 的方程为 .
故选:C.
练习4.(2023·福建福州·福州三中校考模拟预测)已知抛物线 与圆 ,
过抛物线的焦点 作斜率为 的直线 与抛物线交于 两点,与圆交于 两点(
在 轴的同一侧),若 ,则 的值是___________.
【答案】8
【分析】根据给定条件,写出直线 的方程,与抛物线方程联立,利用韦达定理并结合圆
的性质及向量等式求解作答.
【详解】抛物线 的焦点 ,准线方程为 ,于是直线 : ,显然
,由 消去y得: ,设 ,
则 ,又圆 的圆心为 ,半径为1,
由 ,得 ,即 ,
于是 ,整理得 ,又 ,解得 ,
则 ,解得 ,
所以 的值是8.
故答案为:8
练习5.(2023·河南·洛宁县第一高级中学校联考模拟预测)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 ,则 ___________
【答案】4
【分析】先求出准线 方程为 ,根据抛物线定义把焦半径转化为焦点到准线距离,在
直角梯形 中由平行线得比练习线段,从而可得 ,即 ,从而可得 .
【详解】易知焦点F的坐标为 ,准线方程为 ,如图,作 于 ,
于 ,
,可知线段BM平行于AF和DN,因为 , ,
,
所以 ,又由定义知 ,
所以 .
故答案为:4.
题型二 抛物线方程与位置特征例3.(2023·陕西渭南·统考二模)将抛物线 绕其顶点顺时针旋转 之后,正好与
抛物线 重合,则 ( )
A. B. C.-2 D.2
【答案】A
【分析】根据抛物线旋转规律可得,其焦点坐标从 轴负半轴旋转到 轴正半轴,即可得
.
【详解】根据题意可得抛物线 的焦点坐标为 ,
抛物线 的标准方程为 ,可得其焦点坐标为 ,
易知 绕原点顺时针旋转 之后得到 ,即可得 ,
解得 .
故选:A
例4.(2023秋·高二课时练习)已知抛物线的标准方程如下,分别求其焦点和准线方程:
(1) ;
(2) .
【答案】(1)焦点为 ,准线方程为 ;
(2)焦点为 ,准线方程为 .
【分析】(1)根据抛物线标准方程即可判断焦点位置及 ,进而写出焦点坐标和准线
方程;
(2)将抛物线 化成标准方程可得 ,即可写出焦点坐标和准线方程;
【详解】(1)由抛物线方程为 ,可得 ,且焦点在 轴正半轴上,
所以可得其焦点为 ,准线方程为 ;
(2)将 化成标准方程为 ,
可得 ,且焦点在 轴负半轴上,所以焦点为 ,准线方程为 .
练习6.(2023春·上海普陀·高三曹杨二中校考阶段练习)在同一坐标系中,方程
与 的曲线大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】结合椭圆和抛物线的标准方程定义判断即可.
【详解】由 ,则方程 表示焦点在 轴上的椭圆,
方程 化为 ,
由于 ,则方程表示焦点在 轴上开口向左的抛物线.
故选:A.
练习7.(2022·高三单元测试)已知 ,则方程 与 在同一坐标
系内对应的图形编号可能是( )
A.①④ B.②③ C.①② D.③④【答案】B
【分析】结合椭圆、双曲线、抛物线的图像,分别对①②③④分析m、n的正负,即可得
到答案.
【详解】对于①:由双曲线的图像可知: ;由抛物线的图像可知: 同号,
矛盾.故①错误;
对于②:由双曲线的图像可知: ;由抛物线的图像可知: 异号,符合要求.
故②成立;
对于③:由椭圆的图像可知: ;由抛物线的图像可知: 同号,且抛物线的
焦点在x轴上,符合要求.故③成立;
对于④:由椭圆的图像可知: ;由抛物线的图像可知: 同号,且抛物线的
焦点在x轴上,矛盾.故④错误;
故选:B
练习8.(2022·高三课时练习)根据下列条件,求抛物线的标准方程,并画图:
(1)准线方程为 ;
(2)焦点在x轴上且其到准线的距离为6;
(3)对称轴是x轴,顶点到焦点的距离等于2;
(4)对称轴是y轴,经过点 .
【答案】(1)答案见解析;
(2)答案见解析;
(3)答案见解析;
(4)答案见解析.
【分析】(1)根据抛物线的准线方程为 ,得到 且焦点在y轴上求解;
(2)根据焦点在x轴上且其到准线的距离为6,得到 求解;
(3)根据对称轴是x轴,顶点到焦点的距离等于2,得到 求解;
(4)根据对称轴是y轴,设抛物线方程为 ,将点 代入求解.
(1)
解:因为抛物线的准线方程为 ,
所以 ,p=3,
所以抛物线的方程是 ;其图象如下:(2)
因为焦点在x轴上且其到准线的距离为6,
所以 ,
所以抛物线的方程是 或 ;其图象如下:
(3)
因为对称轴是x轴,顶点到焦点的距离等于2
所以 ,p=4,
所以抛物线的方程是 或 ;其图象如下:(4)
因为对称轴是y轴,
设抛物线方程为 ,
因为抛物线经过点 ,
所以 ,解得 ,
所以抛物线的方程是 ,其图象如下:
练习9.(2023·全国·模拟预测)十一世纪,波斯(今伊朗)诗人奥马尔·海亚姆(约1048-
1131)发现了三次方程 的几何求解方法,如图是他的手稿,目前存放在
伊朗的德黑兰大学.奥马尔采用了圆锥曲线的工具,画出图像后,可通过测量的方式求出
三次方程的数值解.在平面直角坐标系 上,画抛物线 ,在 轴上取点
,以 为直径画圆,交抛物线于点 .过 作 轴的垂线,交 轴于点 .
下面几个值中,哪个是方程 的解?( )A. B. C. D.
【答案】A
【分析】求出圆的方程,联立圆与抛物线的方程求出P的横坐标满足的方程可得解.
【详解】由题意,圆的方程为 ,如图,
联立 ,
消去 可得: ,
即 ,
可得 或 ,
即P点的横坐标满足方程 ,
故 点的横坐标 可以满足的方程 .
故选:A
练习10.(2022·高三单元测试)(多选)已知 ,则方程 与 在同一坐标系内对应的图形可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】先将方程化为标准方程得 , ,再根据抛物线图形与椭圆或双
曲线图形判断即可.
【详解】解:将对应方程化为标准方程得 , ,
所以抛物线 的焦点在 轴上,故排除D选项,
对于A选项,由图可知 , , ,矛盾,故A错误;
对于B选项,由图可知 , , ,满足,故B正确;
对于C选项,由图可知, , , ,满足,故C正确;
故选:BC.
题型三 距离的最值问题
例5.(2023·江苏无锡·校联考三模)已如 , 是抛物线 上的动点(异于顶
点),过 作圆 的切线,切点为 ,则 的最小值为______.
【答案】3
【分析】设出点 的坐标,结合圆的切线的性质求出 ,再借助式子几何意义作答.
【详解】依题意,设 ,有 ,圆 的圆心 ,半径 ,
于是 ,
因此 ,表示抛物线 上的点 到y轴距离与到定点 的距离的和,
而点 在抛物线 内,当且仅当 是过点 垂直于y轴的直线与抛物线 的交点时,
取得最小值3,
所以 的最小值为3.
故答案为:3.
例6.(2023秋·高三课时练习)若点 的坐标为 ,F为抛物线 的焦点,点
在抛物线上移动,为使 最小,点 的坐标应为__________.
【答案】
【分析】根据 点位置和抛物线方程可得焦点 和准线 ,利用抛物线定义可
知 ,当 三点纵坐标相同时取最小值,即可求得
.
【详解】由 以及抛物线 可知,点 在抛物线内部,如下图所示:抛物线 的焦点坐标 ,准线方程为 ;
作 垂直于准线,垂足为 ,
由抛物线定义可得 ,则 ,
当且仅当 三点共线时, 取最小值 ,
此时 三点纵坐标相同,所以点 的纵坐标为 ,
代入抛物线方程可得 .
故答案为:
练习11.(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】
【分析】根据题意,过点 作 ,垂足为 ,过点 ,垂足为 ,根据抛物线的定义,
转化为 ,结合图象,得到,当且仅当 在一条直线上时,
的最小值,即可求解.
【详解】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: .练习12.(2022秋·河南焦作·高三统考期末)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
【分析】先判断直线 与抛物线的位置关系,过点 作 于点 , 于点 ,
连接 ,根据抛物线的定义,得到 ,推出 ,结合图形,
可得 , , 共线时, 最小,进而可得出结果.
【详解】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 ,
又 ,
所以 ,即所求距离和的最小值为 .故选: .
练习13.(2023·江苏南通·统考模拟预测)已知点 是抛物线 上的动点,
则 的最小值为______.
【答案】 /
【分析】根据已知条件将问题转化为抛物线 上的动点 到直线
和 轴的距离之和的最小值,作出图形,利用抛物线的定义及点到直线的距
离公式即可求解.
【详解】由题可知,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 ,交准线于 点, 为抛物线焦点,
由 ,得 ,所以 ,如图所示
则 动点 到 轴的距离为
所以 ,
当且仅当 三点共线时, 有最小值,即
(此时 为点 到直线 的距离),所以 到直线 的距离为 ,
所以 ,
所以 .
所以 的最小值为 .
故答案为:
练习14.(2023·河南·校联考模拟预测)设P为抛物线C: 上的动点, 关于
P的对称点为B,记P到直线 的距离分别 , ,则 的最小值为
( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意得到 ,再利用抛物线的定义
结合三角不等式求解.
【详解】解:如图,
因为 ,且 关于P的对称点为B,所以|PA|=|PB|,抛物线焦点 ,
所以
.
当P在线段AF上时, 取得最小值,且最小值为 .
故选:A
练习15.(河北省唐山市、保定市四校(保定中恒高级中学有限公司等)2023届高三一模
数学试题)(多选)抛物线 的焦点为 , 为抛物线上的动点,若点 不在抛物线上,且满足 的最小值为 ,则 的值可以为( )
A. B.3 C. D.
【答案】ABC
【分析】分类讨论A的位置,再由抛物线的定义转化线段和求最小值或三角形三边关系判
定最小值即可.
【详解】
如上图所示,若A在抛物线内,易知 ,抛物线的准线为 ,
过P作PE垂直于抛物线准线,垂足为E,过A作AB垂直于抛物线准线,垂足为B,交抛
物线于 ,
由抛物线的定义知 ,当且仅当A、P、B三点共线时,
即 重合时取得最小值, ,
又A在抛物线内,故 ,
所以 ,即 ;
若A在抛物线外,连接AF交抛物线于G点,则 ,
当且仅当 重合时取得最小值,此时即 .综上 .
故选:ABC
题型四 实际问题中的抛物线
例7.(2023·青海海东·统考模拟预测)图中是抛物线形拱桥,当水面在 时,拱顶距离水
面2米,水面宽度为8米,则当水面宽度为10米时,拱顶与水面之间的距离为( )
A. 米 B. 米 C. 米 D. 米
【答案】D
【分析】以拱顶为坐标原点,建立直角坐标系,设拱桥所在抛物线的方程为
,根据抛物线过点 ,求出 的值,即可得到抛物线方程,再令 ,
求出 的值,即可得解.
【详解】以拱顶为坐标原点,建立直角坐标系,
可设拱桥所在抛物线的方程为 ,
又抛物线过点 ,则 ,解得 ,
则抛物线的方程为 ,当 时, ,故当水面宽度为 米时,拱顶与水面之间的距离为 米.
故选:D
例8.(2023春·广东韶关·高三校考阶段练习)有一个隧道内设双行线公路,其截面由一
长方形和抛物线构成,如图所示.为了保证安全,要求行驶车辆顶部(设为平顶)与隧道顶
部在竖直方向上的高度之差至少为0.7m,若行车道总宽度为7.2m,则车辆通过隧道时的限
制高度为______m.
【答案】3.8
【分析】由题意,建立平面直角坐标系,明确点的坐标,求出抛物线方程,可得答案.
【详解】由题意,如图建系:
则 , , , ,
如图可设,抛物线方程为 ,将 代入,可得 ,求得 ,
故抛物线方程为 ,
将 代入抛物线方程,可得 ,
.
故答案为:3.8.
练习16.(2023春·广西南宁·高三统考开学考试)北京时间2022年4月16日9时56分,
神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,全国人民都为我国的科技水平感到自
豪.某学校科技小组在计算机上模拟航天器变轨返回试验.如图,航天器按顺时针方向运行的轨迹方程为 ,变轨(即航天器运行轨迹由椭圆变为抛物线)后返回的轨迹是以
轴为对称轴, 为顶点的抛物线的一部分(从点 到点 ).已知观测点A的坐标
,当航天器与点A距离为4时,指挥中心向航天器发出变轨指令.
(1)求航天器变轨时点 的坐标;
(2)求航天器降落点 与观测点A之间的距离.
【答案】(1)
(2)3
【分析】(1)设出点 ,利用 的距离和椭圆方程可求出点 的坐标;
(2)根据抛物线经过的点求出方程,解出降落点的坐标,可得答案.
【详解】(1)设 ,由题意, ,即 ,
又 ,联立解得 或 (舍),当 时, ,
故 的坐标为 .
(2)由题意设抛物线的方程为 ,
因为抛物线经过点 , ,
所以 , ,解得 ,即 ;
令 可得 或 (舍),即 ;
所以 ,
所以航天器降落点 与观测点A之间的距离为3.
练习17.(2023·上海·高三专题练习)如图所示,一种建筑由外部的等腰梯形PQRS、内部
的抛物线以及水平的杠杆AB组成,其中PS和QR分别与抛物线相切于A,B,A,B分别
是PS和QR的中点.梯形的高和CD的长度都是4米.(1)求杠杆AB的长度;
(2)求等腰梯形的周长.
【答案】(1) 米
(2) 米
【分析】(1)以 所在的直线为 轴, 为原点, 的垂直平分线为 轴建立平面直角
坐标系,设 分别与 轴的交点为 点,根据已知条件求出
坐标,设抛物线的解析式为 ,代入 求出抛物线方程,令 解得
可得答案;
(2)由(1) 米,设 ,直线 的解析式为
,把 代入解得 ,利用直线 的解析式与抛物线方程联立,再由
解得 ,可得 , A,B分别是PS和QR的中点得 ,从
而得出答案.
【详解】(1)以 所在的直线为 轴, 为原点, 的垂直平分线为 轴建立平面直角
坐标系,
设 分别与 轴的交点为 点,则 轴为图象的对称轴,
且 , , 米, ,
所以 ,设抛物线的解析式为 ,
代入 得 解得 ,所以 ,
当 时 ,解得 ,所以 ,
所以 (米),
所以杠杆AB的长度为 米;
(2)由(1) 米, ,设 ,且 ,
直线 的解析式为 ,把 代入得 ,解得 ,
所以直线 的解析式为 ,与抛物线方程联立得
,
因为PS和QR分别与抛物线相切于A,B,
所以 , ,
所以 ,解得 ,
经检验, 是分式方程的根,符合题意,
所以 ,由勾股定理得 米,
因为A,B分别是PS和QR的中点,所以 米,
所以 米,
即等腰梯形的周长为 米.
练习18.(2023·全国·高三专题练习)有一正方形景区 , 所在直线是一条公路,
该景区的垃圾可送到位于 点的垃圾回收站或公路 上的流动垃圾回收车,于是,景区
分为两个区域 和 ,其中 中的垃圾送到流动垃圾回收车较近, 中的垃圾送到垃圾回
收站较近,景区内 和 的分界线为曲线 ,现如图所示建立平面直角坐标系,其中原点
为 的中点,点 的坐标为 .(1)求景区内的分界线 的方程;
(2)为了证明 与 的面积之差大于1,两位同学分别给出了如下思路,思路①:求分界线
在点 处的切线方程,借助于切线与坐标轴及景区边界所围成的封闭图形面积来证明;
思路②:设直线 : ,分界线 恒在直线 的下方(可以接触),求 的最小值,
借助于直线 与坐标轴及景区边界所围成的封闭图形面积来证明.请选择一个思路,证明
上述结论.
【答案】(1) ;
(2)证明见解析
【分析】(1)根据给定信息,可得分界线上任意点到点F与直线EH距离相等,再列出方
程化简作答.
(2)选①,求出分界线 在点 处的切线方程,再求出该切线与y轴分正方形所成两部分
面积差即可;选②,借助恒成立求出b的最小值得直线L,再求出直线L与y轴分正方形所
成两部分面积差即可.
【详解】(1)分界线C上任意点到点F与直线EH距离相等,直线EH: ,点
,设分界线C上任意一点为 ,
于是得 ,整理得 ,
所以景区内的分界线 的方程: .
(2)选①:点 的坐标为 ,显然切线斜率存在,设切线方程为 , ,
由 ,得 ,由 ,得 ,
因此分界线 在点 处的切线方程为 ,设切线交 轴于点 ,则 ,
梯形 面积 ,显然 ,因此 ,
所以 .
选②:依题意, 对 恒成立,即 ,
而 ,当且仅当 时取等号,则 ,
即 的最小值为1,直线 方程为 ,设直线 交 轴于点 ,则 ,梯形 面积 ,显然 ,因此 ,
所以 .
练习19.(2023春·福建莆田·高三莆田一中校考期中)如图1所示,抛物面天线是指由抛
物面(抛物线绕其对称轴旋转形成的曲面)反射器和位于焦点上的照射器(馈源,通常采
用喇叭天线)组成的单反射面型天线,广泛应用于微波和卫星通讯等领域,具有结构简单、
方向性强、工作频带宽等特点.图2是图1的轴截面,A,B两点关于抛物线的对称轴对称,
F是抛物线的焦点,∠AFB是馈源的方向角,记为 ,焦点F到顶点的距离f与口径d的比
值 称为抛物面天线的焦径比,它直接影响天线的效率与信噪比等.如果某抛物面天线馈
源的方向角 满足, ,则其焦径比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】建立直角坐标系,设抛物线的标准方程为: , , ,
代入抛物线方程可得 ,根据 ,解得 与 的关系,即可得出 .
【详解】如图所示,建立直角坐标系,设抛物线的标准方程为: , ,
,代入抛物线方程可得: ,解得 ,
由于 ,得 或 (舍)
又 ,化为: ,
解得 或 (舍)
.
故选:C.
练习20.(2023·全国·高二专题练习)探照灯、汽车前灯的反光曲面、手电筒的反光镜面、太
阳灶的镜面等都是抛物镜面.灯泡放在抛物线的焦点位置,通过镜面反射就变成了平行光束,
如图所示,这就是探照灯、汽车前灯、手电筒的设计原理.已知某型号探照灯反射镜的纵断面
是抛物线的一部分,光源位于抛物线的焦点处,灯口直径是 ,灯深 ,则光源到
反射镜顶点的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据已知条件及设出抛物线的标准方程,结合点在抛物线上即可求解.
【详解】在纵断面内,以反射镜的顶点(即抛物线的顶点)为坐标原点,过顶点垂直于灯口直径的直线为 轴,建立直角坐标系,如图所示,
由题意可得 .
设抛物线的标准方程为 ,于是 ,解得 .
所以抛物线的焦点到顶点的距离为 ,即光源到反射镜顶点的距离为 .
故选:B.
题型五 抛物线中的三角形和四边形问题
例9.(2023·广东珠海·珠海市斗门区第一中学校考三模)已知抛物线 的焦点为 ,
准线 与坐标轴交于点 是抛物线上一点,若 ,则 的面积为( )
A.4 B. C. D.2
【答案】D
【分析】根据抛物线的定义和标准方程即可求解.
【详解】由 ,
得 ,
则 ,
根据抛物线的定义知 2,
解得 ,
代入 ,
得 ,
所以 的面积为 .
故选:D.
例10.(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【分析】结合图形,利用抛物线的定义和基本不等式即可求解.
【详解】
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: .
练习21.(2023·吉林长春·长春吉大附中实验学校校考模拟预测)设抛物线 :
( )焦点为 ,准线为 ,过第一象限内的抛物线上一点 作 的垂线,垂足为 .
设 , 与 相交于 .若 ,且 的面积为 ,则抛物线的方
程为________________.
【答案】
【分析】由抛物线定义可得四边形 为平行四边形,故 可得点 即
得抛物线方程.
【详解】如图所示, , .所以 .
轴, , ,
所以四边形 为平行四边形,
, .
,解得 ,
代入 可取 ,
,
解得 . .
故答案为: .
练习22.(2023春·海南·高三海南中学校考阶段练习)设O为坐标原点, F为抛物线C:
的焦点,过焦点F且倾斜角为 的直线 与抛物线C交于M,N两点(点N
在第一象限),当 时, ,则 ____________,
【答案】
【分析】运用抛物线定义及相似三角形性质可求得结果.
【详解】设直线l与抛物线准线交于点E,过点M作准线的垂线垂足为B,准线与y轴交于
点G,如图所示,
则 ,
由抛物线定义知, ,所以在 中, ,
所以 ,
又因为 ,
所以 ,即: ,
所以 ,
所以 .
故答案为:3.
练习23.(2023·全国·高二专题练习)已知抛物线 的焦点为 ,直线
与 交于 , 两点, ,线段 的中点为 ,过点 作抛物线 的准线的垂
线,垂足为 ,则 的最小值为____.
【答案】
【分析】运用抛物线定义及作差法比较大小可求得结果.
【详解】如图所示,设抛物线的准线为 ,作 于点 , 于点 ,
由抛物线的定义可设: , ,
因为 ,
所以由勾股定理可知: ,
由梯形中位线的性质可得: ,
又因为 ,当且仅当
时取等号,
所以 ,当且仅当 时取等号,
又因为 , ,所以 ,即 ,当且仅当 时取等号.
所以 ,当且仅当 时取等号.
所以 的最小值为 .
故答案为: .
练习24.(2023·全国·模拟预测)已知 是抛物线 的焦点,点A,B在抛物线上,
且 的重心坐标为 ,则 ( )
A. B.6 C. D.
【答案】D
【分析】求出抛物线的焦点坐标及准线方程,设出点 的坐标,利用三角形重心坐标公
式结合斜率坐标公式求出弦AB长的表达式,再利用抛物线定义求解作答.
【详解】抛物线: 的焦点 ,准线方程为 ,设点 ,
由 的重心为 ,得 , ,解得 ,
,
直线 的斜率 ,则
,
又 ,所以.
故选:D
练习25.(2023·甘肃金昌·永昌县第一高级中学统考模拟预测)已知抛物线 的焦
点为F,准线l交x轴于点E,过F的直线与C在第一象限的交点为A,则 的最大值为
______.
【答案】
【分析】先根据抛物线定义转化为 ,再联立直线和抛物线得出切线斜率即
可求出最大值.
【详解】由题意可知, , .如图所示,过 作 ,垂足为 ,因为
,所以 .
只要 最小,满足题意,即 最小,结合图形可知, 与 相切时,
最小.
设直线 的方程为 .
由 得, ,
由 ,解之得 或 (舍去),
此时 , 取得最大值 .
故答案为:
题型六 抛物线的简单几何性质
例11.(2023·全国·高三对口高考)已知 是抛物线 上的两个点,O为坐标原点,若 且 的垂心恰是抛物线的焦点,则直线 的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意,结合抛物线的对称性,得到 关于 轴对称,设直线 的方程为
,由 的垂心恰好是抛物线的焦点 ,得到 ,根据 ,
列出方程,即可求解.
【详解】由点 是抛物线 上的两点,且 ,
根据抛物线的对称性,可得 关于 轴对称,
设直线 的方程为 ,则 ,
因为 的垂心恰好是抛物线的焦点 ,
所以 ,可得 ,即 ,
解得 ,即直线 的方程为 .
故选:C.
例12.(2022秋·重庆·高三统考期末)已知 ,则方程 表示的
曲线可能是( )
A. B.C. D.
【答案】C
【分析】由方程 得 或 ,通过分类讨论,
结合抛物线的性质、直线的斜率及截距等知识进行判断即可.
【详解】方程 ,得 或 ,
当 时,则有 或 ,分别表示开口向上的抛物线满足
的部分和斜率为正且在 轴上截距为正的直线,故A,B,D不符合,C符合;
当 时,则有 或 ,分别表示开口向上的抛物线满足
的部分和斜率为负且在 轴上截距为负的直线,故A,B,C,D均不符合,
综上,方程 表示的曲线可能是C.
故选:C.
练习26.(2023春·甘肃张掖·高三高台县第一中学校考阶段练习)(多选)对于抛物线
,下列描述不正确的是( )
A.开口向上,焦点为 B.开口向上,焦点为
C.准线方程为 D.准线方程为
【答案】BC
【分析】把抛物线的方程化为标准方程,结合性质可得答案.
【详解】因为 ,所以 ,所以抛物线开口向上,焦点为 ,其准线方程
为 ,结合选项可得A,D正确.
故选:BC.
练习27.(2023秋·高三课时练习)抛物线 的焦点坐标为( )
A. 时为 时 B. 时为 时为C. D.
【答案】C
【分析】抛物线 化为 ,分 , 两种情况讨论求解,
综合即可得出答案.
【详解】抛物线 的焦点坐标为 ,抛物线 的焦点坐标
为 .
抛物线 化为 ,
当 时,其表示焦点在 轴正半轴上,开口向上的抛物线, ,故焦点坐标为 ;
当 时,其表示焦点在 轴负半轴上,开口向下的抛物线, ,故焦点坐标为
即 ,
综上,抛物线 的焦点坐标为 .
故选:C.
练习28.(2023秋·高三课时练习)抛物线 上一点到准线和抛物线的对称轴
距离分别为10和6,则该点的横坐标是__________.
【答案】1或9
【分析】设该点的坐标为 ,根据题中条件列出方程组求解即可.
【详解】抛物线 的准线方程为 ,对称轴为 轴,
设该点的坐标为 ,
由题意可得, ,则 ,
即 ,解得 或 ,
因为 ,所以 或 .
故答案为:1或9.
练习29.(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线 ,P为C上一点, ,,当 最小时,点P到坐标原点的距离为( )
A. B. C. D.8
【答案】A
【分析】设 ,由抛物线的定义可得 , ,设
化简 可得当 时, 取得最小值,求出 的坐标,即可求解
【详解】因为抛物线 ,则焦点为 ,准线为 ,
又 , ,则点 为抛物线的焦点,
过 作准线的垂线,垂足为 ,
设 ,则 ,故 ,
由抛物线的定义可得 ,
,
又 ,则设 故 ,
则
,
当 时, 取得最小值为 ,则 , ,
将 代入抛物线可得 ,所以
故选:A
练习30.(2023·山西朔州·怀仁市第一中学校校考二模)已知抛物线 的焦点为F,
点A,B在抛物线上.若 ,则当 取得最大值时,___________.
【答案】 或4
【分析】利用余弦定理可得 ,再利用基本不等式可求得
的最大值,再结合抛物线的对称性即可求得 的值.
【详解】在 中,由余弦定理可得 .
, .
, ,当且仅当 时,等号成立.
根据抛物线的对称性可知, 或 ,
或4.
故答案为: 或4.