文档内容
第 23 讲 抛物线及其标准方程 5 种常见考法归类
1.了解抛物线的实际背景,感受抛物线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用.
2.了解抛物线的定义、几何图形和标准方程.
知识点1 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.
注:①在抛物线定义中,若去掉条件“l不经过点F”,点的轨迹还是抛物线吗?
不一定是,若点F在直线l上,点的轨迹是过点F且垂直于直线l的直线.
②定义的实质可归纳为“一动三定”
一个动点M;一个定点F(抛物线的焦点);一条定直线(抛物线的准线);一个定值(点M到点F的距离
与它到定直线l的距离之比等于1).
知识点2 抛物线标准方程的几种形式
图形 标准方程 焦点坐标 准线方程
y 2 = 2 px ( p >0) x=-
y 2 =- 2 px ( p >0) x=
x 2 = 2 py ( p >0) y=-
x 2 =- 2 py ( p >0) y=
注:1、抛物线方程的推导:
我们取经过点F且垂直于直线l的直线为x轴,垂足为K,并使原点与线段KF的中点重合,建立平面
直角坐标系Oxy.设|KF|=p(p>0),那么焦点F的坐标为,准线l的方程为x=-.设M(x,y)是抛物线上任意一点,点M到准线l的距离为d.由抛物线的定义,抛物线是点的集合P={M||
MF|=d}.
则M到F的距离为|MF|=,M到直线l的距离为,
所以=,
将上式两边平方并化简,得y2=2px(p>0).
2、p的几何意义是焦点到准线的距离.标准方程的结构特征:顶点在坐标原点、焦点在坐标轴上.
抛物线的开口方向:抛物线的开口方向取决于一次项变量(x或y)的取值范围.
3、四个标准方程的区分
焦点在一次项变量对应的坐标轴上,开口方向由一次项系数的符号确定.当系数为正时,开口向坐标
轴的正方向;当系数为负时,开口向坐标轴的负方向.
4、(1)通径:过焦点且垂直于对称轴的弦长等于 ,通径是过焦点最短的弦.
(2)抛物线y 2 =2px( )上一点 到焦点 的距离 ,也称为抛物
线的焦半径.
1、求抛物线的标准方程的方法
定义法 根据定义求p,最后写标准方程
待定系数法 设标准方程,列有关的方程组求系数
建立恰当的坐标系,利用抛物线的定义列出动点满足的条件,列出对应方
直接法
程,化简方程
注:当抛物线的焦点位置不确定时,应分类讨论,也可以设y2=ax或x2=ay(a≠0)的形式,以简化讨论过
程.
2、用待定系数法求抛物线标准方程的步骤3、抛物线定义的两种应用
(1)实现距离转化.根据抛物线的定义,抛物线上任意一点到焦点的距离等于它到准线的距离,因此,由抛
物线定义可以实现点点距离与点线距离的相互转化,从而简化某些问题.
(2)解决最值问题.在抛物线中求解与焦点有关的两点间距离和的最小值时,往往用抛物线
的定义进行转化,即化折线为直线解决最值问题.
4、求抛物线实际应用的五个步骤
考点一:抛物线的标准方程
例1.(2022秋·高二课时练习)根据下列条件写出抛物线的标准方程:
(1)准线方程是 ;
(2)过点 ;
(3)焦点到准线的距离为 .
变式1.(2023秋·高二课时练习)若抛物线的顶点是原点,准线为直线 ,则此抛物线的方程为
.
变式2.(2023·全国·高三专题练习)若抛物线 的焦点到准线的距离为 ,且 的开口朝上,则 的标准方程为 .
变式3.(2023春·河南洛阳·高二校考阶段练习)点 到抛物线 的准线的距离为6,那么抛物
线的标准方程是( )
A. B. 或
C. 或 D.
变式4.(2022秋·福建莆田·高二校联考期末)已知抛物线C与双曲线 有相同的焦点,且顶点在
原点,求抛物线C的方程.
变式5.(2021秋·高二课时练习)抛物线 上有一点M,它的横坐标是3,它到焦点的距离
是5,则抛物线的方程为( )
A. B.
C. D.
变式6.(2022秋·高二单元测试)已知抛物线 ( )上一点M的纵坐标为 ,该点到准
线的距离为6,则该抛物线的标准方程为( )
A. B. 或
C. D. 或
考点二:根据抛物线方程求焦点或准线
例2.【多选】(2022秋·高二课时练习)对抛物线 ,下列描述正确的是( )
A.开口向上,焦点为
B.开口向右,准线方程为-
C.开口向右,焦点为D.开口向上,准线方程为
变式1.(2023秋·高二课时练习)抛物线 的焦点关于直线 的对称点的坐标是( )
A. B. C. D.
变式2.(2023秋·浙江嘉兴·高二统考期末)已知 是抛物线 : 的焦点,点 在 上且
,则 的坐标为( )
A. B. C. D.
变式3.(2023·安徽·合肥一中校联考模拟预测)设O为坐标原点,F为抛物线C: 的焦点,
直线 与抛物线C交于A,B两点,若 ,则抛物线C的准线方程为( )
A. B.
C. 或 D. 或
变式4.(2023春·福建泉州·高二校联考期中)抛物线 绕其顶点逆时针旋转 之后,得到的图象
正好对应抛物线 ,则 ( )
A. B. C.1 D.
变式5.(2023秋·高二课时练习)抛物线的顶点在原点,焦点在x轴上,其上有一点 ,其到准线的
距离为6,则 .
变式6.(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线 的 的准线与 轴交于 点, ,
是 的焦点, 是 上一点, ,则 .
考点三:抛物线定义的应用(一)利用抛物线的定义解决轨迹问题
例3.(2019春·安徽芜湖·高二校联考期中)若动点 到点 的距离等于它到直线
的距离,则 点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
变式1.(2023·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系 中,已知 ,点 到直线 的距离
比到点 的距离大2,记 的轨迹为 ,求 的方程;
变式2.(2023春·广东韶关·高二校考阶段练习)动点 满足方程 ,
则点M的轨迹是( )
A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线
变式3.(2023春·江西·高三校联考阶段练习)设圆 与y轴交于A,B两点(A在B的上方),
过B作圆O的切线l,若动点P到A的距离等于P到l的距离,则动点P的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
(二)利用抛物线的定义求距离或点的坐标
例4.(2023秋·江苏连云港·高二统考期末)若抛物线 上一点 到拋物线焦点的距离为 ,
则点 到原点的距离为( )
A. B.1 C. D.
变式1.(2023春·福建莆田·高二莆田一中校考阶段练习)已知点 到点 的距离与到直线
相等,且点 的纵坐标为12,则 的值为( )
A.6 B.9 C.12 D.15
变式2.(2023秋·广东江门·高二统考期末)已知M是抛物线 上的一点且在x轴上方,F是抛物线
的焦点,以 为始边,FM为终边的角 ,则 等于( )A.16 B.20 C.4 D.8
变式3.(2022秋·黑龙江绥化·高二海伦市第一中学校考期中)已知抛物线 : , , 为
上一点,则 取最小值时点 的坐标为 .
(三)与抛物线定义有关的最大(小)值问题
例5.(2023春·广东江门·高二校考阶段练习)已知点P到直线 与到点 的距离相等,
点Q在圆 上,则 的最小值为 .
变式1.(2023·全国·高三专题练习)已知F为抛物线 的焦点,P为该抛物线上的动点,点
,则 的最大值为( )
A. B. C.2 D.
变式2.(2023春·广东汕头·高二校考期中)已知M为抛物线 上的动点,F为抛物线的焦点,点
,则 的最小值为 .
变式3.(2023春·四川内江·高二威远中学校校考期中)已知抛物线 的焦点为F,定点 ,点P
是抛物线上一个动点,则 的最小值为 .
变式4.(2022秋·江西萍乡·高三统考期末)点 为抛物线 上任意一点,点 为圆
上任意一点, 为直线 的定点,则 的最小值为( )
A.2 B. C.3 D.
变式5.(2023·上海奉贤·上海市奉贤中学校考三模) 为抛物线 上一点,其中 ,F为抛物线焦点,直线l方程为 , ,H为垂足,则 .
变式6.(2023·浙江·校联考二模)已知直线 和直线 ,拋物线 上一动点
到直线 直线 的距离之和的最小值是( )
A.2 B.3 C. D.
变式7.(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 .
变式8.(2022·全国·高三专题练习)已知 为抛物线 上一个动点, 为圆 上一个
动点,那么点 到点 的距离与点 到 轴距离之和的最小值是( )
A. B. C. D.
变式9.(2023春·四川成都·高二期末)已知 为抛物线 上的动点, 为抛物线的焦点,点
,则 周长的最小值为 .
变式10.(2022·高二课时练习)已知抛物线 ,点 为抛物线上任意一点,过点 向圆
作切线,切点分别为 ,则四边形 的面积的最小值为( )
A.3 B. C. D.
考点四:抛物线的轨迹问题
例6.【多选】(2023秋·湖南长沙·高二统考期末)已知 , ,直线AP,BP相交于
P,直线AP,BP的斜率分别为 , 则( )A.当 时, 点的轨迹为除去A,B两点的椭圆
B.当 时, 点的轨迹为除去A,B两点的双曲线
C.当 时, 点的轨迹为抛物线
D.当 时, 点的轨迹为一条直线
变式1.(2023·高二课时练习)已知点P是曲线 上任意一点, ,连接PA并延长至Q,使
得 ,求动点Q的轨迹方程.
变式2.(2022秋·北京海淀·高二北京市十一学校校考期中)设O为坐标原点, ,点A是直线
上一个动点,连接AF并作AF的垂直平分线l,过点A作y轴的垂线交l于点P,则点P的轨迹方程
为 .
变式3.(2022秋·福建宁德·高三校考期末)已知圆 : 与定直线 : ,动圆 与
圆 外切且与直线 相切,记动圆 的圆心 的轨迹为曲线 ,则曲线 的方程为 .
变式4.(2022秋·河南南阳·高二统考期中)已知点 到点 的距离比点 到直线 的距离小1.
(1)求点 的轨迹方程;
(2)求线段 中点 的轨迹方程.
变式5.(2023秋·江苏苏州·高二统考期末)在平面直角坐标系 中,已知 ,
直线 相交于点 ,且 与 的斜率之差为2,则 的最小值为 .
考点五:抛物线的实际应用
例7.(2023·全国·高二专题练习)清代青花瓷盖碗是中国传统茶文化的器物载体,具有“温润”
“淡远”“清新”的特征.如图,已知碗体和碗盖的内部均近似为抛物线形状,碗盖深为 ,碗盖口直
径为 ,碗体口直径为 ,碗体深 ,则盖上碗盖后,碗盖内部最高点到碗底的垂直距离为(碗和碗盖的厚度忽略不计)( )
A. B. C. D.
变式1.(2023春·甘肃白银·高二校考期末)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
变式2.(2023·全国·高三专题练习)南宋晚期的龙泉窑粉青釉刻花斗笠盏如图1所示,忽略杯盏的厚度,
这只杯盏的轴截面如图2所示,其中光滑的曲线是抛物线的一部分,已知杯盏盛满茶水时茶水的深度为
3cm,则该抛物线的焦点到准线的距离为( )
A. B. C. D.
变式3.(2023·全国·高三专题练习)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.
1.(2023·北京·统考高考真题)已知抛物线 的焦点为 ,点 在 上.若 到直线 的
距离为5,则 ( )
A.7 B.6 C.5 D.4
2.(2022·全国·统考高考真题)设F为抛物线 的焦点,点A在C上,点 ,若 ,
则 ( )
A.2 B. C.3 D.
3.(2023·全国·统考高考真题)已知点 在抛物线C: 上,则A到C的准线的距离为 .
4.(2022·天津·统考高考真题)已知抛物线 分别是双曲线 的左、右焦
点,抛物线的准线过双曲线的左焦点 ,与双曲线的渐近线交于点A,若 ,则双曲线的标准方
程为( )
A. B.
C. D.
一、单选题
1.(2023春·湖南·高二统考期末)已知抛物线 上一点 到 轴的距离是6,则点 到该抛物线焦点
的距离是( )
A.4 B.6 C.8 D.102.(2023春·广东广州·高二统考期末)已知抛物线 上的点 到其焦点的距离为 ,则点 的横坐
标是( )
A. B. C. D.
3.(2023春·河南南阳·高二社旗县第一高级中学校联考期末)已知O为坐标原点, 为一个动点.
条件p:O,A, 三点共线;条件q:动点A在抛物线 上,则p是q的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
4.(2023秋·云南丽江·高二统考期末)已知椭圆的中心在原点,离心率 为且它的一个焦点与抛物线
的焦点重合,则椭圆的方程为( )
A. B.
C. D.
5.(2023春·四川凉山·高二宁南中学校联考期末)已知抛物线 上一点P到y轴的距离为2,焦点为
F,则 ( )
A.2 B.3 C. D.
6.(2023·河南郑州·统考模拟预测)已知抛物线 ,F为抛物线的焦点,P为抛物线上一点,过点
P作PQ垂直于抛物线的准线,垂足为Q,若 ,则 PFQ的面积为( )
△
A.4 B. C. D.7.(2023·河南·襄城高中校联考三模)已知抛物线 的焦点为F,点P是C上异于原点O的任意
一点,线段PF的中点为M,则以F为圆心且与直线OM相切的圆的面积最大值为( )
A. B. C. D.
8.(2023春·河南开封·高三统考期末)已知抛物线 ,圆 , 为 上一点,
为 上一点,则 的最小值为( )
A.5 B. C.2 D.3
二、多选题
9.(2023春·湖南益阳·高二统考期末)已知抛物线 : 焦点为 ,动直线 与曲线
交于 两点,下列说法正确的是( )
A.抛物线 的准线方程为
B.若点 为 ,则 周长的最小值为11
C.若点 为 ,则 的最小值为
D.设 为坐标原点,作 于点 ,则 点到 的准线的距离的最大值为2
10.(2023·海南海口·海南华侨中学校考模拟预测)设 为抛物线 : ( )的焦点,
为坐标原点, 为 上一点,且 ,则( )
A.
B.
C.直线 的斜率为D. 的面积为
11.(2023秋·广西河池·高二统考期末)已知抛物线 的焦点为 ,点 在抛物线 上,
若 为坐标原点,则( )
A.点 的坐标为 B.
C. D.
12.(2023春·全国·高二卫辉一中校联考阶段练习)已知抛物线C: 的焦点为F,过点F的
直线与抛物线C交于A,B两点,则下列条件能得到抛物线C的方程为 的是( )
A.焦点为 B.准线为
C.与直线 相交所得弦长为1 D.
三、填空题
13.(2023秋·高二单元测试)已知抛物线 的焦点为F,点M(3,6),点Q在抛物线上,则
的最小值为 .
14.(2023春·上海浦东新·高二统考期末)若双曲线的一条渐近线为 ,且右焦点与抛物线
的焦点重合,则该双曲线的标准方程为 .
15.(2023秋·陕西西安·高二统考期末)若抛物线 上一点 到 轴的距离为 ,则点 到抛物线
的焦点 的距离为 .
16.(2023春·广西·高二校联考阶段练习)已知抛物线 的焦点为F, 是抛物线C上
一点,若 ,则 .17.(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 .
四、解答题
18.(2023秋·高二课时练习)根据下列条件写出抛物线的标准方程:
(1)焦点是 ;
(2)准线方程是 ;
(3)焦点到准线的距离是 .
19.(2023·全国·高二专题练习)已知抛物线 上一点 到焦点 的距离 .
求抛物线 的方程;
20.(2023·全国·高三专题练习)已知点 ,过点 且与y轴垂直的直线为 , 轴,交
于点N,直线l垂直平分FN,交 于点M. 求点M的轨迹方程;
21.(2023秋·广东梅州·高二统考期末)已知动点 与点 的距离与其到直线 的距离相等.
(1)求动点 的轨迹方程;
(2)求点 与点 的距离的最小值,并指出此时 的坐标.