微考点6-5 利用二级结论秒杀抛物线中的选填题
【考点目录】
考点一:抛物线中焦半径焦点弦三角形面积秒杀公式
考点二:过焦点的直线与抛物线相交坐标之间的关系秒杀公式
考点三:过焦点的两条相互垂直的弦的和及构成四边形面积最小值秒杀公式
考点四:抛物线中点弦求斜率秒杀公式
考点五:抛物线中以焦半径焦点弦为直径的圆相切问题
考点六:抛物线中阿基米德三角形相关秒杀结论
【考点分类】
考点一:抛物线中焦半径焦点弦三角形面积秒杀公式
已知倾斜角为
直线的经过抛物线
的焦点
,且与抛物线交于
两点,则
①
.
②
.
③
,
.
【精选例题】
【例1】倾斜角为
的直线经过抛物线
的焦点
,且与抛物线相交于A,B 两点,则
( )
A.
B.4
C.6
D.8
【答案】D
【分析】根据已知条件,先求出直线的方程,联立直线与抛物线方程可得,
,再结合抛物
线的定义,以及韦达定理,即可求解.
【详解】
直线的倾斜角为
,
直线的斜率为1,
抛物线
,
焦点
,
直线的方程为
,
设
,
联立直线与抛物线方程
,化简整理可得,
,
,
由韦达定理可得,
,故
.
故选:D.
【例2】已知
是抛物线
上的两点,且直线
经过
的焦点,若
,则
( )
A.12
B.14
C.16
D.18
【答案】C
【分析】结合抛物线的弦长公式计算即可.
【详解】
.
故选:C.
【例3】已知抛物线
,弦
过抛物线的焦点
且满足
,则弦
的中点到
轴的距离为
( )
A.
B.3
C.
D.4
【答案】C
【分析】根据
可得
,再根据韦达定理即可求出
的坐标,进而可求解.
【详解】
抛物线的焦点
,
设
,假设
,
显然弦
所在的直线的斜率存在且不等于零,
设弦
所在的直线方程为
,
联立
,消去
可得,
,
所以
,
因为
,所以
,则
,
所以
,解得
,所以
,
所以
,
所以弦
的中点的坐标为
,
所以弦
的中点
轴的距离为
,
故选:C.
【例4】已知抛物线
的焦点为
,过点
的直线与抛物线
交于
两点(
在第一
象限),
为坐标原点,若
,则( )
A.
B.直线的斜率是
C.线段
的中点到
轴的距离是
D.
的面积是
【答案】ACD
【分析】设直线
,与抛物线方程联立,根据
、韦达定理得出
,再由
求出
可判断A;求出
可得直线的斜率,再由点
在第一象限
可判断B;设线段
的中点为
,根据
求出线段
的中点到
轴的距离可判断
C;利用
求出
的面积可判断D.
【详解】由题意可得直线的斜率不为0,则可设直线
,
联立
整理得
,则
,
因为
,所以
,所以
,所以
,
所以
,则
,即
,解得
,
因为
,
所以
,解得
,则A 正确;
对于B,因为
,所以
,则直线的斜率是
,因为点
在第一象限,
所以直线的斜率大于0,所以直线的斜率是
,则B 错误;
对于C,设线段
的中点为
,则
,即线段
的中点到
轴的距离是
,则C 正
确;
对于D,因为
,所以
,则
的面
积
,故D 正确.
故选:ACD.
【跟踪训练】
1.已知抛物线
的焦点为
,过焦点
的直线交抛物线于两点
,
.若弦长
,
则直线的斜率为 .
【答案】
【分析】设直线的方程为
,
,
,联立方程,利用韦达定理求出
,
再根据抛物线的弦长公式即可得解.
【详解】由题意,直线的斜率不等于零,
,
设直线的方程为
,
,
,
联立
,消
得
,
恒成立,
则
,
所以
,
解得
,
所以直线的斜率为
.
故答案为:
.
2.在直角坐标系
中,已知抛物线
:
的焦点为
,过点
的倾斜角为
的直线与
相交于
,
两点,且点
在第一象限,
的面积是
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】BCD
【分析】联立直线与抛物线方程,利用根与系数的关系和焦半径公式求出弦长,由点到直线的距离公式结
合
的面积求解
,从而利用焦半径公式求解
,逐项判断即可.
【详解】抛物线
的焦点为
,准线为
,
设过焦点的直线方程为设直线:
,
,
,
联立直线与抛物线方程得
消元得
,
由韦达定理可得
,
,所以
,
又点
到直线
的距离是
,所以
,得
,所以
,
故选项A 错误,B 正确;
由
知
,解得
,
所以
,故选项C 正确;
,故选项D 正确;
故选:BCD.
3.已知直线l:
过抛物线C:
的焦点F,且与抛物线交于A,B 两点,则( )
A.
B.
C.
D.抛物线C 上的动点到直线
距离的最小值为
【答案】BD
【分析】求得抛物线
的焦点代入直线的方程,求得
,可判定A 错误;联立方程组,根据韦达定理
和抛物线的焦点弦的性质,求得
,可判定B 正确;结合抛物线的定义,求得
的值,可判
定C 错误;设设
是抛物线
上的任意一点,利用点到直线的距离公式,结合二次函数的性质,可
判定D 正确.
【详解】由抛物线
,可得焦点为
,
因为
过抛物线
的焦点
,可得
,解得
,所以A 错误;
联立方程组
,整理得
,
设
,则
,
,
由抛物线的焦点弦的性质,可得
,所以B 正确;
又由
,解得
,
根据抛物线的定义,可得
,
所以
,所以C 错误;
设
是抛物线
上的任意一点,可得
,
则点
到直线
的距离为
,
当
时,
,所以D 正确.
故选:BD.
4.已知直线过抛物线
的焦点
,且与抛物线
交于
两点,点
为
的准线
与
轴的交点,则下列结论正确的是( )
A.若
,则
B.过
的焦点的最短弦长为4
C.当
时,直线的倾斜角为
D.存在2 条直线,使得
成立
【答案】AB
【分析】由拋物线的定义,可判定A 正确;根据抛物线的几何性质,可判定B 正确;设直线的方程为
,联立方程组,得到
,结合
时,求得
,可判定C 错误;
分别求得
,结合
,化简代入,得到
恒成立,可判
定D 错误.
【详解】由拋物线的定义可得
,所以A 正确;
当过抛物线
的焦点且与
轴垂直时弦长最短,此时弦长为4,所以B 正确;
设直线的方程为
,联立方程组
,整理得
,
可得
,
当
时,
,则
,
,
解得
,所以倾斜角不是
,所以C 错误;
由
,则
,
,
,
,
由
,则
,可得
,化简可得
,
由
,则
,
将
,
代入,则
恒成立,所以D 错误.
故选:AB.
考点二:过焦点的直线与抛物线相交坐标之间的关系秒杀公式
①抛物线
的焦点为F,
是过
的直线与抛物线的两个交点,求证:
.
②一般地,如果直线恒过定点
与抛物线
交于
两点,那么
.
③若
恒过定点
.
【精选例题】
【例1】已知抛物线
:
的的焦点为
,
、
是抛物线上两点,则下列结论正确
的是( )
A.点
的坐标为
B.若直线
过点
,则
C.若
,则
的最小值为
D.若
,则线段
的中点
到
轴的距离为
【答案】BCD
【分析】由抛物线方程确定焦点坐标知A 错误;直线
与抛物线方程联立,利用韦达定理可知B 正确;
根据
过焦点可知最小值为通径长,知C 错误;利用抛物线焦半径公式,结合中点坐标公式可求得
点
纵坐标,知D 正确.
【详解】抛物线
,即
,
对于A,由抛物线方程知其焦点在
轴上,焦点为
,故A 错误;
对于B,依题意,直线
斜率存在,设其方程为
,
由
,消去
整理得
,
则
,
,
,故B 正确;
对于C,若
,则直线
过焦点,
所以
,
所以当
时,
,
所以
的最小值为
,故C 正确;
对于D,因为
,则
,
即
点纵坐标为
,所以
到
轴的距离为
,故D 正确.
故选:BCD.
【例2】已知抛物线
的焦点为
,过
且倾斜角为
的直线交抛物线于
,
两点( )
A.直线的方程为
B.原点到直线的距离为
C.
D.
【答案】ABC
【分析】先求得抛物线的焦点坐标,根据点斜式、点到直线的距离公式、弦长公式、根与系数关系等知识
确定正确答案.
【详解】抛物线
的焦点为
,
所以过
且倾斜角为
的直线的斜率为,
所以直线的方程为
,A 选项正确,
原点到直线的距离为
,B 选项正确.
由
消去
并化简得
,
设
,则
,
所以
,C 选项正确.
,
所以D 选项错误.
故选:ABC
【例3】已知抛物线C:
的焦点为F,点A,B 是抛物线C 上不同两点,下列说法正确的是( )
A.若AB 中点M 的横坐标为3,则
的最大值为8
B.若AB 中点M 的纵坐标为2,则直线AB 的倾斜角为
C.设
,则
的最小值为
D.若
,则直线AB 过定点
【答案】ABD
【分析】对于A:利用A,B,F 三点的位置与
的关系及抛物线的定义求
的最大值;对
于B:利用点A,B 在抛物线上及直线的斜率公式,将斜率转化为A,B 两点纵坐标间的关系;对于C:利
用点A 在抛物线上及两点间的距离公式,将
转化为点A 纵坐标的代数式,结合二次函数的性质求
的最小值;对于D:设直线AB 的方程,与抛物线方程联立,转化为关于点A,B 纵坐标的一元二次方程,
结合
及一元二次方程根与系数的关系求解直线AB 方程中的参数,确定直线AB 所过的定点
【详解】设
.
对于选项A:若AB 中点M 的横坐标为3,则
,
可得
,当且仅当A,B,F 三点共线时,等号成立,
所以
的最大值为8,故A 正确;
对于选项B:若AB 中点M 的纵坐标为2,则
,
由题意可知直线AB 的斜率存在,则
,
所以直线AB 的倾斜角为
,故B 正确;
对于选项C:设
,
则
,
当且仅当
时,等号成立,
所以
的最小值为
,故C 错误;
对于选项D:设直线AB 的方程
,
代入抛物线
,得
,
则
,可得
,
因为
,所以
,
因为
,解得
,满足
,
则直线AB 的方程为
,所以直线AB 过定点
,故D 正确.
故选:ABD.
【跟踪训练】
1.过抛物线
(
)焦点F 的直线与抛物线交于
,
两点,则说法正确的是(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】ACD
【分析】根据抛物线的定义求解判断A;当直线
垂直于
轴时可判断B;联立直线与抛物线方程,结合
韦达定理计算判断CD.
【详解】抛物线
的焦点
,准线为
,
根据抛物线的定义,点
,
到焦点的距离分别等于其到准线的距离,
∴
所以
,故A 正确;
当直线
垂直于
轴时,
不妨设
,故
,故B 错误;
当直线
垂直于
轴时,
不妨设
,故
,所以
.
当直线
不垂直于
轴时,设直线
,
,
联立方程
,可得
,
所以
恒成立,
,
.
综上,
,故C 正确;
当直线
垂直于
轴时,不妨设
,
,
当直线
不垂直于
轴时,
,
综上,
,故D 正确.
故选:ACD.
2.已知点
在抛物线
的准线上,过抛物线
的焦点
作直线交
于
、
两点,则( )
A.抛物线
的方程是
B.
C.当
时,
D.
【答案】ABD
【分析】求出
的值,可得出抛物线
的方程,可判断A 选项;设直线的方程为
,将该直线的
方程与抛物线的方程联立,利用韦达定理可判断B 选项;根据平面向量的线性运算,结合韦达定理求出
的值,再结合抛物线的焦点弦长公式可判断C 选项;计算出直线
、
的斜率之和,可判断D 选项.
【详解】对于A 选项,抛物线
的准线方程为
,
因为点
在抛物线
的准线上,则
,可得
,
所以抛物线
的方程为
,A 对;
对于B 选项,抛物线
的焦点为
,
若直线与
轴重合,此时,直线与抛物线
只有一个公共点,不合乎题意,
所以直线不与
轴重合,设直线的方程为
,
联立
,可得
,
,则
,
所以
,B 对;
对于C 选项,因为
,即
,则
,
因为
,可得
,
则
,则
,
此时,
,C 错;
对于D 选项,
,同理可得
,
所以
,
所以
,D 对.
故选:ABD.
3.已知
是抛物线
上不同于原点
的两点,点
是抛物线
的焦点,下列说法
正确的是( )
A.点
的坐标为
B.
C.若
,则直线
经过定点
D.若点
为抛物线
的两条切线,则直线
的方程为
【答案】ACD
【分析】根据抛物线的方程可得焦点坐标可判断A,根据焦点弦的性质可判断B,根据垂直关系得
,由两点坐标求解直线方程即可判断C,根据切线方程求出切点坐标,进而根据两点求解直线方
程即可求解D.
【详解】因为拋物线
,故
的坐标为
故A 正确;
由于当直线
过焦点时,由抛物线定义可得
,但直线
不一定过焦点,故B 错误;
若
,故
,即
或
(舍去),
因为直线
,即
,得
,
故直线
经过定点
,故C 正确;
设过点
的切线方程为
,联立
,
所以
,故
或
,所以方程的根为
,
故切线
方程中
分别为
和
,故
,
,
可得直线
,即
,故D 正确.
故选:ACD.
考点三:过焦点的两条相互垂直的弦的和及构成四边形面积最小值秒杀公式
①已知
是抛物线
中过焦点
的两条相互垂直的弦,
存在最小值,
且最小值为
.
②已知
是抛物线
中过焦点
的两条相互垂直的弦,则四边形
的面积
的最小值为
.
【精选例题】
【例1】过抛物线C:
的焦点F 作两条互相垂直的直线和
,设直线交抛物线C 于A,B 两点,
直线
交抛物线C 于D,E 两点,则
可能的取值为( )
A.18
B.16
C.14
D.12
【答案】AB
【分析】由题意可知直线,
的斜率均存在且均不为0,所以不妨设的斜率为k,则:
,
:
,然后将两直线方程分别代入抛物线方程化简,利用根与系数的关系,结合弦长公式表示出
,再利用基本不等式可求得结果.
【详解】由题意可知直线,
的斜率均存在且均不为0.因为抛物线C 的焦点为
,
所以不妨设的斜率为k,则:
,
:
.
由
消去y 得
.设
,
,
则
.
由抛物线的定义,知
.同理可得
,
所以
,当且仅当
,即
时,等号成立,
所以
,
故选:AB.
【例2】在平面直角坐标系
中,已知动圆
与圆
内切,且与直线
相切,设动圆圆
心
的轨迹为曲线
.
(1)求曲线
的方程;
(2)过点
作两条互相垂直的直线与曲线
相交于
,
两点和
,
两点,求四边形
的面积
的最小值.
【答案】(1)
;(2)32
【分析】(1)利用圆和圆,圆和直线的位置关系的性质和抛物线的定义即可求解.
(2)设直线
的方程为
,
,联立方程组得
,再利用抛物线的的性质求
,
同理求
,最后利用基本不等式求解即可.
【详解】(1)设圆
的半径为,圆
的圆心
,半径为1,
因为圆
与圆
内切,且与直线
相切,
所以圆心
到直线
的距离为,因此圆心
到直线
的距离为
,且
,
故圆心
到点
的距离与到直线
的距离相等,
据抛物线的定义,曲线
是以
为焦点,直线
为准线的抛物线,所以曲线
的方程为
.
(2)设直线
的方程为
,
,
,
.
联立方程组
整理得
,故
所以
.
因为
,直线
的方程为
,
同理可得
.
所以
,
当且仅当
,即
时,取等号.
所以四边形
面积的最小值为32.
【跟踪训练】
1.已知F 为抛物线
的焦点,过F 作两条互相垂直的直线,
,直线与C 交于A,B 两点,直
线
与C 交于D,E 两点,则
的最小值为
【答案】16
【分析】设直线方程,由两直线垂直可得
方程,联立与抛物线方程可得根与系数关系式,利用弦长公
式可得
表达式,同理可得
的表达式,结合基本不等式即可求得答案.
【详解】由题意知抛物线
的焦点为
,焦准距
,
过F 作两条互相垂直的直线,
,直线与C 交于A,B 两点,直线
与C 交于D,E 两点,
则,
的斜率都存在且不为0,
故设
,则直线
,设
,
联立
,则
,
,
则
,同理
,
故
,
同理可得
,
故
,
当且仅当
,即
时等号成立,
故
的最小值为16.
2.已知抛物线
.其焦点为F,若互相垂直的直线m,n 都经过抛物线
的焦点F,且与抛物线
相交于A,B 两点和C,D 两点,则四边形
面积的最小值为 .
【答案】32
【详解】
依题意知,直线
的斜率存在且不为0,设直线
的方程为
,
与抛物线方程联立,得
,
消去
,整理得
,设其两根为
,
则
.
由抛物线的定义可知,
,
同理可得
,
四边形
的面积
.
当且仅当
时等号成立,此时所求四边形
面积的最小值为32.
考点四:抛物线中点弦求斜率秒杀公式
设直线与抛物线
相交所得的弦
的中点坐标为
,则
【精选例题】
【例1】已知抛物线
的一条弦
恰好以点
为中点,弦
的长为
,则抛物线的准线方程
为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】设
,
,得到
,
,结合“点差法”求得
,得到直线
的方程为
,联立方程组,利用弦长公式,列出方程,求得
,进而求得抛物线的准线方
程.
【详解】设
,
,弦
所在直线方程为
,
则
,
,
也点A,B 在抛物线
上,可得
,
两式相减可得
,所以
,即
,
所以弦
所在直线的方程为
,
联立方程组
,整理得
,
可得
,
,
所以
,
所以
,即
,
可得
,解得
,所以抛物线的准线方程为
.
故选:B.
【例2】直线
与抛物线
交于
两点,
中点的横坐标为2,则
为( )
A.
B.2
C.
或2
D.以上都不是
【答案】B
【分析】设
,得到
,求得
,再由
,两式相减,得到
,得出方程
,即可求解.
【详解】设
,因为
中点的横坐标为
,则
,
可得
,
又由
,两式相减得到
,可得
,
可得
,解得
或
,
联立方程组
,整理得
,
由
,解得
,所以
.
故选:B.
【例3】直线过抛物线
的焦点
,且与抛物线交于
两点,线段
中点的纵坐标为1,O 为坐
标原点,则O 到直线
的距离为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】设
,
,代入抛物线方程,两式相减后结合线段
中点的纵坐标得出
,再结
合焦点
的坐标得出直线
的方程,由点到直线距离公式计算即可.
【详解】由抛物线
得焦点
,
设
,
,则
,
两式相减得
,即
,
因为线段
中点的纵坐标为1,即
,
所以
,即
,
所以直线
的方程为
,即
,显然此时直线与抛物线有两交点,
所以
到直线
的距离
,
故选:A.
【跟踪训练】
1.已知直线与抛物线
相交于
两点,若线段
的中点坐标为
,则直线的方程为
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】利用点差法可求得直线斜率,由直线点斜式方程可整理得到结果.
【详解】设
,
由
得:
,
线段
的中点为
,
,
,
,即直线的斜率为
,
直线的方程为:
,即
.
故选:A.
2.已知抛物线
的焦点为
,第一象限的
、
两点在抛物线上,且满足
,
.若线段
中点的纵坐标为4,则抛物线的方程为 .
【答案】
【分析】先根据焦半径公式得到
的关系,然后根据弦长公式求解出
,结合两点间斜率公式以及点
在抛物线上求解出
的值,则抛物线方程可求.
【详解】设
,
因为
,
所以
,所以
,
又因为
,所以
,
因为
都在第一象限,所以
,
又因为
且
,
所以
,所以
,所以抛物线方程为
,
故答案为:
.
3.已知抛物线
,过点
的直线交抛物线
于
两点,若
为
的中点,则直线
的方
程为 .
【答案】
【分析】设出
,
的坐标,代入抛物线方程,利用作差法,结合中点坐标公式代入先求出直线的斜率,
再利用点斜式方程即可得到结论.
【详解】设
,
,由题意
,
因为
,
在抛物线上,所以
,
,两式相减得,
,整理得,
,
即直线
的斜率
,
直线
的中点为
,
,
,
所以直线
的方程为
,化简得
.
故答案为:
.
考点五:抛物线中以焦半径焦点弦为直径的圆相切问题
设AB 是过抛物线y2=2px(p>0)焦点F 的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),则
①以弦AB 为直径的圆与准线相切.
②以AF 或BF 为直径的圆与y 轴相切.
【精选例题】
【例1】已知
是抛物线
上的两动点,
是抛物线的焦点,下列说法正确的是( )
A.直线
过焦点
时,以
为直径的圆与
的准线相切
B.直线
过焦点
时,
的最小值为6
C.若坐标原点为
,且
,则直线
过定点
D.与抛物线
分别相切于
两点的两条切线交于点
,若直线
过定点
,则点
在抛物线
的准线上
【答案】ABD
【分析】对于A:根据抛物线的定义分析判断;对于B:设
方程为
,联立方程,根据抛物线
的定义结合韦达定理分析求解;对于C:设
方程为
,设
,
,联立方程,
根据垂直关系可得
,结合韦达定理分析求解;对于D:可知抛物线
在点
处的切线方程
为
,根据切线方程求交点坐标,结合选项B 分析判断.
【详解】对于选项A:如图1,设
中点为
,分别过点
向准线作垂线,垂足为
,
则由抛物线的定义可得,
,
.
因为
中点为
,所以有
,
所以以
为直径的圆与
的准线相切,故A 正确;
对于选项B:由抛物线
,可得
,
由题意可知直线
斜率不为,设
方程为
,设
,
,
联立直线与抛物线的方程
,消去x 可得
,
则
恒成立。
可得
,
,
则
,
所以
当且仅当
时,
取到最小值6,故B 正确;
对于选项D:先证抛物线
在点
处的切线方程为
,
联立方程
,消去x 得
,
可知方程组只有一个解,即直线
与抛物线
相切,
可知抛物线
在点
处的切线方程分别为
,
,
联立方程
,解得
,即点
,
结合选项B 可得:
,
所以点
在抛物线
的准线
上,故D 正确;
对于选项C:由题意可知直线
斜率不为,设
方程为
,设
,
,
,
则
,
,
若
,则
,解得
或
(舍去),
联立直线与抛物线的方程
,消去x 可得
,
则
,解得
,
此时
,符合题意,
所以
,则直线
过定点
,故C 错误;
故选:ABD.
【例2】已知抛物线
的焦点为F,过焦点F 的直线l 交抛物线于A,B 两点(其中点A 在x 轴上方),
则( )
A.
B.弦AB 的长度最小值为l
C.以AF 为直径的圆与y 轴相切
D.以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切
【答案】ACD
【分析】由弦长公式计算可得选项A、B;C、D 选项,可以利用圆的性质,圆心到直线的距离等于半径判
定直线与圆相切.
【详解】
由题,焦点
,设直线
,
联立
,
,
,
同理可得,
,
,故A 选项正确;
,故弦AB 的长度最小值为4,B 选项错误;
记
中点
,则点M 到y 轴的距离为
,
由抛物线的性质,
,所以以AF 为直径的圆与y 轴相切,故C 选项正确;
,记
中点
,
则点N 到抛物线的准线的距离
,故以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切,
D 选项正确.
故选:ACD.
【跟踪训练】
1.设
是坐标原点,直线
经过抛物线C:
的焦点F,且与C 交于A,B 西点,
是以
为底边的等腰三角形,是抛物线C 的准线,则( )
A.以
直径的圆与准线相切
B.
C.
D.
的面积是
【答案】ACD
【分析】根据抛物线的定义及直线与圆的位置关系判断A;由条件求得
的坐标,利用斜率公式判断
B;根据向量的坐标运算判断C;根据三角形面积公式求解判断D.
【详解】直线
与
轴的交点为
,即焦点
,
则
,故抛物线C 的方程
,
设
,由题意可知
点在第四象限,
点在第一象限,
设
的中点
,过
作
,垂足为
,
过
作
,垂足为
,过
作
,垂足为
,
则
,
则以
直径的圆与准线相切,故A 正确;
∵
是以
为底边的等腰三角形,
∴
,得
,
联立
,得
,
易知
,则
,则
,得
,
,故B 错误;
∵
,∴
,故C 正确;
的面积为
,故D 正确.
故选:ACD.
2.已知抛物线
的焦点
在直线
上,直线与抛物线交于点
(
为坐标原
点),则下列说法中正确的是( )
A.
B.准线方程为
C.以线段
为直径的圆与
的准线相切
D.直线
的斜率之积为定值
【答案】ACD
【分析】由直线过定点
,得到
,可判定A 正确;根据抛物线的几何性质,可得判定B 错误;过
点作准线的垂线,根据抛物线的定义得到
,可判定C 正确;联立方程组,
结合韦达定理,得到
,求得
,可判定D 正确.
【详解】对于A 中,由直线
,可化为
,可得直线过定点
,
因为抛物线
的焦点
在直线上,可得
,则
,所以A 正确;
对于B 中,由抛物线
的准线方程为
,所以B 错误;
对于C 中,过
点作准线的垂线,垂足分别为
,
的中点为
点,
过
点作准线的垂线,垂足为
,可得
,所以C 正确;
对于D 中,设
,联立方程组
,
整理得
,可得
,则
,
所以D 正确.
故选:ACD.
考点六:抛物线中阿基米德三角形相关秒杀结论
①知识要点:如图,假设抛物线方程为
, 过抛物线准线
上一点
向抛物线引两条切线,切点分别记为
,其坐标
为
. 则以点
和两切点
围成的三角形
中,有如下的常见结论:
结论1.直线
过抛物线的焦点
.
结论2.直线
的方程为
.
结论3.过
的直线与抛物线交于
两点,以
分别为切点做两条切线,则这两条切线的交点
的轨迹即为抛物线的准线.
证明:过
点的切线方程为
,过
点的切线方程为
,两式相除可得:
.这就证明了该结论.
结论4.
.
证明:由结论3,
,
.那么
.
结论5.
.
证明:
,则
.由抛物线焦点弦的性质可知
,代入上
式即可得
,故
.
结论6.直线
的中点为
,则
平行于抛物线的对称轴.
证明:由结论3 的证明可知,过点
的切线的交点
在抛物线准线上.且
的坐标为
,
显然
平行于抛物线的对称轴.
【精选例题】
【例1】已知抛物线C:
,(
)的焦点为F,
为C 上一动点,若曲线C 在点
M 处的切线的斜率为
,则直线FM 的斜率为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】∵
,∴
,
,∴
,由题意知,
,解得:
,
又∵M 在
上,∴
,解得:
,∴
,∴
.
故选:B.
【例2】设抛物线C:
的焦点为F,过F 的直线交C 于A,B 两点,分别以A,B 为切点作C 的切线
,
,若与
交于点P,且满足
,则
( )
A.5
B.6
C.7
D.8
【答案】D
【详解】
,设直线AB 的方程为
,显然m 是
存在的,设
,显然
,求导:
,
在A 点处的切线方程
…
①,
同理可得在B 点处的切线方程
为:
;联立方程
,解得
,
,
,联立方程
解得
,
,即P 点在准线
上,设
,
,考虑抛物线关于x 轴对称,不妨取
,代入①得:
,解得
或
,由图可知
,再代入抛物线方程得
,
;故选:D.
【例3】(多选题)已知抛物线
的焦点为
,过
且斜率为
的直线交抛物线于
两点,
在
第一象限,过
分别作抛物线的切线
,且
相交于点
,若
交
轴于点
,则下列说法正确
的有( )
A.点
在抛物线的准线上
B.
C.
D.若
,则
的值为
【答案】ACD
【详解】由题意知
,故l:
,与抛物线
联立,可得
,则
,
设
,
,则
.对于A,由抛物线
可得
,所以直线的斜率
,
则直线的方程为
,同理可得直线
的方程为
,联立解得
.
又
,故点P 在抛物线的准线
上,故A 正确;对于B,
,故
,故B 错误;对于C,直线l 的方程为
,则
,直线
的方程为
,
可得
所以
,故
则FQ⊥BQ,故C 正确;
对于D,由
,直线l 的方程为
,与抛物线联立可得
,解得
,则
,则
,
得
,故D 正确.
故选:ACD.
【例4】已知抛物线
的焦点为F,过F 的直线l 倾斜角为
,交C 于
两点,过
两点分
别作C 的切线,
,其交点为
,,
与x 轴的交点分别为
,则四边形
的面积为________.
【答案】4
【详解】如图,设
,
,易知过
两点的抛物线C 的
切线,
斜率均存在,不妨设
,
,联
立
,消
得到
,即
,
所以
,又
,所以
,得到
,
所以
,即
,也即
,同理可得直线
为
,
又因为直线与
交于
,所以可得
,
,从而得到直线
的方程
为
,又因为直线
过焦点且倾斜角为
,所以得到
,即
,且
直线直线
的方程为
又由
,令
,得到
,即
,由
,令
,得到
,即
,又由
,消
得到
,由
韦达定理得
,所以
,又易知
,所以四
边形
的面积为
,故答案为:4.
【跟踪训练】
1.已知抛物线
的焦点为
,若抛物线上一点
满足
,则过点
的切线方程为( )
A.
或
B.
或
C.
或
D.
或
【答案】B
【详解】由已知得
,准线方程为
.设
,P 点到准线距离为d.则由抛物线定义有
,即
.将
代入
得,
,所以
.注意到
,则当
的坐
标为
时,过点
的切线斜率为
,所以过点
的切线方程为
,即
,
当
的坐标为
时,过点
的切线斜率为
,所以过点
的切线方程为
,即
,综上,过点
的切线方程为
或
.故选:B
2.(多选题)设抛物线C:
的焦点为F,过抛物线C 上不同的两点A,B 分别作C 的切线,两条切
线的交点为P,AB 的中点为Q,则( )
A.
轴
B.
C.
D.
【答案】AC
【详解】对于A 选项:设
,
,
,过点A 切线为:
①,过点B 切线为:
,
②①
②得
化简可得
,
轴,A 选项正确.设
过A 点的切线为
,
过B 点的切线为
,交点为
AB 的中点为
,所以
不垂直
,B 选项错误;
,所
,D 选项错误;
作抛物线准线的垂线
,连接
则
显然
,所以
又因为由抛物线定义,得
,故知
是
线段
的中垂线,得到
则
,同理可证:
,
,所以
,即
,所以
,即
.故选:AC.
3.已知抛物线
的焦点为
,且
与圆
上的点的距离的最小值4.
(1)求
;
(2)若点
在圆
上,
是
的两条切线,
是切点,求
面积的最大值.
【答案】(1)2;(2)
【详解】(1)圆
的圆心
,半径
,由点
到圆
上的点的距离的最
小值为
,解得
;
(2)抛物线
的方程为
,即
,对该函数求导得
,设点
、
、
,
直线
的方程为
,即
,即
,同理可知,直线
的方程
为
,由于点
为这两条直线的公共点,则
,所以点A、
的坐标满足
方程
,所以直线
的方程为
,联立
,可得
,
由韦达定理可得
,
,所以
,
点
到直线
的距离为
,所以
,
,由已知可得
,
所以当
时,
的面积取最大值
.
1.已知抛物线
:
(
),过点
且垂直于
轴的直线交抛物线
于
,
两点,
为
坐标原点,若
的面积为9,则
( )
A.
B.2
C.
D.3
【答案】A
【分析】将
代入抛物线方程,求出线段
长,结合三角形面积求解即得.
【详解】将
代入
,得
,由对称性不妨设
在
轴上方,
则点
,
,
,
,
因此
,所以
.
故选:A
2.已知
为坐标原点,过抛物线
焦点
的直线与
交于A,B 两点,若
,则
( )
A.5
B.9
C.10
D.18
【答案】B
【分析】由
及抛物线方程可求出A 点坐标,从而得直线
的方程,联立抛物线和直线方程,
结合韦达定理求出
,由抛物线定义可得结果.
【详解】如图:由抛物线
可知焦点坐标
,取线段
中点D,即
,
又
,所以
,故设
,因点A 在抛物线上,得
,
根据对称性取
,又因直线
过焦点F,
所以直线
的方程为:
,
联立
,得
①,
设
,则
为①式两根,所以
,
由抛物线定义可知
,
故选:B.
3.已知抛物线
的焦点为
,过点
且斜率为
的直线交抛物线于
两点,若
,则
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】根据题意,作出抛物线与直线AB 的图像,利用抛物线的定义将曲线上的点到焦点的距离转化为
曲线上的点到准线的距离,借助几何图形可判断直线AB 的倾斜角,从而可得答案.
【详解】如图,当点
在第一象限时,过点
分别向准线作垂线,垂足为
,作
,垂足为
,
则
轴,设
,则
,
,
由抛物线的定义得
,则有
,
在
中,
等于直线
的倾斜角,其正切值即为
值,
,
,∴
,
于是直线l 的倾斜角为
,斜率
.
当点
在第四象限时,根据抛物线的对称性可得斜率为
.
故选:D.
4.已知抛物线
与过焦点的一条直线相交于A,B 两点,若弦
的中点M 的横坐标为
,则弦
的长
【答案】
【分析】根据题意设
,联立抛物线及韦达定理,结合弦中点横坐标求参数,最后应用弦长公
式求
即可.
【详解】由题意抛物线焦点
,且直线
斜率不为0,设
,
联立抛物线得
,
,故
,
,
所以
,即
,
则
.
故答案为:
5.已知抛物线
的顶点为坐标原点,准线为
,直线与抛物线
交于
两点,若线段
的中点
为
,则直线的方程为 .
【答案】
【分析】由题意可求得抛物线的方程,设
,由“点差法”求出直线的斜率,再由点斜
式方程即可得出答案.
【详解】因为抛物线
的顶点为坐标原点,准线为
,
所以易得抛物线的方程为
,
设
,
因为线段
的中点为
,
故
,
则
,由
,
两式相减得
,所以
,
故直线的方程为
,即
.
故答案为:
.
6.已知抛物线
,过
的直线交抛物线
于
两点,且
,则直线的方程为
.
【答案】
【分析】根据中点坐标以及点差法即可求解斜率,进而由点斜式求直线方程.
【详解】因为
在抛物线
内部,又
,所以
是
的中点.
设
,所以
,即
,
又
在抛物线
上,所以
,两式作差,得
,所以
,
所以直线的方程为
,即
.
故答案为:
7.已知倾斜角为
的直线经过抛物线
:
(
)的焦点
,且与抛物线
交于
,
两点(点
在第一象限),与抛物线
的准线
交于点
,则( )
A.以
为直径的圆与
轴相切
B.准线
上存在唯一点
,使得
C.
D.
【答案】ABC
【分析】由抛物线的定义和过焦点的直线确定A;由过焦点的线段的长度和准线确定B;由抛物线与直线
的关系解三角形确定CD.
【详解】对于A:设
,
,
,
的中点为
,
由抛物线的定义,得
,
的中点到
轴的距离为
,
故以
为直径的圆与
轴相切,故A 正确;
对于B:
,
的中点到准线的距离为
,
因此以
为直径的圆与准线相切,故准线
上存在唯一点
,使得
,故B 正确;
对于C、D:如图所示,过点
,
作准线
的垂线,垂足分别为点
,
,由倾斜角为
,
可得
,设
,则
,因为
,
所以
,
,故C 正确;
设
,则
,因为
,
所以
,所以
,所以
,故D 错误.
故选:ABC.
8.(多选题)已知抛物线C:
的焦点为F,过F 作直线l 与抛物线C 交于A、B 两点,分别
以A、B 为切点作抛物线C 的切线,两切线交于点T,设线段
的中点为M.若点T 的坐标为
,
则( )
A.点M 的横坐标为2
B.点M 的纵坐标为3
C.直线l 的斜率等于2
D.
【答案】ACD
【详解】抛物线C:
,直线AB:
设
显然当
时,根据对称性易得
点位于
轴上,不
合题意,故
,且均大于0,
,
,
,整理:
,得:
,①
同理
,②,①
②:
,
又因为直线
由此知:
故
;因为
,所以
设交点
,过点
的切线斜率为
,
所以切线方程为
,整理得
,即
,同理,过点
的切线的方程为
,又点T 在直线上,代入得AB 直线方程:
故选项C 正确;由
消去
整
理得
,因为直线与抛物线相交, 设
,则
,
故点M 的横坐标
故A 正确,因为点M 的横坐标
所以
,故选项B 错误,D 正确;故选:ACD