第03 讲 抛物线的中点弦问题
目 录
思维导图.........................................................................................................................................................2
高考分析.........................................................................................................................................................2
学习目标.........................................................................................................................................................2
知识要点.........................................................................................................................................................2
解题策略.........................................................................................................................................................4
题型归纳.........................................................................................................................................................4
题型01:求弦所在直线方程...........................................................................................................................4
题型02:求直线斜率......................................................................................................................................9
题型03:求与弦中点有关的轨迹方程........................................................................................................... 12
题型:04:求中点坐标问题............................................................................................................................14
题型:05:求参数问题...................................................................................................................................16
题型06:中点弦的弦长................................................................................................................................ 18
题型07: 与中点弦有关的面积问题...............................................................................................................23
题型08:曲线上两点关于直线对称问题........................................................................................................24
一. 高考地位
1. 属于
曲
高
基
考点,常出
在
填空、解答
第一
,是解决中点弦、斜率、弦中点
迹、存在性
圆锥
线
频
础
现
选择
题
问
轨
问题
的核心通法。
2.全国卷、新高考卷几乎每年都会
接或直接考
:
间
查
① 已知中点求直
斜率
线
/方程
② 已知直
求中点坐
线
标
③ 中点存在性、
迹方程、定点定
合
轨
值综
3.
度:中档偏易,
算量小、套路极
,是必
拿
分的
型。
难
计
强
须
满
题
二. 命
特点
题
1. 抛物
准方程
线标
2. 常与
达定理、判
式、直
与抛物
位置关系
合考
。
韦
别
线
线
结
查
3. 易
点:忽略判
式
、斜率不存在、点差法适用条件(直
与抛物
有两个交点)。
错
别
检验
线
线
1. 掌握抛物
点差法核心公式推
,不用死
硬背,能快速写出斜率与中点的关系。
线
导
记
2. 熟
用点差法解决
练
4
基
:
类
础题
①已知弦中点,求直
斜率
线
/方程
②已知直
,求弦中点坐
线
标
③求中点
迹方程
轨
④判断中点是否存在
3. 区分椭圆/双曲线/抛物
点差法异同,避免公式混淆。
线
4. 养成最后
判
式的
范,
避
分陷阱。
检验
别
规
规
丢
知识点一:点差法
利用中点弦求解
曲
的核心思路是通
“点差法” 或 “
达定理法” 建立中点坐
与直
斜率的关系,
圆锥
线问题
过
韦
标
线
而推
所需
。无
何种中点弦
(求直
方程、
迹、存在性等),均遵循 “
点→代入→作差
进
导
结论
论
问题
线
轨
设
/
立→推
联
导
关系→
” 的基本流程,关
是建立中点坐
与弦所在直
斜率的
系。
验证
键
标
线
联
知识点二:圆锥曲线点差法
其本
是利用
曲
的
称性和方程的整体性:
弦的两端点在曲
上,代入方程后作差,可通
平方差公式
质
圆锥
线
对
设
线
过
分解出含中点坐
和直
斜率的表达式,直接搭建二者的
梁。
标
线
桥
椭 圆:
曲
设圆锥
线x
2
a
2 +y
2
b
2 =1(a>b>0)与直线AB 交于A(x1,y1)、B(x2,y2),弦AB 中点为M(x0,y0)。
则x1+x2=2x0,y1+y2=2y0。将A,B 两点代入x
2
a
2 +y
2
b
2 =1得:x1
2
a
2 +y1
2
b
2 =1,x2
2
a
2 +y2
2
b
2 =1
两
式
作
差
得
:
x1
2−x2
2
a
2
+y1
2−y2
2
b
2
=0 进一步
⇔
(x1−x2)(x1+x2)
a
2
+(y1−y2)(y1+y2)
b
2
=0 进一步
⇔
(x1−x2)2∙
x0
a
2
+k(x1−x2)2∙
y0
b
2
=0
所以得:x0
a
2 +ky0
b
2 =0,即kAB=−b
2
a
2 ∙x0
y0
双曲线:
曲
设圆锥
线x
2
a
2 −y
2
b
2 =1(a>b>0)与直线AB 交于A(x1,y1)、B(x2,y2),弦AB 中点为M(x0,y0)。
则x1+x2=2x0,y1+y2=2y0。将A,B 两点代入x
2
a
2 −y
2
b
2 =1得:x1
2
a
2 −y1
2
b
2 =1,x2
2
a
2 −y2
2
b
2 =1
两
式
作
差
得
:
x1
2−x2
2
a
2
−y1
2−y2
2
b
2
=0 进一步
⇔
(x1−x2)(x1+x2)
a
2
−(y1−y2)(y1+y2)
b
2
=0 进一步
⇔
(x1−x2)2∙
x0
a
2
−k(x1−x2)2∙
y0
b
2
=0
所以得:x0
a
2 −ky0
b
2 =0,即kAB=b
2
a
2 ∙x0
y0
抛物线:
曲
设圆锥
线y
2=2px(p>0)与直线AB 交于A(x1,y1)、B(x2,y2),弦AB 中点为M(x0,y0)。
则x1+x2=2x0,y1+y2=2y0。将A,B 两点代入y
2=2px得:y1
2=2px1,y2
2=2px2
两式作差得:(y1−y2)(y1+y2)=2p(x1−x2) 进一步
⇔
k(x1−x2)2∙
y0=2p(x1−x2)
所以:k=p
y0
知识点三:弦中点性质
椭
圆:
弦
则
AB的斜率kAB与线段OM(O为原点)的斜率kOM之
定
积为
值−b
2
a
2 ,即:
kAB·kOM =−b
2
a
2 ∙x0
y0
×y0
x0
=−b
2
a
2
双
曲
线
:
弦
则
AB的
斜
率kAB与线段OM(O为原点)的斜率kOM之
定
积
为
值b
2
a
2 ,
即
:
kAB·kOM = b
2
a
2 ∙x0
y0
×y0
x0
= b
2
a
2
抛物线:
弦
则
AB的斜率kAB与线段OM(O为原点)的斜率kOM之
定
积为
值b
2
a
2 ,即:kAB·kOM=p
y0
×y0
x0
=p
x0
知识点四:弦中点坐标或斜率求离心率
:已知中点坐
和所在弦的斜率求离心率:
椭
圆
标
则e = ❑√
1−b
2
a
2 = ❑√1+kAB·kOM= ❑√1+kAB·y0
x0
双曲
:已知中点坐
和所在弦的斜率求离心率:
线
标
则e = ❑√
1+ b
2
a
2 = ❑√1−kAB·kOM= ❑√1−kAB·y0
x0
知识点五:弦长公式
直
设
线l:y=kx+ m 与圆锥曲线交于A(x1,y1)、B(x2,y2),则A,B 两点
距离
:
间
为
|AB|=
❑√(x1−x2)
2+( y1−y2)
2=
❑√1+k
2|x1−x2|=
❑√1+k
2∙
❑√(x1+x2)
2
4
−x1x2;
|AB|= ❑√1+(
1
k)
2
∙
❑√( y1+ y2)
2
4
−y1 y2;
特殊情况(焦点弦):
:
椭
圆|A B|=
2ab
2
a
2−c
2cos
2θ
;其中θ为直
的
斜角。
线
倾
双曲
:
线|A B|=
2ab
2
|a
2−c
2cos
2θ|
;其中θ为直
的
斜角。
线
倾
抛物
:
线|A B|=
2 p
sin
2θ
;其中θ为直
的
斜角。
线
倾
注意:以上情况为焦点在x 轴情况,若焦点在y 轴,则cosθ与sinθ互换
通用解题步骤
步骤 1:明确已知条件与目标
确定
曲
型(
、双曲
、抛物
)及其
准方程;明确中点坐
(或中点
足的条件)、待求量(直
方
圆锥
线类
椭圆
线
线
标
标
满
线
程、
迹方程、参数范
等)。
轨
围
步骤 2:设点与表示中点
弦的两个端点
设
为A(x1,y1)、B(x2,y2),弦的中点为M(x0,y0);
根据中点坐
公式,得到:
标
x1+x2=2x0,y1+y2=2y0
步骤 3:代入曲线方程并作差(点差法核心)
代入方程:将A,B两点坐
代入
曲
方程,
标
圆锥
线
行作差化
。
进
简
步骤 4:结合条件求解目标
求直
方程:已知中点
线
(x0,y0),用点斜式写出直
方程(斜率由步
线
骤3 得);
求中点
迹:
中点
轨
设
为(x,y),用斜率关系(如直
定点、斜率
足某条件)消去参数,得到
迹方程;
线过
满
轨
存在性判断:求出直
方程后,
立曲
方程,通
判
式
线
联
线
过
别
Δ>0
是否有
根。
验证
实
步骤 5:验证特殊情况与范围
直
斜率不存在的情况(如垂直
检查
线
x
的直
是否符合条件);
轴
线
限制
迹范
:确保中点
的弦与曲
有两个交点(利用判
式或曲
范
)。
轨
围
对应
线
别
线
围
题型01:求弦所在直线方程
【典型例题1】
斜率
设
为
的直线与抛物线
交于
,
两点,若
段
为线
的中点,
直
则
线的
方程
(
为 )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【
解】
详
设
,
,则
,由
作差得
,
得
,所以直
方程
线
为
,即
.
故
:
选C
【典型例题2】已知抛物线
,
点
过
的直
交抛物
线
线
于
两点,若
为
的中点,
直
则
线
的
方程为 .
【答案】
【分析】
出
设
,
的坐
,代入抛物
方程,利用作差法,
合中点坐
公式代入先求出直
的斜率,再利用点斜式方
标
线
结
标
线
程即可得到结论.
【
解】
详
设
,
,由
意
题
,
因为
,
在抛物
上,所以
线
,
,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
得
简
.
故答案
:
为
.
【变式训练1-1】已知抛物线C:x2=2py(p>0)的准线为y=﹣2,点P,Q 在抛物线C 上,且
段
线
PQ 的中点
(
为﹣2,
4),
直
则
线PQ 的方程
( )
为
A.x+2y﹣6=0
B.x+3y﹣10=0
C.2x+y=0
D.2x+3y﹣8=0
【考点】抛物
的中点弦.版
所有
线
权
【分析】根据抛物
的几何性
,求得抛物
的方程
线
质
线
为x
2=8y,再利用点差法,即可求解.
【解答】解:由抛物线C:x
2=2py 的准线为y=﹣2,
可得−p
2 =−2,
可得p=4,
所以x
2=8y,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
可得{
x1
2=8 y1
x2
2=8 y2),且x1+x2=﹣4,
两式相减,可得x2
2−x1
2=( x2−x1)( x2+ x1)=8( y2−y1),
可得k PQ= y2−y1
x2−x1
= x2+ x1
8
=−1
2
,
所以直线PQ 的方程为y −4 =−1
2 ( x +2),
即x+2y﹣6=0.
故
:
选A.
【点
】本
考
了抛物
的几何性
,重点考
了直
与抛物
的位置关系,属中档
.
评
题
查
线
质
查
线
线
题
【变式训练1-2】已知
点
动
P 到定点
的距离比它到直线
的距离大1,直线与
点
动
的
迹交于
轨
A, B
两点,且
段
线
AB 的中点为
,
直
则
线的方程
(
为 )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】由
意确定
题
P 点的
迹求出其方程,利用点差法求出直
轨
线AB 的斜率,即可求得答案.
【
解】由
意
点
详
题
动
P 到定点
的距离比它到直线
的距离大1,
点
则动
P 到定点
的距离与它到直线
的距离相等,
故
点
动
P 的
迹
以
轨
为
F
焦点的抛物
,其方程
为
线
为
,
设
,则
,
则
,则
,
由于
段
线
AB 的中点为
且在抛物
含焦点的一
区域内,
直
线
侧
则
线AB 的斜率存在,
,
故
,
故直线的方程为
,即
,
故
:
选D
【变式训练1-3】已知抛物线
,
点
过
的直线l 与C 相交于A,B 两点,且M
弦
为
的中点,
直
则
线l 的方程
(
为 )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】
出直
设
线l 的方程,与抛物
方程
立,
合中点坐
求出直
线
联
结
标
线l 的方程.
【
解】
然直
详
显
线l 不垂直于
,
直
设
线l 的方程为
,
由
消去
得,
,由弦
的中点为
,
得
,此
方程
时
有两个不等
根,
实
所以直线的方程为
,即
.
故
:
选D
【变式训练1-4】已知抛物线
上的点
到其准
的距离
线
为
,直线交抛物
于
线
,
两点,且
的中点为
,则
到直线的距离
( )
为
A.
或
B.
或
C.
或
D.
或
【答案】B
【
解】根据
意
详
题
设A
,由点差得到
故直线l 可以写成
点
到其准
的距离
线
为
,可得到M 的横坐标为4,将点代入抛物
可得到
坐
线
纵
标为4 或-4,
由点到直
的距离公式得到,
线
M 点到直
的距离
线
为
或
.
故答案为B.
【变式训练1-5】已知抛物线
的
点
坐
原点,准
顶
为
标
线为
,直线与抛物线
交于
两点,若
段
线
的
中点为
,
直
则
线的方程为 .
【答案】
【解析】因
抛物
为
线
的
点
坐
原点,准
顶
为
标
线为
,所以易得抛物
的方程
线
为
,
设
,因
段
为线
的中点为
,
故
,则
,由
,
两式相减得
,所以
,
故直线的方程为
,即
.
【变式训练1-6】已知A,B 是抛物线
上的两点,
段
线
AB 的中点为
,
直
则
线AB 的方程为
.
【答案】
【解析】依
意,
题
设
,
若
,
直
则
线
,
由抛物
的
称性可知,
段
线
对
线
AB 的中点为
,
然不符合
意,故
显
题
,
因为A,B 是抛物线
上的两点,
所以
,两式相减得,
,整理得
,
因
段
为线
AB 的中点为
,
所以
,即
,
又
,所以
,
所以直线AB 的方程为
,即
.
【变式训练1-7】已知抛物线C : y
2=2 px( p>0)的焦点为F,点A(6, y0)在抛物线C上,且|AF|=10.
(1)求抛物线C的方程;
(2)已知直线l交抛物线C于M , N两点,且点(4,2)
段
为线
MN的中点,求直线l的方程.
【答案】(1)y
2=16 x
(2)4 x−y −14 =0
【分析】(1)利用抛物
定
可求得
线
义
p=8,即可求出抛物线C的方程;
(2)由弦中点坐标为(4,2)并利用点差法即可求得直线l的斜率为4,便可得直
方程
线
.
【
解】(
详
1)点A(6, y0)在抛物线C上,
由抛物
定
可得
线
义
|AF|=6+ p
2 =10,解得p=8,
故抛物线C的
准方程
标
为y
2=16 x.
(2)设M (x1, y1), N (x2, y2),如下
所示:
图
则¿,两式相减可得y1
2−y2
2=16(x1−x2),
即( y1−y2)( y1+ y2)=16(x1−x2),
又
段
线
MN的中点为(4,2),可得y1+ y2= 4;
则y1−y2
x1−x2
= 4,故直线l的斜率为4,
所以直线l的方程为y −2= 4 (x−4),
即直线l的方程为4 x−y −14 =0.
【变式训练1-8】已知抛物线C : x
2=−2 py( p>0)的焦点为F , A(x0,−9)是抛物线C上的点,且|AF|=15.
(1)求抛物线C的方程;
(2)已知直线l交抛物线C于M , N两点,且MN的中点为(6,−4),求直线l的方程.
【答案】(1)x
2=−24 y
(2)x +2 y +2=0
【分析】(1)根据抛物
的定
求解;
线
义
(2)
点代入抛物
方程,然后利用点差法求解直
的斜率,然后根据点斜式即可解得直
的方程;
设
线
线
线
【
解】(
详
1)因为|AF|=9+ p
2 =15,
所以p=12,
故抛物线C的方程为x
2=−24 y.
(2)
易知直线l的斜率存在,
直
设
线l的斜率为k , M (x1, y1), N (x2, y2),
则¿
两式相减得x1
2−x2
2=−24( y1−y2),整理得y1−y2
x1−x2
=−x1+ x2
24
.
因为MN的中点为(6,−4),所以k = y1−y2
x1−x2
=−12
24 =−1
2
,
所以直线l的方程为y + 4 =−1
2
(x−6),即x +2 y +2=0.
【变式训练1-9】已知抛物线
的焦点为
,点
在抛物线
上,且
.
(1)求抛物线
的方程;
(2)已知直线交抛物线
于
两点,且点
段
为线
的中点,求直线的方程.
【答案】(1)
;(2)
【解析】(1)点
在抛物线
上,
由抛物
定
可得
线
义
,解得
,
故抛物线
的
准方程
标
为
.
(2)设
,如下
所示:
图
则
,两式相减可得
,
即
,
又
段
线
的中点为
,可得
;
则
,故直线的斜率为4,
所以直线的方程为
,
即直线的方程为
.
题型02:求直线斜率
【典型例题1】已知直线l交抛物线C : x
2=−18 y于M , N两点,且MN的中点为(3,−2),
直
则
线l的斜率
(
为 )
A.−3
B.−1
6
C.1
9
D.−1
3
【答案】D
【分析】
出直
设
线l的斜率为k,点M , N两点的坐
,代入抛物
方程
标
线
x
2=−18 y,作差,可得y1−y2
x1−x2
=−x1+ x2
18
,又
MN的中点为(3,−2),即求出k.
【
解】易知直
详
线l的斜率存在,
直
设
线l的斜率为k , M (x1, y1), N (x2, y2),
则¿两式相减得x1
2−x2
2=−18( y1−y2),整理得y1−y2
x1−x2
=−x1+ x2
18
,
因为MN的中点为(3,−2),则x1+ x2=2×3=6,
所以k = y1−y2
x1−x2
=−6
18 =−1
3
,即直线l的斜率为−1
3
.
故
:
选D.
【典型例题2】已知
抛物
为
线
上的两点,且
段
线
AB 中点的
坐
纵
标为2,
直
则
线AB 的斜率为 .
【答案】
/0.5
【分析】
出点
设
的坐
并代入抛物
的方程,即可求出直
标
线
线AB 的斜率.
【
解】由
意,
详
题
抛物
为
线
上的两点,且
段
线
AB 中点的
坐
纵
标为2,
设
,
段
线
AB 中点为
,
∴
,
,
∴
即
∴直线AB 的斜率
:
为
故答案
:
为
【变式训练2-1】已知直线l 交抛物线C : y
2=18 x于M,N 两点,且MN 的中点为(5,3),
直
则
线l 的斜率
(
为 )
A.9
5
B.3
2
C.3
D.18
5
【答案】C
【分析】易知直线l 的斜率存在,设M (x1, y1), N (x2, y2),则¿,两式相减即可得出直
的斜率
线
k = y1−y2
x1−x2
的
.
值
【
解】易知直
详
线l 的斜率存在,
直
的斜率
设
线
为k,M (x1, y1), N (x2, y2),
则¿,两式相减得y1
2−y2
2=18(x1−x2),整理得y1−y2
x1−x2
=
18
y1+ y2
,
因为MN 的中点为(5,3),则y1+ y2=6,
所以k = y1−y2
x1−x2
= 18
6 =3,即直线l 的斜率为3.
【变式训练2-2】已知抛物线C:
,
点
过
的直线l 与抛物线C 交于A,B 两点,若
,
直
则
线l
的斜率是( )
A.
B.4 C.
D.
【答案】A
【解析】设
,则
作差得
.
因为
,所以P 是
段
线
AB 的中点,所以
,
直
则
线l 的斜率
.故
:
选A
【变式训练2-3】已知抛物线C : y
2= 4 x,
点
过
M(
3
2 ,−1)的直线l与C相交于A,B 两点,且M
弦
为
AB 的中点,则
直线l的斜率
(
为 )
A.−1
2
B.−3
4
C.−1
D.−2
【答案】D
【分析】直线l与C相交于A,B 两点,且点M(
3
2 ,−1)
弦
为
AB 的中点,利用点差法求解.
【
解】解:
详
设A(x1, y1),B(x2, y2),
因
直
为
线l与C相交于A,B 两点,所以{
y1
2= 4 x1
y2
2= 4 x2),
由
意得
题
k = y1
❑−y2
❑
x1
❑−x2
❑=
4
y1
❑+ y2
❑=
4
2×(−1) =−2,
故
:
选D
【变式训练2-4】已知直线
与抛物线
相交于
、
两点,点
是抛物
线
的准
与以
线
直径的
的公共点,
下列
的是( )
为
圆
则
结论错误
A.
B.
C.
的面积为
D.
【答案】C
【分析】求出抛物线
的准
方程,可求得
线
的
,可判断
值
A
的正
;利用点差法可求得
段
选项
误
线
的中点坐
,根据
标
勾股定理列等式可求得
的
,可判断
值
B
的正
;利用抛物
的焦点弦
公式以及三角形的面
公式可判断
选项
误
线
长
积
CD
的正
选项
误.
【
解】由
意知,抛物
详
题
线
的准线为
,即
,解得
,故选项A 正确;
因为
,所以抛物线
的方程为
,其焦点为
,
又直线
,即
,所以直线恒
抛物
的焦点
过
线
,
点
设
、
,因为
、
两点在抛物线
上,
立方程
联
,两式相碱可得,
,
设
的中点为
,则
,
因
点
为
在直线上,解得
,
所以点
是以
直径的
的
心,
为
圆
圆
由抛物
的定
知,
线
义
圆
的半径
.
因为
,所以
,
解得
,故选项B 正确;
因为
,所以
,直线为
,即
,
由点到直
的距离公式可得,点
线
到直线的距离为
,
所以
,故选项C
,
错误D 正确.
故
:
选C.
【变式训练2-5】已知抛物线Γ:y2=2x,直线l 与Γ 交于A,B 两点,M(2,1)
弦
为
AB 的中点,
直
则
线l 的斜率
为 .
【解答】解:
点
设
A(x1,y1),B(x2,y2),则{
y1
2=2 p x1
y2
2=2 p x2),所以y1
2−y2
2=2 p( x1−x2),
整理得( y1+ y2)( y1−y2)
( x1−x2)
=2p,即(y1+y2)•kAB=2p,
由抛物
准方程
线标
为y2=2x,以及M(2,1)
弦
为
AB 的中点知,2kAB=2,所以kAB=1.
故答案
:
为1.
【变式训练2-6】已知抛物线
上两点A,B 关于点
称,
直
对
则
线AB 的斜率为 .
【答案】2
【解析】设
,
代入抛物线
,
得
,则
①,
因
两点
为
A,B 关于点
称,
对
则
,
所以由①得
,
直线AB 的斜率为2.
直
则
线AB:
与代入抛物线
立,
联
得
,
,解得
.
所以直线AB 的斜率为2.
【变式训练2-7】已知F是抛物线C : x
2=2 py( p>0)的焦点,M (4 , y0)是抛物线C上一点,且| MF |= 4.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线l与抛物线C交于A ,B两点,且
段
线
AB的中点坐标为(8,12),求直线l的斜率.
【答案】(1)x
2=8 y
(2)2
【分析】(1)根据点在抛物
上及焦半径公式,列方程
求解即可;
线
组
(2)
出
设
A ,B坐
,代入抛物
方程,
合弦中点,利用点差法即可求得直
的斜率
标
线
结
线
.
【
解】(
详
1)由
可知,
题
¿,解得¿,故抛物线C的方程为x
2=8 y.
(2)设A(x1, y1),B(x2, y2),则¿,两式相减得x1
2−x2
2=8( y1−y2),
即y1−y2
x1−x2
= x1+ x2
8
.因
段
为线
AB的中点坐标为(8,12),所以x1+ x2=16,则y1−y2
x1−x2
=2,
故直线l的斜率为2.
题型03:求与弦中点有关的轨迹方程
【典型例题1】已知斜率为2 的直
与曲
线
线
交于
两点,
段
则线
的中点
的
迹方程
(
轨
为 )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】利用点差法,即可求得
,
直
设
线
的方程,与抛物
方程
立,运用
达定理求解取
范
线
联
韦
值
围.
【
解】
详
设
,则
,
两式相减得:
,
即
,
因
直
为
线
的斜率为2,所以
,所以
,
因为
,所以
.
直
设
线
的方程为
,由
,
可得:
,
,解得:
.
在直线
上,则
,
,所以
.
所以
.
故
:
选C
【典型例题2】直线
(
是参数)与抛物线
的相交弦是
,
弦
则
的中点
迹方
轨
程是 .
【答案】
【解析】设
,
中点
,则
.
,
定点
过
,
.
又
,(1)
,(2)
得:
,
. 于是
,即
.
又弦中点
迹在已知抛物
内,
轨
线
立
联
故弦
的中点
迹方程是
轨
故直线的方程为
,即
.
【变式训练3-1】已知抛物线
(
),
其焦点且斜率
过
为2 的直
交抛物
于
线
线
A,B 两点,若
段
线
AB 的中
点的
坐
纵
标为1,
抛物
的准
方程
(
则该
线
线
为 )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】设
,
而根据
意,
合中点弦的斜率得
进
题
结
,
而求解准
方程即可
进
线
.
【
解】根据
意,
详
题
设
,所以
①,
②,
所以,①
②得:
,即
,
因
直
为
线AB 的斜率为2,
段
线
AB 的中点的
坐
纵
标为1,
所以
,所以抛物线
,准
方程
线
为
.
故
:
选B
【变式训练3-2】已知抛物线C : y
2=2 x的焦点为F,平行于x
的两条直
轴
线l1,l2分
交
别
C 于A,B 两点,交C 的准线l
于P,Q 两点.
(1)若F 在
段
线
AB上,R 是PQ的中点,AR与FQ平行
?
吗
(2)若△PQF的面
是
积
△ABF的2 倍,求AB中点的
迹方程
轨
.
【答案】(1)AR // FQ;
(2)y
2= x−1.
【分析】(1)求出抛物线C的焦点坐
、准
方程,
出直
标
线
设
线l1,l2的方程,并求出点A ,B , P ,Q , R的坐
,利用共
向
标
线
量的坐
表示推理作答
标
.
(2)根据
定条件,求出直
给
线AB与x
的交点坐
,
出
轴
标设
AB的中点坐
,利用共
向量的坐
表示求解作答
标
线
标
.
【
解】(
详
1)抛物线C : y
2=2 x的焦点F( 1
2 ,0),准线l: x =−1
2
,如
,
图
设l1: y =a,l2: y =b,则ab≠0,得A( a
2
2 ,a),B( b
2
2 ,b),P(−1
2 ,a),Q(−1
2 ,b),R(−1
2 , a+b
2
),
则⃗BA =( a
2
2 −b
2
2 ,a−b),⃗FA =( a
2
2 −1
2 ,a),由F 在
段
线
AB上,得⃗BA //⃗FA,
于是a( a
2
2 −b
2
2 )=(a−b)( a
2
2 −1
2 ),
然
显
a≠b,整理得ab=−1,⃗
RA =( a
2+1
2
, a−b
2
)= 1
2 (a
2−ab,a−b)= a−b
2
(a,1),⃗QF =(1,−b)=(−ab,−b)=−b(a,1),
因此⃗RA //⃗QF,
然点
显
R不在直线QF上,
所以AR // FQ.
(2)如
,
直
图设
线AB 与x
相交于点
轴
D(x1,0),
由(1)知,△ABF的面积S△ABF = 1
2|a−b||FD|= 1
2|a−b||x1−1
2|,△PQF的面积S△PQF =|a−b|
2
,
依
意,
题
S△PQF =2S△ABF,即|a−b|
2
=|a−b||x1−1
2|,而a−b≠0,解得x1=0或x1=1,
由于x1=0
,点
时
D与A ,B之一重合,有ab=0,矛盾,
点
则
D 的坐标为(1,0),
设AB的中点为E (x , y),则⃗DE =( x−1, y),由⃗DE //⃗BA,得y( a
2
2 −b
2
2 )=(a−b)( x−1),
即a+b
2
y = x−1,又a+b
2
= y,于是y
2= x−1,
所以所求的
迹方程
轨
为y
2= x−1.
题型:04:求中点坐标问题
【典型例题1】直线
被抛物线
截得的
段
线
的中点坐
是(
标
).
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】
立直
与抛物
方程,由
达定理和中点坐
公式即可得解
联
线
线
韦
标
.
【
解】
立
详
联
,则
,
直
设
线
与抛物
交点
线
,
则
,故
,
所以
段
线
的中点坐
是
标
.
故
:
选B.
【变式训练4-1】若直线
抛物
经过
线
焦点,且与抛物
相交于
线
两点,且
,则
的中点横坐标为
.
【答案】
【
解】
详
记
焦点
为
到准
的距离,
线
则
,
,
分
点
别过
作准
的垂
,垂足分
线
线
别为
,
直线
抛物
经过
线
焦点,且与抛物
相交于
线
两点,
根据抛物
的定
得到
线
义
,
设
,
,
,
,
,
,
,
,
的中点
横坐标为
,
故答案
:
为
.
【变式训练4-2】已知抛物线C:y
2=2 px(p>0)上一点M (1,m)(m>0)与焦点的距离为2.
(1)求p 和m;
(2)若在抛物线C 上存在点A,B,使得MA ⊥MB,设AB的中点为D,且D 到抛物线C 的准
的距离
线
为15
2
,求点D 的
坐标.
【答案】(1)p=2,m=2
(2)(
13
2 ,1)或(
13
2 ,−3).
【分析】(1)根据抛物
的性
,求出
线
质
p=2,然后将M (1,m)代入抛物
的方程即可求出
线
m;
(2)根据D 到抛物线C 的准
的距离求出
线
D 的横坐
,将
标
MA ⊥MB转为k1k2=−1,从而得到
y1 y2=−2( y1+ y2)−20,两者
合即可求出
结
y1+ y2,即可求出点D 的坐标.
【
解】(
详
1)
抛物
设
线C 的焦点为F,根据
意可知
题
|MF|=1+ p
2 =2,解得p=2.
故抛物线C:y
2= 4 x.
因为M 在抛物线C 上,所以m
2= 4.又因为m>0,所以m=2.
(2)设A(
y1
2
4 , y1),B(
y2
2
4 , y2),D(x0, y0),直线MA的斜率为k1,直线MB的斜率为k2.
易知k1,k2一定存在,则k1= y1−2
y1
2
4 −1
,k2= y2−2
y2
2
4 −1
.
由MA ⊥MB,得k1k2=−1,即
y1−2
y1
2
4 −1
⋅y2−2
y2
2
4 −1
=−1
,化
得
简
( y1+2)( y2+2)=−16,即
y1 y2=−2( y1+ y2)−20.
因为D 到抛物线C 的准
的距离
线
d1= x0+1= 15
2
,所以x0= x1+ x2
2
= 13
2
,
则x1+ x2=13,即y1
2
4 + y2
2
4 =13,y1
2+ y2
2=52.
( y1+ y2)
2=52+2 y1 y2=52+2[−2( y1+ y2)−20],即( y1+ y2)
2+ 4( y1+ y2)−12=0,
解得y1+ y2=−6或y1+ y2=2,则y0= y1+ y2
2
=−3或y0= y1+ y2
2
=1.
故点D 的坐标为(
13
2 ,1)或(
13
2 ,−3).
题型:05:求参数问题
【典型例题1】
抛物
过
线
的焦点F,且
斜角
倾
为
的直
与抛物
交于
线
线
A,B 两点,若弦
的垂直平
分
点
线经过
,则p 等于( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】写出弦
所在直
方程
线
为
,可设
,
,
,
,直线
的方程和抛物
方程
立消去
线
联
可
得到关于
的一元二次方程,由
达定理即可求出弦
韦
的中点坐标为
,而弦
的垂直平分
方程可写出
线
为
,弦中点坐
入
方程便可求出
标带
该
的
.
值
【
解】抛物
的焦点
详
线
坐
是
标
,直线
方程为:
,
设
,
立
联
,则
,
所以
,
,
故
中点坐标为
,由两直
互相垂直有
线
,得
.
故
:
选C.
【典型例题2】斜率为1 的直
与双曲
线
线C :x
2
a
2 −y
2=1(a>0)交于A,B 两点,若
段
线
AB 的中点
(
为3,1),则a=
( )
A.❑√2
B.❑√3
C.❑√6
D.2❑√3
【考点】抛物
的中点弦.版
所有
线
权
【分析】先求出直线AB 的方程,再与双曲
立,并
合
达定理,以及中点坐
公式,即可求解.
线联
结
韦
标
【解答】解:由
意可知,直
题
线AB 的方程为y﹣1=x﹣3,即x=y+2,
立
联{
x
2
a
2 −y
2=1
x = y +2 )
,化
整理可得,
简
y2(1﹣a2)+4y+4﹣a2=0,
若
段
线
AB 的中点
(
为3,1),
则−4
1−a
2 =1×2,解得a= ❑√3(
舍去).
负值
故
:
选B.
【点
】本
主要考
抛物
的中点弦,属于基
.
评
题
查
线
础题
【变式训练5-1】已知抛物线
与直线
交于
,
两点,且
段
线
中点的横坐标为
,则
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】利用点差法列方程可得解.
【
解】
详
设
,
,则
,
整理得
,
因
段
为线
中点的横坐标为
,
所以
段
线
中点的
坐
纵
标为
,则
,
从而可得
,
故
:
选D.
【变式训练5-2】已知抛物线
,直线
与抛物
相交于
线
两点,且
的中点为
,则
.
【答案】
【
解】根据
意,点
详
题
在直线
上,所以
,解得
.
点
设
,
则
,两式作差得
,
整理得
,
又
,且
,解得
.
故答案
:
为
.
【变式训练5-3】已知抛物线
,直线
与抛物
相交于
线
,且
的中点为
,则
.
【答案】
【
解】又中点
详
在直线
上,
所以
,即
,故直线
的方程为
设
,
立方程
联
得
,
所以
,
,
因为
的中点为
,
所以
,解得
,
足判
式,
满
别
故
.
故答案
:
为
【变式训练5-4】
抛物
过
线C : y
2=2 px( p>0)的焦点的直
与抛物
线
线C 相交于A,B 两点,若
段
线
AB中点的坐标为
(4,2❑√2),则p=( )
A.4
B.3
C.2
D.1
【答案】A
【分析】利用点差法及中点与焦点坐
分
表示直
标
别
线AB的斜率,可建立关于p的方程,求解可得.
【
解】
详
设A( x1, y1),B( x2, y2),则{
y1
2=2 p x1,
y2
2=2 p x2,),
两式作差得,y1
2−y2
2=( y1+ y2)( y1−y2)=2 p( x1−x2),
当x1= x2
,
时则AB中点坐
焦点
标为
F(
p
2 ,0),不
足
意;
满
题
当x1≠x2
,得
时
y1−y2
x1−x2
=
2 p
y1+ y2
.
段
设线
AB中点M,因为M坐标(4,2❑√2),且
焦点
过
F,
所以y1+ y2= 4 ❑√2,
则AB的斜率k AB=k FM = 2 p
4 ❑√2 = 2❑√2−0
4−p
2
,
解得p= 4.
故
:
选A.
题型06:中点弦的弦长
【典型例题1】
抛物
过
线
的焦点作直线,交抛物
于
线
,
两点.若
段
线
中点的横坐标为6,则
等于
( )
A.20
B.16
C.12
D.8
【答案】B
【
解】由
,抛物
的焦点
详
题设
线
为
,可设
,
立
联
,可得
,则
,
所以
,
,则
,得
,
所以
.
故
:
选B
【典型例题2】已知抛物线
与
焦点的一条直
相交于
过
线
A,B 两点,若弦
的中点M 的横坐标为
,
弦
则
的长
【答案】
【解析】由
意抛物
焦点
题
线
,且直线
斜率不为0,设
,
立抛物
得
联
线
,
,故
,
,
所以
,即
,
则
.
【变式训练6-1】已知斜率为
的直线
抛物
过
线
的焦点,且与抛物线
交于
两点,抛物线
的准
上一点
线
足
满
,则
( )
A.
B.
C.5
D.6
【答案】C
【分析】先求出抛物
的方程,得到焦点坐
线
标.
直
设
线:
,用点差法表示出
的中点为
,利用半
径相等得到:
,解出k,即可求出
.
【
解】由
意知,抛物
详
题
线
的准线为
,即
,得
,
所以抛物线
的方程为
,其焦点为
.
因
直
为
线
抛物
的焦点
过
线
,
所以直线的方程为
.
因为
,
所以
在以
直径的
上
为
圆
.
点
设
,
,
立方程
联
组
,
两式相减可得
,
设
的中点为
,则
.
因
点
为
在直线l 上,
所以
,所以点
是以
直径的
的
心
为
圆
圆
.
由抛物
的定
知,
线
义
圆
的半径
,
因为
,
所以
,解得
,
所以弦长
.
故
:
选C.
【变式训练6-2】已知抛物线
上的点
到其准
的距离
线
为
,直线交抛物
于
线
,
两点,且
的中点为
,则
到直线的距离
( )
为
A.
或
B.
或
C.
或
D.
或
【答案】B
【
解】根据
意
详
题
设A
,由点差得到
故直线l 可以写成
点
到其准
的距离
线
为
,可得到M 的横坐标为4,将点代入抛物
可得到
坐
线
纵
标为4 或-4,
由点到直
的距离公式得到,
线
M 点到直
的距离
线
为
或
.
故答案为B.
【变式训练6-3】
抛物
过
线
的焦点的直
与
抛物
交于
线
该
线
两点,若
段
线
的中点的
坐
纵
标为1,则
( )
A.12
B.
C.
D.
【答案】C
【
解】
详
设
,则
,则
.
因
段
为线
的中点的
坐
纵
标为1,所以
,则
.
又直线
过
的焦点
,所以直线
的方程为
,
段
则线
的中点的横坐标为
,则
,故
.
故
:
选C
【变式训练6-4】已知直线
与抛物线
相交于
、
两点,点
是抛物
线
的准
与以
线
直径的
的公共点,
下列
的是( )
为
圆
则
结论错误
A.
B.
C.
的面积为
D.
【答案】C
【分析】求出抛物线
的准
方程,可求得
线
的
,可判断
值
A
的正
;利用点差法可求得
段
选项
误
线
的中点坐
,根据
标
勾股定理列等式可求得
的
,可判断
值
B
的正
;利用抛物
的焦点弦
公式以及三角形的面
公式可判断
选项
误
线
长
积
CD
的正
选项
误.
【
解】由
意知,抛物
详
题
线
的准线为
,即
,解得
,故选项A 正确;
因为
,所以抛物线
的方程为
,其焦点为
,
又直线
,即
,所以直线恒
抛物
的焦点
过
线
,
点
设
、
,因为
、
两点在抛物线
上,
立方程
联
,两式相碱可得,
,
设
的中点为
,则
,
因
点
为
在直线上,解得
,
所以点
是以
直径的
的
心,
为
圆
圆
由抛物
的定
知,
线
义
圆
的半径
.
因为
,所以
,
解得
,故选项B 正确;
因为
,所以
,直线为
,即
,
由点到直
的距离公式可得,点
线
到直线的距离为
,
所以
,故选项C
,
错误D 正确.
故
:
选C.
【变式训练6-5】
点
设经过
的直
与抛物
线
线
相交于
,
两点,若
段
线
中点的横坐标为,则
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】根据直
与抛物
的位置关系以及
达定理、弦
公式求解即可
线
线
韦
长
.
【
解】因
点
详
为经过
的直
与抛物
线
线
相交于
,
两点,
所以
直
的斜率不等于
该
线
0,所以可假
直
方程
设
线
为
,
设
,
立
联
,整理得
,
所以
所以
,
因
段
为线
中点的横坐标为,
所以
,所以
,
所以
,
故
:
选B.
【变式训练6-6】已知抛物线
,直线与抛物
交于
线
两点,
足
满
,
段
设线
的中点为
,则
到
的最小距离
轴
为 .
【答案】
【
解】由抛物
详
线
,得焦点为
,准
方程
线
为
,
设
,
因
段
为线
的中点为
,所以
,且
到
的距离
轴
为
,
由抛物
定
及三角形三
关系定理,可知
线
义
边
,
当且
当
仅
三点共
等号成立,
线时
则
,即
到
的最小距离
轴
为
.
故答案
:
为
.
【变式训练6-7】若A,B 是抛物线
上不同的两点,
段
线
AB 的垂直平分
交
线
x
于点
轴
,则
的最大
值为 .
【答案】6
【分析】设
,
,AB 中点
,利用点差法得到直线AB 的斜率,再利用中垂
求得
线
,然
后利用抛物
的定
,由
线
义
求解.
【
解】解:
详
设
,
,AB 中点
,
斜率
设
为k,则
,
相减得:
,
∵
,即
,
抛物
的焦点
设
线
为F,
,
∴
,当且
当
仅
A,B,F 三点共
等号成立,
线时
此时
足在抛物
内部,
满
线
∴
的最大值为6,
故答案
:
为6.
题型07:与中点弦有关的面积问题
【典型例题】已知
物
拋
线C : y
2=2 px( p>0)的焦点为F,点P(
1
2 ,t)在抛物线C上,且|PF)= 5
2.
(1)求抛物线C的方程;
(2)
点
过
Q (4,2)的直线l与抛物
交于
线
A ,B两点,且点Q是
段
线
AB的中点,求△ABF的面积.
【答案】(1)y
2=8 x
(2)2❑√7
【分析】(1)将点P 到焦点的距离
化
到准
的距离,求出
转
为
线
p,得抛物
方程;
线
(2)利用点差法,求出直线AB 的方程,与抛物
立,求出三角形的面
线联
积.
【
解】(
详
1)由定
知
义|PF)= xP+ p
2 = 1
2 + p
2 = 5
2
,解得p= 4,
所以抛物线C的方程为y
2=8 x.
(2)设A(x1, y1),B(x2, y2),
因为Q (4,2)是
段
线
AB的中点,所以y1+ y2= 4,
{
y1
2=8 x1
y2
2=8 x2),则( y2−y1)( y2+ y1)=8(x2−x1),
所以直线AB 的斜率k AB= y2−y1
x2−x1
=
8
y1+ y2
= 8
4 =2,
所以直线l的方程为2 x−y −6=0,
直
设
线l与x
交于点
轴
M,则M (3,0),
立
联{
2 x−y −6=0
y
2=8 x ),得y
2−4 y −24 =0,所以y1+ y2= 4,y1 y2=−24,
所以|y1−y2)= ❑√( y1+ y2)
2−4 y1 y2= 4 ❑√7,S△ABF = 1
2 ×|FM )×|y2−y1)= 1
2 ×1×4 ❑√7=2❑√7.
【变式训练】已知直线x−2 y +2=0与抛物线C:y
2=2 px ( p>0)交于M,N 两点,|MN )=8 ❑√15,O
坐
原点.
为
标
(1)求p;
(2)
点
过
P(3,2)作直线l 交抛物线C于A,B 两点,且点P 是
段
线
AB 的中点,求三角形OAB 的面
.
积
【答案】(1)4
(2)4 ❑√5.
【分析】(1)
立直
和抛物
方程,得到两根之和,两根之
,由弦
公式得到方程,求出答案;
联
线
线
积
长
(2)设A(x3, y3),B(x4, y4),点差法得到直线l的斜率,从而得到直线l的方程,由焦点弦弦
公式得到
长
|AB)=10,结
合点到直
距离,得到三角形面
线
积.
【
解】(
详
1)设M (x1, y1),N (x2, y2),
立直
与抛物
得:
联
线
线
¿,
消去x 得到y
2−4 py + 4 p=0,∴y1+ y2= 4 p,y1 y2= 4 p,
∴|MN )=
❑√1+2
2|y1−y2)= ❑√5⋅❑√( y1+ y2)
2−4 y1 y2= ❑√5⋅
❑√16 p
2−16 p=8 ❑√15.
解得p= 4或-3(舍去).∴p= 4.
(2)设A(x3, y3),B(x4, y4),
∵A,B 在抛物线C 上,∴y3
2=8 x3,y4
2 =8 x4,
两式作差得( y3+ y4)( y3−y4)=8(x3−x4).
∵AB 中点坐标为(3,2),∴x3+ x4=6,y3+ y4= 4,
∴4( y3−y4)=8(x3−x4),
∴y3−y4
x3−x4
=2,
∴l:y −2=2(x−3),整理得l:y =2 x−4.
故l 过C的焦点,弦长|AB)= x3+ x4+ p=6+ 4 =10.
又O 到l 的距离为
|4)
❑√2
2+1
2 = 4 ❑√5
5
.
∴S△OAB= 1
2 × 4 ❑√5
5
×10= 4 ❑√5.
题型08:曲线上两点关于直线对称问题
【典型例题】若抛物线
上存在不同的两点关于直线
称,求
数
对
实
的取
范
值
围.
【答案】
【解析】根据
意,当
题
,
然
足
意;当
时显
满
题
,可
抛物
上关于直
时
设
线
线
称的两点分
对
别为
,
的中点为
,利用点差法得到中点
的
坐
,代入直
得到
纵
标
线
的横坐
,再
标
结
合
在抛物
内,即得解
线
.
【
解】解:当
详
,直
时
线
,存在点关于它
称,
然
足
意;
对
显
满
题
当
,
抛物
时设
线
上关于直线
称的两点分
对
别为
,且
的中点为
,则
,
而
,
,
所以
,
①
则
-②得:
,
,
,
中点
在直线
上,
,于是
,
中点
在抛物线
区域内,
,即
,解得:
,
上可知,所求
数
综
实
的取
范
是
值
围
.
【点睛】关
点点睛:本
考
直
和抛物
的位置关系中的弦中点
,以及点差法的
用,解
的关
在于利用点
键
题
查
线
线
问题
应
题
键
差法求直
的斜率,考
学生
化和分
思想,以及数学运算的能力
线
查
转
类讨论
.