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9.4抛物线(精讲)(教师版)_一轮复习_2024年_2024年高考数学一轮复习考点思路点拨考法解读概况_资料

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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
标准方程
y2=2px (p>0)
y2=-2px (p>0)
x2=2py (p>0)
x2=-2py 
(p>0)
p 的几何意义:焦点F 到准线l 的距离
性
质
顶点
O(0,0)
对称轴
y=0
x=0
焦点
F
F
F
F
离心率
e=1
1
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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(x1,y1),
B(x2,y2).则有
(1)x1·x2=.
(2)y1·y2=-p2.
(3)|AB|=x1+x2+p=(α 是直线AB 的倾斜角).
(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.
2
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(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
3
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,
,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
4
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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:
.
5
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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
6
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【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.
7
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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
,
8
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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
9
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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
10
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【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
.
11
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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
12
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【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,
13
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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
14
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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
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【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,
,
16
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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;
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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
,
18
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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.
19
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【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
. 
20
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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
21
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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
,
22
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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
23
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,∴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.
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