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- 2021-06-16 发布
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9.5 抛物线及其性质
挖命题
【考情探究】
考点
内容解读
5年考情
预测
热度
考题示例
考向
关联考点
1.抛物线的定义及标准方程
掌握抛物线的定义、几何图形、标准方程及简单性质
2017课标Ⅱ,16,5分
利用抛物线的定义求线段长度
★★★
2014课标Ⅰ,10,5分
利用抛物线的定义求线段长度
三角形相似的性质
2.抛物线的几何性质
2018课标Ⅲ,16,5分
利用抛物线的几何性
质求参数的值
直线与抛物线
的位置关系
★★★
2016课标Ⅰ,10,5分
利用抛物线的几何性质求距离
圆的性质
3.直线与抛物线的位置关系
2018课标Ⅰ,8,5分
利用直线与抛物线的位置关系求值
向量坐标运算
★★★
2017课标Ⅰ,10,5分
利用直线与抛物线的
位置关系求最值
基本不等式
分析解读 从近5年的高考情况来看,抛物线的定义、标准方程及简单几何性质等基础知识常以选择题、填空题的形式考查,直线与抛物线的位置关系常以解答题的形式考查.在复习备考中,对抛物线的切线问题以及抛物线的焦点弦问题应予以高度关注,解题时要注重数学思想方法的应用.
破考点
【考点集训】
考点一 抛物线的定义及标准方程
1.(2018陕西西安一模,3)若抛物线y2=2px的焦点与双曲线x22-y22=1的右焦点重合,则p的值为( )
A.-2 B.2 C.-4 D.4
答案 D
2.(2018河南中原联盟第五次联考,4)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,且 l过点(-2,3),M在抛物线C上,若点N(1,2),则|MN|+|MF|的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
答案 B
考点二 抛物线的几何性质
1.(2018青海西宁模拟,8)抛物线y2=16x的焦点为F,点A在y轴上,且满足|OA|=|OB|,B是抛物线的准线与x轴的交点,则FA·AB=( )
A.-4 B.4 C.0 D.-4或4
答案 C
2.(2017江西九校联考,14)已知过抛物线y2=4x的焦点F的直线交抛物线于A、B两点,|AF|=2,则|BF|= .
答案 2
考点三 直线与抛物线的位置关系
1.(2018山东聊城二模,6)已知直线l与抛物线C:y2=4x相交于A,B两点,若线段AB的中点为(2,1),则直线l的方程为( )
A.y=x-1 B.y=-2x+5 C.y=-x+3 D.y=2x-3
答案 D
2.(2017山西太原二模,10)已知双曲线x23-y2=1的右焦点是抛物线y2=2px(p>0)的焦点,直线y=kx+m与抛物线相交于A,B两个不同的点,点M(2,2)是线段AB的中点,则△AOB(O为坐标原点)的面积是( )
A.43 B.313 C.14 D.23
答案 D
炼技法
【方法集训】
方法 抛物线焦点弦问题的求解方法
1.(2018湖南益阳、湘潭调研,10)如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若F是AC的中点,且|AF|=4,则线段AB的长为( )
A.5 B.6 C.163 D.203
答案 C
2.(2017安徽六校联考,8)过抛物线y2=4x的焦点F且倾斜角为60°的直线l与抛物线在第一、四象限分别交于A、B两点,则|AF||BF|等于( )
A.5 B.4 C.3 D.2
答案 C
3.(2018湖南五市十校联考,15)过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F的直线l与抛物线交于M、N两点(其中M点在第一象限),若MN=3FN,则直线l的斜率为 .
答案 22
过专题
【五年高考】
A组 统一命题·课标卷题组
考点一 抛物线的定义及标准方程
1.(2014课标Ⅰ,10,5分)已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,准线为l,P是l上一点,Q是直线PF与C的一个交点.若FP=4FQ,则|QF|=( )
A.72 B.3 C.52 D.2
答案 B
2.(2017课标Ⅱ,16,5分)已知F是抛物线C:y2=8x的焦点,M是C上一点,FM的延长线交y轴于点N.若M为FN的中点,则|FN|= .
答案 6
考点二 抛物线的几何性质
1.(2016课标Ⅰ,10,5分)以抛物线C的顶点为圆心的圆交C于A,B两点,交C的准线于D,E两点.已知|AB|=42,|DE|=25,则C的焦点到准线的距离为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
答案 B
2.(2018课标Ⅲ,16,5分)已知点M(-1,1)和抛物线C:y2=4x,过C的焦点且斜率为k的直线与C交于A,B两点.若∠AMB=90°,则k= .
答案 2
考点三 直线与抛物线的位置关系
1.(2018课标Ⅰ,8,5分)设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过点(-2,0)且斜率为23的直线与C交于M,N两点,则FM·FN=( )
A.5 B.6 C.7 D.8
答案 D
2.(2017课标Ⅰ,10,5分)已知F为抛物线C:y2=4x的焦点,过F作两条互相垂直的直线l1,l2,直线l1与C交于A,B两点,直线l2与C交于D,E两点,则|AB|+|DE|的最小值为( )
A.16 B.14 C.12 D.10
答案 A
B组 自主命题·省(区、市)卷题组
考点一 抛物线的定义及标准方程
1.(2016浙江,9,4分)若抛物线y2=4x上的点M到焦点的距离为10,则M到y轴的距离是 .
答案 9
2.(2015陕西,14,5分)若抛物线y2=2px(p>0)的准线经过双曲线x2-y2=1的一个焦点,则p= .
答案 22
考点二 抛物线的几何性质
(2015浙江,5,5分)如图,设抛物线y2=4x的焦点为F,不经过焦点的直线上有三个不同的点A,B,C,其中点A,B在抛物线上,点C在y轴上,则△BCF与△ACF的面积之比是( )
A.|BF|-1|AF|-1 B.|BF|2-1|AF|2-1
C.|BF|+1|AF|+1 D.|BF|2+1|AF|2+1
答案 A
考点三 直线与抛物线的位置关系
(2017北京,18,14分)已知抛物线C:y2=2px过点P(1,1).过点0,12作直线l与抛物线C交于不同的两点M,N,过点M作x轴的垂线分别与直线OP,ON交于点A,B,其中O为原点.
(1)求抛物线C的方程,并求其焦点坐标和准线方程;
(2)求证:A为线段BM的中点.
解析 本题考查抛物线方程及性质,直线与抛物线的位置关系.
(1)由抛物线C:y2=2px过点P(1,1),得p=12.
所以抛物线C的方程为y2=x.
抛物线C的焦点坐标为14,0,准线方程为x=-14.
(2)由题意,设直线l的方程为y=kx+12(k≠0),l与抛物线C的交点为M(x1,y1),N(x2,y2).
由y=kx+12,y2=x得4k2x2+(4k-4)x+1=0.
则x1+x2=1-kk2,x1x2=14k2.
因为点P的坐标为(1,1),所以直线OP的方程为y=x,点A的坐标为(x1,x1).直线ON的方程为y=y2x2x,点B的坐标为x1,y2x1x2.
因为y1+y2x1x2-2x1=y1x2+y2x1-2x1x2x2
=kx1+12x2+kx2+12x1-2x1x2x2
=(2k-2)x1x2+12(x2+x1)x2=(2k-2)×14k2+1-k2k2x2=0,
所以y1+y2x1x2=2x1.
故A为线段BM的中点.
方法总结 在研究直线与圆锥曲线位置关系时,常涉及弦长、中点、面积等问题.一般是先联立方程,再根据根与系数关系,用设而不求,整体代入的技巧进行求解.
易错警示 在设直线方程时,若要设成y=kx+m的形式,注意先讨论斜率是否存在;若要设成x=ty+n的形式,注意先讨论斜率是不是0.
C组 教师专用题组
考点一 抛物线的定义及标准方程
(2013课标Ⅱ,11,5分,0.474)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点M在C上,|MF|=5,若以MF为直径的圆过点(0,2),则C的方程为( )
A.y2=4x或y2=8x B.y2=2x或y2=8x
C.y2=4x或y2=16x D.y2=2x或y2=16x
答案 C
考点二 抛物线的几何性质
1.(2014课标Ⅱ,10,5分,0.262)设F为抛物线C:y2=3x的焦点,过F且倾斜角为30°的直线交C于A,B两点,O为坐标原点,则△OAB的面积为( )
A.334 B.938 C.6332 D.94
答案 D
2.(2013四川,6,5分)抛物线y2=4x的焦点到双曲线x2-y23=1的渐近线的距离是( )
A.12 B.32 C.1 D.3
答案 B
3.(2016天津,14,5分)设抛物线x=2pt2,y=2pt(t为参数,p>0)的焦点为F,准线为l.过抛物线上一点A作l的垂线,垂足为B.设C72p,0,AF与BC相交于点E.若|CF|=2|AF|,且△ACE的面积为32,则p的值为 .
答案 6
4.(2014湖南,15,5分)如图,正方形ABCD和正方形DEFG的边长分别为a,b(a0)经过C,F两点,则ba= .
答案 1+2
5.(2014上海,3,4分)若抛物线y2=2px的焦点与椭圆x29+y25=1的右焦点重合,则该抛物线的准线方程为 .
答案 x=-2
考点三 直线与抛物线的位置关系
1.(2014辽宁,10,5分)已知点A(-2,3)在抛物线C:y2=2px的准线上,过点A的直线与C在第一象限相切于点B,记C的焦点为F,则直线BF的斜率为( )
A.12 B.23 C.34 D.43
答案 D
2.(2016江苏,22,10分)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知直线l:x-y-2=0,抛物线C:y2=2px(p>0).
(1)若直线l过抛物线C的焦点,求抛物线C的方程;
(2)已知抛物线C上存在关于直线l对称的相异两点P和Q.
①求证:线段PQ的中点坐标为(2-p,-p);
②求p的取值范围.
解析 (1)抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为p2,0,
由点p2,0在直线l:x-y-2=0上,得p2-0-2=0,即p=4.
所以抛物线C的方程为y2=8x.
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),线段PQ的中点M(x0,y0).
因为点P和Q关于直线l对称,所以直线l垂直平分线段PQ,
于是直线PQ的斜率为-1,则可设其方程为y=-x+b.
①由y2=2px,y=-x+b消去x得y2+2py-2pb=0.(*)
因为P和Q是抛物线C上的相异两点,所以y1≠y2,
从而Δ=(2p)2-4×(-2pb)>0,化简得p+2b>0.
方程(*)的两根为y1,2=-p±p2+2pb,从而y0=y1+y22=-p.
因为M(x0,y0)在直线l上,所以x0=2-p.
因此,线段PQ的中点坐标为(2-p,-p).
②因为M(2-p,-p)在直线y=-x+b上,
所以-p=-(2-p)+b,即b=2-2p.
由①知p+2b>0,于是p+2(2-2p)>0,所以p<43.
因此,p的取值范围是0,43.
评析 本题主要考查直线和抛物线的方程、直线与抛物线的位置关系,考查运算求解能力及推理论证能力.
3.(2015湖南,20,13分)已知抛物线C1:x2=4y的焦点F也是椭圆C2:y2a2+x2b2=1(a>b>0)的一个焦点,C1与C2的公共弦的长为26.
(1)求C2的方程;
(2)过点F的直线l与C1相交于A,B两点,与C2相交于C,D两点,且AC与BD同向.
(i)若|AC|=|BD|,求直线l的斜率;
(ii)设C1在点A处的切线与x轴的交点为M,证明:直线l绕点F旋转时,△MFD总是钝角三角形.
解析 (1)由C1:x2=4y知其焦点F的坐标为(0,1).因为F也是椭圆C2的一个焦点,所以a2-b2=1.①
又C1与C2的公共弦的长为26,C1与C2都关于y轴对称,且C1的方程为x2=4y,由此易知C1与C2的公共点的坐标为±6,32,所以94a2+6b2=1.②
联立①,②得a2=9,b2=8.故C2的方程为y29+x28=1.
(2)如图,设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4).
(i)因AC与BD同向,且|AC|=|BD|,所以AC=BD,
从而x3-x1=x4-x2,即x1-x2=x3-x4,
于是(x1+x2)2-4x1x2=(x3+x4)2-4x3x4.③
设直线l的斜率为k,则l的方程为y=kx+1.
由y=kx+1,x2=4y得x2-4kx-4=0.而x1,x2是这个方程的两根,所以x1+x2=4k,x1x2=-4.④
由y=kx+1,x28+y29=1得(9+8k2)x2+16kx-64=0.而x3,x4是这个方程的两根,所以x3+x4=-16k9+8k2,x3x4=-649+8k2.⑤
将④,⑤代入③,得16(k2+1)=162k2(9+8k2)2+4×649+8k2,
即16(k2+1)=162×9(k2+1)(9+8k2)2,
所以(9+8k2)2=16×9,解得k=±64,
即直线l的斜率为±64.
(ii)由x2=4y得y'=x2,所以C1在点A处的切线方程为y-y1=x12(x-x1),即y=x1x2-x124.
令y=0,得x=x12,即Mx12,0,所以FM=x12,-1.而FA=(x1,y1-1),于是FA·FM=x122-y1+1=x124+1>0,
因此∠AFM是锐角,从而∠MFD=180°-∠AFM是钝角.
故直线l绕点F旋转时,△MFD总是钝角三角形.
【三年模拟】
一、选择题(每小题5分,共40分)
1.(2019届湖南三湘名校教育联盟第一次大联考,12)过抛物线y2=4x的焦点F且倾斜角为60°的直线交抛物线于A、B两点,以AF、BF为直径的圆分别与y轴相切于点M,N,则|MN| =( )
A.233 B.3 C.433 D.23
答案 C
2.(2018浙江11月学考,18)如图,在同一平面内,A,B为两个不同的定点,圆A和圆B的半径都为r,射线AB交圆A于点P,过P作圆A的切线l,当rr≥12|AB|变化时,l与圆B的公共点的轨迹是( )
A.圆 B.椭圆
C.双曲线的一支 D.抛物线
答案 D
3.(2018浙江温州模拟,7)设抛物线的顶点在原点,其焦点在x轴上,又抛物线上的点A(-1,a)与焦点F的距离为2,则a=( )
A.4 B.4或-4 C.-2 D.-2或2
答案 D
4.(2018云南昆明质检,7)已知点M是抛物线C:y2=2px(p>0)上一点,F为C的焦点,MF的中点坐标是(2,2),则p的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
答案 D
5.(2018广东珠海3月模拟,7)已知抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l,点P为抛物线上一点,且在第一象限,PA⊥l,垂足为A,|PF|=4,则直线AF的倾斜角等于( )
A.7π12 B.2π3 C.3π4 D.5π6
答案 B
6.(2018福建六校4月联考,10)已知抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点为F,过F且斜率为1的直线交E于A,B两点,线段AB的中点为M,其垂直平分线交x轴于点C,MN⊥y轴于点N.若四边形CMNF的面积等于7,则抛物线E的方程为( )
A.y2=x B.y2=2x C.y2=4x D.y2=8x
答案 C
7.(2017山西五校3月联考,11)已知抛物线C:y2=2px(p>0)上一点(5,m)到焦点的距离为6,P、Q分别为抛物线C与圆M:(x-6)2+y2=1上的动点,当|PQ|取得最小值时,向量PQ在x轴正方向上的投影为( )
A.2-55 B.25-1 C.1-2121 D.21-1
答案 A
8.(2018安徽六安一中4月月考,10)若曲线y=2xx-1的对称中心在抛物线C:y2=2px(p>0)上,过抛物线C的焦点F的直线l与C交于A,B两点,则|AF|+2|BF|的最小值是( )
A.22 B.6 C.3 D.22+3
答案 D
二、填空题(共5分)
9.(2019届辽宁沈阳东北育才学校第三次模拟,14)抛物线y2=8x的焦点为F,点A(6,3),P为抛物线上一点,且P不在直线AF上,则△PAF周长的最小值为 .
答案 13
三、解答题(共25分)
10.(2019届四川成都外国语学校开学考试,20)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,A为抛物线C上异于原点的任意一点,过点A的直线l交抛物线C于另一点B,交x轴的正半轴于点D,且有|FA|=|FD|.当点A的横坐标为3时,△ADF为正三角形.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线l2∥l且l2和抛物线C有且只有一个公共点E,试问直线AE是否过定点,若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.
解析 (1)由题意知Fp2,0,设D(t,0)(t>0),则FD的中点为p+2t4,0,由|FA|=|FD|及抛物线的定义知3+p2=t-p2,解得t=3+p或t=-3(舍去),
由p+2t4=3,t=3+p,解得p=2,所以抛物线C的方程为y2=4x.
(2)由(1)知F(1,0),设A(x0,y0)(x0>0),D(xD,0)(xD>0),因为|FA|=|FD|,
则|xD-1|=x0+1,由x0>0得xD=x0+2,故D(x0+2,0),
故直线l的斜率为k=-y02,因为直线l2和直线AB平行,
故可设直线l2的方程为y=-y02x+b,代入抛物线方程得y2+8y0·y-8by0=0,由题意知Δ=64y02+32by0=0,得b=-2y0,则y+4y02=0.设E(xE,yE),则yE=-4y0,xE=4y02,
当y02≠4时,kAE=yE-y0xE-x0=4y0y02-4,可得直线AE的方程y-y0=4y0y02-4·(x-x0),由y02=4x0,整理可得y=4y0y02-4(x-1),所以直线AE恒过点F(1,0),当y02=4时,直线AE的方程为x=1,过点F(1,0),所以直线AE恒过定点F(1,0).
思路分析 (1)根据等边三角形的性质可知A点横坐标为FD的中点的横坐标,列出方程组解出p.
(2)根据|FA|=|FD|列方程得出A,D横坐标的关系,从而得出l的斜率,设l2的方程,代入抛物线方程,由判别式Δ=0得出l2的截距与A点坐标的关系,求出E点坐标,得出AE的方程,根据方程特点判断定点坐标.
11.(2018辽宁大连模拟,20)如图,已知过抛物线E:x2=4y的焦点F的直线交抛物线E于A、C两点,经过点A的直线l1分别交y轴、抛物线E于点D、B(B与C不重合),∠FAD=∠FDA,过点C作抛物线E的切线l2.
(1)求证:l1∥l2;
(2)求三角形ABC面积的最小值.
解析 (1)证明:抛物线E:x2=4y的焦点为F(0,1),且直线AF的斜率一定存在,设AF的方程为y=kx+1.
设A(x1,y1),C(x2,y2)(不妨设x2>0),
由y=kx+1,x2=4y得x2-4kx-4=0⇒x1+x2=4k,x1x2=-4,
∵∠FAD=∠FDA,∴|AF|=|DF|,
即y1+p2=yD-1,
∴yD=y1+2.
∴直线l1的斜率k1=yD-y1xD-x1=2-x1,
∵x1x2=-4,∴k1=2-x1=12x2,
又∵y'=12x,
∴过C(x2,y2)的切线斜率k2=12x2.
即k1=k2,∴l1∥l2.
(2)由(1)得直线l1的斜率为12x2,
故直线l1的方程为y=12x2x+x124+2,
联立x2=4y,y=12x2x+x124+2得x2-2x2x-x12-8=0,
∴x1+xB=2x2,x1xB=-(x12+8).
∴|AB|=1+14x22·(x1+xB)2-4x1xB=21+14x22·(x1-x2)2,
点C到直线l1的距离d=12x22-x224+x124+21+14x22=14x22+14x12+21+14x22=14(x12+x22+8)1+14x22=14[(x1-x2)2+2x1x2+8]1+14x22=(x1-x2)241+14x22,
三角形ABC的面积S=12×|AB|×d=14(x2-x1)3.
由(1)可得x2-x1=4k2+1,
∴当k=0时,(x2-x1)min=4,
∴当k=0时,三角形ABC的面积S=14(x2-x1)3取到最小值,Smin=14×43=16.