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- 2021-06-19 发布
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2.3.2 抛物线的简单几何性质
[课时作业]
[A组 基础巩固]
1.已知抛物线的对称轴为x轴,顶点在原点,焦点在直线2x-4y+11=0上,则此抛物线的方程是( )
A.y2=-11x B.y2=11x
C.y2=-22x D.y2=22x
解析:在方程2x-4y+11=0中,
令y=0得x=-,
∴抛物线的焦点为F,
即=,∴p=11,
∴抛物线的方程是y2=-22x,故选C.
答案:C
2.已知直线y=kx-k及抛物线y2=2px(p>0),则( )
A.直线与抛物线有一个公共点
B.直线与抛物线有两个公共点
C.直线与抛物线有一个或两个公共点
D.直线与抛物线可能没有公共点
解析:∵直线y=kx-k=k(x-1),
∴直线过点(1,0).
又点(1,0)在抛物线y2=2px的内部.
∴当k=0时,直线与抛物线有一个公共点;
当k≠0时,直线与抛物线有两个公共点.
答案:C
3.过抛物线y2=2px(p>0)的焦点作一直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则kOA·kOB的值为( )
A.4 B.-4 C.p2 D.-p2
解析: kOA·kOB=·=,根据焦点弦的性质x1x2=,y1y2=-p2,
故kOA·kOB==-4.
答案:B
7
4.已知直线l:y=k(x-2)(k>0)与抛物线C:y2=8x交于A,B两点,F为抛物线C的焦点,若|AF|=2|BF|,则k的值是( )
A. B. C.2 D.
解析:根据题意画图,如图所示,直线m为抛物线的准线,过点A作AA1⊥m,过点B作BB1⊥m,垂足分别为A1,B1,过点B作BD⊥AA1于点D,设|AF|=2|BF|=2r,则|AA1|=2|BB1|=2|A1D|=2r,
所以|AB|=3r,|AD|=r,则|BD|=2r.
所以k=tan ∠BAD==2.选C.
答案:C
5.已知F为抛物线y2=x的焦点,点A,B在该抛物线上且位于x轴的两侧,·=2(其中O为坐标原点),则△ABO与△AFO面积之和的最小值是( )
A.2 B.3
C. D.
解析:设直线AB的方程为x=ny+m(如图),
A(x1,y1),B(x2,y2),∵·=2,
∴x1x2+y1y2=2.
又y=x1,y=x2,∴y1y2=-2.
联立得y2-ny-m=0,
∴y1y2=-m=-2,
∴m=2,即点M(2,0).
又S△ABO=S△AMO+S△BMO=|OM||y1|+
|OM||y2|=y1-y2,
S△AFO=|OF|·|y1|=y1,
∴S△ABO+S△AFO=y1-y2+y1
=y1+≥2=3,
当且仅当y1=时,等号成立.
7
答案:B
6.直线y=x-1被抛物线y2=4x截得的线段的中点坐标是________.
解析:将y=x-1代入y2=4x,整理,得x2-6x+1=0.由根与系数的关系,得x1+x2=6,=3,
∴===2.
∴所求点的坐标为(3,2).
答案:(3,2)
7.过抛物线y2=4x的焦点作直线交抛物线于点A(x1,y1),B(x2,y2),若|AB|=7,则AB的中点M到抛物线准线的距离为________.
解析:抛物线的焦点为F(1,0),准线方程为x=-1.由抛物线的定义知|AB|=|AF|+|BF|=x1++x2+=x1+x2+p,即x1+x2+2=7,得x1+x2=5,于是弦AB的中点M的横坐标为.因此,点M到抛物线准线的距离为+1=.
答案:
8.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________.
解析:抛物线y2=2px的准线为直线x=-,而点A(-2,3)在准线上,所以-=-2,即p=4,从而C:y2=8x,焦点为F(2,0).设切线方程为y-3=k(x+2),代入y2=8x得y2-y+2k+3=0(k≠0)①,由于Δ=1-4×(2k+3)=0,所以k=-2或k=.
因为切点在第一象限,所以k=.
将k=代入①中,得y=8,再代入y2=8x中得x=8,
所以点B的坐标为(8,8),所以直线BF的斜率为=.
答案:
9.已知抛物线y2=6x,过点P(4,1)引一弦,使它恰在点P被平分,求这条弦所在的直线方程.
解析:设弦的两个端点为P1(x1,y1),P2(x2,y2).
∵P1,P2在抛物线上,
∴y=6x1,y=6x2.两式相减得
7
(y1+y2)(y1-y2)=6(x1-x2).①
∵y1+y2=2,代入①得k==3.
∴直线的方程为y-1=3(x-4),
即3x-y-11=0.
10.已知抛物线y2=4x截直线y=2x+m所得弦长AB=3,
(1)求m的值;
(2)设P是x轴上的一点,且△ABP的面积为9,求P点的坐标.
解析:(1)由⇒4x2+4(m-1)x+m2=0,
由根与系数的关系得
x1+x2=1-m,x1·x2=,
|AB|=·
=·
=.
由|AB|=3,
即=3⇒m=-4.
(2)设P(a,0),P到直线AB的距离为d,
则d==,
又S△ABP=|AB|·d,
则d=,
=⇒|a-2|=3⇒a=5或a=-1,
故点P的坐标为(5,0)或(-1,0).
[B组 能力提升]
1.若抛物线y2=x上一点P到准线的距离等于它到顶点的距离,则点P的坐标为( )
A. B.
C. D.
解析:设抛物线的焦点为F,因为点P到准线的距离等于它到顶点的距离,所以点P为线段OF的垂直平分线与抛物线的交点,易求点P的坐标为.
7
答案:B
2.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
解析:由已知得抛物线的焦点F,设点A(0,2),抛物线上点M(x0,y0),则=,=.由已知得,·=0,即y-8y0+16=0,因而y0=4,M.由|MF|=5得,=5,又p>0,解得p=2或p=8,故选C.
答案:C
3.已知抛物线y2=4x,过点P(4,0)的直线与抛物线相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则y+y的最小值是________.
解析:设AB的方程为x=my+4,代入y2=4x得y2-4my-16=0,则y1+y2=4m,y1y2=-16,
∴y+y=(y1+y2)2-2y1y2=16m2+32
当m=0时,y+y最小值为32.
答案:32
4.如图,抛物线C1:y2=2px和圆C2:(x-)2+y2=,其中p>0,直线l经过C1的焦点,依次交C1,C2于A,B,C,D四点,则·的值为________.
解析:易知·=|AB|·|CD|,圆C2的圆心即为抛物线C1的焦点F.当直线l的斜率不存在时,l的方程为x=,所以A(,p),B(,),C(,-),D(,-p),||=||=,所以·=·=;当直线l的斜率存在时,设A(x1,y1),D(x2,y2),则|AB|=|FA|-|FB|=x1+-=x1,同理|CD|=x2,设l的方程为y=k(x-),由,可得k2x2-(pk2+2p)x+=0,则·=|AB|·|CD|=x1·x2=.综上,·=.
答案:
5.如图,过抛物线y2=x上一点A(4,2)作倾斜角互补的两条直线AB,AC交抛物线于B,C
7
两点,求证:直线BC的斜率是定值.
证明:设kAB=k(k≠0),
∵直线AB,AC的倾斜角互补,
∴kAC=-k(k≠0),
∵AB的方程是y=k(x-4)+2.
联立方程组
消去y后,整理得
k2x2+(-8k2+4k-1)x+16k2-16k+4=0.
∵A(4,2),B(xB,yB)是上述方程组的解.
∴4·xB=,
即xB=,
以-k代换xB中的k,得xC=,
∴kBC=
=
===-.
所以直线BC的斜率为定值.
6.已知一条曲线C在y轴右边,C上每一点到点F(1,0)的距离减去它到y轴距离的差都是1.
(1)求曲线C的方程;
(2)是否存在实数m,使曲线C上总有不同的两点关于直线y=x+m对称?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由.
解析:(1)设P(x,y)是曲线C上任意一点,那么点P(x,y)满足:
-x=1(x>0).
化简得y2=4x(x>0).
(2)假设抛物线y2=4x(x>0)上存在不同两点A、B关于直线y=x+m对称,则可设AB的方程为y=-x+b代入y2=4x并整理得x2-(2b+4)x+b2=0,
则Δ=(2b+4)2-4b2>0且x≠0,即b+1>0,且b≠0.
设AB的中点为M(x0,y0),则x0=b+2,
y0=-x0+b=-2,又M(b+2,-2)在y=x+m上,
∴-2=b+2+m,即b=-4-m,
7
∴-3-m>0且-4-m≠0,
m<-3且m≠-4.
∴存在m使曲线C上总有不同两点关于直线y=x+m对称,m的范围为(-∞,-4)∪(-4,-3).
7
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