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- 2021-07-01 发布
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课时作业49 抛物线
[基础达标]
一、选择题
1.若抛物线y2=2px(p>0)上一点P(2,y0)到其准线的距离为4,则抛物线的标准方程为( )
A.y2=4x B.y2=6x
C.y2=8x D.y2=10x
解析:因为抛物线y2=2px,所以准线为x=-.
因为点P(2,y0)到其准线的距离为4,
所以=4,所以p=4,
所以抛物线的标准方程为y2=8x.
答案:C
2.[2019·广东珠海模拟]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. B.
C. D.
解析:由抛物线y2=4x知焦点F的坐标为(1,0),准线l的方程为x=-1,由抛物线定义可知|PA|=|PF|=4,所以点P的坐标为(3,2),因此点A的坐标为(-1,2),所以kAF==-,所以直线AF的倾斜角等于,故选B.
答案:B
3.[2019·福州质量检测]在平面直角坐标系xOy中,抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l.过F的直线交C于A,B两点,交l于点E,直线AO交l于点D.若|BE|=2|BF|,且|AF|=3,则|BD|=( )
A.1 B.3
C.3或9 D.1或9
解析:分别过点A,B作AA1,BB1垂直于l,且垂足分别为A1,B1,依题意,易证BD∥x轴,所以D与B1重合.由已知条件|BE|=2|BF
|得,|BE|=2|BB1|,所以∠BEB1=30°.又|AA1|=|AF|=3,
如图1,=,所以=,解得|BD|=1,
如图2,=,所以=,解得|BD|=9.
综上,|BD|为1或9,故选D.
答案:D
4.[2019·河南百校联盟]已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点M在抛物线C上,且|MO|=|MF|=(O为坐标原点),则·=( )
A.- B.
C. D.-
解析:不妨设M(m,)(m>0),易知抛物线C的焦点F的坐标为,因为|MO|=|MF|=,所以解得m=,p=2,所以=,=,所以·=-2=-.故选A.
答案:A
5.[2019·湖南岳阳模拟]若直线y=2x+与抛物线x2=2py(p>0)相交于A,B两点,则|AB|等于( )
A.5p B.10p
C.11p D.12p
解析:将直线方程代入抛物线方程,可得x2-4px-p2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=4p,∴y1+y2=9p,
∵直线过抛物线的焦点,∴|AB|=y1+y2+p=10p,故选B.
答案:B
二、填空题
6.[2019·长沙市,南昌市部分学校联合模拟]已知抛物线C的顶点在坐标原点,焦点为F(3,0),P1,P2,…,P2017是抛物线C上的点,它们的横坐标依次为x1,x2,…,x2 017,若x1+x2+…+x2 017=2 017,则|P1F|+|P2F|+…+|P2 017F|=________.
解析:因为抛物线C的顶点在坐标原点,焦点为F(3,0),所以抛物线C的方程为y2=12x,其准线方程为x=-3.由抛物线的定义可得|PiF|=xi+3(i=1,2,…,2 017),所以|P1F|+|P2F|+…+|P2 017F|=(x1+3)+(x2+3)+…+(x2 017+3)=x1+x2+…+x2 017+3×2 017=8 068.
答案:8 068
7.[2019·宝安,潮阳,桂城八校联考]过抛物线y2=4x的焦点F的直线交该抛物线于A,B两点,若|AF|=3,则|BF|=________.
解析:解法一 由题意知,抛物线的焦点F的坐标为(1,0),|AF|=3,由抛物线的定义知,点A到准线x=-1的距离为3,所以点A的横坐标为2.如图,不妨设点A在第一象限,将x=2代入y2=4x,得y2=8,所以点A的纵坐标为2,即A(2,2),所以直线AF的方程为y=2(x-1).由解得或所以点B的横坐标为,所以|BF|=.
解法二
如图,不妨设点A在第一象限,设∠AFx=θ,A(xA,yA),B(xB,yB),则由抛物线的定义知xA+1=2+3cosθ=3,解得cosθ=.又|BF|=xB+1=1-|BF|cosθ+1=2-|BF|,所以|BF|=.
答案:
8.[2019·合肥质量检测]抛物线E:y2=4x的焦点为F,准线l与x轴交于点A,过抛物线E上一点P(在第一象限内)作l的垂直PQ,垂足为Q.若四边形AFPQ的周长为16,则点P的坐标为________.
解析:设P(x,y),其中x>0,y>0,由抛物线的定义知|PF|=|PQ|=x+1.根据题意知|AF|=2,|QA|=y,
则⇒或(舍去).所以点P的坐标为(4,4).
答案:(4,4)
三、解答题
9.抛物线顶点在原点,它的准线过双曲线-=1(a>0,b>0)的一个焦点,并与双曲线实轴垂直,已知抛物线与双曲线的一个交点为,求抛物线与双曲线的方程.
解析:由题设知,抛物线以双曲线的右焦点为焦点,准线过双曲线的左焦点,
∴p=2c.
设抛物线方程为y2=4c·x,
∵抛物线过点,
∴6=4c·.
∴c=1,故抛物线方程为y2=4x.
又双曲线-=1过点,
∴-=1.又a2+b2=c2=1,
∴-=1.
∴a2=或a2=9(舍去).
∴b2=,
故双曲线方程为-=1.
10.[2017·全国卷Ⅰ]设A,B为曲线C:y=上两点,A与B的横坐标之和为4.
(1)求直线AB的斜率;
(2)设M为曲线C上一点,C在M处的切线与直线AB平行,且AM⊥BM,求直线AB的方程.
解析:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1≠x2,y1=,y2=,x1+x2=4,
于是直线AB的斜率k===1.
(2)由y=,得y′=.
设M(x3,y3),由题设知=1,解得x3=2,于是M(2,1).
设直线AB的方程为y=x+m,
故线段AB的中点为N(2,2+m),|MN|=|m+1|.
将y=x+m代入y=得x2-4x-4m=0.
当Δ=16(m+1)>0,即m>-1时,x1,2=2±2.
从而|AB|=|x1-x2|=4.
由题设知|AB|=2|MN|,即4=2(m+1),解得m=7.
所以直线AB的方程为y=x+7.
[能力挑战]
11.[2019·湖北联考]已知抛物线y2=2px(p>0),点C(-4,0),过抛物线的焦点作垂直于x轴的直线,与抛物线交于A,B两点,若△CAB的面积为24,则以直线AB为准线的抛物线的标准方程是( )
A.y2=4x B.y2=-4x
C.y2=8x D.y2=-8x
解析:因为AB⊥x轴,且AB过点F,所以AB是焦点弦,且|AB|=2p,所以S△CAB=×2p×=24,解得p=4或-12(舍),所以抛物线方程为y2=8x,所以直线AB的方程为x=2,所以以直线AB为准线的抛物线的标准方程为y2=-8x,故选D.
答案:D
12.[2018·全国卷Ⅰ]设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过点(-2,0)且斜率为的直线与C交于M,N两点,则·=( )
A.5 B.6
C.7 D.8
解析:由题意知直线MN的方程为y=(x+2),
联立直线与抛物线的方程,得
解得或
不妨设M为(1,2),N为(4,4).
又∵抛物线焦点为F(1,0),∴=(0,2),=(3,4).
∴·=0×3+2×4=8.
故选D.
答案:D
13.[2018·全国卷Ⅲ]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=________.
解析:解法一 设点A(x1,y1),B(x2,y2),则
∴y-y=4(x1-x2),∴k==.
设AB中点M′(x0,y0),抛物线的焦点为F,分别过点A,B作准线x=-1的垂线,垂足为A′,B′,
则|MM′|=|AB|=(|AF|+|BF|)
=(|AA′|+|BB′|).
∵M′(x0,y0)为AB中点,
∴M为A′B′的中点,∴MM′平行于x轴,
∴y1+y2=2,∴k=2.
解法二 由题意知,抛物线的焦点坐标为F(1,0),设直线方程为y=k(x-1),直线方程与y2=4x联立,消去y,得k2x2-(2k2+4)x+k2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2=1,x1+x2=.
由M(-1,1),得=(-1-x1,1-y1),=(-1-x2,1-y2).
由∠AMB=90°,得·=0,
∴(x1+1)(x2+1)+(y1-1)(y2-1)=0,
∴x1x2+(x1+x2)+1+y1y2-(y1+y2)+1=0.
又y1y2=k(x1-1)·k(x2-1)=k2[x1x2-(x1+x2)+1],y1+y2=k(x1+x2-2),
∴1++1+k2-k+1=0,
整理得-+1=0,解得k=2.
答案:2