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- 2021-05-13 发布
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高考数学
抛物线常见习题及解析
(经典版)
考点1 抛物线的定义:
平面上与一个定点F和一条直线(F不在上)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,点F叫做抛物线的焦点,定直线叫做抛物线的准线。
抛物线的定义中条件“F不在上”不可遗漏,否则,如果F在上,则轨迹为过F且与垂直的直线。
题型: 利用定义,实现抛物线上的点到焦点的距离与到准线的距离之间的转换
例1、(1)已知点P在抛物线y2 = 4x上,那么点P到点Q(2,-1)的距离与点P到抛物线焦点距离之和的最小值为
(2)抛物线y=4上的一点M到焦点的距离为1,则点M的纵坐标是( )
A. B. C. D. 0
例2、求平面内到原点与直线距离相等的点的轨迹方程,并指出轨迹所表示的曲线。
例3、求到点A的距离比到直线的距离小1的点的轨迹方程。
巩固练习:
1.已知抛物线的焦点为,点,在抛物线上,且、、成等差数列, 则有 ( )
A. B.
C. D.
2. 已知点F是抛物线的焦点,M是抛物线上的动点,当最小时, M点坐标是 ( )
A. B. C. D.
3.已知方程的抛物线上有一点M,点M到焦点F的距离为5,求m的值。
4、在正方体的侧面内有一动点到直线与直线的距离相等,则动点 所在的曲线的形状为…………( )
A1
B1
B
A
P
(A)
A1
B1
B
A
P
(B)
A1
B1
B
A
P
(C)
A1
B1
B
A
P
(D)
考点2 抛物线的标准方程
题型:求抛物线的标准方程
例4、求满足下列条件的抛物线的标准方程,并求对应抛物线的准线方程:
(1)过点(-3,2) (2)焦点在直线上
巩固练习:
1、若抛物线的焦点与双曲线的右焦点重合,则的值
2、 对于顶点在原点的抛物线,给出下列条件:
①焦点在y轴上;
②焦点在x轴上;
③抛物线上横坐标为1的点到焦点的距离等于6;
④抛物线的通径的长为5;
⑤由原点向过焦点的某条直线作垂线,垂足坐标为(2,1).
能使这抛物线方程为y2=10x的条件是____________.(要求填写合适条件的序号)
3、 若抛物线的顶点在原点,开口向上,F为焦点,M为准线与Y轴的交点,A为抛物线上一点,且,求此抛物线的方程
考点3 抛物线的几何性质
抛物线的几何性质 ():
标准方程
图形
焦点
准线
范围
对称轴
轴
轴
顶点
(0,0)
题型:抛物线中的最值问题:
例5、求抛物线上的点P到直线的距离的最小值,并求出P点的坐标。
例6、给定抛物线,设A,P是抛物线上的一点,且,求的最小值。
例7、长度等于3的线段的两个端点在抛物线上运动,求AB的中点M到y轴的距离的最小值。
题型:抛物线与直线的位置关系问题:
例8、设A、B是抛物线上的点,且满足(O为坐标原点),求证:直线AB过定点,并求出此定点。
例9、已知正方形ABCD的两个顶点A、B在抛物线上,另两个顶点C、D在直线上,如图,求此正方形的边长。
例10、已知抛物线C的顶点在原点,焦点F在x轴的正半轴上,设A、B是抛物线C上的两个动点(AB不垂直于x轴)但
,线段AB的垂直平分线经过定点Q,求抛物线的方程。
例11、设点O为抛物线的顶点,F为抛物线的焦点且PQ为过焦点的弦,若,,求的面积。
例12、 如图所示,抛物线y2=4x的顶点为O,点A的坐标为(5,0),倾斜角为的直线l与线段OA相交(不经过点O或点A)且交抛物线于M、N两点,求△AMN面积最大时直线l的方程,并求△AMN的最大面积.
例13、已知抛物线y2=2px(p>0),过动点M(a,0)且斜率为1的直线l与该抛物线交于不同的两点A、B,且|AB|≤2p.
(1)求a的取值范围.
(2)若线段AB的垂直平分线交x轴于点N,求△NAB面积的最大值.
.解:(1)设直线l的方程为:y=x-a,代入抛物线方程得(x-a)2=2px,即x2-2(a+p)x+a2=0
∴|AB|=≤2p.∴4ap+2p2≤p2,即4ap≤-p2
又∵p>0,∴a≤-.
(2)设A(x1,y1)、B(x2,y2),AB的中点 C(x,y),
由(1)知,y1=x1-a,y2=x2-a,x1+x2=2a+2p,
则有x==p.
∴线段AB的垂直平分线的方程为y-p=-(x-a-p),从而N点坐标为(a+2p,0)
点N到AB的距离为
从而S△NAB=
当a有最大值-时,S有最大值为p2.
基础巩固训练
1.过抛物线的焦点作一条直线与抛物线相交于A、B两点,它们的横坐标之和等于,则这样的直线( )
A.有且仅有一条 B.有且仅有两条 C.1条或2条 D.不存在
2.在平面直角坐标系中,若抛物线上的点到该抛物线焦点的距离为5,则点P的纵坐标为 ( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
3.两个正数a、b的等差中项是,一个等比中项是,且则抛物线的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
4. 如果,,…,是抛物线上的点,它们的横坐标依次为,,…,,F是抛物线的焦点,若成等差数列且,则=( ).
A.5 B.6 C. 7 D.9
5、抛物线准线为l,l与x轴相交于点E,过F且倾斜角等于60°的直线与抛物线在x轴上方的部分相交于点A,AB⊥l,垂足为B,则四边形ABEF的面积等于( )
A. B. C. D.
6、设是坐标原点,是抛物线的焦点,是抛物线上的一点,与轴正向的夹角为,则为 .
题型、焦点弦问题
例14、已知抛物线,过焦点F的弦AB的直线倾斜角为,求AB的弦长。
例15、若AB是抛物线的焦点弦(过焦点的弦),且,,则:,。
例16、已知直线AB是过抛物线焦点F,求证:为定值。
例17、已知AB是抛物线的过焦点F的弦,求证:(1)以AB为直径的圆与抛物线的准线相切。
B
A
M
N
Q
P
y
x
O
F
(2)分别过A、B做准线的垂线,垂足为M、N,求证:以MN为直径的圆与直线AB相切。
与准线l相切
例18、若抛物线方程为,过(,0)的直线与之交于A、B两点,则OA⊥OB。
巩固练习:
1、若直线经过抛物线的焦点,则实数
2、过抛物线焦点F的直线与抛物线交于两点A、B,若A、B在抛物线准线上的射影为,则 ( )
A. B. C. D.
题型、中点弦问题:
例19、过点A,作直线交抛物线于B、C两点,求BC中点P的轨迹方程。
例20、若抛物线上存在两点PQ关于直线对称,求m的取值范围。
巩固练习:
1、在抛物线上求一点,使该点到直线的距离为最短,求该点的坐标
2、已知抛物线(为非零常数)的焦点为,点为抛物线上一个动点,过点且与抛物线相切的直线记为.
(1)求的坐标;
(2)当点在何处时,点到直线的距离最小?
3、设抛物线()的焦点为 F,经过点 F的直线交抛物线于A、B两点.点 C在抛物线的准线上,且BC∥X轴.证明直线AC经过原点O.
4、椭圆上有一点M(-4,)在抛物线(p>0)的准线l上,抛物线的焦点也是椭圆焦点.
(1)求椭圆方程;
(2)若点N在抛物线上,过N作准线l的垂线,垂足为Q距离,求|MN|+|NQ|的最小值.
5、已知抛物线C的一个焦点为F(,0),对应于这个焦点的准线方程为x=-.
(1)写出抛物线C的方程;
(2)过F点的直线与曲线C交于A、B两点,O点为坐标原点,求△AOB重心G的轨迹方程;
(3)点P是抛物线C上的动点,过点P作圆(x-3)2+y2=2的切线,切点分别是M,N.
当P点在何处时,|MN|的值最小?求出|MN|的最小值.
课后作业:
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)
1.如果抛物线y 2=ax的准线是直线x=-1,那么它的焦点坐标为 ( )
A.(1, 0) B.(2, 0) C.(3, 0) D.(-1, 0)
2.圆心在抛物线y 2=2x上,且与x轴和该抛物线的准线都相切的一个圆的方程是 ( )
A.x2+ y 2-x-2 y -=0 B.x2+ y 2+x-2 y +1=0
C.x2+ y 2-x-2 y +1=0 D.x2+ y 2-x-2 y +=0
3.抛物线上一点到直线的距离最短的点的坐标是 ( )
A.(1,1) B.() C. D.(2,4)
4.一抛物线形拱桥,当水面离桥顶2m时,水面宽4m,若水面下降1m,则水面宽为( )
A.m B. 2m C.4.5m D.9m
5.平面内过点A(-2,0),且与直线x=2相切的动圆圆心的轨迹方程是 ( )
A. y 2=-2x B. y 2=-4x C.y 2=-8x D.y 2=-16x
6.抛物线的顶点在原点,对称轴是x轴,抛物线上点(-5,m)到焦点距离是6,则抛物线的方程是 ( )
A. y 2=-2x B. y 2=-4x
C. y 2=2x D. y 2=-4x或y 2=-36x
7.过抛物线y 2=4x的焦点作直线,交抛物线于A(x1, y 1) ,B(x2, y 2)两点,如果x1+ x2=6,那么|AB|= ( )
A.8 B.10 C.6 D.4
8.把与抛物线y 2=4x关于原点对称的曲线按向量a平移,所得的曲线的方程是( )
A. B.
C. D.
9.过点M(2,4)作与抛物线y 2=8x只有一个公共点的直线l有 ( )
A.0条 B.1条 C.2条 D.3条
10.过抛物线y =ax2(a>0)的焦点F作一直线交抛物线于P、Q两点,若线段PF与FQ
的长分别是p、q,则等于 ( )
A.2a B. C.4a D.
二、填空题(本大题共4小题,每小题6分,共24分)
11.抛物线y 2=4x的弦AB垂直于x轴,若AB的长为4,则焦点到AB的距离为 .
12.抛物线y =2x2的一组斜率为k 的平行弦的中点的轨迹方程是 .
13.P是抛物线y 2=4x上一动点,以P为圆心,作与抛物线准线相切的圆,则这个圆一定经过一个定点Q,点Q的坐标是 .
14.抛物线的焦点为椭圆的左焦点,顶点在椭圆中心,则抛物线方程为 .
三、解答题(本大题共6小题,共76分)
15.已知动圆M与直线y =2相切,且与定圆C:外切,求动圆圆心M的轨迹方程.(12分)
16.已知抛物线的顶点在原点,对称轴是x轴,抛物线上的点M(-3,m)到焦点的距离等于5,求抛物线的方程和m的值.(12分)
17.动直线y =a,与抛物线相交于A点,动点B的坐标是,求线段AB中点M的轨迹的方程.(12分)
18.河上有抛物线型拱桥,当水面距拱桥顶5米时,水面宽为8米,一小船宽4米,高2米,载货后船露出水面上的部分高0.75米,问水面上涨到与抛物线拱顶相距多少米时,小船开始不能通航?(12分)
19.如图,直线l1和l2相交于点M,l1⊥l2,点N∈l1.以A、B为端点的曲线段C上的任一点到l2的距离与到点N的距离相等.若△AMN为锐角三角形,|AM|=,|AN|=3,且|BN|=6.建立适当的坐标系,求曲线段C的方程.(14分)
20.已知抛物线.过动点M(,0)且斜率为1的直线
与该抛物线交于不同的两点A、B,.
(Ⅰ)求的取值范围;
(Ⅱ)若线段AB的垂直平分线交轴于点N,求面积的最大值.(14分)
参考答案
一.选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
D
A
B
C
B
A
C
C
C
二.填空题(本大题共4小题,每小题6分,共24分)
11.2 12. 13.(1,0) 14.
三、解答题(本大题共6题,共76分)
15.(12分)[解析]:设动圆圆心为M(x,y),半径为r,则由题意可得M到C(0,-3)的距离与到直线y=3的距离相等,由抛物线的定义可知:动圆圆心的轨迹是以C(0,-3)为焦点,以y=3为准线的一条抛物线,其方程为.
16. (12分)[解析]:设抛物线方程为,则焦点F(),由题意可得
,解之得或,
故所求的抛物线方程为,
17.(12分)[解析]:设M的坐标为(x,y),A(,),又B得
消去,得轨迹方程为,即
18.(12分)[解析]:如图建立直角坐标系,
设桥拱抛物线方程为,由题意可知,
B(4,-5)在抛物线上,所以,得,
当船面两侧和抛物线接触时,船不能通航,设此时船面宽为AA’,则A(),由
得,又知船面露出水面上部分高为0.75米,所以=2米
19.(14分) [解析]:如图建立坐标系,以l1为x轴,MN的垂直平分线为y轴,点O为坐标原点.由题意可知:曲线C是以点N为焦点,以l2为准线的抛物线的一段,其中A、B分别为C的端点.
设曲线段C的方程为,
其中分别为A、B的横坐标,.
所以,. 由,得
①
②
联立①②解得.将其代入①式并由p>0解得,或.
因为△AMN为锐角三角形,所以,故舍去. ∴p=4,.
由点B在曲线段C上,得.综上得曲线段C的方程为.
20.(14分) [解析]:(Ⅰ)直线的方程为,将,
得 . 设直线与抛物线两个不同交点的坐标为、,
则 又,
∴ . ∵, ∴ . 解得 .
(Ⅱ)设AB的垂直平分线交AB于点Q,令坐标为,则由中点坐标公式,得
, .
∴ . 又 为等腰直角三角形,
∴ , ∴
即面积最大值为
1、抛物线的准线方程是 。
2、已知是抛物线上的动点,是抛物线的焦点,则线段的中点轨迹方程是 。
3抛物线关于直线对称的抛物线方程是 。
4、顶点在原点,以轴为对称轴且经过点的抛物线的标准方程为____________.
5、25、如图是一种加热水和食物的太阳灶,上面装有可旋转的抛物面形的反光镜,镜的轴截面是抛物线的一部分,盛水和食物的容器放在抛物线的焦点处,容器由若干根等长的铁筋焊接在一起的架子支撑。已知镜口圆的直径为12米,镜深2米,若把盛水和食物的容器近似地看作点,则每根铁筋的长度为________米. 6.5米
6、设F为抛物线y2=4x的焦点,A、B、C为该抛物线上三点,若则|FA|+|FB|+|FC|=( B )
(A)9 (B) 6 (C) 4 (D) 3
7、已知点及抛物线,若抛物线上点满足,则
的最大值为( )
(A) (B) (C) (D)
8已知:点P与点F(2,0)的距离比它到直线+4=0的距离小2,若记点P的轨迹为曲线C。(1)求曲线C的方程。
(2)若直线L与曲线C相交于A、B两点,且OA⊥OB。求证:直线L过定点,并求出该定点的坐标。
解:
(1)解法(A):点P与点F(2,0)的距离比它到直线+4=0的距离小2,所以点P与点F(2,0)的距离与它到直线+2=0的距离相等。 ---
由抛物线定义得:点在以为焦点直线+2=0为准线的抛物线上,
抛物线方程为。 ---)
解法(B):设动点,则。当时,
,化简得:,显然,而,此时曲线不存在。当时,,化简得:。
(2),
,
, ----(1分)
,
,即,, ----分)
直线为,所以 ----(分)
----(分)
由(a)(b)得:直线恒过定点。
9、已知抛物线,椭圆经过点,它们在轴上有共同焦点,椭圆的对称轴是坐标轴。
(1)求椭圆的方程;
(2)若P是椭圆上的点,设T的坐标为(是已知正实数),求P与T之间的最短距离。
解:(1)抛物线的焦点为(1,0),设椭圆方程为,则
所以椭圆方程为。
(2)设,则
。
① 当时,,即时,;
② 当时,,即时,;
综上,。
备注:
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