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- 2021-06-15 发布
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真题回放
1. 【2017课标1,理10】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
【考点】抛物线的简单性质
【名师点睛】对于抛物线弦长问题,要重点抓住抛物线定义,到定点的距离要想到转化到准线上,另外,直线与抛物线联立,求判别式、韦达定理是通法,需要重点掌握.考查到最值问题时要能想到用函数方法进行解决和基本不等式.此题还可以利用弦长的倾斜角表示,设直线的倾斜角为,则,则,所以
2. 【2017课标II,理16】已知是抛物线的焦点,是上一点,的延长线交轴于点。若为的中点,则 。
【答案】6
【解析】
【考点】抛物线的定义;梯形中位线在解析几何中的应用。
【名师点睛】抛物线的定义是解决抛物线问题的基础,它能将两种距离(抛物线上的点到焦点的距离、抛物线上的点到准线的距离)进行等量转化。如果问题中涉及抛物线的焦点和准线,又能与距离联系起来,那么用抛物线定义就能解决问题。因此,涉及抛物线的焦半径、焦点弦问题,可以优先考虑利用抛物线的定义转化为点到准线的距离,这样就可以使问题简单化。
3. 【2017北京,理18】已知抛物线C:y2=2px过点P(1,1).过点(0,)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.
(Ⅰ)求抛物线C的方程,并求其焦点坐标和准线方程;
(Ⅱ)求证:A为线段BM的中点.
【答案】(Ⅰ)方程为,抛物线C的焦点坐标为(,0),准线方程为.(Ⅱ)详见解析.
【解析】
试题分析:(Ⅰ)代入点求得抛物线的方程,根据方程表示焦点坐标和准线方程;(Ⅱ)设直线l的方程为(),与抛物线方程联立,得到根与系数的关系,直线ON的方程为,联立求得点 的坐标,证明.
【考点】1.抛物线方程;2.直线与抛物线的位置关系
【名师点睛】本题考查了直线与抛物线的位置关系,考查了转换与化归能力,当看到题目中出现直线与圆锥曲线时,不需要特殊技巧,只要联立直线与圆锥曲线的方程,借助根与系数关系,找准题设条件中突显的或隐含的等量关系,把这种关系“翻译”出来,有时不一定要把结果及时求出来,可能需要整
体代换到后面的计算中去,从而减少计算量.
考点分析
考点
了解A
掌握B
灵活运用C
中心在坐标原点的抛物线的标准方程与几何性质
A
高考对这部分的考查主要集中在以下几个方面:1、考查利用定义求弦长、最值、轨迹等,通常以选择、填空形式出现。2、通常在选择题中考查求标准方程,也可能在解答题中作为第一问进行考查。3、考查抛物线的焦点、准线等,常以选择、填空形式出现。4、直线与抛物线相交的弦长问题,中点弦问题,直线与抛物线的交点个数问题。5、常结合向量、三角等考查有关弦长公式的定值、最值、范围、曲线经过的定点等。
知识链接
1.抛物线的概念
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叫做抛物线.点F叫做抛物线的焦点,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
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
图形
顶点
O(0,0)
对称轴
y=0
x=0
焦点
F
F
F
F
离心率
e=1
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
融会贯通
题型一 抛物线的定义及应用
命题点1 利用定义求轨迹方程
典例1设P是抛物线y2=4x上的一个动点,若B(3,2),则|PB|+|PF|的最小值为________.
【答案】 4
【解析】如图,
过点B作BQ垂直准线于点Q,
交抛物线于点P1,
则|P1Q|=|P1F|.则有|PB|+|PF|≥|P1B|+|P1Q|=|BQ|=4.
即|PB|+|PF|的最小值为4.
引申探究
1.若将本例中的B点坐标改为(3,4),试求|PB|+|PF|的最小值.
【答案】2
【解析】由题意可知点(3,4)在抛物线的外部.
∵|PB|+|PF|的最小值即为B,F两点间的距离,
∴|PB|+|PF|≥|BF|=
==2,
即|PB|+|PF|的最小值为2.
2.若将本例中的条件改为:已知抛物线方程为y2=4x,直线l的方程为x-y+5=0,在抛物线上有一动点P到y轴的距离为d1,到直线l的距离为d2,求d1+d2的最小值.
【答案】3-1.
解题技巧与方法总结
与抛物线有关的最值问题,一般情况下都与抛物线的定义有关.由于抛物线的定义在运用上有较大的灵活性,因此此类问题也有一定的难度.“看到准线想焦点,看到焦点想准线”,这是解决抛物线焦点弦有关问题的重要途径.
【变式训练】设P是抛物线y2=4x上的一个动点,则点P到点A(-1,1)的距离与点P到直线x=-1的距离之和的最小值为________.
【答案】
【解析】 如图,
易知抛物线的焦点为F(1,0),准线是x=-1,
由抛物线的定义知:点P到直线x=-1的距离等于点P到F的距离.
于是,问题转化为在抛物线上求一点P,
使点P到点A(-1,1)的距离与点P到F(1,0)的距离之和最小,
显然,连接AF与抛物线相交的点即为满足题意的点,
此时最小值为=.
题型二 抛物线的标准方程和几何性质
命题点1 求抛物线的标准方程
典例2 已知双曲线C1:-=1(a>0,b>0)的离心率为2.若抛物线C2:x2=2py(p>0)的焦点到双曲线C1的渐近线的距离为2,则抛物线C2的方程为( )
A.x2=y B.x2=y
C.x2=8y D.x2=16y
【答案】 D
命题点2 抛物线的几何性质
典例3 已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A(x1,y1),B(x2,y2)是过F的直线与抛物线的两个交点,求证:
(1)y1y2=-p2,x1x2=;
(2)+为定值;
(3)以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.
【答案】见解析
(2)+=+
=.
因为x1x2=,x1+x2=|AB|-p,代入上式,
得+==(定值).
(3) 设AB的中点为M(x0,y0),分别过A,B作准线的垂线,垂足为C,D,过M作准线的垂线,垂足为N,则|MN|=(|AC|+|BD|)=(|AF|+|BF|)=|AB|.
所以以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.
解题技巧与方法总结
(1)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.
(2)在解决与抛物线的性质有关的问题时,要注意利用几何图形的形象、直观的特点来解题,特别是涉及焦点、顶点、准线的问题更是如此.
【变式训练】(1)(2016·全国乙卷)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|=4,|DE|=2,则C的焦点到准线的距离为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
(2)(2016·昆明三中、玉溪一中统考)抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,已知点A、B为抛物线上的两个动点,且满足∠AFB=120°.过弦AB的中点M作抛物线准线的垂线MN,垂足为N,则的最大值为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】 (1)B (2)A
联立①②③,解得p=4,即C的焦点到准线的距离为p=4,故选B.
(2)设|AF|=a,|BF|=b,分别过A、B作准线的垂线,垂足分别为Q、P,
由抛物线的定义知,|AF|=|AQ|,|BF|=|BP|,
在梯形ABPQ中,2|MN|=|AQ|+|BP|=a+b.
|AB|2=a2+b2-2abcos 120°=a2+b2+ab=(a+b)2-ab.
又ab≤()2,
所以(a+b)2-ab≥(a+b)2-(a+b)2=(a+b)2,
得到|AB|≥(a+b),
所以≤=,
即的最大值为.
题型三 直线与抛物线的综合问题
命题点1 直线与抛物线的交点问题
典例4已知抛物线C:y2=8x与点M(-2,2),过C的焦点且斜率为k的直线与C交于A、B两点.若·=0,则k=________.
【答案】 2
命题点2 与抛物线弦的中点有关的问题
典例5 (2016·全国丙卷)已知抛物线C:y2=2x的焦点为F,平行于x轴的两条直线l1,l2分别交C于A,B两点,交C的准线于P,Q两点.
(1)若F在线段AB上,R是PQ的中点,证明:AR∥FQ;
(2)若△PQF的面积是△ABF的面积的两倍,求AB中点的轨迹方程.
【答案】见解析
【解析】(1)证明 由题意知,F,设l1:y=a,l2:y=b,则ab≠0,
且A,B,P,Q,
R.
记过A,B两点的直线为l,则l的方程为2x-(a+b)y+ab=0.
由于F在线段AB上,故1+ab=0.
记AR的斜率为k1,FQ的斜率为k2,则k1====-=-b==k2.
所以AR∥FQ.
(2)解 设过AB的直线为l,设l与x轴的交点为D(x1,0),
则S△ABF=|b-a||FD|=|b-a|,
S△PQF=.
由题意可得|b-a|=,所以x1=1,x1=0(舍去).
设满足条件的AB的中点为E(x,y).
当AB与x轴不垂直时,由kAB=kDE可得=(x≠1).而=y,所以y2=x-1(x≠1).
当AB与x轴垂直时,E与D重合,此时E点坐标为(1,0),
所以,所求轨迹方程为y2=x-1(x≠1).
解题技巧与方法总结
(1)直线与抛物线的位置关系和直线与椭圆、双曲线的位置关系类似,一般要用到根与系数的关系.
(2)有关直线与抛物线的弦长问题,要注意直线是否过抛物线的焦点.若过抛物线的焦点,可直接使用公式|AB|=x1+x2+p,若不过焦点,则必须用一般弦长公式.
(3)涉及抛物线的弦长、中点、距离等相关问题时,一般利用根与系数的关系采用“设而不求”、“整体代入”等解法.
提醒:涉及弦的中点、斜率时一般用“点差法”求解.
【变式训练】(2017·北京东城区质检)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线y
=4与y轴的交点为P,与C的交点为Q,且|QF|=|PQ|.
(1)求C的方程;
(2)过F的直线l与C相交于A、B两点,若AB的垂直平分线l′与C相交于M、N两点,且A、M、B、N四点在同一圆上,求l的方程.
【答案】(1)y2=4x. (2)x-y-1=0或x+y-1=0.
【解析】 (1)设Q(x0,4),代入y2=2px,得x0=.
所以|PQ|=,|QF|=+x0=+.
由题设得+=×,
解得p=-2(舍去)或p=2.
所以C的方程为y2=4x.
设M(x3,y3),N(x4,y4),
则y3+y4=-,y3y4=-4(2m2+3).
故MN的中点为E(+2m2+3,-),
|MN|= |y3-y4|=,
由于MN垂直平分AB,故A,M,B,N四点在同一圆上等价于|AE|=|BE|=|MN|,
从而|AB|2+|DE|2=|MN|2,
即4(m2+1)2+(2m+)2+(+2)2
=,
化简得m2-1=0,解得m=1或m=-1.
所求直线l的方程为x-y-1=0或x+y-1=0.
练习检测
1.(江苏省南京市溧水高级中学2018届高三上学期期初模拟)已知点为抛物线的焦点,该抛物线上位于第一象限的点到其准线的距离为5,则直线的斜率为 .
【答案】
【解析】试题分析:由抛物线定义得: 又点位于第一象限,因此从而
考点:抛物线定义
2.(浙江省名校协作体2018届高三上学期考试)已知是抛物线的焦点, 是上一点, 的延长线交轴于点. 若,则_____.
【答案】5
3.(安徽省合肥市2018届高三调研性检测)已知抛物线的焦点为,直线过点交抛物线于两点,且.直线分别过点,且与轴平行,在直线上分别取点(分别在点的右侧),分别作和的平行线且相交于点,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设,则由抛物线的定义可得,故由题设可得;设直线代入整理可得,则由根与系数的关系可得,联立可得,代入可解得,则弦长;不妨设,则 , ,又依题意和互补,故,即是直角三角形,所以 ,则,应选答案C。
点睛:本题在求解时,充分借助题设条件及抛物线的定义求出两横坐标之间的关系,然后再设直线代入整理可得,则由根与系数的关系可得,联立可得,代入可解得,进而求出弦长。
4. (河北省邯郸市2018届高三上学期摸底考试)直线与抛物线相交于两点, ,给出下列4个命题: 的重心在定直线上; 的最大值为; 的重心在定直线上; 的最大值为.其中的真命题为( )
A. B. C. D.
【答案】A
据此可得: 的最大值为;
本题选择A选项.
5. (安徽省巢湖一中、合肥八中、淮南二中等高中十校联盟2018届高三摸底考试)在平面直角坐标系中,点在抛物线上,抛物线上异于点的两点满足,直线与交于点, 和的面积满足,则点的横坐标为( )
A. -4 B. -2 C. 2 D. 4
【答案】B
【解析】点在抛物线上,故a=1
设点P(x1, ),Q(x2, ),∵满足,∴,即
设R(m,n).使得和的面积满足,
所以,又PQ∥OA,故,即,又,∴
故选:B
6. (黑龙江省大庆实验中学2018届高三上学期期初考试)已知抛物线焦点为,直线过焦点且与抛物线交于两点, 为抛物线准线上一点且,连接交轴于点,过作于点,若,则__________.
【答案】
点睛:本题考查抛物线的方程与性质,考查直线与抛物线的位置关系,考查学生的计算能力,属于中档题.
7. (浙江省名校协作体2018届高三上学期考试)如图,已知抛物线的焦点在抛物线上,点是抛物线上的动点.
(Ⅰ)求抛物线的方程及其准线方程;
(Ⅱ)过点作抛物线的两条切线, 、分别为两个切点,求面积的最小值.
【答案】(Ⅰ) 的方程为 其准线方程为;(Ⅱ)2.
(II)设则可得切线, 的方程,进而可得
所以直线的方程为.
联立由韦达定理得,可求得.
进而求得点到直线的距离. 则的面积所以当时, 取最小值为。即面积的最小值为2..
试题解析:(Ⅰ) 的方程为 其准线方程为.
(Ⅱ)设, , ,
则切线的方程: ,即,又,
所以,同理切线的方程为,
又和都过点,所以,
所以直线的方程为.
联立得,所以。
所以.
点到直线的距离.
所以的面积
所以当时, 取最小值为。即面积的最小值为2.
8. (山东省青岛市2017届高三期初调研检测)过抛物线的焦点且倾斜角为的直线交抛物线于、两点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
点睛:1.凡涉及抛物线上的点到焦点距离时,一般运用定义转化为到准线距离处理.本题中充分运用抛物线定义实施转化,其关键在于求点的坐标.
2.若为抛物线上一点,由定义易得;若过焦点的弦的端点坐标为,则弦长为可由根与系数的关系整体求出;若遇到其他标准方程,则焦半径或焦点弦长公式可由数形结合的方法类似地得到.