资源描述
抛
物
线
x
y
O
l
F
x
y
O
l
F
l
F
x
y
O
x
y
O
l
F
定义
平面内与一个定点与一条定直线得距离相等得点得轨迹叫做抛物线,点叫做抛物线得焦点,直线叫做抛物线得准线。
{=点M到直线得距离}
范围
对称性
关于轴对称
关于轴对称
焦点
(,0)
(,0)
(0,)
(0,)
焦点在对称轴上
顶点
离心率
=1
准线
方程
准线与焦点位于顶点两侧且到顶点得距离相等、
顶点到准线得距离
焦点到准线得距离
焦半径
焦 点弦 长
焦点弦得几条性质
o
x
F
y
以为直径得圆必与准线相切
若得倾斜角为,则
若得倾斜角为,则
切线
方程
一. 直线与抛物线得位置关系ﻫ 直线,抛物线,
,消y得:
(1)当k=0时,直线与抛物线得对称轴平行,有一个交点;
(2)当k≠0时,
Δ>0,直线与抛物线相交,两个不同交点;
Δ=0, 直线与抛物线相切,一个切点;
Δ〈0,直线与抛物线相离,无公共点。
(3) 若直线与抛物线只有一个公共点,则直线与抛物线必相切吗?(不一定)
二. 关于直线与抛物线得位置关系问题常用处理方法
直线: 抛物线,
① 联立方程法:
设交点坐标为,,则有,以及,还可进一步求出,
在涉及弦长,中点,对称,面积等问题时,常用此法,比如
1. 相交弦AB得弦长
或
b、 中点, ,
② 点差法:
设交点坐标为,,代入抛物线方程,得
将两式相减,可得
a. 在涉及斜率问题时,
b. 在涉及中点轨迹问题时,设线段得中点为,,
即,
同理,对于抛物线,若直线与抛物线相交于两点,点就是弦得中点,则有
(注意能用这个公式得条件:1)直线与抛物线有两个不同得交点,2)直线得斜率存在,且不等于零)
抛物线练习及答案
1、已知点P在抛物线y2 = 4x上,那么点P到点Q(2,-1)得距离与点P到抛物线焦点距离之与取得最小值时,点P得坐标为 。(,-1)
2、已知点P就是抛物线上得一个动点,则点P到点(0,2)得距离与P到该抛物线准线得距离之与得最小值为 。
3、直线与抛物线交于两点,过两点向抛物线得准线作垂线,垂足分别为,则梯形得面积为 。
4、设就是坐标原点,就是抛物线得焦点,就是抛物线上得一点,与轴正向得夹角为,则为 。
5、抛物线得焦点为,准线为,经过且斜率为得直线与抛物线在轴上方得部分相交于点,,垂足为,则得面积就是 。
6、已知抛物线得焦点为,准线与轴得交点为,点在上且,则得面积为 。
7、已知双曲线,则以双曲线中心为焦点,以双曲线左焦点为顶点得抛物线方程为 、
8、在平面直角坐标系中,有一定点,若线段得垂直平分线过抛物线则该抛物线得方程就是 、
9、在平面直角坐标系中,已知抛物线关于轴对称,顶点在原点,且过点P(2,4),则该抛物线得方程就是 。
10、抛物线上得点到直线距离得最小值就是 、
11、已知抛物线y2=4x,过点P(4,0)得直线与抛物线相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则y12+y22得最小值就是 。32
12、若曲线=||+1与直线=+没有公共点,则、分别应满足得条件就是 。=0,-1<<1
13、已知抛物线y—x2+3上存在关于直线x+y=0对称得相异两点A、B,则|AB|等于( )C
A、3 B、4 C。3 D、4
14、已知抛物线得焦点为,点,在抛物线上,且, 则有( )C
A、 B。
C。 D、
15、已知点,就是抛物线上得两个动点,就是坐标原点,向量,满足、设圆得方程为。
(1) 证明线段就是圆得直径;
(2)当圆C得圆心到直线x-2y=0得距离得最小值为时,求p得值、
解: (1)证明1: ,
,整理得: ,,
设M(x,y)就是以线段AB为直径得圆上得任意一点,则,
即,整理得:,
故线段就是圆得直径、
证明2: ,
,整理得: ,
……、、(1)
设(x,y)就是以线段AB为直径得圆上则即,
去分母得: ,
点满足上方程,展开并将(1)代入得:
,
故线段就是圆得直径。
证明3: ,
,
整理得: ,……(1)
以线段AB为直径得圆得方程为
,
展开并将(1)代入得:,
故线段就是圆得直径
(2)解法1:设圆C得圆心为C(x,y),则
,,又因,
,,,,
,
所以圆心得轨迹方程为,
设圆心C到直线x-2y=0得距离为d,则
,
当y=p时,d有最小值,由题设得,、
解法2: 设圆C得圆心为C(x,y),则
,,又因,,
,,,
,
所以圆心得轨迹方程为,
设直线x—2y+m=0到直线x-2y=0得距离为,则,因为x—2y+2=0与无公共点,
所以当x-2y-2=0与仅有一个公共点时,该点到直线x-2y=0得距离最小值为
将(2)代入(3)得,,
解法3: 设圆C得圆心为C(x,y),则
圆心C到直线x-2y=0得距离为d,则
,,又因,,
,,,
,
当时,d有最小值,由题设得,、
16、已知椭圆C1:,抛物线C2:,且C1、C2得公共弦AB过椭圆C1得右焦点、
(1)当AB⊥轴时,求、得值,并判断抛物线C2得焦点就是否在直线AB上;
(2)就是否存在、得值,使抛物线C2得焦点恰在直线AB上?若存在,求出符合条件得、得值;若不存在,请说明理由、
解:(1)当AB⊥x轴时,点A、B关于x轴对称,所以m=0,直线AB得方程为x=1,从而点A得坐标为(1,)或(1,—)、 因为点A在抛物线上,所以,即。 此时C2得焦点坐标为(,0),该焦点不在直线AB上。
(2)解法一 当C2得焦点在AB时,由(Ⅰ)知直线AB得斜率存在,设直线AB得方程为、
A
y
B
O
x
由消去y得、 ……①
设A、B得坐标分别为(x1,y1), (x2,y2),
则x1,x2就是方程①得两根,x1+x2=、
因为AB既就是过C1得右焦点得弦,又就是过C2得焦点得弦,
所以,且
。
从而、
所以,即。
解得、
因为C2得焦点在直线上,所以。
即、
当时,直线AB得方程为;
当时,直线AB得方程为。
解法二 当C2得焦点在AB时,由(Ⅰ)知直线AB得斜率存在,设直线AB得方程
为。
由消去y得。 ……①
因为C2得焦点在直线上,
所以,即。代入①有。
即、 ……②
设A、B得坐标分别为(x1,y1), (x2,y2),
则x1,x2就是方程②得两根,x1+x2=、
由消去y得、 ……③
由于x1,x2也就是方程③得两根,所以x1+x2=、
从而=、 解得、
因为C2得焦点在直线上,所以、
即、
当时,直线AB得方程为;
当时,直线AB得方程为、
解法三 设A、B得坐标分别为(x1,y1), (x2,y2),
因为AB既过C1得右焦点,又就是过C2得焦点,
所以。
即、 ……①
由(Ⅰ)知,于就是直线AB得斜率, ……②
且直线AB得方程就是,
所以、 ……③
又因为,所以、 ……④
将①、②、③代入④得,即、
当时,直线AB得方程为;
当时,直线AB得方程为、
17、如图,倾斜角为a得直线经过抛物线得焦点F,且与抛物线交于A、B两点。
(1)求抛物线得焦点F得坐标及准线l得方程;
(2)若a为锐角,作线段AB得垂直平分线m交x轴于点P,证明|FP|-|FP|cos2a为定值,并求此定值。
(1)解:设抛物线得标准方程为,则,从而因此焦点得坐标为(2,0)、
又准线方程得一般式为。从而所求准线l得方程为、
答(21)图
(2)解法一:如图(21)图作AC⊥l,BD⊥l,垂足为C、D,则由抛物线得定义知|FA|=|FC|,|FB|=|BD|、
记A、B得横坐标分别为xxxz,则|FA|=|AC|=解得,
类似地有,解得。
记直线m与AB得交点为E,则
,
所以、故、
解法二:设,,直线AB得斜率为,则直线方程为。
将此式代入,得,故。
记直线m与AB得交点为,则
,,故直线m得方程为。
令y=0,得P得横坐标故、
从而为定值、
18、已知正三角形得三个顶点都在抛物线上,其中为坐标原点,设圆就是得内接圆(点为圆心)
(1)求圆得方程;
(2)设圆得方程为,过圆上任意一点分别作圆得两条切线,切点为,求得最大值与最小值。
(1)解法一:设两点坐标分别为,,由题设知
、
解得,所以,或,、
设圆心得坐标为,则,所以圆得方程为、
解法二:设两点坐标分别为,,由题设知
。又因为,,可得、即
、由,,可知,故两点关于轴对称,所以圆心在轴上、设点得坐标为,则点坐标为,于就是有,解得,所以圆得方程为、
(2)解:设,则、
在中,,由圆得几何性质得
,,
所以,由此可得、则得最大值为,最小值为、
19、若A、B就是抛物线y2=4x上得不同两点,弦AB(不平行于y轴)得垂直平分线与x轴相交于点P,则称弦AB就是点P得一条“相关弦”。已知当x>2时,点P(x,0)存在无穷多条“相关弦”、给定x0〉2。
(1)证明:点P(x0,0)得所有“相关弦”得中点得横坐标相同;
(2)试问:点P(x0,0)得“相关弦"得弦长中就是否存在最大值?若存在,求其最大值(用x0表示):若不存在,请说明理由。
解: (1)设AB为点P(x0,0)得任意一条“相关弦”,且点A、B得坐标分别就是(x1,y1)、(x2,y2)(x1x2),则y21=4x1, y22=4x2,两式相减得(y1+y2)(y1—y2)=4(x1-x2)、因为x1x2,所以y1+y20、设直线AB得斜率就是k,弦AB得中点就是M(xm, ym),则k=、
从而AB得垂直平分线l得方程为
又点P(x0,0)在直线上,所以
而于就是故点P(x0,0)得所有“相关弦”得中点得横坐标都就是x0—2、
(2)由(1)知,弦AB所在直线得方程就是,代入中,
整理得 (·)
则就是方程(·)得两个实根,且
设点P得“相关弦”AB得弦长为l,则
因为0<<4xm=4(xm—2) =4x0—8,于就是设t=,则t(0,4x0-8)、
记l2=g(t)=-[t-2(x0-3)]2+4(x0—1)2、,若x0>3,则2(x0-3) (0, 4x0—8),所以当t=2(x0—3),即=2(x0—3)时,l有最大值2(x0—1)。若2<x0〈3,则2(x0-3)0,g(t)在区间(0,4 x0-8)上就是减函数,所以0<l2〈16(x0-2),l不存在最大值。
综上所述,当x0〉3时,点P(x0,0)得“相关弦”得弦长中存在最大值,且最大值为2(x0-1);当2〈 x03时,点P(x0,0)得“相关弦”得弦长中不存在最大值。
A
B
O
Q
y
x
l
M
20、已知曲线C就是到点P()与到直线距离相等得点得轨迹。就是过点Q(-1,0)得直线,
M就是C上(不在上)得动点;A、B在上,轴(如图)。
(1)求曲线C得方程;(2)求出直线得方程,使得为常数。
(1)解:设为上得点,则,
到直线得距离为、由题设得、
化简,得曲线得方程为、
(2)解法一:
设,直线,则,从而、
在中,因为,、
所以 、
,、
当时,,从而所求直线方程为。
解法二:设,直线,则,从而
A
B
O
Q
y
x
l
M
H
l1
、
过垂直于得直线、
因为,所以,
O
y
x
1
l
F
。
当时,,从而所求直线方程为、
21、如图,已知点,直线,为平面上得动点,
过作直线得垂线,垂足为点,且。
(1)求动点得轨迹得方程;
(2)过点得直线交轨迹于两点,交直线于点,已知,,求得值;
解法一:(1)设点,则,由得:
,化简得、
(2)设直线得方程为:
、
P
B
Q
M
F
O
A
x
y
设,,又,
联立方程组,消去得:
,,故
由,得:
,,整理得:
,,、
一、抛物线得定义及其应用
例1、设P就是抛物线y2=4x上得一个动点、
(1)求点P到点A(-1,1)得距离与点P到直线x=-1得距离之与得最小值;
(2)若B(3,2),求|PB|+|PF|得最小值、
例2、(2011·山东高考)设M(x0,y0)为抛物线C:x2=8y上一 点,F为抛物线C得焦点,以F为圆心、|FM|为半径得圆与抛物线C得准线相交,则y0得取值范围就是( )
A、(0,2) B、[0,2] C。(2,+∞) D、[2,+∞)
二、抛物线得标准方程与几何性质
例3、抛物线y2=2px(p〉0)得焦点为F,准线为l,经过F得直线与抛物线交于A、B两点,交准线于C点,点A在x轴上方,AK⊥l,垂足为K,若|BC|=2|BF|,且|AF|=4,则△AKF得面积就是 ( )
A、4 B、3 C。4 D、8
例4、过抛物线y2=2px(p>0)得焦点F得直线交抛物线于点A、B,交其准线l于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3则此抛物线得方程为 ( )
A、y2=x B、y2=9x C、y2=x D、y2=3x
三、抛物线得综合问题
例5、(2011·江西高考)已知过抛物线y2=2px(p>0)得焦点,斜率为2得直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)(x1<x2)两点,且|AB|=9、
(1)求该抛物线得方程;
(2)O为坐标原点,C为抛物线上一点,若= +λ,求λ得值、
例6、(2011·湖南高考)(13分)已知平面内一动点P到点F(1,0)得距离与点P到y轴得距离得差等于1、
(1)求动点P得轨迹C得方程;
(2)过点F作两条斜率存在且互相垂直得直线l1,l2,设l1与轨迹C相交于点A,B,l2与轨迹C相交于点D,E,求得最小值
例7、已知点M(1,y)在抛物线C:y2=2px(p>0)上,M点到抛物线C得焦点F得距离为2,直线l:y=—x+b与抛物线C交于A,B两点。
(1)求抛物线C得方程;
(2)若以AB为直径得圆与x轴相切,求该圆得方程。
例题答案解析
一、抛物线得定义及其应用
例1、(1)如图,易知抛物线得焦点为F(1,0),准线就是x=-1、
由抛物线得定义知:点P到直线x=—1得距离等于点P到焦点F得距离。
于就是,问题转化为:在曲线上求一点P,使点P到点A(-1,1)得距离与点P到F(1,0)得距离之与最小、显然,连结AF交曲线于P点,则所求得最小值为|AF|,即为、
(2)如图,自点B作BQ垂直准线于Q,交抛物线于点P1,则|P1Q|=|P1F|。则有|PB|+|PF|≥|P1B|+|P1Q|=|BQ|=4、即|PB|+|PF|得最小值为4。
例2、解析:圆心到抛物线准线得距离为p,即p=4,根据已 知只要|FM|>4即可、根据抛物线定|FM|=y0+2由y0+2>4,解得y0>2,故y0得取值范围就是(2,+∞)、
二、抛物线得标准方程与几何性质
例3、设点A(x1,y1),其中y1>0、由点B作抛物线得准线得垂线,垂足为B1、则有 |BF|=|BB1|;又|CB|=2|FB|,因此有|CB|=2|BB1|,cos∠CBB1==,∠CBB1=。即直线AB与x轴得夹角为、又|AF|=|AK|=x1+=4,因此y1=4sin=2,因此△AKF得面积等于|AK|·y1=×4×2=4、
例4、分别过点A、B作AA1、BB1垂直于l,且垂足分别为A1、B1,由已知条件|BC|=2|BF|得|BC|=2|BB1|,∴∠BCB1=30°,又|AA1|=|AF|=3,
∴|AC|=2|AA1|=6,∴|CF|=|AC|-|AF|=6-3=3,∴F为线段AC得中点、故点F到准线得距离为p=|AA1|=,故抛物线得方程为y2=3x。
三、抛物线得综合问题
例5、(1)直线AB得方程就是y=2(x—),与y2=2px联立,从而有4x2-5px+p2=0,所以:x1+x2=,由抛物线定义得:|AB|=x1+x2+p=9,
所以p=4,从而抛物线方程就是y2=8x、
(2)由p=4,4x2-5px+p2=0可简化为x2-5x+4=0,从而x1=1,x2=4,y1=-2,y2=4,从而A(1,-2),B(4,4);
设=(x3,y3)=(1,—2)+λ(4,4)=(4λ+1,4λ-2)。
又y=8x3,即[2(2λ-1)]2=8(4λ+1)、
即(2λ-1)2=4λ+1。解得λ=0,或λ=2、
例6、 (1)设动点P得坐标为(x,y),由题意有-|x|=1、化简得y2=2x+2|x|。ﻩ当x≥0时,y2=4x;当x〈0时,y=0、
所以,动点P得轨迹C得方程为y2=4x(x≥0)与y=0(x<0)。
(2)由题意知,直线l1得斜率存在且不为0,设为k,则l1得方程为y=k(x—1)、由,得k2x2-(2k2+4)x+k2=0。 (7分)
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2就是上述方程得两个实根,于就是x1+x2=2+,x1x2=1。 (8分)
因为l1⊥l2,所以l2得斜率为-。 设D(x3,y3),E(x4,y4),则同理可得
x3+x4=2+4k2,x3x4=1、
=(x1+1)(x2+1)+(x3+1)·(x4+1)
= x1x2+(x1+x2)+1+x3x4+(x3+x4)+1 (11分)
=1+(2+)+1+1+(2+4k2)+1=8+4(k2+)≥8+4×2=16、
当且仅当k2=,即k=±1时,取最小值16、
例7 、(1)抛物线y2=2px(p〉0)得准线为x=-,由抛物线定义与已知条件可知
|MF|=1-(-)=1+=2,解得p=2, 故所求抛物线C得方程为y2=4x。
(2)联立消去x并化简整理得y2+8y-8b=0。
依题意应有Δ=64+32b>0,解得b〉-2、设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=-8,y1y2=-8b,设圆心Q(x0,y0),则应用x0=,y0==-4、
因为以AB为直径得圆与x轴相切,所以圆得半径为r=|y0|=4、
又|AB|===
=
所以|AB|=2r==8,解得b=-、
所以x1+x2=2b—2y1+2b-2y2=4b+16=,
则圆心Q得坐标为(,-4)。故所求圆得方程为(x-)2+(y+4)2=16。
练习题
1、已知抛物线x2=ay得焦点恰好为双曲线y2—x2=2得上焦点,则a等于 ( )
A、1 B。4 C、8 D。16
2、抛物线y=-4x2上得一点M到焦点得距离为1,则点M得纵坐标就是 ( )
A、- ﻩB、— C、 ﻩ D。
3。(2011·辽宁高考)已知F就是拋物线y2=x得焦点,A,B就是该拋物线上得两点,|AF|+|BF|=3,则线段AB得中点到y轴得距离为 ( )
A、 ﻩ B。1 C、 ﻩﻩﻩﻩD、
4。已知抛物线y2=2px,以过焦点得弦为直径得圆与抛物线准线得位置关系就是 ( )
A、相离 ﻩ B。相交 C、相切 ﻩﻩﻩﻩD、不确定
5、(2012·宜宾检测)已知F为抛物线y2=8x得焦点,过F且斜率为1得直线交抛物线于A、B两点,则||FA|-|FB||得值等于 ( ) A。4 ﻩﻩB、8C、 8 ﻩ D、16
6、在y=2x2上有一点P,它到A(1,3)得距离与它到焦点得距离之与最小,则点P得坐标就是 ( )
A、(-2,1) ﻩB、(1,2) C、(2,1) ﻩﻩD、(-1,2)
7、设抛物线y2=8x得焦点为F,准线为l,P为抛物线上一点,PA⊥l,A为垂足、如果直线AF得斜率为-,那么|PF|= ( )
A、4 B、8 C。8 D。16
8、(2011·陕西高考)设抛物线得顶点在原点,准线方程为x=-2,则抛物线得方程就是 ( )
A、y2=-8x B。y2=8x C、y2=—4x D、y2=4x
9。(2012·永州模拟)以抛物线x2=16y得焦点为圆心,且与抛物线得准线相切得圆得方程为________、
10、已知抛物线得顶点在原点,对称轴为y轴,抛物线上一点Q(—3,m)到焦点得距离就是5,则抛物线得方程为________、
11、已知抛物线y2=4x与直线2x+y—4=0相交于A、B两点,抛物线得焦点为F,那么| | +| | =________。
12。过抛物线y2=4x得焦点作直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2, y2)两点,若x1+x2=6,那么 |AB|等于________
13、根据下列条件求抛物线得标准方程:
(1)抛物线得焦点就是双曲线 16x2-9y2=144得左顶点;
(2)过点P(2,-4)、
14、已知点A(—1,0),B(1,—1),抛物线C:y2=4x,O为坐标原点,过点A得动直线l交抛物线C于M,P两点,直线MB交抛物线C于另一点Q。若向量与得夹角为,求△POM得面积、
练习题:
1、解析:根据抛物线方程可得其焦点坐标为(0,),双曲线得上焦点为(0,2),依题意则有=2解得a=8、
2、解析:抛物线方程可化为x2=-,其准线方程为y=、设M(x0,y0),则由抛物线得定义,可知-y0=1⇒y0=-、
3、解析:根据拋物线定义与梯形中位线定理,得线段AB中点到y轴得距离为:(|AF|+|BF|)—=-=。
4、解析:设抛物线焦点弦为AB,中点为M,准线l,A1、B1分别为A、B在直线l上得射影,则|AA1|=|AF|,|BB1|=|BF|,于就是M到l得距离d=(|AA1|+|BB1|)=(|AF|+|BF|)=|AB|=半径,故相切、
5、解析:依题意F(2,0),所以直线方程为y=x-2由,消去y得x2-12x+4=0、设A(x1,y1),B(x2,y2),则||FA|-|FB||=|(x1+2)-(x2+2)|=|x1-x2|===8。
6。解析:如图所示,直线l为抛物线y=2x2得准线,F为其焦点,PN⊥l,AN1⊥l,由抛物线得定义知,|PF|=|PN|,∴|AP|+|PF|=|AP|+|PN|≥|AN1|,当且仅当A、P、N三点共线时取等号、∴P点得横坐标与A点得横坐标相同即为1,则可排除A、C、D、答案:B
7、解析:设抛物线y2=8x得焦点为F,准线为l,P为抛物线上一点,PA⊥l,A为垂足、如果直线AF得斜率为-,那么|PF|= ( )
A。4 B、8
C、8 D。16
8、解析:由准线方程x=-2,可知抛物线为焦点在x轴正 ,半轴上得标准方程,同时得p=4,所以标准方程为 y2=2px=8x
9。解析:抛物线得焦点为F(0,4),准线为y=—4,则圆心为(0,4),半径r=8。 所以,圆得方程为x2+(y-4)2=64、
10、解析:设抛物线方程为x2=ay(a≠0),则准线为y=-、∵Q(-3,m)在抛物线上,∴9=am。而点Q到焦点得距离等于点Q到准线得距离,∴|m—(-)|=5、将m=代入,得|+|=5,解得,a=±2,或a=±18,∴所求抛物线得方程为x2=±2y,或x2=±18y、
11。解析:由,消去y,得x2-5x+4=0(*),方程(*)得两根为A、B两点得横坐标,故x1+x2=5,因为抛物线y2=4x得焦点为F(1,0),所以| | +| | =(x1+1)+(x2+1)=7
12、解析:因线段AB过焦点F,则|AB|=|AF|+|BF|、又由抛物线得定义知|AF|=x1+1,|BF|=x2+1,故|AB|=x1+x2+2=8、
13、解析:双曲线方程化为-=1,左顶点为(-3,0),由题意设抛物线方程为
y2=—2px(p〉0),则-=—3,∴p=6,∴抛物线方程为y2=-12x、
(2)由于P(2,-4)在第四象限且抛物线对称轴为坐标轴,可设抛物线方程为y2=mx或x2=ny,代入P点坐标求得m=8,n=-1,
∴所求抛物线方程为y2=8x或x2=-y、
14、解:设点M(,y1),P(,y2),
∵P,M,A三点共线,
∴kAM=kPM,
即=,即=,∴y1y2=4、
∴ · =·+y1y2=5。∵向量 与 得夹角为,
∴| |·| |·cos=5、∴S△POM=| | ·| | ·sin=、
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