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课时跟踪练(五十四)
A组 基础巩固
1.(2019·黄山模拟)若抛物线y2=8x上一点P到其焦点的距离为10,则点P的坐标为( )
A.(8,8) B.(8,-8)
C.(8,±8) D.(-8,±8)
解析:设P(xP,yP),
因为点P到焦点的距离等于它到准线x=-2的距离,
所以xP=8,则yP=±8,
所以点P的坐标为(8,±8).故选C.
答案:C
2.O为坐标原点,F为抛物线C:y2=4x的焦点,P为C上一点,若|PF|=4,则△POF的面积为( )
A.2 B.2 C.2 D.4
解析:如图,设点P的坐标为(x0,y0),
由|PF|=x0+=4,得x0=3,
代入抛物线方程得,y=4×3=24,所以|y0|=2,
所以S△POF=|OF||y0|=××2=2.
答案:C
3.(2019·茂名模拟)若动圆的圆心在抛物线y=x2上,且与直经y+3=0相切,则此圆恒过定点( )
A.(0,2) B.(0,-3)
C.(0,3) D.(0,6)
解析:直线y+3=0是抛物线x2=12y的准线,由抛物线的定义知抛物线上的点到直线y=-3的距离与到焦点(0,3)的距离相等,所以此圆恒过定点(0,3).
答案:C
4.(2019·河南百校联盟联考)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·长沙模拟)已知点P(x0,y0)是抛物线y2=4x上的一个动点,Q是圆C:(x+2)2+(y-4)2=1上的一个动点,则x0+|PQ|的最小值为( )
A.2-1 B.2
C.3 D.4
解析:设抛物线y2=4x的焦点F(1,0),过点P(x0,y0)作准线l:x=-1的垂线,垂足为N,则x0+|PQ|=|PN|+|PQ|-1=|PF|+|PQ|-1≥|CF|-2=-2=5-2=3,当且仅当C,P,F三点共线且点Q在线段CF上时取等号,则x0+|PQ|的最小值是3,故选C.
答案:C
6.(2019·福州模拟)函数y=ax-1(a>0且a≠1)的图象恒过点P,则焦点在x轴上且过点P的抛物线的标准方程是________________.
解析:设抛物线的方程为y2=mx(m≠0),由题意知点P的坐标为(1,1),代入y2=mx,可得m=1,所以焦点在x轴上且过点P的抛物线的标准方程是y2=x.
答案:y2=x
7.(2019·玉溪模拟)已知F是抛物线y=x2的焦点,M、N是该抛物线上的两点,|MF|+|NF|=3,则线段MN的中点到x轴的距离为________.
解析:抛物线的焦点为,准线为y=-,过M,N作准线的垂线,垂足分别为M′,N′,
则|MM′|=|MF|,|NN′|=|NF|,
所以|MM′|+|NN′|=|MF|+|NF|=3,
设线段MN的中点为P,过P作准线的垂线,垂足为P′,
则|PP′|==,
所以线段MN的中点P到x轴的距离为|PP′|-=-=.
答案:
8.过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F作斜率大于0的直线l交抛物线于A,B两点(A在B的上方),且l与准线交于点C,若=4,则=________.
解析:根据题意,设|AF|=a,|BF|=b,
过A,B作准线的垂线,垂足分别为M,N,
则有|BF|=|BN|=b,|AF|=|AM|=a,
因为=4,所以|CB|=4|BF|,即|CB|=4|BN|,
又BN∥AM,
所以|CA|=4|AM|,即4b+b+a=4a,
变形可得=,
即=.
答案:
9.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A是抛物线上横坐标为4,且位于x轴上方的点,A到抛物线准线的距离等于5,过A作AB垂直于y轴,垂足为B,OB的中点为M.
(1)求抛物线的方程;
(2)若过M作MN⊥FA,垂足为N,求点N的坐标.
解:(1)抛物线y2=2px的准线为x=-,于是4+=5,
所以p=2,
所以抛物线方程为y2=4x.
(2)由(1)知点A的坐标是(4,4),由题意得B(0,4),M(0,2).
又因为F(1,0),所以kFA=.
因为MN⊥FA,所以kMN=-,
所以FA的方程为y=(x-1),①
MN的方程为y=-x+2,②
由①②联立得x=,y=,
所以点N的坐标为.
10.已知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点,斜率为2的直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)(x1<x2)两点,且|AB|=9.
(1)求该抛物线的方程;
(2)O为坐标原点,C为抛物线上一点,若=+λ,求λ的值.
解:(1)直线AB的方程是y=2,
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,从而抛物线方程是y2=8x.
(2)由(1)知p=4,4x2-5px+p2=0可简化为x2-5x+4=0,
又x1<x2,
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.
B组 素养提升
11.(2019·太原模拟)抛物线y2=8x的焦点为F,设A,B是抛物线上的两个动点,|AF|+|BF|=|AB|,则∠AFB的最大值为( )
A. B. C. D.
解析:设|AF|=m,|BF|=n,
因为|AF|+|BF|=|AB|,
所以|AB|≥2,所以mn≤|AB|2,
在△AFB中,由余弦定理得cos ∠AFB===≥-,
所以∠AFB的最大值为.故选D.
答案:D
12.(2017·全国卷Ⅱ)过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为的直线交C于点M(M在x轴的上方),l为C的准线,点N在l上,且MN⊥l,则M到直线NF的距离为( )
A. B.2 C.2 D.3
解析:抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),准线方程为x=-1.由直线方程的点斜式可得直线MF的方程为y=(x-1).
联立得方程组
解得或
因为点M在x轴的上方,
所以M(3,2).
因为MN⊥l,
所以N(-1,2).
所以|NF|==4,
|MF|=|MN|==4.
所以△MNF是边长为4的等边三角形.
所以点M到直线NF的距离为2.
故选C.
答案:C
13.(2019·衡水中学月考)已知直线l:y=kx+t与圆:x2+(y+1)2=1相切,且与抛物线C:x2=4y交于不同的两点M,N,则实数t的取值范围是________.
解析:因为直线l与圆相切,所以=1⇒k2=t2+2t.再把直线l的方程代入抛物线方程并整理得x2-4kx-4t=0,
于是Δ=16k2+16t=16(t2+2t)+16t=16t(t+3)>0,
解得t>0或t<-3.
答案:t>0或t<-3
14.抛物线y2=4x的焦点为F,过点F的直线交抛物线于A,B两点.
(1)若=2,求直线AB的斜率;
(2)设点M在线段AB上运动,原点O关于点M的对称点为C,求四边形OACB面积的最小值.
解:(1)依题意知F(1,0),设直线AB的方程为x=my+1.
将直线AB的方程与抛物线的方程联立,消去x得
y2-4my-4=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),所以y1+y2=4m,y1y2=-4.
因为=2,所以y1=-2y2.
联立上述三式,消去y1,y2,得m=±.
所以直线AB的斜率是±2.
(2)由点C与原点O关于点M对称,得M是线段OC的中点,
从而点O与点C到直线AB的距离相等,
所以四边形OACB的面积等于2S△AOB.
因为2S△AOB=2×·|OF|·|y1-y2|
==4,
所以当m=0时,四边形OACB的面积最小,最小值是4.
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