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第16讲 抛物线
1.了解抛物线的定义、几何图形和标准方程,以及它们的几何性质.
2.通过抛物线与方程的学习,进一步体会数形结合思想.
3.了解抛物线的简单应用.
1 定义
平面内与一个定点F和一条定直线l的距离相等的点的轨迹称为 ,定点F称为抛物线的 ,定直线l称为抛物线的 .
如图,P在抛物线上,PH=PF.
2 几何性质
标准方程
y2=2px
(p>0)
y2=−2px
(p>0)
x2=2py
(p>0)
x2=−2py
(p>0)
图象
顶点
(0,0)
对称轴
x轴
x轴
y轴
y轴
焦点
F(p2 , 0)
F(−p2 , 0)
F(0 , p2)
F(0 , −p2)
准线方程
离心率
e=1
3 一些常见结论
① 过抛物线的焦点作垂直于对称轴且交抛物线于A , B两点的线段AB,称为抛物线的“ ”,即|AB|=2p.
② 若A、B在抛物线y2=2px上,F是焦点,则AF=xA+p2,AB=xA+xB+p.
【题型 1抛物线的定义与方程 】
【典题】(1)
与圆x-22+y2=1外切,且与直线x+1=0相切的动圆圆心的轨迹方程是 .
巩固练习
1. 若点P到点F(4,0)的距离比它到直线x+5=0的距离少1,则动点P的轨迹方程是 .
2.到直线x=-2与到定点P(2,0)的距离相等的点的轨迹是( )
A.椭圆 B.圆 C.抛物线 D.直线
【题型 2 抛物线的图象及其性质】
【典题】(1)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点M,N在抛物线上,且M,N,F三点共线点P在准线上,若PN→=NM→,则p|MF|= .
【典题】(2)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l,P为C上一点,PQ垂直l于点Q,M,N分别为PQ,PF的中点,MN与x轴相交于点R,若∠NRF=60°,则|FR|等于 .
【典题】(3)已知F为抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,K为C的准线与x轴的交点,点P在抛物线C上,设∠KPF=α,∠PKF=β,∠PFK=θ,有以下3个结论:
①β的最大值是π4;②tanβ=sinθ;③存在点P,满足α=2β.
其中正确结论的序号是 .
巩固练习
1.如图过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线依次交拋物线及准线于点A,B,C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则p=( )
A.2 B.32 C.3 D.6
2. 【多选题】抛物线有如下光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出.已知抛物线y2=4x的焦点为F,一束平行于x轴的光线l1从点M(3,1)射入,经过抛物线上的点P(x1,y1)反射后,再经抛物线上另一点Q(x2,y2)反射后,沿直线l2射出,则下列结论中正确的是( )
A.x1x2=1 B.kPQ=−43
C.|PQ|=254 D.l1与l2之间的距离为4
3. 已知点A(0,4),抛物线C:x2=2py(0<p<4)的准线为1,点P在C上,作PH⊥l于H,且|PH|=|PA|,∠APH=120°,则抛物线方程为 .
4. 【多选题】已知抛物线x2=12y的焦点为F,M(x1,y1),N(x2,y2)是抛物线上两点,则下列结论正确的是( )
A.点F的坐标为(18,0)
B.若直线MN过点F,则x1x2=−116
C.若MF→=λNF→,则|MN|的最小值为12
D.若|MF|+|NF|=32,则线段MN的中点P到x轴的距离为58
5 如图,点A是曲线y=x2+2(y≤2)上的任意一点,P(0 , -2),Q(0 , 2),射线QA交曲线y=18x2于B点,BC垂直于直线y=3,垂足为点C.则下列判断:①|AP|-|AQ|为定值22;②|QB|+|BC|为定值5.其中正确的说法是( )
A.①②都正确 B.①②都错误
C.①正确,②错误 D.①都错误,②正确
【题型3 最值问题】
【典题】(1)已知O是坐标原点,A,B是抛物线y=x2上不同于O的两点,且OA⊥OB,下列结论中正确的是( )
A.|OA|∙|OB|≥2 B.|OA|+|OB|≥22
C.直线AB过抛物线y=x2的焦点 D.O到直线AB的距离小于或等于1
【典题】(2)若点P是曲线C1:y2=16x上的动点,点Q是曲线C2:x-42+y2=9上的动点,点O为坐标原点,则PQOP的最小值是 .
巩固练习
1. 若点A为抛物线y2=4x上一点,F是抛物线的焦点,|AF|=6,点P为直线x=-1上的动点,则|PA|+|PF|的最小值为 .
2.已知点Q(22 , 0)及抛物线y=x24上一动点P(x0 , y0),则y0+|PQ|的最小值为 .
3. 已知点M(2 , 0),点P在曲线y2=4x上运动,点F为抛物线的焦点,则|PM|2|PF|−1的最小值为 .
4. 已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,M(x1 , y1),N(x2 , y2)是抛物线C上的两个动点,若x1+x2+2=2|MN|,则∠MFN的最大值为 .
5. 已知点P是抛物线y2=4x上动点,F是抛物线的焦点,点A的坐标为(-1 , 0),则PFPA的最小值为 .
一、单选题
1.(2023·北京·统考高考真题)已知抛物线的焦点为,点在上.若到直线的距离为5,则( )
A.7 B.6 C.5 D.4
2.(2007·山东·高考真题)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( )
A. B. C. D.
3.(2007·全国·高考真题)设为抛物线的焦点,为该抛物线上三点.若,则( )
A.9 B.6 C.4 D.3
4.(2022·天津·统考高考真题)已知抛物线分别是双曲线的左、右焦点,抛物线的准线过双曲线的左焦点,与双曲线的渐近线交于点A,若,则双曲线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
5.(2021·天津·统考高考真题)已知双曲线的右焦点与抛物线的焦点重合,抛物线的准线交双曲线于A,B两点,交双曲线的渐近线于C、D两点,若.则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
二、多选题
6.(2023·全国·统考高考真题)设O为坐标原点,直线过抛物线的焦点,且与C交于M,N两点,l为C的准线,则( ).
A. B.
C.以MN为直径的圆与l相切 D.为等腰三角形
7.(2022·全国·统考高考真题)已知O为坐标原点,过抛物线焦点F的直线与C交于A,B两点,其中A在第一象限,点,若,则( )
A.直线的斜率为 B.
C. D.
三、填空题
8.(2023·全国·统考高考真题)已知点在抛物线C:上,则A到C的准线的距离为 .
9.(2023·天津·统考高考真题)过原点的一条直线与圆相切,交曲线于点,若,则的值为 .
10.(2005·重庆·高考真题)连接抛物线上任意四点组成的四边形可能是 .(填写所有正确选项的序号)
11.(2020·山东·统考高考真题)已知抛物线的顶点在坐标原点,焦点与双曲线的左焦点重合,若两曲线相交于,两点,且线段的中点是点,则该双曲线的离心率等于 .
四、解答题
12.(2008·浙江·高考真题)已知曲线C是到点和到直线距离相等的点的轨迹.l是过点的直线,M是C上(不在l上)的动点;A、B在l上,,轴(如图).
(1)求曲线C的方程;
(2)求出直线l的方程,使得为常数.
13.(2003·上海·高考真题)在以O为原点的直角坐标系中,点为的直角顶点.已知,且点B的纵坐标大于零.
(1)求向量的坐标;
(2)求圆关于直线对称的圆的方程;
(3)是否存在实数a,使抛物线上总有关于直线对称的两个点?若不存在,说明理由:若存在,求a的取值范围.
14.(2005·上海·高考真题)已知抛物线的焦点为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为5,过A作轴,垂足为B,OB的中点为M.
(1)求抛物线的方程;
(2)过M作,垂足为N,求点N的坐标;
(3)以M为圆心,MB为半径作圆M,当是x轴上一动点时,讨论直线AK与圆M的位置关系.
15.(2021·全国·统考高考真题)已知抛物线的焦点F到准线的距离为2.
(1)求C的方程;
(2)已知O为坐标原点,点P在C上,点Q满足,求直线斜率的最大值.
五、双空题
16.(2005·北京·高考真题)抛物线的准线方程是 .焦点坐标是 .
一、单选题
1.抛物线W:的焦点为F.对于W上一点P,若P到直线的距离是P到点F距离的2倍,则点P的横坐标为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.过抛物线:焦点的直线与交于,两点,过点向抛物线的准线作垂线,垂足为,则( )
A. B. C.18 D.20
3.抛物线的焦点坐标是( )
A. B. C. D.
4.抛物线的焦点与圆C:上动点的距离的最小值为( )
A.7 B.3 C. D.1
5.已知A,B两点在以F为焦点的抛物线上,并满足,过弦AB的中点M作抛物线对称轴的平行线,与OA交于N点,则MN的长为( )
A. B. C. D.
6.过抛物线的焦点的直线与抛物线交于,两点,若,在准线上的射影为,,则等于( ).
A. B. C. D.
二、多选题
7.平面内到定点和到定直线的距离相等的动点的轨迹为曲线.则( )
A.曲线的方程为
B.曲线关于轴对称
C.当点在曲线上时,
D.当点在曲线上时,点到直线的距离
8.抛物线有如下光学性质:由其焦点射出的光线经过抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出,反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知抛物线C:,O为坐标原点,一条平行于x轴的光线从点射入,经过C上的点A反射后,再经C上另一点B反射后,沿直线射出,经过点N.下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,则MB平分
C.若,则
D.若,延长交直线于点D,则D,B,N三点共线
三、填空题
9.抛物线过点,则抛物线的焦点坐标为 .
10.已知双曲线的两条渐近线与抛物线的准线分别交于两点,为坐标原点,若的面积为,则双曲线的离心率为 .
11.已知圆:和抛物线:,请写出与和都有且只有一个公共点的一条直线的方程 .(写出一条即可)
12.已知抛物线E:的焦点为F,直线l的倾斜角 ,l与抛物线交于,两点,且,过F作l的垂线,垂足为D,P为抛物线上任意一点,则的最小值为 .
四、解答题
13.已知抛物线上的一点M的纵坐标为1,求点M到焦点的距离.
14.已知动点在抛物线上,过点作轴的垂线,垂足为,动点满足.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点的直线交轨迹于两点,设直线的斜率为,求的值.
15.已知抛物线的焦点为,点在抛物线上.
(1)求抛物线的方程;
(2)直线过点交抛物线于两点,过点作抛物线的切线与准线交于点,求面积的最小值.
16.已知拋物线C:经过点,其焦点为F,M为抛物线上除了原点外的任一点,过M的直线l与x轴、y轴分别交于A,B两点.
Ⅰ求抛物线C的方程以及焦点坐标;
Ⅱ若与的面积相等,证明直线l与抛物线C相切.
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