1、
直线与抛物线的综合问题
[典例] (2022·新课标全国卷)设抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F,准线为l,A为C上一点,已知以F为圆心,FA为半径的圆F交l于B,D两点.
(1)若∠BFD=90°,△ABD的面积为4,求p的值及圆 F的方程;
(2)若A,B,F三点在同始终线m上,直线n与m平行,且n与C只有一个公共点,求坐标原点到m,n距离的比值.
[审题视角] (1)利用抛物线的定义和几何性质表示出△ABD的面积,进而求得P的值和圆F的方程;
(2)利用A,B,F三点共线和抛物线的定义得出直线m,n的斜率,再求得两直线的截距之比即为原点到m,n距离的比值.
[解
2、析] (1)由已知可得△BFD为等腰直角三角形,|BD|=2p,圆F的半径|FA|=p.
由抛物线定义可知A到l的距离d=|FA|=p.
由于△ABD的面积为4,
所以|BD|·d=4,
即·2p·p=4,
解得p=-2(舍去)或p=2.
所以F(0,1),圆F的方程为x2+(y-1)2=8.
(2)由于A,B,F三点在同始终线m上,所以AB为圆F的直径,∠ADB=90°.
由抛物线定义知,|AD|=|FA|=|AB|,
所以∠ABD=30°,m的斜率为或-.
当m的斜率为时,由已知可设n:y=x+b,代入x2=2py得
x2-px-2pb=0.
由于n与C只有一个公共
3、点,故Δ=p2+8pb=0.解得b=-.
由于m的截距b1=,=3,
所以坐标原点到m,n距离的比值为3.
当m的斜率为-时,由图形对称性可知,坐标原点到m,n距离的比值也为3.
综上,坐标原点到m,n距离的比值为3.
解决抛物线综合问题时要重视定义在解题中的应用,机敏处理点点距和点线距之间的相互转化,并留意数形结合思想方法的应用.处理直线与抛物线的交点问题,可联立直线与抛物线的方程,消元化成一元二次方程,留意“设而不求”方法的运用.
1.(2021·广东理,20)已知抛物线C的顶点为原点,其焦点F(0,c)(c>0)到直线l:x-y-2=0的距离为.设P为直线l上的点,过
4、点P做抛物线C的两条切线PA,PB,其中A,B为切点.
(1)求抛物线C的方程;
(2)当点P(x0,y0)为直线l上的定点时,求直线AB的方程;
(3)当点P在直线l上移动时,求|AF|·|BF|的最小值.
解:(1)依题意,设抛物线C的方程为x2=4cy,由=结合c>0,解得c=1.
所以抛物线C的方程为x2=4y.
(2)抛物线C的方程为x2=4y,即y=x2,求导得y′=x
设A(x1,y1),B(x2,y2)(其中y1=,y2=),则切线PA,PB的斜率分别为x1,x2,
所以切线PA的方程为y-y1=(x-x1),即y=x-+y1,即x1x-2y-2y1=0
同理
5、可得切线PB的方程为x2x-2y-2y2=0
由于切线PA,PB均过点P(x0,y0),所以x1x0-2y0-2y1=0,x2x0-2y0-2y2=0
所以(x1,y1),(x2,y2)为方程x0x-2y0-2y=0的两组解.
所以直线AB的方程为x0x-2y-2y0=0.
(3)由抛物线定义可知|AF|=y1+1,|BF|=y2+1,
所以|AF|·|BF|=(y1+1)(y2+1)=y1y2+(y1+y2)+1
联立方程消去x整理得y2+(2y0-x)y+y=0
由一元二次方程根与系数的关系可得y1+y2=x-2y0,y1y2=y
所以|AF|·|BF|=y1y2+(y1+y2)+1=y+x-2y0+1
又点P(x0,y0)在直线l上,所以x0=y0+2,
所以y+x-2y0+1=2y+2y0+5=2(y0+)2+
所以当y0=-时,|AF|·|BF|取得最小值,且最小值为.