内容正文:
第42课 抛物线
普查与练习42 Ⅰ 抛物线的定义、标准方程及几何性质
1.抛物线定义的应用
(1)(2023汇编,25分)已知F是抛物线C:y2=4x的焦点,M是C上一点.
①设直线FM交y轴于点P.若M为FP的中点,则|FP|=__3__.
②设点M在第一象限,以F为圆心,FM为半径的圆交抛物线的准线于A,B两点.若A,F,M三点共线,则|MF|=__4__.
③若|MF|=6,则点M的横坐标是__5__;作MN⊥x轴于点N,则△MNF的面积为 __4__.(2021北京)
④过点M作直线x=-2的垂线,垂足为H,若T(4,5),则|MT|+|MH|的最小值是( D )
A.5 B.6
C. D.+1
⑤若点Q也在抛物线上,且·=-4,||-||=4,则·=( A )
A.-11 B.-12
C.-13 D.-14
解析:由C:y2=4x得p=2,∴抛物线的焦点F的坐标为(1,0).
①∵M是FP的中点,点P在y轴上,∴xM==.
又M在抛物线上,
∴|FM|=xM+=,|FP|=2|FM|=3.
②∵A,F,M三点共线,∴AM为圆的直径,
∴BM⊥AB,BM∥x轴.
又F为AM的中点,且点F到准线的距离为2,
∴|BM|=4,
∴|MF|=|BM|=4.
③∵|MF|=xM+=xM+1=6,∴xM=5,
∴yM=±2,∴S△FMN=×(5-1)×2=4.
④如图,连接MF.
由抛物线的定义可知点M到准线x=-1的距离为|MF|,
∴|MH|=|MF|+1,
∴|MT|+|MH|=|MT|+|MF|+1.
由图可知,当T,M,F三点共线时,|MT|+|MF|最小,
∴|MT|+|MF|的最小值为|TF|==,
∴|MT|+|MH|的最小值为+1.故选D.
⑤设M(x1,y1),Q(x2,y2)(x1,x2>0),则x1=,x2=.
由·=-4,得x1x2+y1y2=-4,
即·+y1y2=-4,
∴y1y2=-8,∴x1x2=·=4.
∵F(1,0),|-|=4,
∴(x1+1)-(x2+1)=4,即x1-x2=4,
∴(x1+x2)2=(x1-x2)2+4x1x2=48+16=64.
又x1,x2>0,∴x1+x2=8,
∴·=(x1-1,y1)·(x2-1,y2)=(x1-1)·(x2-1)+y1y2=x1x2-(x1+x2)+1+y1y2=4-8+1-8=-11.故选A.
2.抛物线的标准方程
a.利用定义法求抛物线的标准方程(与抛物线有关的轨迹问题)
(2)(经典题,5分)点P到(1,0)的距离比其到直线x+2=0的距离少1,则点P的轨迹方程为__y2=4x__.
解析:由已知可得点P一定在x+2=0的右侧,否则P到点(1,0)的距离一定大于到x+2=0的距离.由P到(1,0)的距离比其到直线x+2=0的距离少1,可得P到(1,0)的距离与其到x+1=0的距离相等,故点P的轨迹是以(1,0)为焦点,x+1=0为准线的抛物线,其方程为y2=4x.
变式训练
(2023改编,5分)已知点P到F(4,0)的距离与到直线x=-5的距离相等,则点P的轨迹方程为__y2=18x+9__.
解析:设点P(x,y),则由题意,得=,化简整理得y2=18x+9,即点P的轨迹方程为y2=18x+9.
b.利用待定系数法求抛物线的标准方程
(3)(2023汇编,15分)已知抛物线E:y2=2px(p>0).
①若抛物线E的焦点到直线y=x+1的距离为,则p=( B )(2021新高考Ⅱ)
A.1 B.2
C.2 D.4
②设B,C是抛物线E上的两点,F为抛物线的焦点,若OF为菱形OBFC的一条对角线(O为坐标原点),另一条对角线BC的长为2,则p=( B )
A.1 B.
C.2 D.2
③设点P(1,a)(a>1)在抛物线E上,过P作圆(x-1)2+y2=1的两条切线,分别交抛物线于点M,N,若直线MN的斜率为-1,则抛物线的方程为( A )
A.y2=4x B.y2=2x
C.y2=x D.y2=
解析:由y2=2px(p>0)可知E的焦点为.
①根据题意可得,点到直线x-y+1=0的距离d==,
解得p=-6或2.又因为p>0,所以p=2.故选B.
②因为菱形的对角线互相垂直平分,所以由题意可得BC垂直平分OF.又F,|BC|=2,点B,C均在抛物线上,所以点在抛物线上.将代入抛物线方程可得1=,解得p=或p=-(舍).故选B.
③易知圆(x-1)2+y2=1的圆心为(1,0),所以点P与圆心的横坐标相同,所以两条切线PM,PN关于直线x=1对称,即kPM=-kPN.
设M(x1,y1