内容正文:
第35课 抛物线
普查与练习35 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)(2024汇编,20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|=______.
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|=________.
③点H(3,0),若|MF|=|HF|,则|MH|=( )(2022全国乙真题)
A.2 B.2 C.3 D.3
④若点Q也在抛物线上,且·=-4,||-||=4,则·=( )
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∵F(1,0),H(3,0),∴|MF|=|HF|=2,∴点M到准线x=-1的距离为2,∴点M的横坐标为-1+2=1.
不妨设点M在x轴上方,则其纵坐标为yM==2,∴M(1,2),∴|MH|==2.故选B.
④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)(2024改编,5分)已知抛物线y=x2的焦点为F,P为抛物线上一动点,点Q(1,1),当△PQF的周长最小时,点P的坐标为________;|PQ|-|PF|的取值范围是________.
解析:由y=x2得x2=4y,∴p=2,∴抛物线的焦点F的坐标为(0,1),准线为直线y=
-1.
过P,Q向直线y=-1作垂线,垂足分别为H,N,则|PF|=|PH|,∴△PQF的周长为|PF|+|PQ|+|FQ|=|PQ|+|PH|+1.
易知当Q,P,H三点共线,即H与N重合时,|PQ|+|PH|最小,为|QN|=2,∴△PQF周长的最小值为3,此时点P的横坐标xP=1,代入抛物线方程,解得其纵坐标yP=,即P.
当|PQ|<|PF|时,|PQ|-|PF|=-||PF|-|PQ||.
∵0<|PF|-|PQ|≤|FQ|=1,当且仅当点Q在点P,F之间且三点共线时等号成立,∴0>|PQ|-|PF|≥-1.
当|PQ|≥|PF|时,0≤|PQ|-|PF|≤|FQ|=1,当且仅当点F在点P,Q之间且三点共线时等号成立.
综上,|PQ|-|PF|的取值范围是[-1,1].
(3)(北京丰台区一模,5分)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,则F的坐标为________;设点M在抛物线C上,若以线段FM为直径的圆过点Q(0,2),则|FM|=________.
解析:由C:y2=4x得p=2,∴抛物线的焦点F的坐标为(1,0).
(法一)设M.
∵以FM为直径的圆过点Q(0,2),∴QM⊥QF,∴=·(1,-2)=0,∴-2(yM-2)=0,解得yM=4,∴xM==4,∴|FM|=xM+=4+1=5.
(法二)过M作抛物线C的准线l:x=-1的垂线,垂足为H,记MH与y轴交于点N.
记以线段FM为直径的圆为圆T,则T为FM的中点.
过点T作y轴的垂线,垂足为P,则有|TP|=(|OF|+|MN|)==|MF|,∴P为圆T上一点,即点P为圆T与y轴的切点.
又圆T过点Q(0,2),∴点P,Q重合,即Q(0,2)为切点,∴点T的纵坐标为2,即=2,解得yM=4,将其代入y2=4x,可得xM=4,∴|FM|=|HM|=xM+=4+1=5.
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)
(4)(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________.
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