内容正文:
第9讲 抛物线(二)
直线与抛物线的位置关系
已知直线l:y=kx+m,抛物线y2=2px(p>0),联立得k2x2+2(mk-p)x+m2=0.
(1)直线l与抛物线相切:k≠0,Δ=0;
(2)直线l与抛物线相交:k≠0,Δ>0或k=0;
(3)直线l与抛物线相离:k≠0,Δ<0.
抛物线焦点弦的几个常用结论
设AB是过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),则
(1)x1x2=,y1y2=-p2;
(2)若A在第一象限,B在第四象限,O为坐标原点,则|AF|=x1+=,|BF|=x2+=,弦长|AB|=x1+x2+p=,S△AOB=(α为直线AB的倾斜角);
(3)+为定值;
(4)以弦AB为直径的圆与准线相切;
(5)以AF或BF为直径的圆与y轴相切;
(6)过焦点弦的端点的切线互相垂直且交点在准线上;
(7)通径:过焦点与对称轴垂直的弦长等于2p.
1.过点(0,1)作直线,使它与抛物线y2=4x仅有一个公共点,这样的直线有( )
A.1条 B.2条
C.3条 D.4条
答案 C
解析 设过点(0,1),斜率为k的直线方程为y=kx+1.由得k2x2+(2k-4)x+1=0 (*).当k=0时,(*)式只有一个根;当k≠0时,Δ=(2k-4)2-4k2=-16k+16,由Δ=0,即-16k+16=0得k=1.所以k=0或k=1时,直线与抛物线只有一个公共点,又直线x=0和抛物线只有一个公共点,故选C.
2.(2023·四川成都模拟)已知AB是抛物线y2=2x的一条焦点弦,|AB|=4,则AB的中点C的横坐标是( )
A.2 B.
C. D.
答案 C
解析 因为AB是抛物线y2=2x的一条过焦点的弦,所以|AB|=x1++x2+=x1+x2+1=4,所以x1+x2=3,=,所以AB的中点C的横坐标是.故选C.
3.(2023·山西运城模拟)已知抛物线x2=ay与直线y=2x-2相交于M,N两点,若MN中点的横坐标为3,则此抛物线的方程为( )
A.x2=y B.x2=6y
C.x2=-3y D.x2=3y
答案 D
解析 设点M(x1,y1),N(x2,y2).由消去y,得x2-2ax+2a=0,所以==3,即a=3,因此所求抛物线的方程为x2=3y.
4.已知直线y=kx+2与抛物线y2=8x有且只有一个公共点,则k的值为________.
答案 0或1
解析 直线y=kx+2中,当k=0时,y=2,此时直线y=kx+2与抛物线y2=8x有且仅有一个公共点;当k≠0时,把y=kx+2代入抛物线y2=8x,得(kx+2)2=8x,整理,得k2x2+(4k-8)x+4=0,∵直线y=kx+2与抛物线y2=8x有且仅有一个公共点,∴Δ=(4k-8)2-16k2=0,解得k=1.故k的值为0或1.
5.斜率为的直线过抛物线C:y2=4x的焦点,且与C交于A,B两点,则|AB|=________.
答案
解析 ∵抛物线的方程为y2=4x,∴抛物线的焦点为F(1,0),又直线AB过焦点F且斜率为,∴直线AB的方程为y=(x-1),代入抛物线方程消去y并化简得3x2-10x+3=0,
解法一:解得x1=,x2=3,∴|AB|= |x1-x2|=×|-3|=.
解法二:Δ=100-36=64>0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,过A,B分别作准线x=-1的垂线,设垂足分别为C,D,如图所示,|AB|=|AF|+|BF|=|AC|+|BD|=x1+1+x2+1=x1+x2+2=.
6.已知以F为焦点的抛物线y2=4x上的两点A,B满足=2,则弦AB的中点到抛物线准线的距离为________.
答案
解析 抛物线的焦点为F(1,0),设A(xA,yA),B(xB,yB),∵=2,∴1-xA=2(xB-1),又xAxB=1,∴xA=2,xB=,弦AB的中点到抛物线准线的距离为+1=+1=.
考向一 抛物线的切线
例1 (1)过抛物线x2=4y上一点(4,4)的抛物线的切线方程为________.
答案 y=2x-4
解析 解法一:易知切线的斜率存在,设切线方程为y-4=k(x-4).由⇒x2=4(kx-4k+4)⇒x2-4kx+16(k-1)=0,由Δ=(-4k)2-4×16(k-1)=0,得k2-4k+4=0.∴k=2.∴切线方程为y-4=2(x-4),即y=2x-4.
解法二:由x2=4y得y=,∴y′=,
∴y′|x=4==2,∴切线方程为y-4=2(x-4),即y=2x-4.
(2)(2023·安徽铜陵模拟)设抛物线x2=2py(p>0),M为直线y=-2p上任意一点,过M引抛物线的切线,切点分别为A,B,记A,B,M的横坐标分别为x