内容正文:
第10讲 抛物线(二)
课程标准:1.理解直线与抛物线的位置关系,会求直线被抛物线所截的弦长.2.通过直线与抛物线的位置关系,进一步体会数形结合的思想.
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,则|AF|=x1+=,|BF|=x2+=,弦长|AB|=x1+x2+p=(α为弦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.“直线与抛物线相切”是“直线与抛物线只有一个公共点”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
答案 A
解析 由“直线与抛物线相切”可得“直线与抛物线只有一个公共点”,“直线与抛物线只有一个公共点”时,直线可能与对称轴平行,此时不相切,故“直线与抛物线相切”是“直线与抛物线只有一个公共点”的充分不必要条件.故选A.
2.直线y=k(x-1)+2与抛物线x2=4y的位置关系为( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.不能确定
答案 A
解析 直线y=k(x-1)+2过定点(1,2),∵12<4×2,∴(1,2)在抛物线x2=4y内部,∴直线y=k(x-1)+2与抛物线x2=4y相交.故选A.
3.(2022·河南豫湘名校联考)过抛物线y2=4x的焦点F的直线l交抛物线于A,B两点,若AB的中点M的横坐标为2,则|AB|=( )
A.4 B.5
C.6 D.7
答案 C
解析 设点A,B的横坐标分别为x1,x2,则x1+x2=2xM=4.由过抛物线的焦点的弦长公式知|AB|=x1+x2+p=4+2=6.故选C.
4.(多选)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线l过点F交抛物线C于A,B两点(A在第一象限),交抛物线C的准线于点D,若=,|AF|=4,则下列结论正确的是( )
A.p=2
B.直线l的倾斜角为
C.|BF|=2
D.以AB为直径的圆与抛物线C的准线相切
答案 ABD
解析 过A,B作准线的垂线,垂足为A1,B1.由抛物线定义知|AA1|=|AF|=|AD|,所以在Rt△A1AD中,知∠A1AD=,故直线l的倾斜角θ为,|AF|==2p=4,p=2,|BF|==,因此A,B正确,C错误;过AB的中点E作准线的垂线EE1(E1为垂足),由梯形的中位线可知|EE1|===,所以以AB为直径的圆与抛物线C的准线相切,所以D正确.故选ABD.
5.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.
6.过抛物线y2=4x的焦点F的直线交该抛物线于A,B两点,若|AF|=3,则|BF|=________.
答案
解析 解法一:由题意知,抛物线的焦点F的坐标为(1,0),|AF|=3,由抛物线的定义知,点A到准线x=-1的距离为3,所以点A的横坐标为2.如图,不妨设点A在第一象限,将x=2代入y2=4x,得y2=8,所以点A的纵坐标为2,即A(2,2),所以直线AF的方程为y=2(x-1).
由解得或
所以点B的横坐标为,所以|BF|=-(-1)=.
解法二:如图,不妨设点A在第一象限,
设∠AFx=θ,A(xA,yA),B(xB,yB),
则由抛物线的定义知xA+1=2+3cosθ=3,
解得cosθ=.又|BF|=xB+1=1-|BF|cosθ+1=2-|BF|,所以|BF|=.
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: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)