9.4 抛物线的定义与性质-2024年高考数学一轮复习《考点•题型 •技巧》精讲与精练高分突破系列(新高考专用)
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内容正文:
9.4 抛物线的定义与性质
思维导图
知识点总结
内容提要
1.抛物线的定义:平面上到定点的距离与到定直线(不过定点)的距离相等的点的轨迹是抛物线,其中定点叫做抛物线的焦点,定直线叫做抛物线的准线.
2.抛物线的标准方程与简单几何性质:
定义
标准方程
( )
焦点
准线
范围
对称轴
顶点
图形
轴
原点
轴
轴
轴
3.抛物线上的点到焦点的距离可用坐标表示,例如开口向右的抛物线中,若点在抛物线上,且准线于,如上表中第1个图,有,其余开口的抛物线类似.
典型例题分析
考向一 抛物线的定义
【例1】已知抛物线的焦点为,准线与轴交于点,过且垂直于轴的直线与抛物线交于两点,若的面积为2,则答案:
解析:如图,可以为底,为高来计算的面积,下面先求,将代入解得:,所以,又,所以,由题意,,所以,故.
【变式】(2020.新课标卷)已知为抛物线上一点,点到的焦点的距离为12,到轴的距离为9,则( )
A.2
B.3
C.6
D.9
答案:C
解析:如图,涉及抛物线上的点到焦点的距离,考虑抛物线的定义,设焦点为,准线为,作于,交轴于,由抛物线定义,,又,所以,即,故.
考向二 抛物线的标准方程
【例2】若抛物线的顶点在原点,焦点坐标为,则抛物线的标准方程为,准线方程是___________
答案:
解析:先判断开口,并设标准方程,焦点为开口向右,可设抛物线方程为,则其焦点坐标为,由题意,,所以,故的方程为,准线方程为.
[变式1]若抛物线的准线方程为,则___________
答案:2
解析:先把所给方程化为标准方程,即把平方项系数化1,并判断开口,,
由抛物线的准线方程是知抛物线开口向上,所以,且,从而,
故抛物线的准线方程为,与比较可得,解得:.
[变式2]顶点在原点,对称轴为坐标轴的抛物线经过点,则的方程为___________
答案:或
解析:抛物线过点,有如图所示的两种情况,下面分别考虑,
若开口向右,可设抛物线的方程为,
将点代入可得:,
解得:,所以的方程为;
若开口向上,可设抛物线的方程为,将点代入可得:,
解得:,所以的方程为;
综上所述,的方程为或.
考向三 焦半径和焦点弦
【例3】已知抛物线的焦点为,点是抛物线的准线与坐标轴的交点,点在抛物线上,若,则___________
答案:
解析:涉及,常用抛物线定义转化为到准线的距离,如图,作准线于,因为,所以,设,则,
所以,故,
在中,和所对的角恰好分别是和,故可用正弦定理求,
在中,由正弦定理,,
所以.
考向四 直线与抛物线有关计算问题
【例4】已知抛物线的焦点为,准线与轴交于点,点在第一象限且在抛物线上,则当取得最小值时,直线的方程为___________
答案:
解析:涉及,想到用定义转化为到准线的距离,如图1,作准线于,则,所以,又轴,所以,故,
于是只需找最小的情形,此时最大,如图2,当为抛物线切线时,最大,抛物线的准线为,所以,故可设图2中切线的方程为,
联立消去整理得:,因为直线与抛物线相切,所以,解得:,因为在第一象限,所以,故直线的方程为,即.
基础题型训练
一、单选题
1.已知抛物线的焦点为F,准线为,过抛物线上一点P作于点,则( )
A.5 B.4 C. D.
【答案】A
【分析】根据点坐标可知抛物线的准线方程以及点,进一步可得抛物线方程,然后求得,最后可得结果.
【详解】由点,知准线的方程为,焦点,
于是有抛物线的方程为,因为,所以,
代入抛物线方程解得,从而,
故选:A.
【点睛】本题考查抛物线的简单应用,考查抛物线的定义以及对题意的理解,属基础题.
2.设抛物线:的焦点为,点在上,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意得出是抛物线通径的一半,再由勾股定理即可解决.
【详解】由题意可知,,
所以.
因为抛物线的通径长,
所以轴,
所以
故选:D.
3.已知点在抛物线上,点到抛物线的焦点的距离为,设为坐标原点,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由抛物线定义性质:先求出p值,再将点M代入,求得,然后可以求的面积
【详解】根据抛物线的定义:,所以p=2;因此抛物线方程:y2=4x;
由于点M在抛物线上,所以则;
三角形的面积:;故答案:B
【点睛】考查抛物线的定义性质,求p
4.设直线与抛物线交于,两点,若(为坐标原点),则的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据题中所给的条件,结合抛物线的对称性,可知,从而可以确定出点的坐标,代入方程求得的值,进而求得其焦点坐标,得到结果.