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抛物线y2=2px(p>0)的焦点弦的常见性质
如图,AB是抛物线y2=2px(p>0)的焦点弦,A(x1,y1),B(x2,y2),点F是焦点,直线AB的倾斜角为θ,准线l交x轴于点N,过A,B分别作准线l的垂线AC,BD,垂足分别为C,D.连接AN,BN,CF,DF,AO,BO.
则有:(1)|AF|=x1+=,
|BF|=x2+=.
(2)+=.
(3)|AB|=x1+x2+p=.
(4)S△AOB=.
(5)以AB为直径的圆与准线l相切,以AF为直径的圆与y轴相切.
(6)y1y2=-p2,x1x2=.
类型一 x1x2=,y1y2=-p2的应用问题
已知抛物线C的顶点是原点O,焦点F在x轴的正半轴上,经过点F的直线与抛物线C交于A,B两点,若•=-12,则抛物线C的方程为____________.
解析:设抛物线的方程为y2=2px(p>0),直线AB的方程为x=my+,设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1x2=,y1y2=-p2,得•=x1x2+y1y2=-p2=-p2=-12,得p=4(舍负),即抛物线C的方程为y2=8x.
答案:y2=8x
类型二 焦点弦长问题
(2023•山西太原师院附中高二上月考)已知抛物线y=mx2(m>0)的焦点为F,过点F且倾斜角为30°的直线交抛物线于A,B两点,若|AB|=6,则焦点F的坐标为( )
学生用书第71页
A.(0,) B.(0,)
C.(0,) D.(0,)
B 换换换[法一:y=mx2(m>0)可化为x2=y,则F(0,),所以直线AB的方程为y=x+,与y=mx2(m>0)联立,消去x,得3y2-y+=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=.由|AB|=y1+y2+=6,解得=,所以焦点F的坐标为(0,).故选B.
法二:设直线AB的倾斜角为θ,则|AB|=,得=6×=,所以焦点F的坐标为(0,).故选B.]
类型三 焦半径问题
过抛物线y2=4x的焦点F的直线l与抛物线交于A,B两点,若|AF|=2|BF|,则|AB|等于( )
A.4 B.
C.5 D.6
B 换换换[法一:由对称性不妨设点A在x轴的上方,如图设点A,B在准线上的射影分别为点D,C,过点B作BE⊥AD于点E,
设|BF|=m,直线l的倾斜角为θ,则|AB|=3m,由抛物线的定义知:|AD|=|AF|=2m,|BC|=|BF|=m,
所以cos θ==,所以tan θ=2,则sin2θ=8cos2θ,所以sin2θ=.又y2=4x,知2p=4,故利用弦长公式|AB|==.故选B.
法二:由|AF|=2|BF|得,=2×,
解得cos θ=,再由|AB|=得,|AB|=.故选B.
法三:因为|AF|=2|BF|,且+=得,+=1,解得|BF|=,|AF|=3,
故|AB|=|AF|+|BF|=.故选B.]
类型四 焦点弦有关的面积问题
设F为抛物线C:y2=3x的焦点,过F且倾斜角为30°的直线交C于A,B两点,O为坐标原点,则△OAB的面积为( )
A. B.
C. D.
D 换换换[法一:由题意可知,直线AB的方程为y=,代入抛物线的方程可得4y2-12y-9=0,且Δ>0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=3,y1y2=-,故所求三角形的面积为××=.故选D.
法二:运用焦点弦倾斜角相关的面积公式,则S△OAB===.故选D.]
方法技巧
解决抛物线的焦点弦问题时,要注意抛物线定义在其中的应用,通过定义将焦点弦长度转化为端点的坐标问题,从而可借助根与系数的关系进行求解.
即时练1.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点弦的两端点分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则的值一定等于( )
A.-4 B.4
C.p2 D.-p2
A 换换换[由x1x2=,y1y2=-p2,得==-4.故选A.]
即时练2.(2023•河南南阳模拟)过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F作倾斜角为60°的直线l交抛物线于A,B两点,且|AF|>|BF|,则的值为( )
A.3 B.2
C. D.
A 换换换[由抛物线的焦点弦性质可知,
|AF|=,|BF|=,
所以==3.故选A.]
即时练3.(2017•全国Ⅰ卷)已知F为抛物线C:y2=4x的焦点,过F作两条互相垂直的直线l1,l2,直线l1与C交于A,B两点,直线l2与C交于D,E两点,则|AB|+|DE|的最小值为( )
A.16 B.14
C.12 D.10
A 换换换[设直线l1的倾斜角为θ,则直线l2的倾斜角为+θ,所以由抛物线的焦点弦的性质可知,
|AB|+|DE|=+=+== ≥16,当sin 2θ=1,即θ=时取等号,所以|AB|+|DE|的最小值为16.故选A.]