第二章 抛物线及其方程-高中数学选择必修第一册精选易错题练习(人教B版2019)
2024-06-03
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 高中数学人教B版选择性必修第一册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 2.7 抛物线及其方程 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 528 KB |
| 发布时间 | 2024-06-03 |
| 更新时间 | 2024-06-03 |
| 作者 | 晴风教辅 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-05-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/45278207.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
精选易错题练习—【第二章】抛物线及其方程
一.选择题(共25小题)
1.已知抛物线C:y2=2x,则抛物线C的焦点到准线的距离为( )
A. B. C.1 D.2
2.已知抛物线C:y=4x2的焦点为F,点P的坐标为(1,4),则|PF|=( )
A. B. C.2 D.5
3.已知F是抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,A是C上第一象限内的点,B是C的准线上的点,当△ABF是一个顶角∠BAF为120°的等腰三角形时,|AF|=2,则p=( )
A.1 B. C.2 D.3
4.已知抛物线的顶点在坐标原点,焦点F在x轴的正半轴上,抛物线上一点A满足|AF|=5,且点A与点B(0,2)的连线与直线BF垂直,则抛物线的标准方程可以是( )
①y2=4x;②y2=8x;③y2=12x;④y2=16x.
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
5.若抛物线y2=2px(p>0)的焦点到直线y=x+1的距离为,则p=( )
A.1 B.2 C.2 D.4
6.抛物线C:x2=4y上一点P到C的焦点F的距离为4,则P点的纵坐标为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
7.抛物线y2=2px(p>0)上的点P(2,2)到焦点的距离为( )
A. B.2 C. D.1
8.已知抛物线C:y2=2px(p>0),直线l:与C交于A,B两点,点A,B在准线上的射影分别为点A1,B1,若四边形A1ABB1的面积为,则p=( )
A.2 B. C. D.4
9.已知点A是抛物线C:x2=2py(p>0)的对称轴与准线的交点,点F为抛物线的焦点,过A作抛物线的一条切线,切点为P,且满足|PA|=,则抛物线C的方程为( )
A.x2=8y B.x2=4y C.x2=2y D.x2=y
10.设抛物线x2=2py(8≥p>0)的焦点为F,点A、B为抛物线上两个动点,过弦AB的中点M作抛物线的准线的垂线MN,垂足为N,当|AF|•|BF|=16时,|MN|的最小值为( )
A.6 B.4 C.8 D.16
11.已知抛物线C:y2=4x,直线l与抛物线C交于A,B两点,线段AB的中点为(4,2),则l的方程为( )
A.x﹣y﹣2=0 B.2x﹣y﹣6=0 C.x+y﹣6=0 D.x﹣2y=0
12.设抛物线y=ax2与直线y=﹣2的交点到抛物线的焦点的距离为3,则a=( )
A.4 B.﹣4 C. D.﹣
13.已知F是抛物线y2=2px(p>0)的焦点,斜率为﹣2且经过焦点F的直线l交该抛物线于M,N两点,若|MN|=,则该抛物线的方程是( )
A.y2=x B.y2=2x C.y2=4x D.y2=6x
14.设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点M在C上,|MF|=5,若以MF为直径的圆过点(0,2),则C的方程为( )
A.y2=4x或y2=8x B.y2=2x或y2=8x
C.y2=4x或y2=16x D.y2=2x或y2=16x
15.已知焦点为F的抛物线C:y2=4x,点P(1,1),点A在抛物线C上,则|PA|+|AF|的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
16.抛物线C:y2=4x的焦点为F,点P,Q,R在C上,且△PQR的重心为F,则|PF|+|QF|的取值范围为( )
A.(3,)∪(,5] B.[4,)∪(,5]
C.(3,4)∪(4,) D.[3,5]
17.已知抛物线C:y2=2px(p>0),直线l:y=k(x+)(k>0)与C的一个交点为M,F为抛物线C的焦点,O为坐标原点,若sin∠MFO=,则k=( )
A. B. C. D.
18.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,且l过点(﹣3,2),M在抛物线C上,若点N(2,4),则|MF|+|MN|的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
19.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l,P是l上一点,Q是直线PF与抛物线C的一个交点,若|PF|=3|FQ|,则|QF|=( )
A.3 B.4或 C. D.或
20.已知过抛物线C:y2=4x的焦点F且倾斜角为30°的直线交C于A,B两点,Q为AB的中点,P为C上一点,则|PF|+|PQ|的最小值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
21.已知抛物线y2=4x的焦点为F,点M在抛物线上,且|MF|=3,则M的横坐标为( )
A.1 B. C.2 D.3
22.设F为抛物线C:y2=3x的焦点,过F且倾斜角为30°的直线交于C于A,B两点,则|AB|=( )
A. B.6 C.12 D.7
23.已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,点M(﹣2,2),过点F且斜率为k的直线与C交于A,B两点,若•=0,则k=( )
A. B. C. D.2
24.已知直线l:与抛物线C:y2=2px(p>0)交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,点A,B在准线上的射影分别为点A1,B1,若四边形A1ABB1的面积为,则p=( )
A.2 B.4 C. D.
25.设F为抛物线C:y2=4x的焦点,点A在C上,点B(3,0),若|AF|=|BF|,则|AB|=( )
A.2 B.2 C.3 D.3
二.填空题(共15小题)
26.已知点A(1,)在抛物线C:y2=2px上,则A到C的准线的距离为 .
27.已知抛物线y2=2px(p>0)上一点M到焦点F的距离等于2p,则直线MF的斜率为 .
28.在直角坐标系xOy中,抛物线M:y2=2px(p>0)与圆相交于两点,且两点间的距离为,则抛物线M的焦点到其准线的距离为 .
29.已知直线y=2x﹣2与抛物线y2=8x交于A,B两点,抛物线的焦点为F,则•的值为 .
30.已知抛物线y2=2px(p>0),过其焦点的直线交抛物线于A,B两点,若|AB|=6,AB的中点的横坐标为2,则此抛物线的方程为 .
31.抛物线y2=﹣10x的准线方程为 .
32.抛物线y=2ax2(a>0)上一点A(m,)到其焦点F的距离为1,则a的值为 .
33.已知抛物线y2=4x的焦点为F,过F的直线交抛物线于A,B两点,若,则点A的坐标为 .
34.点A,B,C在抛物线y2=4x上,△ABC的重心坐标为M(2,0),,则直线BC的斜率kBC= .
35.抛物线具有以下光学性质:从焦点出发的光线经抛物线反射后平行于抛物线的对称轴.该性质在实际生产中应用非常广泛.如图所示,从抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F向y轴正方向发出的两条光线a,b分别经抛物线上的A,B两点反射,已知两条入射光线与x轴所成锐角均为60°,且,则p= .
36.已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,在C上有一点P,|PF|=8,则点P到x轴的距离为 .
37.希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名.他发现:“平面内到两个定点A,B的距离之比为定值λ(λ≠1)的点的轨迹是圆”.后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.在平面直角坐标系xOy中,A(0,1),B(0,4),则点P满足λ=的阿波罗尼斯圆的方程为 .已知点C(﹣2,4),Q为抛物线E:y2=8x上的动点,点Q在直线x=﹣2上的射影为H,M为(x+2)2+y2=4上动点,则|MC|+|QH|+|QM|的最小值为 .
38.以抛物线y2=2px(p>0)焦点F为圆心,p为半径作圆交y轴于A,B两点,连接FA交抛物线于点D(D在线段FA上),延长FA交抛物线的准线于点C,若|AD|=m,且m∈[1,2],则|FD|•|CD|的最大值为 .
39.已知F是抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,E是C的准线l与x轴的交点,A,B分别是C与l上的动点,当四边形ABEF是梯形且AB∥EF时,该梯形的一内角为60°,面积为,则P= .
40.设抛物线y2=8x的焦点为F,准线为l,P是抛物线上一点,PA⊥l,A为垂足,若直线PF的倾斜角为120°,则|PF|= .
三.解答题(共10小题)
41.在平面直角坐标系xOy中,设AB是抛物线y2=4x的过点F(1,0)的弦,△AOB的外接圆交抛物线于点P(不同于点O,A,B).若PF平分∠APB,求|PF|的所有可能值.
42.已知抛物线y=ax2(a>0)的焦点到准线的距离为,过y轴正半轴上一点C(0,c)作直线,与抛物线交于A,B两点.
(Ⅰ)求a的值;
(Ⅱ)若P为线段AB的中点,过点P作PQ⊥x轴,交直线l:y=﹣c于点Q,求证:QA,QB为抛物线的切线.
43.已知抛物线E:x2=2py(0<p<2)的焦点为F,圆C:x2+(y﹣1)2=1,点P(x0,y0)为抛物线上一动点.当|PF|=时,△PFC的面积为.
(1)求抛物线E的方程;
(2)若y0>,过点P作圆C的两条切线分别交y轴于M,N两点,求△PMN面积的最小值,并求出此时点P的坐标.
44.如图所示,过抛物线y2=4x的焦点F作互相垂直的直线l1,l2,l1交抛物线于A,B两点(A在x轴上方),l2交抛物线于C,D两点,交其准线于点N.
(1)求四边形ACBD的面积的最小值;
(2)若直线AN与x轴的交点为Q,求△AQB面积的最小值.
45.已知抛物线y2=2x.
(1)在抛物线上任取二点P1(x1,y1),P2(x2,y2),经过线段P1P2的中点作直线平行于抛物线的轴,和抛物线交于点P3,证明△P1P2P3的面积为;
(2)经过线段P1P3、P2P3的中点分别作直线平行于抛物线的轴,与抛物线依次交于Q1、Q2,试将△P1P3Q1与△P2P3Q2的面积和用y1,y2表示出来;
(3)仿照(2)又可做出四个更小的三角形,如此继续下去可以做一系列的三角形,由此设法求出线段P1P2与抛物线所围成的图形的面积.
46.过抛物线C:x2=2py(p>0)焦点F的直线l与抛物线C相交于A,B两点,交准线于点M,当|AB|=12时,AB的中点到x轴的距离是5.
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)已知=λ1,=λ2,求λ1+λ2的值.
47.经过点A(2,1)作直线l,交抛物线y2=4x于P、Q两点,且A恰好是PQ的中点,求直线l的方程.
48.已知点F为抛物线C:x2=8y的焦点,过点F的动直线l与抛物线C交于A,B两点.
(1)当|AB|=16时,求直线l的斜率;
(2)在y轴上是否存在点P,使得直线PA,PB的斜率之和恒为零?说明理由.
49.设抛物线y2=4x上有不同两点M、N关于直线x+2y=8对称,求直线MN的方程.
50.已知抛物线C:y2=4x上有一点P位于x轴的上方,且|PF|=2.
(Ⅰ)求P点的坐标;
(Ⅱ)若直线PA,PB的倾斜角互补,分别交曲线C于A,B两点(点A,B,P不重合),试判断直线AB的倾斜角是否为定值,若是,求出此值,若不是请说明理由.
精选易错题练习—【第二章】抛物线及其方程
参考答案与试题解析
一.选择题(共25小题)
1.【答案】C
【分析】利用抛物线方程,转化求解抛物线C的焦点到准线的距离即可.
【解答】解:抛物线C:y2=2x,焦点坐标(,0),准线方程为:x=﹣,
抛物线C的焦点到准线的距离为:1.
故选:C.
2.【答案】B
【分析】求出抛物线的直线方程,利用抛物线的定义转化求解即可.
【解答】解:抛物线C:y=4x2的准线方程为:y=﹣,
点P的坐标为(1,4),由抛物线的定义可知|PF|=4﹣=.
故选:B.
3.【答案】D
【分析】画出图形,|AB|=|AF|=2,判断四边形ABKD为矩形,然后转化求解p即可.
【解答】解:如图所示,由△ABF是一个顶角为120°的等腰三角形,可知|AB|=|AF|=2,
由抛物线的定义可知,AB⊥l,过A作AD⊥OF于D,则四边形ABKD为矩形,
在Rt△ADF中,∠DAF=30°,所以|DF|=1,则p=|KF|=|KD|+|DF|=2+1=3,
故选:D.
4.【答案】C
【分析】设出抛物线的方程,可得焦点和准线方程,设A(m,n),由抛物线的定义和两直线垂直的条件,可得m,n,p的方程组,解方程可得p,进而得到抛物线的方程.
【解答】解:设抛物线的方程为y2=2px(p>0),
F(,0),准线方程为x=﹣,
设A(m,n),可得n2=2pm,①
m+=5,②
=,③
联立①②③,解得n=4,p=2,m=4或m=4,p=8,m=1,
所以抛物线的方程为y2=4x或y2=16x.
故选:C.
5.【答案】B
【分析】求出抛物线的焦点坐标,利用点到直线的距离公式求解即可.
【解答】解:抛物线y2=2px(p>0)的焦点(,0)到直线y=x+1的距离为,
可得,解得p=2.
故选:B.
6.【答案】C
【分析】根据抛物线方程求得焦点坐标及准线方程,利用抛物线的定义求得点p的纵坐标.
【解答】解:抛物线方程x2=4y的焦点坐标为(0,1),准线方程为y=﹣1,
根据抛物线定义,
∴yp+1=4,
解得yp=3,
∴P点的纵坐标为3.
故选:C.
7.【答案】A
【分析】把点P(2,2)代入抛物线y2=2px(p>0)方程,解得p,再利用抛物线的定义即可得出结论.
【解答】解:把点P(2,2)代入抛物线y2=2px(p>0)方程,
可得22=2p×2,解得p=1,
∴抛物线y2=2px(p>0)上的点P(2,2)到焦点的距离为+2=.
故选:A.
8.【答案】B
【分析】设A,B的坐标,联立直线l与抛物线的方程,可得A,B的坐标,由题意可得A1,B1的坐标,且四边形A1ABB1为直角梯形,可得它的面积,由题意求出p的值.
【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,整理可得:4p2x2﹣5px+p2=0,
解得x1=p,x2=,
y1=2x1﹣p=p,y2=2x2﹣p=﹣p,
即A(p,p),B(,﹣p),由题意可得A1(﹣,p),B1(﹣,﹣p),
由题意可得四边形A1ABB1为直角梯形,
所以它的面积S=(x1+x2+p)|y1﹣y2|=(p+)|p+p|=,
由题意可得3=,p>0,
可得p=,
故选:B.
9.【答案】C
【分析】由已知可得A的坐标,由此可得准线方程,再由点斜式方程设出直线方程,与抛物线方程联立,利用相切判别式等于0,求出直线斜率,再求出p的值,进而可以求解.
【解答】解:据题意,点A(0,﹣),抛物线准线方程为y=﹣,切线斜率k一定存在,
设过点A与抛物线相切的直线方程为y=kx﹣,切点P(xp,yp),
由,得x2﹣2pkx+p2=0,Δ=4p2k2﹣4p2=0,解得k=±1,
当k=1时,则x2﹣2px+p2=0,得xp=p,此时直线方程为y=x﹣,即yp=xp﹣=,
由x+(yp+)2=2,得p=1;
当k=﹣1时,同理可得p=1,
所以抛物线方程为:x2=2y.
故选:C.
10.【答案】B
【分析】利用抛物线的定义,结合基本不等式,即可得出结论.
【解答】解:由题意,|AF|+|BF|=2|MN|≥2=8,
∴|MN|的最小值为4.
故选:B.
11.【答案】A
【分析】设点A(x1,y1),B(x2,y2),则,利用点差法可求得直线l的斜率,再利用点斜式可得出直线l的方程.
【解答】解:设点A(x1,y1)、B(x2,y2),
因为线段AB的中点为(4,2),
则,
若直线l⊥x轴,则线段AB的中点在x轴上,不合乎题意,
则直线l的斜率存在,
由已知,
两式作差可得(y1﹣y2)(y1+y2)=4(x1﹣x2),
所以,直线l的斜率为,
因此,直线l的方程为y﹣2=x﹣4,
即x﹣y﹣2=0.
故选:A.
12.【答案】D
【分析】求得抛物线的焦点坐标,联立直线方程和抛物线方程求交点,再由两点的距离公式,解方程可得a.
【解答】解:抛物线y=ax2,的焦点为(0,),
抛物线y=ax2与直线y=﹣2的交点为(±,﹣2),a<0),
由题意可得=3,
解得a=﹣,
故选:D.
13.【答案】B
【分析】求得抛物线的焦点和准线方程,设出直线MN的方程,联立抛物线方程,运用韦达定理和弦长公式,解得p即可;
【解答】解:抛物线的焦点为F(,0)准线方程为x=﹣,
设直线MN方程为y=﹣2x+p,
联立抛物线方程可得y2+px﹣p2=0,
故xM+xN===,
由抛物线的定义可得|MN|=xM+xN+p=+p=,
解得p=1;
则该抛物线的方程是y2=2x,
故选:B.
14.【答案】C
【分析】根据抛物线方程算出|OF|=,设以MF为直径的圆过点A(0,2),在Rt△AOF中利用勾股定理算出|AF|=.再由直线AO与以MF为直径的圆相切得到∠OAF=∠AMF,Rt△AMF中利用∠AMF的正弦建立关系式,从而得到关于p的方程,解之得到实数p的值,进而得到抛物线C的方程.
【解答】解:∵抛物线C方程为y2=2px(p>0),
∴焦点F坐标为(,0),可得|OF|=,
∵以MF为直径的圆过点(0,2),
∴设A(0,2),可得AF⊥AM,
Rt△AOF中,|AF|==,
∴sin∠OAF==,
∵根据抛物线的定义,得直线AO切以MF为直径的圆于A点,
∴∠OAF=∠AMF,可得Rt△AMF中,sin∠AMF==,
∵|MF|=5,|AF|=
∴=,整理得4+=,解之可得p=2或p=8
因此,抛物线C的方程为y2=4x或y2=16x.
故选:C.
方法二:
∵抛物线C方程为y2=2px(p>0),∴焦点F(,0),
设M(x,y),由抛物线性质|MF|=x+=5,可得x=5﹣,
因为圆心是MF的中点,所以根据中点坐标公式可得,圆心横坐标为=,
由已知圆半径也为,据此可知该圆与y轴相切于点(0,2),故圆心纵坐标为2,则M点纵坐标为4,
即M(5﹣,4),代入抛物线方程得p2﹣10p+16=0,所以p=2或p=8.
所以抛物线C的方程为y2=4x或y2=16x.
故选:C.
15.【答案】B
【分析】设点A在准线上的射影为D,则根据抛物线的定义可知|AF|=|AD|,把问题转化为求|PA|+|AD|取得最小,进而可推断出当D,P,A三点共线时|PA|+|AF|最小,答案可得.
【解答】解:设点A在准线上的射影为D,则根据抛物线的定义可知|AF|=|AD|
∴要求|PA|+|AF|取得最小值,即求|PA|+|AD|取得最小
当D,P,A三点共线时|PA|+|AF|最小,为1﹣(﹣1)=2
故选:B.
16.【答案】A
【分析】根据重心坐标公式求出R的坐标xR=3﹣(xP+xQ),yR=﹣(yp+yQ),设线PQ为x=ky+m,与抛物线方程联立用m,k求出表示出R的坐标,结合抛物线的方程,求出k的取值范围,进而得出结论.
【解答】解:由题意知:焦点F(1,0),重心坐标公式:1=,,
∴xR=3﹣(xP+xQ),yR=﹣(yp+yQ),
设直线PQ为x=ky+m,
由,联立消去x,得y2﹣4ky﹣4m=0,Δ=16k2+8(3﹣8k2)>0,得0≤,
yP+yQ=4k,yPyQ=﹣4m,
所以xP+xQ=(kyP+m)+(kyQ+m)=k(yP+yQ)+2m=4k2+2m,
故xR=3﹣(xP+xQ)=3﹣4k2﹣2m,yR=﹣4k,
代入抛物线C得16k2=4(3﹣4k2﹣2m),得2m=3﹣8k2,
由|PF|+|QF|=xP+xQ+2=4k2+2m+2=5﹣4k2,
由0≤,
点F(1,0)不在直线PQ上,所以1≠m,即k2,
故|PF|+|QF|∈(3,),
故选:A.
17.【答案】C
【分析】由题意得抛物线C的准线方程为x=﹣,F(,0),作出图形,过点M作MN⊥x轴于点N,结合题意,即可得出答案.
【解答】解:抛物线C的准线方程为x=﹣,F(,0),
又直线l:y=k(x+)(k>0),则直线l经过点(﹣,0),
作出图形,如图所示:
过点M作MN⊥x轴于点N,
由抛物线的定义得|MF|=xM+,
又点M在直线l上,则yM=k(xM+),
∴|MF|=,
∵sin∠MFO=,
∴==k=,故.
故选:C.
18.【答案】D
【分析】先求出抛物线的方程,根据抛物线上的点到焦点的距离转化为到抛物线的准线的距离,结合图象,即可求出结果.
【解答】解:∵抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,
准线为l且1过点(﹣3,2),
∴抛物线的准线方程是x=﹣3,
则抛物线的方程为y2=12x,
∴点N(2,4)在抛物线内,
过点N做准线的垂线,垂足是A,
设点M到直线x=﹣3的距离是d,
∵M在抛物线C上,F是抛物线的C焦点,
∴|MF|=d,
∴|MN|+|MF|=|MN|+d≥|NA|,
∴|MN|+|MF|的最小值|NA|=2+3=5,
故选:D.
19.【答案】D
【分析】过Q向准线l作垂线,垂足为Q′,根据已知条件,结合抛物线的定义,通过比例关系,即可得出结论.
【解答】解:当Q在PF的延长线时,过Q向准线l作垂线,垂足为Q′,根据已知条件,|PF|=3|FQ|,
结合抛物线的定义得=,
∵|FF′|=p=2,∴|QQ′|=,
∴|QF|=.
当Q在PF之间时,过Q向准线l作垂线,垂足为Q′,根据已知条件,|PF|=3|FQ|,
结合抛物线的定义得=,
∵|FF′|=p=2,∴|QQ′|=,
故选:D.
20.【答案】D
【分析】联立可得Q(7,2),过P作PH垂直准线于点H,根据抛物线的定义可得:|PF|+|PQ|=|PH|+|PQ|≥|QH|,即可.
【解答】解:由题意,得F(1,0),故直线AB的方程为x=y+1,
联立可得,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,x1+x2=(y1+y2)+2=14,
故Q(7,2),
过P作PH垂直准线于点H,根据抛物线的定义可得:|PF|+|PQ|=|PH|+|PQ|≥|QH|=7+1=8,
故选:D.
21.【答案】C
【分析】利用抛物线的定义,转化求解M的横坐标即可.
【解答】解:由题意可知|MF|=xM+=xM+1=3,解得xM=2.
故选:C.
22.【答案】C
【分析】求出焦点坐标,利用点斜式求出直线的方程,代入抛物线的方程,利用根与系数的关系,由弦长公式求得|AB|.
【解答】解:由y2=3x得其焦点F(,0),准线方程为x=﹣.
则过抛物线y2=3x的焦点F且倾斜角为30°的直线方程为y=tan30°(x﹣)=(x﹣).
代入抛物线方程,消去y,得16x2﹣168x+9=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2)
则x1+x2=,
所以|AB|=x1++x2+=++=12
故选:C.
23.【答案】D
【分析】斜率k存在,设直线AB为y=k(x﹣2),代入抛物线方程,利用=(x1+2,y1﹣2)•(x2+2,y2﹣2)=0,即可求出k的值.
【解答】解:由抛物线C:y2=8x得焦点(2,0),
由题意可知:斜率k存在,设直线AB为y=k(x﹣2),
代入抛物线方程,得到k2x2﹣(4k2+8)x+4k2=0,Δ>0,
设A(x1,y1),B(x2,y2).
∴x1+x2=4+,x1x2=4.
∴y1+y2=,y1y2=﹣16,
又=0,
∴=(x1+2,y1﹣2)•(x2+2,y2﹣2)==0
∴k=2.
故选:D.
24.【答案】B
【分析】设A,B的坐标,联立直线l与抛物线的方程,可得A,B的坐标,由题意可得A1,B1的坐标,且四边形A1ABB1为直角梯形,可得它的面积,再求出p的值.
【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2),联立,
整理可得4p2x2﹣5px+p2=0,解得x1=p,x2=,
则y1=2x1﹣p=p,y2=2x2﹣p=﹣p,
即A(p,p),B(,﹣p),
由题意,可得A1(﹣,p),B1(﹣,﹣p),
由题意,可得四边形A1ABB1为直角梯形,
所以它的面积S=(x1+x2+p)|y1﹣y2|
=(p+)|p+p|=,
由题意,可得=,p>0,
可得p=4,
故选:B.
25.【答案】B
【分析】利用已知条件,结合抛物线的定义,求解A的坐标,然后求解即可.
【解答】解:F为抛物线C:y2=4x的焦点(1,0),点A在C上,点B(3,0),|AF|=|BF|=2,
由抛物线的定义可知A(1,2)(A不妨在第一象限),所以|AB|==2.
故选:B.
二.填空题(共15小题)
26.【答案】.
【分析】根据已知条件,先求出p,再结合抛物线的定义,即可求解.
【解答】解:点A(1,)在抛物线C:y2=2px上,
则5=2p,解得p=,
由抛物线的定义可知,A到C的准线的距离为.
故答案为:.
27.【答案】见试题解答内容
【分析】设P(x0,y0)根据定义点M与焦点F的距离等于P到准线的距离,求出x0,然后代入抛物线方程求出y0即可求出坐标.然后求解直线的斜率.
【解答】解:根据定义,点P与准线的距离也是2P,
设M(x0,y0),则P与准线的距离为:x0+,
∴x0+=2p,x0=p,
∴y0=±p,
∴点M的坐标(p,±p).
直线MF的斜率为:=±.
故答案为:±.
28.【答案】见试题解答内容
【分析】依题意不妨设抛物线M:y2=2px(p>0)与圆C的一个交点为O,设令一个交点为A(x1,y1),又因为点A在抛物线上,求出p的值,问题得以解决
【解答】解:依题意不妨设抛物线M:y2=2px(p>0)与圆C的一个交点为O,设另一个交点为A(x1,y1)
又|OA|=,
∴cos∠AOC===,
则∠AOC=,
点A坐标为(,),代入抛物线方程,解得p=,
则抛物线M的焦点到其准线的距离为
29.【答案】见试题解答内容
【分析】联立方程组,求出点A,B的坐标,根据向量的坐标运算即可求出
【解答】解:由y2=8x可得焦点坐标为(2,0)
由,解得或,
即A(2﹣,2﹣2),B(2+,2+2),
∴=(﹣,2﹣2),=(,2+2),
∴•=(﹣,2﹣2)•(,2+2)=﹣3+(4﹣12)=﹣11,
故答案为:﹣11.
30.【答案】见试题解答内容
【分析】利用直线与抛物线的位置关系,结合弦长公式,转化求解p,即可得到抛物线方程.
【解答】解:抛物线y2=2px(p>0),过其焦点的直线交抛物线于A,B两点,
若|AB|=6,AB的中点的横坐标为2,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则=2,因为AB=x1+x2+p=6,可得p=2,
所求的抛物线方程为:y2=4x.
故答案为:y2=4x.
31.【答案】见试题解答内容
【分析】求得抛物线的2p=10,由准线方程x=,可得所求准线方程.
【解答】解:抛物线y2=﹣10x,
可得2p=10,即p=5,
可得准线方程x=,
即x=,
故答案为:x=.
32.【答案】.
【分析】根据已知条件,可得,再结合抛物线的定义,即可求解.
【解答】解:∵y=2ax2(a>0),
∴,
∴,
∵A(m,)到其焦点F的距离为1,
∴,解得a=.
故答案为:.
33.【答案】(2,2).
【分析】直接设出直线AB的方程,利用已知条件即可解出点A坐标.
【解答】解:由题意可知F(1,0),直线AB的斜率存在且不为零,
设AB方程为:x=my+1,A(x1,y1),B(x2,y2),不妨设点B在x轴下方,
联立方程,即y2﹣4my﹣4=0,
∴y1+y2=4m,y1y2=﹣4,
∵,
∴y1=﹣2y2,
易得﹣2=﹣4,即y2=±,
∴y1=±2,代入抛物线方程即可得x1=2,
故点A(2,2).
故答案为:(2,2).
34.【答案】.
【分析】运用已知条件,结合斜率公式,以及重心的定义,即可求解.
【解答】解:设B(xB,yB),C(xC,yc),
∵B,C在抛物线y2=4x上,
∴,,
由斜率的坐标公式可得,=,
∵M为△ABC的重心,
∴yA+yB+yC=3yM,
∴,
∴,
故答案为:﹣.
35.【答案】4.
【分析】根据题意,延长BF,与抛物线C交于点A′,由抛物线的对称性可得|AF|=|A′F|,进而可得|A′B|=,联立直线与抛物线的方程,求出|A′B|的值,可得关于p的方程,解可得答案.
【解答】解:根据题意,延长BF,与抛物线C交于点A′,
又由AF和BF与x轴所成锐角均为60°,则直线A′B的倾斜角为60°,且|AF|=|A′F|,
又由,则|A′B|=,
抛物线y2=2px(p>0)的焦点为(,0),
设直线A′B的方程为y=(x﹣),
则有,联立化简可得12x2﹣20px+3p2=0,
则有x1+x2==,x1x2=,
则(x1﹣x2)2=(x1+x2)2﹣4x1x2=﹣p2=,
故|A′B|===,
解可得p=4,
故答案为:4.
36.【答案】4.
【分析】利用抛物线的定义求解即可.
【解答】解:由抛物线的定义,可知|PF|=xp+2=8,所以xp=6,
代入y2=8x中,得,
所以,
故答案为:.
37.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)利用直译法直接求出P点的轨迹.
(2)先利用阿氏圆的定义将转化为M点到另一个定点的距离,然后结合抛物线的定义容易求得|MC|+|QH|+|QM|的最小值.
【解答】解:设P(x,y),由题意可得:=,即=,整理可得:x2+y2=4.
做出图象如右:设圆(x+2)2+y2=4是动点M(x,y)到C(﹣2,4)与到定点D(﹣2,m)的距离比为2的阿氏圆.
所以,化简得
则m﹣1=0,所以m=1,故D(﹣2,1),∴,结合抛物线定义|QH|=|QF|,
∴|MC|+|QH|+|QM=|MD|+|QM|+|QF|≥|FD|(当且仅当D,M,Q,F四点共线,且Q,M在D,F之间时取等号),
此时|FD|=.
故|MC|+|QH|+|QM|的最小值为.
故答案为:x2+y2=4,.
38.【答案】见试题解答内容
【分析】由题意得到以F为圆心,P为半径的圆的方程,再令A为y轴正半轴上的点,从而求出A点坐标,得到直线AF的方程,分别与抛物线的准线方程、抛物线方程联立求出C、D两点坐标,即可用p表示出|FD|•|CD|,再由|AD|=m,且m∈[1,2],求出p的范围,即可得出结果.
【解答】解:由题意可得抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F(,0),准线方程为x=﹣,
所以以F为圆心,p为半径的圆的方程为+y2=p2,
因为A,B两点为圆+y2=p2与y轴的两个交点,不妨令A为y轴正半轴上的点,
由x=0得,A(0,);
所以直线AF的斜率为kAF==﹣,因此直线AF的方程为y=﹣x+,
由得C(﹣,p);
由得D(,),
所以|FD|=+=,|CD|==p,
|AD|==p,
又|AD|=m,且m∈[1,2],所以p∈[1,2],即p∈[3,6],
因此|FD|•|CD|=p2≤32,当且仅当p=6时,取等号.
故答案为:32.
39.【答案】p=或3.
【分析】由题意,分∠FAB=60°时,∠EFA=60°时,根据抛物线的性质和三角形的面积公式即可求出.
【解答】解:根据抛物线的图象特征可知,当四边形ABEF是梯形时,AB∥EF,且|EF|=p,
当∠FAB=60°时,如图1所示,
过点F作FD⊥AB于D,则|BD|=p,
设|AD|=m,则|AF|=2m,由抛物线的定义可知,2m=p+m,
所以m=p,|DF|=p,
由(2p+p)•p=,解得p=(负值舍去),
当∠EFA=60°时,如图2所示,
过点A作AD⊥EF于D,
设|AB|=m,则|DE|=m,|DF|=p﹣m,所以|AF|=2p﹣2m,
由抛物线的定义可知,m=2p﹣2m,
所以m=p,|DF|=p,所以|AD|=p,
由(p+p)•p=,解得p=3(负值舍去),
综上可知p=或3.
故答案为:p=或3.
40.【答案】见试题解答内容
【分析】设P(x,y),取l与x轴的交点B,在Rt△ABF中,∠AFB=30°,|BF|=4,则|AB|=|y|=,利用抛物线的方程求出P的横坐标,利用抛物线的定义,求出|PF|.
【解答】解:设P(x,y),取l与x轴的交点B,
在Rt△ABF中,∠AFB=30°,|BF|=4,则|AB|=|y|=,
∴8x=,
∴x=,
∴|PF|=2+=.
故答案为:.
三.解答题(共10小题)
41.【答案】.
【分析】略
【解答】解:设A(),,,
由条件知y1,y2,y3两两不等且非零,
设直线AB的方程为x=ty+1,与抛物线方程联立可得,y2﹣4ty﹣4=0,
故y1y2=﹣4 ①,
注意到△AOB的外接圆过点O,
可设该圆的方程为x2+y2+dx+ey=0,与联立可得,,
该四次方程有y=y1,y2,y3,0 这四个不同的实根,
故由韦达定理可得,y1+y2+y3+0=0,
从而y3=﹣(y1+y2) ②,
因PF平方∠APB,由角平分线定理可知,,
结合①②,有==
==,
即=,
故,
当时,y2=﹣y1,故y3=0,此时P与O重合,与条件不符,
当 时,注意到①,
有,
因=|2y1y2|,
故满足①以及的实数y1,y2 存在,
对应可得满足条件的点A,B,此时,结合①②知
|PF|====.
42.【答案】见试题解答内容
【分析】(Ⅰ)求出抛物线的标准方程,根据抛物线y=ax2(a>0)的焦点到准线的距离为,求出p的值,即可求出a的值;
(Ⅱ)运用中点坐标公式可得Q的坐标,运用两点的斜率公式,可得QA的斜率,求得抛物线对应函数的导数,可得切线的斜率,即可得证;
【解答】解:(Ⅰ)抛物线的标准方程为x2=y,
即2p=,
∵抛物线y=ax2(a>0)的焦点到准线的距离为,
∴p=,即2p==1,
则a=1;
(Ⅱ)由(Ⅰ)得抛物线的标准方程为x2=y,
设直线AB:y=kx+c,与y=x2联立,得x2﹣kx﹣c=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=k,x1x2=﹣c,从而y1y2=x12x22=c2,
若P为线段AB的中点,则,
故直线PQ:x=,可得.
设,kQA==,
由(Ⅰ)可得x1x2=﹣c,即有x2=﹣,
可得kQA==2x1,
由y=x2的导数为y′=2x,
可得过A的切线的斜率为2x1,
故直线QA与该抛物线有且仅有一个公共点;即QA为抛物线的切线.
同理可知QB也为抛物线的切线.
即QA,QB为抛物线的切线.
43.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据题意可得x02+(y0﹣)2=,①,|1﹣|•|x0|=,②,x02=2py0,③,由①②③解得p=1
(2)设P(x0,y0),M(0,b),N(0,c),且b>c,则直线PM的方程可得,由题设知,圆心(0,1)到直线PM的距离为1,把x0,y0代入化简整理可得(2y0﹣1)b2﹣2y0b﹣y02=0,同理可得(2y0﹣1)c2﹣2y0c﹣y02=0,进而可知b,c为(2y0﹣1)x2﹣2y0x﹣y02=0的两根,根据求根公式,可求得b﹣c,进而可得△PMN的面积的表达式,根据均值不等式可得
【解答】解:(1)抛物线E:x2=2py(0<p<2)的焦点为F(0,),圆C:x2+(y﹣1)2=1的圆心C为(0,1),
∵|PF|=,
∴x02+(y0﹣)2=,①,
∵△PFC的面积为,
∴|1﹣|•|x0|=,②,
又x02=2py0,③,
由①②③解得p=1,
∴抛物线方程为x2=2y,
(2)设M(0,b),N(0,c),且b>c,
故直线PM的方程为(y0﹣b)x﹣x0y+x0b=0,即(y0﹣b)x﹣x0y+x0b=0,
由题设知,圆心(0,1)到直线PM的距离为1,
即=1,注意到x0>2,化简上式,得(2y0﹣1)b2﹣2y0b﹣y02=0,
同理可得(2y0﹣1)c2﹣2y0c﹣y02=0,
由上可知,b,c为(2y0﹣1)x2﹣2y0x﹣y02=0的两根,根据求根公式,可得 b﹣c=,
故△PMN的面积为
S=( b﹣c )x0=•=====y0++=y0﹣++1≥2+1=2,
当且仅当y0=1等号成立.此时点P的坐标为 ( ,1)或 (﹣,1),
综上所述,当点P的坐标为 ( ,1)或 (﹣,1),时,△PMN的面积取最小值2
44.【答案】(1)32;
(2).
【分析】(1)设lAB:y=k(x﹣1),与抛物线联立,可得k2x2﹣(2k2+4)x+k2=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),利用根与系数的关系可得|AB|=4+,同理可得|CD|=4+4k2,利用面积公式即基本不等式即可求得四边形ACBD的面积的最小值;
(2)设A(,2t1)(t1>0),B(,2t2)(t2<0),C(,2t3)(t3>0),D(,2t4)(t4<0),由点A,F,B共线,可得t1t2=﹣1,同理t3t4=﹣1,由AB⊥CD,可得(t1+t2)(t3+t4)=﹣4,求出直线CD的方程,可得点N,从而可得直线AN的方程,即可求得点Q的横坐标,然后求解S△AQB的表达式,结合函数的导数求解函数的最小值即可.
【解答】解:(1)由已知可得直线AB的斜率必存在,设直线AB的斜率为k(k≠0),
抛物线y2=4x的焦点F(1,0),则lAB:y=k(x﹣1),
与抛物线联立,⇒k2x2﹣(2k2+4)x+k2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=1,
|AB|=x1+x2+2=4+,
同理,|CD|=4+4k2,
则四边形ACBD的面积为S=|AB||CD|=(4+)(4+4k2)=8(2+k2+)≥8(2+2)=32,
当且仅当k=±1时等号成立,
故四边形ACBD的面积的最小值为32.
(2)设A(,2t1)(t1>0),B(,2t2)(t2<0),C(,2t3)(t3>0),D(,2t4)(t4<0),
则kAB=,kCD=,kAF=,考虑到点A,F,B共线,
则kAB=kAF,所以=,从而t1t2=﹣1,
同理t3t4=﹣1,
由于AB⊥CD,从而kABkCD=•=﹣1,故(t1+t2)(t3+t4)=﹣4,
由于直线CD:y=(x﹣1),则点N(﹣1,),
由于=t1+t2,故N(﹣1,t1+t2),
由于kAN====,
从而直线AN的方程为y=(x﹣)+2t1,即y=x+t1,
从而点Q的横坐标为x0=﹣,由此|FQ|=1+,
又|yA﹣yB|=|2t1﹣2t2|=|2t1+|=,
从而S△AQB=|FQ|•|yA﹣yB|=(1+)×==t13+2t1+(t1>0),
令f(t1)=t13+2t1+,则f′(t1)=3t12+2﹣=,
当t1∈(0,)时,f′(t1)<0,f(t1)单调递减,当t1∈(,+∞)时,f′(t1)>0,f(t1)单调递增,
所以当t1=时,f(t1)取得最小值,最小值为f()=,
即△AQB面积的最小值为.
45.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据P1和P2的坐标可表示出P1P2的中点的坐标,进而求得P3的横坐标和纵坐标.代入△P1P2P3的面积表达式,化简整理即可.
(2)根据P1和P3的坐标可表示出P1P3的中点的坐标,可求出点Q1的横、纵坐标和点Q2的横、纵坐标,再由行列式求面积的方法求出面积.
(3)根据线段P1P2与抛物线所围成的图形的面积等于+(+)可得到答案.
【解答】解:(1)∵P1的坐标为(x1,y1),P2的坐标为(x2,y2),
∴P1P2的中点为
点P3的横坐标,纵坐标
△P1P2P3的面积=的绝对值
=
=
=
=
=.
(2)∵P1的坐标为(x1,y1),
P3的坐标为,
∴P1P3的中点为,
点Q1的横坐标,纵坐标.
同理,点Q2的横坐标,纵坐标.
△P1P3Q1的面积+△P2P3Q2的面积
=的绝对值+的绝对值
=
=﹣y2|•|(y2﹣y1)2|
=.
(3)线段P1P2与抛物线所围成的图形的面积
S=+(+)
=
=.
46.【答案】见试题解答内容
【分析】(I)设A(x1,y1),B(x2,y2),利用定义可得|AF|=y1+,|BF|=y2+,|AB|=y1+y2+p,AB的中点到x轴的距离是5,可得=5,解得p.
(II)由题意可得:直线AB的斜率存在且不为0,设为:y=kx+1(k≠0),与抛物线方程联立化为:x2﹣4kx﹣4=0,M在直线y=kx+1上,且yM=﹣1,∴可得=﹣.即M,根据=λ1,=λ2,可得=λ1(0﹣x1),x2+=λ2(0﹣x2),再利用根与系数的关系即可得出.
【解答】解:(I)设A(x1,y1),B(x2,y2),则|AF|=y1+,|BF|=y2+,|AB|=y1+y2+p,
AB的中点到x轴的距离是5,∴=5,∴y1+y2=10,10+p=12,解得p=2.
∴x2=4y.
(II)由题意可得:直线AB的斜率存在且不为0,设为:y=kx+1(k≠0),
联立,化为:x2﹣4kx﹣4=0,则Δ=16k2+16>0,x1+x2=4k,x1x2=﹣4,
M在直线y=kx+1上,且yM=﹣1,∴xM=﹣.即M,∵=λ1,=λ2,
∴=λ1(0﹣x1),x2+=λ2(0﹣x2),
∴λ1+λ2=﹣2﹣×=0.
47.【答案】见试题解答内容
【分析】设P(x1,y1),Q(x2,y2),运用中点坐标公式和作差法,结合直线的斜率公式可得直线l的斜率,由点斜式方程可得直线l的方程.
【解答】解:设P(x1,y1),Q(x2,y2),
A是PQ的中点,
即有x1+x2=4,y1+y2=2,
由y12=4x1,y22=4x2,
作差可得(y1﹣y2)(y1+y2)=4(x1﹣x2),
即有直线l的斜率为==2,
则直线l的方程为y﹣1=2(x﹣2),
即为2x﹣y﹣3=0.
48.【答案】(1)±1,
(2)存在这样的P点(0,﹣2),使得直线PA,PB的斜率之和恒为零.
【分析】(1)由抛物线的方程可得焦点F的坐标,由题意设直线l的方程,与抛物线联立求出两根之和,这样抛物线的性质,抛物线上的点到焦点的距离等于到准线的距离及题意可得直线l的斜率;
(2)假设存在这样的点P,求出直线PA,PB的斜率,由斜率之和为0,可得点P的坐标为定值.
【解答】解:(1)由抛物线的方程C:x2=8y可得焦点F(0,2),
由题意可知直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为:y=kx+2,设A(x1,y1),B(x2,y2),
联立直线与抛物线的方程:,整理可得:x2﹣8ky﹣16=0,
x1+x2=8k,x1x2=﹣16,
所以y1+y2=k(x1+x2)+4=8k2+4,
由抛物线的性质,抛物线上的点到焦点的距离等于到准线的距离可得:
|AB|=y1+y2+4=8k2+8,
所以8k2+8=16,解得:k=±1,
所以直线l的斜率为±1;
(2)假设存在P(0,m),
则kPA=,kPB=,
kPA+kPB=+====2k•(2+m),
要使其为定值,则2+m=0,
即m=﹣2,
所以存在这样的P点(0,﹣2),使得直线PA,PB的斜率之和恒为零.
49.【答案】见试题解答内容
【分析】设出M、N以及直线MN中点的坐标,将M、N的坐标代入抛物线方程联立方程组解出MN的中点坐标,根据斜率和中点坐标用点斜式方程即可表示出直线MN的方程.
【解答】解:设M(x1,y1),N(x2,y2),MN的中点坐标(x0,y0),
∴,两式相减得:(y1+y2)(y1﹣y2)=4(x1﹣x2),
∵直线MN和直线x+2y=8垂直,
∴直线MN的斜率k==2,∴y1+y2=2,
∴y0==1,则x0=8﹣2y0=6,
∴MN的中点坐标为(6,1),又MN的斜率为2,
∴MN的方程为:y﹣1=2(x﹣6),即2x﹣y﹣11=0.
50.【答案】见试题解答内容
【分析】(Ⅰ)设P(,t),则|PF|==2,解得t即可.
(Ⅱ)由题意可知PA,PB的斜率存在且不为0,设直线PA的方程为:x=m(y﹣2)+1,PB的方程为:x=﹣m(y﹣2)+1,联立直线与抛物线方程,求得A(4m2﹣4m+1,4m﹣2),B((4m2+4m+1,﹣4m﹣2),即可得直线AB的倾斜角为定值.
【解答】解:(Ⅰ)设P(,t),
则|PF|==2.∴t=2或t=﹣2,
∵P位于x轴的上方,∴t=2.
即P(1,2)
(Ⅱ)由题意可知PA,PB的斜率存在且不为0,
设直线PA的方程为:x=m(y﹣2)+1,PB的方程为:x=﹣m(y﹣2)+1
联立⇒y2﹣4my+8m﹣4=0.
∴2+y1=4m,y1=4m﹣2,x1=4m2﹣4m+1,
故A(4m2﹣4m+1,4m﹣2),同理可得B((4m2+4m+1,﹣4m﹣2),
则kAB=,
∴直线AB的倾斜角为定值.
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