内容正文:
专题08 抛物线及其方程
考点一:抛物线的定义
定义:平面内与一个定点和一条定直线(不经过点)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点叫做抛物线的焦点,定直线叫做抛物线的准线.
知识点诠释:
(1)上述定义可归纳为“一动三定”,一个动点,一定直线;一个定值
(2)定义中的隐含条件:焦点F不在准线上,若F在上,抛物线变为过F且垂直与的一条直线.
(3)抛物线定义建立了抛物线上的点、焦点、准线三者之间的距离关系,在解题时常与抛物线的定义联系起来,将抛物线上的动点到焦点的距离与动点到准线的距离互化,通过这种转化使问题简单化.
考点二:抛物线的标准方程
抛物线标准方程的四种形式:
根据抛物线焦点所在半轴的不同可得抛物线方程的的四种形式
,,,。
知识点诠释:
①只有当抛物线的顶点是原点,对称轴是坐标轴时,才能得到抛物线的标准方程;
②抛物线的焦点在标准方程中一次项对应的坐标轴上,且开口方向与一次项的系数的正负一致,比如抛物线的一次项为,故其焦点在轴上,且开口向负方向(向下)
③抛物线标准方程中一次项的系数是焦点的对应坐标的4倍.
④从方程形式看,求抛物线的标准方程仅需确定一次项系数。用待定系数法求抛物线的标准方程时,首先根据已知条件确定抛物线的标准方程的类型(一般需结合图形依据焦点的位置或开口方向定型),然后求一次项的系数,否则,应展开相应的讨论.
⑤在求抛物线方程时,由于标准方程有四种形式,易混淆,可先根据题目的条件作出草图,确定方程的形式,再求参数p,若不能确定是哪一种形式的标准方程,应写出四种形式的标准方程来,不要遗漏某一种情况。
考点三:抛物线的简单几何性质:
抛物线标准方程的几何性质
范围:,,
抛物线y2=2px(p>0)在y轴的右侧,开口向右,这条抛物线上的任意一点M的坐标(x,y)的横坐标满足不等式x≥0;当x的值增大时,|y|也增大,这说明抛物线向右上方和右下方无限延伸。抛物线是无界曲线。
对称性:关于x轴对称
抛物线y2=2px(p>0)关于x轴对称,我们把抛物线的对称轴叫做抛物线的轴。抛物线只有一条对称轴。
顶点:坐标原点
抛物线y2=2px(p>0)和它的轴的交点叫做抛物线的顶点。抛物线的顶点坐标是(0,0)。
抛物线标准方程几何性质的对比
图形
标准方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
顶点
O(0,0)
范围
x≥0,
x≤0,
y≥0,
y≤0,
对称轴
x轴
y轴
焦点
离心率
e=1
准线方程
焦半径
知识点诠释:
(1)与椭圆、双曲线不同,抛物线只有一个焦点、一个顶点、一条对称轴,一条准线;
(2)标准方程中的参数p的几何意义是指焦点到准线的距离;p>0恰恰说明定义中的焦点F不在准线上这一隐含条件;参数p的几何意义在解题时常常用到,特别是具体的标准方程中应找到相当于p的值,才易于确定焦点坐标和准线方程.
重难点题型突破(一)、 抛物线的定义及应用
例1、(24-25高三上·广西·阶段练习)已知点P在抛物线M:上,过点P作圆C:的切线,若切线长为,则点P到M的准线的距离为( )
A.5 B. C.6 D.
例2、(24-25高三上·广东·开学考试)设点为圆上的一动点,点为抛物线上的一动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
例3、(24-25高三上·北京海淀·开学考试)抛物线上与焦点距离等于3的点的横坐标是 .
1、(10-11高二上·陕西宝鸡·期末)抛物线上与焦点的距离等于7的点的横坐标是( )
A.6 B. C. D.3
2、(2024·陕西宝鸡·三模)抛物线过点,则点到抛物线准线的距离为 .
3、(23-24高二上·广西南宁·期中)已知点在抛物线上,则A到的准线的距离为 .
重难点题型突破(二)、 抛物线的轨迹方程
例4、(2024·四川德阳·模拟预测)点M是直线上的动点,O为坐标原点,过点M作y轴的垂线l,过点O作直线OM的垂线交直线l于点P.
(1)求点P的轨迹C的方程;
(2)过曲线C上的一点P(异于原点O)作曲线C的切线交椭圆于A、B两点,求面积的最大值.
例5、(23-24高二上·福建泉州·期末)已知动圆过点且与直线相切,记该动圆圆心的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)若过点的直线交于两点,且,求的面积.
1、(19-20高二上·江西南昌·期中)如图,已知动圆过定点且与轴相切,点关于圆心的对称点为,点的轨迹为.
(1)求曲线的方程;
(2)一条直线经过点,且交曲线于、两点,点为直线上的动点.
①求证:不可能是钝角;
②是否存在这样的点,使得是正三角形?若存在,求点的坐标;否则,说明理由.
2、(22-23高二上·四川成都·期中)已知平面内一动点到点的距离比到轴的距离大1.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点的直线交曲线C于A、B,且有 ,求直线的斜率.
重难点题型突破(三)、 与抛物线有关的距离与最值问题
例6、(24-25高三上·云南大理·开学考试)已知为抛物线上任意一点,为抛物线的焦点,为圆上任意一点,则的最小值为( )
A.6 B.10 C.4 D.8
例7、(24-25高三上·广东·阶段练习)记抛物线的焦点为,点在上,,则的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
例8、(2024·陕西商洛·模拟预测)在平面直角坐标系中,已知过点的抛物线的焦点为,过点作两条相互垂直的直线,,直线与相交于,两点,直线与相交于,两点,则的最小值为( )
A.32 B.20 C.16 D.12
例9、(2023·广西南宁·模拟预测)已知直线与抛物线交于A,B两点,抛物线的焦点为F,且,于点D,点D的坐标为,则 .
例10、(2024·重庆九龙坡·三模)古希腊几何学家阿波罗尼斯证明过这样一个命题:平面内到两定点的距离之比为定值的点的轨迹是圆,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.已知在平面直角坐标系中,,,若点是满足的阿氏圆上的任意一点,点为抛物线上的动点,在直线上的射影为,则的最小值为 .
例11、(2024·全国·模拟预测)已知抛物线的焦点为,过直线上的点作抛物线的两条切线,切点分别为,则的最小值为 .
1、(22-23高二上·四川成都·阶段练习)已知抛物线的焦点为F,定点,P是抛物线上一个动点,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.8
2、(23-24高三上·河南·期中)已知过点的直线l与抛物线交于A,B两点,且,点Q满足,点,则的最小值为( )
A. B.2 C. D.1
3、(2024·陕西渭南·二模)若点A在焦点为F的抛物线上,且,点P为直线上的动点,则的最小值为 .
4、(2023·江西九江·一模)已知点分别是抛物线和圆上的动点,点到直线的距离为,则的最小值为 .
5.(23-24高二上·黑龙江大庆·期中)已知抛物线和圆,过点作直线与上述两曲线自左而右依次交于点,则的最小值为
6.(2024·陕西安康·模拟预测)已知点在抛物线上,设的焦点为,线段的中点在的准线上的射影为,且,则向量的夹角的最大值为( )
A. B. C. D.
重难点题型突破(四)、 焦半径、焦点三角形问题
例12、(2024·江苏·一模)在平面直角坐标系中,已知点和抛物线,过的焦点且斜率为的直线与交于两点.记线段的中点为,若线段的中点在上,则的值为 ;的值为 .
例13、(2023·安徽蚌埠·模拟预测)已知抛物线的焦点为,准线为,点在上,点在上,若三点共线,且的外接圆交于点的外接圆交于点,则 .
例14、(21-22高三上·内蒙古通辽·期末)根据抛物线的光学性质可知,从抛物线的焦点发出的光线经该抛物线反射后与对称轴平行,一条平行于对称轴的光线经该抛物线反射后会经过抛物线的焦点.如图所示,从沿直线发出的光线经抛物线两次反射后,回到光源接收器,则该光线经过的路程为 .
例15、(2021·四川南充·一模)已知O为坐标原点,抛物线C:上一点A到焦点F的距离为4,设点M为抛物线C准线l上的动点,给出以下命题:
①若△MAF为正三角形时,则抛物线C方程为;
②若于M,则抛物线在A点处的切线平分;
③若,则抛物线C方程为;
④若的最小值为,则抛物线C方程为.
其中所有正确的命题序号是 .
1、(2024·四川成都·模拟预测)设点,动点P在抛物线上,记P到直线的距离为d,则的最小值为( )
A.1 B.3 C. D.
2、(2024·陕西·模拟预测)设O为坐标原点,直线过抛物线()的焦点,且与交于两点,为的准线,则( )
A. B.
C.的面积为 D.以为直径的圆与l有两个交点
3、(2024·内蒙古包头·模拟预测)已知抛物线的焦点为,为坐标原点,倾斜角为的直线过点且与交于,两点,若的面积为,则( )
A.
B.
C.以为直径的圆与轴仅有1个交点
D.或
4、(2024·广西南宁·一模)抛物线有如下光学性质:平行于抛物线对称轴的光线,经过抛物线上的一点反射后,反射光线经过抛物线的焦点.过点且平行于轴的一条光线射向抛物线上的点,经过反射后的反射光线与相交于点,则( )
A. B.9 C.36 D.
重难点题型突破(五)、 直线与抛物线的位置关系
例16、(23-24高二上·安徽合肥·阶段练习)设抛物线,过焦点的直线与抛物线交于点、.当直线垂直于轴时,.
(1)求抛物线的标准方程.
(2)已知点,直线、分别与抛物线交于点、.求证:直线过定点.
例17、(2023·广东汕头·三模)抛物线:的焦点为F,直线过焦点F与抛物线E交于A,B两点,当垂直于x轴时.
(1)求抛物线的方程;
(2)点,直线AC,BC与抛物线E的交点分别为M,N;探究直线MN是否过定点,如果过定点,求出该定点:如果不过定点,请说明理由.
1、(2023·上海长宁·二模)已知抛物线:的焦点为,准线为,直线经过点且与交于点、.
(1)求以为焦点,坐标轴为对称轴,离心率为的椭圆的标准方程;
(2)若,求线段的中点到轴的距离;
(3)设为坐标原点,为上的动点,直线、分别与准线交于点、.求证:为常数.
2、(2022·辽宁·二模)在平面直角坐标系中,为坐标原点,椭圆的方程为,抛物线的焦点为,上不同两点M,N同时满足下列三个条件中的两个:①;②;③MN的方程为.
(1)请分析说明两点M,N满足的是哪两个条件?并求出抛物线的标准方程;
(2)设直线与相交于A,B两点,线段AB的中点为,且与相切于点,与直线交于点,以PQ为直径的圆与直线交于Q,E两点,求证:O,G,E三点共线.
1.(2023·北京·高考真题)已知抛物线的焦点为,点在上.若到直线的距离为5,则( )
A.7 B.6 C.5 D.4
2.(2022·全国·高考真题)设F为抛物线的焦点,点A在C上,点,若,则( )
A.2 B. C.3 D.
3.(2021·全国·高考真题)抛物线的焦点到直线的距离为,则( )
A.1 B.2 C. D.4
4.(2021·天津·高考真题)已知双曲线的右焦点与抛物线的焦点重合,抛物线的准线交双曲线于A,B两点,交双曲线的渐近线于C、D两点,若.则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
5.(2024·全国·高考真题)(多选题)抛物线C:的准线为l,P为C上的动点,过P作的一条切线,Q为切点,过P作l的垂线,垂足为B,则( )
A.l与相切
B.当P,A,B三点共线时,
C.当时,
D.满足的点有且仅有2个
6.(2022·全国·高考真题)(多选题)已知O为坐标原点,点在抛物线上,过点的直线交C于P,Q两点,则( )
A.C的准线为 B.直线AB与C相切
C. D.
7.(2024·北京·高考真题)抛物线的焦点坐标为 .
8.(2024·上海·高考真题)已知抛物线上有一点到准线的距离为9,那么点到轴的距离为 .
9.(2024·天津·高考真题)圆的圆心与抛物线的焦点重合,为两曲线的交点,则原点到直线的距离为 .
10.(2021·北京·高考真题)已知抛物线的焦点为,点在抛物线上,垂直轴于点.若,则点的横坐标为 ; 的面积为 .
11.(2022·全国·高考真题)设抛物线的焦点为F,点,过F的直线交C于M,N两点.当直线MD垂直于x轴时,.
(1)求C的方程;
(2)设直线与C的另一个交点分别为A,B,记直线的倾斜角分别为.当取得最大值时,求直线AB的方程.
12.(2021·全国·高考真题)已知抛物线的焦点F到准线的距离为2.
(1)求C的方程;
(2)已知O为坐标原点,点P在C上,点Q满足,求直线斜率的最大值.
13.(2020·浙江·高考真题)如图,已知椭圆,抛物线,点A是椭圆与抛物线的交点,过点A的直线l交椭圆于点B,交抛物线于M(B,M不同于A).
(Ⅰ)若,求抛物线的焦点坐标;
(Ⅱ)若存在不过原点的直线l使M为线段AB的中点,求p的最大值.
14.(2020·全国·高考真题)已知椭圆C1:(a>b>0)的右焦点F与抛物线C2的焦点重合,C1的中心与C2的顶点重合.过F且与x轴垂直的直线交C1于A,B两点,交C2于C,D两点,且|CD|=|AB|.
(1)求C1的离心率;
(2)若C1的四个顶点到C2的准线距离之和为12,求C1与C2的标准方程.
1
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题08 抛物线及其方程
考点一:抛物线的定义
定义:平面内与一个定点和一条定直线(不经过点)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点叫做抛物线的焦点,定直线叫做抛物线的准线.
知识点诠释:
(1)上述定义可归纳为“一动三定”,一个动点,一定直线;一个定值
(2)定义中的隐含条件:焦点F不在准线上,若F在上,抛物线变为过F且垂直与的一条直线.
(3)抛物线定义建立了抛物线上的点、焦点、准线三者之间的距离关系,在解题时常与抛物线的定义联系起来,将抛物线上的动点到焦点的距离与动点到准线的距离互化,通过这种转化使问题简单化.
考点二:抛物线的标准方程
抛物线标准方程的四种形式:
根据抛物线焦点所在半轴的不同可得抛物线方程的的四种形式
,,,。
知识点诠释:
①只有当抛物线的顶点是原点,对称轴是坐标轴时,才能得到抛物线的标准方程;
②抛物线的焦点在标准方程中一次项对应的坐标轴上,且开口方向与一次项的系数的正负一致,比如抛物线的一次项为,故其焦点在轴上,且开口向负方向(向下)
③抛物线标准方程中一次项的系数是焦点的对应坐标的4倍.
④从方程形式看,求抛物线的标准方程仅需确定一次项系数。用待定系数法求抛物线的标准方程时,首先根据已知条件确定抛物线的标准方程的类型(一般需结合图形依据焦点的位置或开口方向定型),然后求一次项的系数,否则,应展开相应的讨论.
⑤在求抛物线方程时,由于标准方程有四种形式,易混淆,可先根据题目的条件作出草图,确定方程的形式,再求参数p,若不能确定是哪一种形式的标准方程,应写出四种形式的标准方程来,不要遗漏某一种情况。
考点三:抛物线的简单几何性质:
抛物线标准方程的几何性质
范围:,,
抛物线y2=2px(p>0)在y轴的右侧,开口向右,这条抛物线上的任意一点M的坐标(x,y)的横坐标满足不等式x≥0;当x的值增大时,|y|也增大,这说明抛物线向右上方和右下方无限延伸。抛物线是无界曲线。
对称性:关于x轴对称
抛物线y2=2px(p>0)关于x轴对称,我们把抛物线的对称轴叫做抛物线的轴。抛物线只有一条对称轴。
顶点:坐标原点
抛物线y2=2px(p>0)和它的轴的交点叫做抛物线的顶点。抛物线的顶点坐标是(0,0)。
抛物线标准方程几何性质的对比
图形
标准方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
顶点
O(0,0)
范围
x≥0,
x≤0,
y≥0,
y≤0,
对称轴
x轴
y轴
焦点
离心率
e=1
准线方程
焦半径
知识点诠释:
(1)与椭圆、双曲线不同,抛物线只有一个焦点、一个顶点、一条对称轴,一条准线;
(2)标准方程中的参数p的几何意义是指焦点到准线的距离;p>0恰恰说明定义中的焦点F不在准线上这一隐含条件;参数p的几何意义在解题时常常用到,特别是具体的标准方程中应找到相当于p的值,才易于确定焦点坐标和准线方程.
重难点题型突破(一)、 抛物线的定义及应用
例1、(24-25高三上·广西·阶段练习)已知点P在抛物线M:上,过点P作圆C:的切线,若切线长为,则点P到M的准线的距离为( )
A.5 B. C.6 D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】切线长、抛物线定义的理解、抛物线的焦半径公式
【分析】根据点P的位置以及切线长可解得点横坐标为5,再由焦半径公式可得结果.
【详解】设点,由圆的方程可知圆心,半径;
又切线长为,可得,
即,解得,可得;
再由抛物线定义可得点P到M的准线的距离为.
故选:C
例2、(24-25高三上·广东·开学考试)设点为圆上的一动点,点为抛物线上的一动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】定点到圆上点的最值(范围)、抛物线上的点到定点的距离及最值
【分析】设,可得,利用两点之间的距离公式可得,结合二次函数的单调性即可判断出结论.
【详解】如下图,设,
则,,当且仅当时取等号,此时,
,因此,
故选:B.
例3、(24-25高三上·北京海淀·开学考试)抛物线上与焦点距离等于3的点的横坐标是 .
【答案】2
【难度】0.85
【知识点】抛物线定义的理解
【分析】根据抛物线的定义求解即可.
【详解】抛物线的焦点为,准线方程为,
设抛物线上一点到焦点的距离为3,
则,
所以,
故答案为:2.
1、(10-11高二上·陕西宝鸡·期末)抛物线上与焦点的距离等于7的点的横坐标是( )
A.6 B. C. D.3
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】抛物线定义的理解、抛物线的焦半径公式
【分析】利用抛物线的焦半径公式即可求解.
【详解】抛物线的焦点坐标为,
设点到的距离等于7,
则,解得.
故选:C.
2、(2024·陕西宝鸡·三模)抛物线过点,则点到抛物线准线的距离为 .
【答案】
【难度】0.94
【知识点】抛物线定义的理解、根据抛物线方程求焦点或准线、根据抛物线上的点求标准方程
【分析】将已知点代入抛物线方程求得,结合抛物线定义求解即可.
【详解】由题意,解得,所以抛物线的准线为,
故所求为.
故答案为:.
3、(23-24高二上·广西南宁·期中)已知点在抛物线上,则A到的准线的距离为 .
【答案】//
【难度】0.85
【知识点】根据抛物线方程求焦点或准线、根据抛物线上的点求标准方程
【分析】先把代入抛物线,求出,从而得到准线方程,求出A到的准线的距离.
【详解】将代入得,,解得,
所以抛物线方程为,准线方程为,
故A到的准线的距离为.
故答案为:
重难点题型突破(二)、 抛物线的轨迹方程
例4、(2024·四川德阳·模拟预测)点M是直线上的动点,O为坐标原点,过点M作y轴的垂线l,过点O作直线OM的垂线交直线l于点P.
(1)求点P的轨迹C的方程;
(2)过曲线C上的一点P(异于原点O)作曲线C的切线交椭圆于A、B两点,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【难度】0.4
【知识点】求抛物线的轨迹方程、椭圆中三角形(四边形)的面积、根据韦达定理求参数
【分析】(1)设出点坐标,根据垂直关系写出对应向量关系式,由此可得轨迹的方程;
(2)设出直线的方程,根据直线与曲线相切得到关于的表达式,然后通过联立方程结合韦达定理以及弦长公式表示出的面积,最后利用基本不等式求解出最大值.
【详解】(1)设,则,所以,
因为,所以,
所以P点到轨迹为;
(2)设,,
因为为曲线的切线,联立可得,
所以,
由可得,
所以,
且,,
所以,
又因为原点O到AB的距离为,
所以,
当且仅当,即或时等号成立(此时满足),
综上可知面积的最大值为.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中求解三角形面积的常用方法:
(1)利用弦长以及点到直线的距离公式,结合底高,表示出三角形的面积;
(2)根据直线与圆锥曲线的交点,利用公共底或者公共高的情况,将三角形的面积表示为或;
(3)借助三角形内切圆的半径,将三角形面积表示为(r为内切圆半径).
例5、(23-24高二上·福建泉州·期末)已知动圆过点且与直线相切,记该动圆圆心的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)若过点的直线交于两点,且,求的面积.
【答案】(1)
(2)6
【难度】0.65
【知识点】求抛物线的轨迹方程、抛物线中的三角形或四边形面积问题
【分析】(1)根据抛物线的定义,利用两点之间距离公式以及点到直线的距离公式,建立方程方程,可得答案;
(2)设出点的坐标以及直线方程,结合韦达定理以及向量的坐标表示,建立方程,可得答案.
【详解】(1)设,动圆的半径,
整理可得.故曲线的方程为.
(2)法一:
设,不妨设点在轴上方,
由可得,
由已知直线斜率必不为0,故可设直线,
联立方程,可得,
故,解得,故,
.
法二:
设,不妨设点在轴上方,
由可得,
若直线的斜率不存在,则,不符合题意,舍去;
设直线,
联立方程可得,
,解得,,
,解得.
原点到直线的距离,
故的面积.
1、(19-20高二上·江西南昌·期中)如图,已知动圆过定点且与轴相切,点关于圆心的对称点为,点的轨迹为.
(1)求曲线的方程;
(2)一条直线经过点,且交曲线于、两点,点为直线上的动点.
①求证:不可能是钝角;
②是否存在这样的点,使得是正三角形?若存在,求点的坐标;否则,说明理由.
【答案】(1);
(2)①证明见解析;②存在,且.
【难度】0.4
【知识点】直线与抛物线交点相关问题、抛物线中存在定点满足某条件问题、求抛物线的轨迹方程、数量积的坐标表示
【分析】(1)设,则可得,圆的直径为,利用动圆与轴相切,即可求得曲线的方程;
(2)①设直线的方程为,点、、,联立直线的方程与抛物线方程,进而利用韦达定理结合向量的数量积运算,得到恒成立,可得结论;
②由①知,根据与垂直,斜率积为,可得,再由,求出值.
【详解】(1)设,因为点在圆上,且点关于圆心的对称点为,
则,
而,
因为动圆过定点且与轴相切,则,
即,化简得,
所以曲线的方程为.
(2)①若直线与轴重合,则直线与抛物线有且只有一个公共点,不合乎题意.
设直线的方程为,设点、、,
联立,可得,,
由韦达定理可得,,
,同理可得,
所以,
,
故不可能为钝角;
②假设存在这样的点满足条件,
因为,则线段的中点为,
若,则轴,此时,直线的方程为,联立可得,
则,此时,位于轴上,则,
所以, 为直角三角形,不合乎题意,
所以,,则,可得,
则,
则,
而,
由,可得,解得,
所以,存在点满足条件.
【点睛】方法点睛:求动点的轨迹方程有如下几种方法:
(1)直译法:直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程;
(2)定义法:如果能确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程;
(3)相关点法:用动点的坐标、表示相关点的坐标、,然后代入点的坐标所满足的曲线方程,整理化简可得出动点的轨迹方程;
(4)参数法:当动点坐标、之间的直接关系难以找到时,往往先寻找、与某一参数得到方程,即为动点的轨迹方程;
(5)交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程.(5)交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程.
2、(22-23高二上·四川成都·期中)已知平面内一动点到点的距离比到轴的距离大1.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点的直线交曲线C于A、B,且有 ,求直线的斜率.
【答案】(1);
(2).
【难度】0.65
【知识点】根据韦达定理求参数、求抛物线的轨迹方程
【分析】(1)根据两点间距离公式,结合已知进行求解即可;
(2)根据一元二次方程根与系数关系、根的判别式,结合平面向量共线的性质进行求解即可.
【详解】(1)因为平面内一动点到点的距离比到轴的距离大1,
所以有
;
(2)当直线AB的斜率不存在时,把代入中,
得,因为 ,所以不成立,不符合题意;
当直线AB的斜率存在时,设,与抛物线方程联立:
,化简整理,得:,
有,且,
,,而,
解得:,而,
即:,
化简整理,得:.
【点睛】关键点睛:由平面向量共线的性质得到之间的关系是解题的关键.
重难点题型突破(三)、 与抛物线有关的距离与最值问题
例6、(24-25高三上·云南大理·开学考试)已知为抛物线上任意一点,为抛物线的焦点,为圆上任意一点,则的最小值为( )
A.6 B.10 C.4 D.8
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】定点到圆上点的最值(范围)、抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值
【分析】利用抛物线的定义及点与圆的位置关系,通过数形结合计算最值即可.
【详解】如图,过点作垂直准线于点,连接交于点.
由题意可得的准线方程为.
因为,所以,
当三点共线时,取得最小值,最小值为,
所以的最小值为.
故选:D
例7、(24-25高三上·广东·阶段练习)记抛物线的焦点为,点在上,,则的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值
【分析】由抛物线的定义即可求解.
【详解】过点作的垂线,垂足为,则,
则,如图所示.
所以的最小值为.
故选:B.
例8、(2024·陕西商洛·模拟预测)在平面直角坐标系中,已知过点的抛物线的焦点为,过点作两条相互垂直的直线,,直线与相交于,两点,直线与相交于,两点,则的最小值为( )
A.32 B.20 C.16 D.12
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】与抛物线焦点弦有关的几何性质、根据抛物线上的点求标准方程
【分析】由点在抛物线上求出的值,即可求出抛物线方程,设直线方程为,则方程为,,,,,联立直线与抛物线方程,消元、列出韦达定理,表示出、,再由基本不等式计算可得.
【详解】因为点在抛物线上,所以,解得或(舍去),
所以抛物线,则,依题意直线的斜率存在且不为,
设直线方程为,则方程为,,,,,
联立直线方程与抛物线方程得,
则,,,同理,,
所以,
,
所以,
当且仅当,即时等号成立,所以的最小值为;
故选:A
例9、(2023·广西南宁·模拟预测)已知直线与抛物线交于A,B两点,抛物线的焦点为F,且,于点D,点D的坐标为,则 .
【答案】/
【难度】0.65
【知识点】根据韦达定理求参数、抛物线定义的理解、数量积的坐标表示
【分析】由,可得,进而求得直线方程,与抛物线联立,结合韦达定理得,代入,可解出,则即可求解.
【详解】依题得,,则,则直线的方程为,
即,与抛物线联立得,
设,则,
由,则,
解得,即抛物线,
.
故答案为:
例10、(2024·重庆九龙坡·三模)古希腊几何学家阿波罗尼斯证明过这样一个命题:平面内到两定点的距离之比为定值的点的轨迹是圆,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.已知在平面直角坐标系中,,,若点是满足的阿氏圆上的任意一点,点为抛物线上的动点,在直线上的射影为,则的最小值为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值、求平面轨迹方程、圆上点到定直线(图形)上的最值(范围)
【分析】先求出点的轨迹方程,再结合阿波罗尼斯圆的定义及抛物线的定义可得,从而可得出答案.
【详解】设,
则,
化简整理得,
所以点的轨迹为以为圆心为半径的圆,
抛物线的焦点,准线方程为,
则
,
当且仅当(两点在两点中间)四点共线时取等号,
所以的最小值为.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:求动点的轨迹方程有如下几种方法:
(1)直译法:直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程;
(2)定义法:如果能确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程;
(3)相关点法:用动点的坐标、表示相关点的坐标、,然后代入点的坐标所满足的曲线方程,整理化简可得出动点的轨迹方程;
(4)参数法:当动点坐标、之间的直接关系难以找到时,往往先寻找、与某一参数得到方程,即为动点的轨迹方程;
(5)交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程.
例11、(2024·全国·模拟预测)已知抛物线的焦点为,过直线上的点作抛物线的两条切线,切点分别为,则的最小值为 .
【答案】/
【难度】0.4
【知识点】根据韦达定理求参数、直线与抛物线交点相关问题、抛物线上的点到定点的距离及最值
【分析】设切线的方程为,联立抛物线方程求得,得到直线和的方程为,进而得到的方程为,再联立抛物线方程,得到,进而求得,结合二次函数的性质,即可求解.
【详解】由抛物线,可得,
设,则,,
再设切线的方程为,
联立方程组,整理得,
由,且,可得,
则切线的方程为,即.
由切线过点,可得.
同理,切线的方程为,
由切线过点,可得,
则直线的方程为,
联立方程组,整理得,
可得,
则
,
当且仅当时,等号成立,故的最小值为.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中的最值问题主要有两种方法:
(1)几何转化代数法:若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用圆锥曲线的定义、图形、几何性质来解决;
(2)函数取值法:若题目的条件和结论的几何特征不明显,则可以建立目标函数,再求这个函数的最值(或值域),常用方法:①配方法;②基本不等式法;③单调性法;④三角换元法;⑤平面向量;⑥导数法等,要特别注意自变量的取值范围.
1、(22-23高二上·四川成都·阶段练习)已知抛物线的焦点为F,定点,P是抛物线上一个动点,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.8
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值
【分析】由抛物线的定义,结合三点共线时最小即可求解.
【详解】 准线为,A在抛物线内部,
设到准线的距离为,
到准线的距离.
故选:C.
2、(23-24高三上·河南·期中)已知过点的直线l与抛物线交于A,B两点,且,点Q满足,点,则的最小值为( )
A. B.2 C. D.1
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】直线与抛物线交点相关问题、根据韦达定理求参数
【分析】由题意,设出直线l的方程,将直线l的方程与抛物线方程联立,利用根与系数的关系、向量的坐标运算以及点到直线的距离公式再进行求解即可.
【详解】易知直线l的斜率存在且不为零,
不妨设直线l的方程为,,
联立,消去x并整理得,
因为
由韦达定理得,,①
不妨设,
因为,
所以,②
因为,
所以,③
联立②③可得,
整理得到即④
又,⑤
联立④⑤,可得,
所以的最小值即为点到直线的距离,
则最小距离,
当最小时,,解得,,
经检验,其满足,
所以的最小值为.
故选:C.
3、(2024·陕西渭南·二模)若点A在焦点为F的抛物线上,且,点P为直线上的动点,则的最小值为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值、抛物线定义的理解
【分析】先求得点的坐标,再求得关于直线的对称点,借助三点共线求得的最小值.
【详解】抛物线的焦点,准线,设,
则,解得,显然,不妨设,
关于直线的对称点为,则
因此,当且仅当三点共线时取等号,
所以的最小值为.
故答案为:
4、(2023·江西九江·一模)已知点分别是抛物线和圆上的动点,点到直线的距离为,则的最小值为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】根据抛物线方程求焦点或准线、抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值、定点到圆上点的最值(范围)
【分析】分别画出抛物线和圆图象,由抛物线定义以及圆上点与圆外一点距离的最值问题即可求得结果.
【详解】如图所示:
由圆的标准方程为可知圆心,半径为,
抛物线的焦点为,准线方程为,
由抛物线定义可知,
圆外一点到圆上点的距离满足,即;
所以,
当且仅当三点共线时,等号成立;
即的最小值为.
故答案为:
5.(23-24高二上·黑龙江大庆·期中)已知抛物线和圆,过点作直线与上述两曲线自左而右依次交于点,则的最小值为
【答案】
【难度】0.65
【知识点】与抛物线焦点弦有关的几何性质、利用焦半径公式解决直线与抛物线交点问题、抛物线上的点到定点的距离及最值、由标准方程确定圆心和半径
【分析】依题意由抛物线和圆方程可知焦点与圆心重合,设出直线方程并于抛物线联立,利用抛物线定义即可求得,由韦达定理和基本不等式即可求得其最小值为.
【详解】根据题意可知,抛物线的焦点为,
圆的圆心为,半径为,即焦点与圆心重合,如下图所示:
设直线的方程为,,且,,
联立直线和抛物线方程可得,
所以,
由抛物线定义可知,又易知,
所以,
当且仅当,即时等号成立;
所以的最小值为.
故答案为:
6.(2024·陕西安康·模拟预测)已知点在抛物线上,设的焦点为,线段的中点在的准线上的射影为,且,则向量的夹角的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】抛物线定义的理解、与抛物线焦点弦有关的几何性质、直线与抛物线交点相关问题
【分析】根据梯形中位线可得,进而由抛物线定义可得,即可由余弦定理,结合基本不等式求解.
【详解】过分别作,
则是梯形的中位线,故,
由于,
所以,
故,
,
当且仅当时取等号,
故,故的夹角最大值为,
故选:C
重难点题型突破(四)、 焦半径、焦点三角形问题
例12、(2024·江苏·一模)在平面直角坐标系中,已知点和抛物线,过的焦点且斜率为的直线与交于两点.记线段的中点为,若线段的中点在上,则的值为 ;的值为 .
【答案】 2 5
【难度】0.65
【知识点】根据韦达定理求参数、与抛物线焦点弦有关的几何性质
【分析】设,与抛物线联立,由韦达定理得,,从而得到的坐标,以及线段的中点坐标,代入抛物线方程,即可求出的值,得到的值.
【详解】令,,,线段的中点为
联立,消可得,则,,所以,即,所以线段的中点,由于线段的中点在抛物线上,则,解得或(舍去),即,
由于在抛物线中,,所以
.
故答案为:2 ;5.
例13、(2023·安徽蚌埠·模拟预测)已知抛物线的焦点为,准线为,点在上,点在上,若三点共线,且的外接圆交于点的外接圆交于点,则 .
【答案】1
【难度】0.65
【知识点】抛物线定义的理解、与抛物线焦点弦有关的几何性质
【分析】根据,得到为外接圆的直径,为外接圆的直径,,从而有,再结合抛物线得到求解.
【详解】解:如图所示:
因为,所以为外接圆的直径,为外接圆的直径,
所以,
由抛物线的定义得,
则,
所以,
所以,
则,
所以,
故答案为:1
例14、(21-22高三上·内蒙古通辽·期末)根据抛物线的光学性质可知,从抛物线的焦点发出的光线经该抛物线反射后与对称轴平行,一条平行于对称轴的光线经该抛物线反射后会经过抛物线的焦点.如图所示,从沿直线发出的光线经抛物线两次反射后,回到光源接收器,则该光线经过的路程为 .
【答案】12
【难度】0.65
【知识点】抛物线的应用、与抛物线焦点弦有关的几何性质
【分析】求出,利用抛物线上的点到焦点的距离等于到准线的距离可得答案.
【详解】由得,
设,,
由抛物线性质,与轴的交点即为抛物线的焦点,
,,,
所以,
所以该光线经过的路程为12.
故答案为:12.
例15、(2021·四川南充·一模)已知O为坐标原点,抛物线C:上一点A到焦点F的距离为4,设点M为抛物线C准线l上的动点,给出以下命题:
①若△MAF为正三角形时,则抛物线C方程为;
②若于M,则抛物线在A点处的切线平分;
③若,则抛物线C方程为;
④若的最小值为,则抛物线C方程为.
其中所有正确的命题序号是 .
【答案】①②③④
【难度】0.65
【知识点】向量的线性运算的几何应用、抛物线定义的理解、根据抛物线方程求焦点或准线、与抛物线焦点弦有关的几何性质
【分析】根据抛物线的标准方程及抛物线的几何性质依次判断即可.
【详解】①若△MAF为正三角形时,,故①正确;
②若于M,设 ,过的切线方程为:,
代入得,
,又,,
,所以过点的切线的斜率为,
因为,所以过的切线,又,
故抛物线在A点处的切线平分,②正确
③若,则三点共线,,
由三角形的相似比得,故③正确;
④设则,关于准线l对称,,
,
,解得,故④正确.
故答案为: ①②③④
1、(2024·四川成都·模拟预测)设点,动点P在抛物线上,记P到直线的距离为d,则的最小值为( )
A.1 B.3 C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值
【分析】根据抛物线的定义,到焦点的距离等于到准线的距离,可得,从而转化为求的值,当三点共线时,取得最小值,即可求解.
【详解】由题意可得,抛物线的焦点,准线方程为,
由抛物线的定义可得,
所以,
因为
所以.
当且仅当三点共线时取等号,所以的最小值为
故选:D
2、(2024·陕西·模拟预测)设O为坐标原点,直线过抛物线()的焦点,且与交于两点,为的准线,则( )
A. B.
C.的面积为 D.以为直径的圆与l有两个交点
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】求直线与抛物线相交所得弦的弦长、抛物线中的三角形或四边形面积问题、与抛物线焦点弦有关的几何性质、直线与抛物线交点相关问题
【分析】对于A,求出直线与轴的交点,可得抛物线的焦点,从而可求出,对于B,将直线方程代入抛物线方程化简,利用根与系数的关系,结合弦长公式可求得,对于C,先求出点到直线的距离,然后结合可求出的面积,对于D,设线段的中点为,求出点到直线的距离进行判断.
【详解】对于A,当时,,所以抛物线的焦点为,所以,得,所以A错误,
对于B,由选项A可知,设,
由,得,
所以,
所以,所以B错误,
对于C,点到直线的距离为,由选项B可知,
所以的面积为,所以C正确,
对于D,抛物线的准线为,设线段的中点为,则,
则点到准线的距离为,
所以以为直径的圆与准线相切,所以以为直径的圆与准线只有一个交点,所以D错误,
故选:C
3、(2024·内蒙古包头·模拟预测)已知抛物线的焦点为,为坐标原点,倾斜角为的直线过点且与交于,两点,若的面积为,则( )
A.
B.
C.以为直径的圆与轴仅有1个交点
D.或
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】直线与抛物线交点相关问题、与抛物线焦点弦有关的几何性质、抛物线中的三角形或四边形面积问题、求直线与抛物线相交所得弦的弦长
【分析】设直线,,,联立直线与抛物线方程,消元、列出韦达定理,由求出,即可判断,再由弦长公式求出即可判断,利用抛物线的几何意义判断,求出,,由即可判断.
【详解】
依题意,设直线,,,
由,整理得,则,
所以,,
所以,
解得,所以,
又,解得,
所以,又,
所以,故错误;
因为,故错误;
因为,又线段的中点到轴的距离为,
所以以为直径的圆与轴相切,即仅有个交点,故正确;
因为,若,则,解得或;
若,则,解得或;
即、或、,
所以或,故错误.
故选:.
4、(2024·广西南宁·一模)抛物线有如下光学性质:平行于抛物线对称轴的光线,经过抛物线上的一点反射后,反射光线经过抛物线的焦点.过点且平行于轴的一条光线射向抛物线上的点,经过反射后的反射光线与相交于点,则( )
A. B.9 C.36 D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】与抛物线焦点弦有关的几何性质、求直线与抛物线相交所得弦的弦长、抛物线的应用
【分析】首先求出直线的方程为,将其与抛物线方程联立,得到韦达定理式,则得到,最后利用焦点弦公式即可.
【详解】令,则,
则点的坐标为的焦点为,
则,所以直线的方程为,
与抛物线方程联立,消去得,由韦达定理得,
所以,
所以由抛物线的定义得.
故选:D.
重难点题型突破(五)、 直线与抛物线的位置关系
例16、(23-24高二上·安徽合肥·阶段练习)设抛物线,过焦点的直线与抛物线交于点、.当直线垂直于轴时,.
(1)求抛物线的标准方程.
(2)已知点,直线、分别与抛物线交于点、.求证:直线过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【难度】0.4
【知识点】抛物线中的直线过定点问题、抛物线的通径问题
【分析】(1)利用弦长求解,即可求解抛物线方程;
(2)设直线方程,与抛物线联立,韦达定理找到坐标关系,表示出直线方程,即可求出定点.
【详解】(1)解:由题意,当直线垂直于轴时,直线的方程为,
联立可得,则,所以,即,
所以抛物线的方程为.
(2)证明:若直线与轴重合,则直线与抛物线只有一个交点,不合乎题意,
同理可知,直线也不与轴重合,
设、,设直线的方程为,
联立得,,
因此,.
设直线的方程为,联立得,
则,因此,,则,同理可得.
所以.
因此直线的方程为,
由对称性知,定点在轴上,
令得,
,
所以,直线过定点.
【点睛】方法点睛:求解直线过定点问题常用方法如下:
(1)“特殊探路,一般证明”:即先通过特殊情况确定定点,再转化为有方向、有目的的一般性证明;
(2)“一般推理,特殊求解”:即设出定点坐标,根据题设条件选择参数,建立一个直线系或曲线的方程,再根据参数的任意性得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即为所求点;
(3)求证直线过定点,常利用直线的点斜式方程或截距式来证明.
例17、(2023·广东汕头·三模)抛物线:的焦点为F,直线过焦点F与抛物线E交于A,B两点,当垂直于x轴时.
(1)求抛物线的方程;
(2)点,直线AC,BC与抛物线E的交点分别为M,N;探究直线MN是否过定点,如果过定点,求出该定点:如果不过定点,请说明理由.
【答案】(1)
(2)直线MN恒过定点,理由见解析
【难度】0.4
【识点】直线与抛物线交点相关问题、抛物线中的直线过定点问题、与抛物线焦点弦有关的几何性质、根据抛物线上的点求标准方程
【分析】(1)当轴时,根据抛物线的定义可得,可求出,即可求解;
(2)设,,,,求出直线AB,直线AM,直线BN的方程,可得到,故可得到直线MN的方程为,即可求得定点
【详解】(1)∵,∴当轴时,,
∴根据抛物线的定义可得,解得,
∴抛物线的方程:
(2)设,,,,
∴直线AB方程为:即,
∵直线AB过点,∴,
同理,直线AM:即,
∵直线AM过点,∴,同理可得,
∴,∴,
直线MN的方程为:,∴
当时,,
∴直线MN恒过定点
【点睛】关键点睛:这道题的关键之处是利用直线AB,直线AM,直线BN的方程,可得到,故直线MN的方程可求解,即可求得定点
1、(2023·上海长宁·二模)已知抛物线:的焦点为,准线为,直线经过点且与交于点、.
(1)求以为焦点,坐标轴为对称轴,离心率为的椭圆的标准方程;
(2)若,求线段的中点到轴的距离;
(3)设为坐标原点,为上的动点,直线、分别与准线交于点、.求证:为常数.
【答案】(1)
(2)1
(3)证明过程见解析
【难度】0.4
【知识点】抛物线中的定值问题、与抛物线焦点弦有关的几何性质、抛物线定义的理解、根据离心率求椭圆的标准方程
【分析】(1)已知焦点,就确定了椭圆的实轴所在的坐标轴和焦距,通过离心率就可以解出,,的值,进而写出椭圆的标准方程.
(2)因为是焦点弦,所以能求出值,设出直线方程与抛物线联立,解出直线方程,把中点横坐标代入求出纵坐标即为所求.
(3)设,利用点斜式写出,方程,进而表示出、两点坐标,用数量积表示出,再进行化简出常数即可.
【详解】(1)
解:根据题意设椭圆方程为,焦距为,
因为抛物线:的焦点为,且椭圆以为焦点,
所以,因为离心率为,所以,
因为,所以,
所以椭圆标准方程为.
(2)
解:因为直线经过点且与交于点、,设,,
因为,所以直线斜率一定存在,设方程为,组成方程组,则有,
则,,
因为,所以,则,
当时,直线方程为,且,所以中点纵坐标为,
此时中点到轴的矩离为.
根据对称性,当时,中点到轴的矩离也为.
(3)
由题意设直线方程为,与抛物线组成方程组:
,则,
有,,,
根据题意设,,,
则直线方程为,即,
因为点横坐标为,所以,即,
同理点坐标为,
所以,
化简得
因为,,
所以,即为常数.
2、(2022·辽宁·二模)在平面直角坐标系中,为坐标原点,椭圆的方程为,抛物线的焦点为,上不同两点M,N同时满足下列三个条件中的两个:①;②;③MN的方程为.
(1)请分析说明两点M,N满足的是哪两个条件?并求出抛物线的标准方程;
(2)设直线与相交于A,B两点,线段AB的中点为,且与相切于点,与直线交于点,以PQ为直径的圆与直线交于Q,E两点,求证:O,G,E三点共线.
【答案】(1)②③;
(2)证明见解析
【难度】0.4
【知识点】抛物线定义的理解、根据焦点或准线写出抛物线的标准方程、与抛物线焦点弦有关的几何性质、求弦中点所在的直线方程或斜率
【分析】(1)若同时满足①②,则可推出,故不符合题意;
若同时满足①③,则也是推出,不符合题意;由此可得同时满足条件②③,求得p的值,可得答案;
(2)设切点P的坐标为,利用导数的几何意义求得AB的斜率,设线段AB的中点为G,进而利用点差法求得,结合题意可得,求得E的坐标为,可得OE的斜率为,从而证明结论.
【详解】(1)若同时满足①②,由②得 ,
可得MN过焦点 ,
则, 故①②不能同时满足;
若同时满足①③,由③可得MN过焦点 ,则,
所以①③不能同时满足;
由以上可知,只能同时满足条件②③,
由②得,可得MN过焦点 ,
且 ,
故抛物线的标准方程为 ;
(2)证明:设切点P的坐标为 ,
因为抛物线的标准方程为,则 ,
所以直线AB的斜率为 ,设 ,
则有 ,两式相减得,
所以,
设线段AB的中点为G,则有 ,
l与直线 交于点Q,以PQ为直径的圆与直线交于Q,E两点,
所以 ,故点E的坐标为 ,
所以直线OE的斜率为 ,
则有 ,所以:O,G,E三点共线..
【点睛】本题考查了抛物线方程的求解,以及直线和抛物线的位置关系,证明三点共线问题,综合性强,计算量较大,解答的关键是明确解题的思路,准确计算,即求出点的坐标,表示出直线OE,OG的斜率,证明斜率相等即可.
1.(2023·北京·高考真题)已知抛物线的焦点为,点在上.若到直线的距离为5,则( )
A.7 B.6 C.5 D.4
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】抛物线定义的理解
【分析】利用抛物线的定义求解即可.
【详解】因为抛物线的焦点,准线方程为,点在上,
所以到准线的距离为,
又到直线的距离为,
所以,故.
故选:D.
2.(2022·全国·高考真题)设F为抛物线的焦点,点A在C上,点,若,则( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】B
【难度】0.94
【知识点】抛物线定义的理解、根据抛物线方程求焦点或准线
【分析】根据抛物线上的点到焦点和准线的距离相等,从而求得点的横坐标,进而求得点坐标,即可得到答案.
【详解】由题意得,,则,
即点到准线的距离为2,所以点的横坐标为,
不妨设点在轴上方,代入得,,
所以.
故选:B
3.(2021·全国·高考真题)抛物线的焦点到直线的距离为,则( )
A.1 B.2 C. D.4
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】已知点到直线距离求参数、根据抛物线方程求焦点或准线
【分析】首先确定抛物线的焦点坐标,然后结合点到直线距离公式可得的值.
【详解】抛物线的焦点坐标为,
其到直线的距离:,
解得:(舍去).
故选:B.
4.(2021·天津·高考真题)已知双曲线的右焦点与抛物线的焦点重合,抛物线的准线交双曲线于A,B两点,交双曲线的渐近线于C、D两点,若.则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围、已知方程求双曲线的渐近线、根据抛物线方程求焦点或准线、双曲线中的通径问题
【分析】设公共焦点为,进而可得准线为,代入双曲线及渐近线方程,结合线段长度比值可得,再由双曲线离心率公式即可得解.
【详解】设双曲线与抛物线的公共焦点为,
则抛物线的准线为,
令,则,解得,所以,
又因为双曲线的渐近线方程为,所以,
所以,即,所以,
所以双曲线的离心率.
故选:A.
5.(2024·全国·高考真题)(多选题)抛物线C:的准线为l,P为C上的动点,过P作的一条切线,Q为切点,过P作l的垂线,垂足为B,则( )
A.l与相切
B.当P,A,B三点共线时,
C.当时,
D.满足的点有且仅有2个
【答案】ABD
【难度】0.65
【知识点】直线与抛物线交点相关问题、切线长、根据抛物线方程求焦点或准线
【分析】A选项,抛物线准线为,根据圆心到准线的距离来判断;B选项,三点共线时,先求出的坐标,进而得出切线长;C选项,根据先算出的坐标,然后验证是否成立;D选项,根据抛物线的定义,,于是问题转化成的点的存在性问题,此时考察的中垂线和抛物线的交点个数即可,亦可直接设点坐标进行求解.
【详解】A选项,抛物线的准线为,
的圆心到直线的距离显然是,等于圆的半径,
故准线和相切,A选项正确;
B选项,三点共线时,即,则的纵坐标,
由,得到,故,
此时切线长,B选项正确;
C选项,当时,,此时,故或,
当时,,,,
不满足;
当时,,,,
不满足;
于是不成立,C选项错误;
D选项,方法一:利用抛物线定义转化
根据抛物线的定义,,这里,
于是时点的存在性问题转化成时点的存在性问题,
,中点,中垂线的斜率为,
于是的中垂线方程为:,与抛物线联立可得,
,即的中垂线和抛物线有两个交点,
即存在两个点,使得,D选项正确.
方法二:(设点直接求解)
设,由可得,又,又,
根据两点间的距离公式,,整理得,
,则关于的方程有两个解,
即存在两个这样的点,D选项正确.
故选:ABD
6.(2022·全国·高考真题)(多选题)已知O为坐标原点,点在抛物线上,过点的直线交C于P,Q两点,则( )
A.C的准线为 B.直线AB与C相切
C. D.
【答案】BCD
【难度】0.65
【知识点】判断直线与抛物线的位置关系、求直线与抛物线相交所得弦的弦长、根据抛物线方程求焦点或准线
【分析】求出抛物线方程可判断A,联立AB与抛物线的方程求交点可判断B,利用距离公式及弦长公式可判断C、D.
【详解】将点的代入抛物线方程得,所以抛物线方程为,故准线方程为,A错误;
,所以直线的方程为,
联立,可得,解得,故B正确;
设过的直线为,若直线与轴重合,则直线与抛物线只有一个交点,
所以,直线的斜率存在,设其方程为,,
联立,得,
所以,所以或,,
又,,
所以,故C正确;
因为,,
所以,而,故D正确.
故选:BCD
7.(2024·北京·高考真题)抛物线的焦点坐标为 .
【答案】
【难度】0.94
【知识点】根据抛物线方程求焦点或准线
【分析】形如的抛物线的焦点坐标为,由此即可得解.
【详解】由题意抛物线的标准方程为,所以其焦点坐标为.
故答案为:.
8.(2024·上海·高考真题)已知抛物线上有一点到准线的距离为9,那么点到轴的距离为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】抛物线定义的理解、根据抛物线方程求焦点或准线
【分析】根据抛物线的定义知,将其再代入抛物线方程即可.
【详解】由知抛物线的准线方程为,设点,由题意得,解得,
代入抛物线方程,得,解得,
则点到轴的距离为.
故答案为:.
9.(2024·天津·高考真题)圆的圆心与抛物线的焦点重合,为两曲线的交点,则原点到直线的距离为 .
【答案】/
【难度】0.65
【知识点】根据抛物线方程求焦点或准线、求点到直线的距离、由标准方程确定圆心和半径
【分析】先求出圆心坐标,从而可求焦准距,再联立圆和抛物线方程,求及的方程,从而可求原点到直线的距离.
【详解】圆的圆心为,故即,
由可得,故或(舍),
故,故直线即或,
故原点到直线的距离为,
故答案为:
10.(2021·北京·高考真题)已知抛物线的焦点为,点在抛物线上,垂直轴于点.若,则点的横坐标为 ; 的面积为 .
【答案】 5
【难度】0.85
【知识点】抛物线的焦半径公式
【分析】根据焦半径公式可求的横坐标,求出纵坐标后可求.
【详解】因为抛物线的方程为,故且.
因为,,解得,故,
所以,
故答案为:5;.
11.(2022·全国·高考真题)设抛物线的焦点为F,点,过F的直线交C于M,N两点.当直线MD垂直于x轴时,.
(1)求C的方程;
(2)设直线与C的另一个交点分别为A,B,记直线的倾斜角分别为.当取得最大值时,求直线AB的方程.
【答案】(1);
(2).
【难度】0.4
【知识点】根据抛物线上的点求标准方程、抛物线中的参数范围问题、抛物线的焦半径公式、抛物线中的定值问题
【分析】(1)由抛物线的定义可得,即可得解;
(2)法一:设点的坐标及直线,由韦达定理及斜率公式可得,再由差角的正切公式及基本不等式可得,设直线,结合韦达定理可解.
【详解】(1)抛物线的准线为,当与x轴垂直时,点M的横坐标为p,
此时,所以,
所以抛物线C的方程为;
(2)[方法一]:【最优解】直线方程横截式
设,直线,
由可得,,
由斜率公式可得,,
直线,代入抛物线方程可得,
,所以,同理可得,
所以
又因为直线MN、AB的倾斜角分别为,所以,
若要使最大,则,设,则,
当且仅当即时,等号成立,
所以当最大时,,设直线,
代入抛物线方程可得,
,所以,
所以直线.
[方法二]:直线方程点斜式
由题可知,直线MN的斜率存在.
设,直线
由 得:,,同理,.
直线MD:,代入抛物线方程可得:,同理,.
代入抛物线方程可得:,所以,同理可得,
由斜率公式可得:
(下同方法一)若要使最大,则,
设,则,
当且仅当即时,等号成立,
所以当最大时,,设直线,
代入抛物线方程可得,,所以,所以直线.
[方法三]:三点共线
设,
设,若 P、M、N三点共线,由
所以,化简得,
反之,若,可得MN过定点
因此,由M、N、F三点共线,得,
由M、D、A三点共线,得,
由N、D、B三点共线,得,
则,AB过定点(4,0)
(下同方法一)若要使最大,则,
设,则,
当且仅当即时,等号成立,
所以当最大时,,所以直线.
【整体点评】(2)法一:利用直线方程横截式,简化了联立方程的运算,通过寻找直线的斜率关系,由基本不等式即可求出直线AB的斜率,再根据韦达定理求出直线方程,是该题的最优解,也是通性通法;
法二:常规设直线方程点斜式,解题过程同解法一;
法三:通过设点由三点共线寻找纵坐标关系,快速找到直线过定点,省去联立过程,也不失为一种简化运算的好方法.
12.(2021·全国·高考真题)已知抛物线的焦点F到准线的距离为2.
(1)求C的方程;
(2)已知O为坐标原点,点P在C上,点Q满足,求直线斜率的最大值.
【答案】(1);(2)最大值为.
【难度】0.65
【知识点】抛物线中的参数范围问题、根据焦点或准线写出抛物线的标准方程
【分析】(1)由抛物线焦点与准线的距离即可得解;
(2)设,由平面向量的知识可得,进而可得,再由斜率公式及基本不等式即可得解.
【详解】(1)抛物线的焦点,准线方程为,
由题意,该抛物线焦点到准线的距离为,
所以该抛物线的方程为;
(2)[方法一]:轨迹方程+基本不等式法
设,则,
所以,
由在抛物线上可得,即,
据此整理可得点的轨迹方程为,
所以直线的斜率,
当时,;
当时,,
当时,因为,
此时,当且仅当,即时,等号成立;
当时,;
综上,直线的斜率的最大值为.
[方法二]:【最优解】轨迹方程+数形结合法
同方法一得到点Q的轨迹方程为.
设直线的方程为,则当直线与抛物线相切时,其斜率k取到最值.联立得,其判别式,解得,所以直线斜率的最大值为.
[方法三]:轨迹方程+换元求最值法
同方法一得点Q的轨迹方程为.
设直线的斜率为k,则.
令,则的对称轴为,所以.故直线斜率的最大值为.
[方法四]:参数+基本不等式法
由题可设.
因为,所以.
于是,所以
则直线的斜率为.
当且仅当,即时等号成立,所以直线斜率的最大值为.
【整体点评】方法一根据向量关系,利用代点法求得Q的轨迹方程,得到直线OQ的斜率关于的表达式,然后利用分类讨论,结合基本不等式求得最大值;
方法二 同方法一得到点Q的轨迹方程,然后利用数形结合法,利用判别式求得直线OQ的斜率的最大值,为最优解;
方法三同方法一求得Q的轨迹方程,得到直线的斜率k的平方关于的表达式,利用换元方法转化为二次函数求得最大值,进而得到直线斜率的最大值;
方法四利用参数法,由题可设,求得x,y关于的参数表达式,得到直线的斜率关于的表达式,结合使用基本不等式,求得直线斜率的最大值.
13.(2020·浙江·高考真题)如图,已知椭圆,抛物线,点A是椭圆与抛物线的交点,过点A的直线l交椭圆于点B,交抛物线于M(B,M不同于A).
(Ⅰ)若,求抛物线的焦点坐标;
(Ⅱ)若存在不过原点的直线l使M为线段AB的中点,求p的最大值.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)
【难度】0.4
【知识点】根据抛物线方程求焦点或准线、由中点弦坐标或中点弦方程、斜率求参数
【分析】(Ⅰ)求出抛物线标准方程,从而可得答案;
(Ⅱ)方法一使用韦达定理、中点公式和解方程法分别求得关于的表达式,得到关于的方程,利用基本不等式消去参数,得到关于的不等式,求解得到的最大值;方法二利用韦达定理和中点公式求得的坐标关于的表达式,根据点在椭圆上,得到关于关于的函数表达式,利用基本不等式和二次函数的性质得解,运算简洁,为最优解;方法三利用点差法得到.根据判别式大于零,得到不等式,通过解方程组求得,代入求解得到的最大值;方法四利用抛物线的参数方程设出点的参数坐标,利用斜率关系求得的坐标关于的表达式.作换元,利用点A在椭圆上,得到,然后利用二次函数的性质求得的最大值
【详解】(Ⅰ)当时,的方程为,故抛物线的焦点坐标为;
(Ⅱ)[方法一]:韦达定理基本不等式法
设,
由,
,
由在抛物线上,所以,
又,
,,
.
由即
,
所以,,,
所以,的最大值为,此时.
[方法二]【最优解】:
设直线,.
将直线的方程代入椭圆得:,
所以点的纵坐标为.
将直线的方程代入抛物线得:,
所以,解得,因此,
由解得,
所以当时,取到最大值为.
[方法三] :点差和判别式法
设,其中.
因为所以.
整理得,所以.
又,
所以,整理得.
因为存在,所以上述关于的二次方程有解,即判别式. ①
由得.
因此,将此式代入①式解得.
当且仅当点M的坐标为时,p的最大值为.
[方法四]:参数法
设,
由,得.
令,则,点A坐标代入椭圆方程中,得.
所以,此时M坐标为.
14.(2020·全国·高考真题)已知椭圆C1:(a>b>0)的右焦点F与抛物线C2的焦点重合,C1的中心与C2的顶点重合.过F且与x轴垂直的直线交C1于A,B两点,交C2于C,D两点,且|CD|=|AB|.
(1)求C1的离心率;
(2)若C1的四个顶点到C2的准线距离之和为12,求C1与C2的标准方程.
【答案】(1);(2):,: .
【难度】0.65
【知识点】根据a、b、c求椭圆标准方程、求椭圆的离心率或离心率的取值范围、根据焦点或准线写出抛物线的标准方程
【分析】(1)根据题意求出的方程,结合椭圆和抛物线的对称性不妨设在第一象限,运用代入法求出点的纵坐标,根据,结合椭圆离心率的公式进行求解即可;
(2)由(1)可以得到椭圆的标准方程,确定椭圆的四个顶点坐标,再确定抛物线的准线方程,最后结合已知进行求解即可;
【详解】解:(1)因为椭圆的右焦点坐标为:,所以抛物线的方程为,其中.
不妨设在第一象限,因为椭圆的方程为:,
所以当时,有,因此的纵坐标分别为,;
又因为抛物线的方程为,所以当时,有,
所以的纵坐标分别为,,故,.
由得,即,解得(舍去),.
所以的离心率为.
(2)由(1)知,,故,所以的四个顶点坐标分别为,,,,的准线为.
由已知得,即.
所以的标准方程为,的标准方程为.
【点睛】
本题考查了求椭圆的离心率,考查了求椭圆和抛物线的标准方程,考查了椭圆的四个顶点的坐标以及抛物线的准线方程,考查了数学运算能力.
1
学科网(北京)股份有限公司
$$