内容正文:
第二章 平面解析几何
练
2.7.2 抛物线的几何性质
效 果 评 价
1.
对抛物线
y=4x
2
, 下列描述正确的是
( )
A.
开口向上, 焦点为 (
0
,
1
)
B.
开口向上, 焦点为
0
,
1
16
! "
C.
开口向右, 焦点为 (
1
,
0
)
D.
开口向右, 焦点为
0
,
1
16
! "
2.
焦点在
x
轴的正半轴上, 且焦点到准
线的距离为
4
的抛物线的标准方程是 ( )
A. x
2
=4y B. y
2
=4x
C. x
2
=8y D. y
2
=8x
3.
抛物线
x
2
=8y
的准线被圆
x
2
+y
2
-6x=0
截得的线段长为 ( )
A. 4 B. 2 5
姨
C. 5
姨
D. 2
4.
已知抛物线
y
2
=4x
上一点
P
到准线的
距离为
d
1
, 到直线
l
:
4x-3y+16=0
的距离为
d
2
, 则
d
1
+d
2
的最小值为 ( )
A. 3 B. 4
C. 5
姨
D. 7
姨
5.
(多选题) 经过点
P
(
4
,
-2
) 的抛物
线的标准方程为 ( )
A. y
2
=x B. x
2
=8y
C. x
2
=-8y D. y
2
=-8x
6.
(多选题) 已知点
A
(
-2
,
4
) 在抛物
线
y
2
=-2px
(
p>0
) 上, 抛物线的焦点为
F
,
延长
AF
与抛物线相交于另一点
B
,
O
为坐
标原点, 则下列结论中正确的是 ( )
A.
抛物线的准线方程为
x=2
B.
抛物线的焦点坐标为 (
-2
,
0
)
C.
点
B
的坐标为 (
-2
,
-2
)
D. △OAB
的面积为
8
7.
抛物线的顶点和椭圆
x
2
25
+
y
2
9
=1
的中心
重合, 抛物线的焦点和椭圆
x
2
25
+
y
2
9
=1
的右焦
点重合, 则抛物线的方程为
.
8.
已知抛物线
x
2
=4y
上一点
M
(
x
1
,
y
1
)
到其焦点的距离为
3
, 则点
M
到原点的距离
为
.
9.
若抛物线的顶点在原点, 开口向上,
F
为焦点,
M
为准线与
y
轴的交点,
A
为抛
物线上一点, 且
|AM|= 17
姨
,
|AF|=3
, 求此抛
物线的标准方程
.
77
高中数学选择性必修 第一册 (人教 B 版) 精编版
练
10.
已知抛物线
y
2
=8x.
(
1
) 求该抛物线的顶点、 焦点、 准线、
对称轴、 变量
x
的取值范围;
(
2
) 以坐标原点
O
为顶点, 作抛物线的
内接等腰三角形
OAB
,
|OA|=|OB|
, 若焦点
F
是
△OAB
的重心, 求
△OAB
的周长
.
提 升 练 习
11.
已知
P
是抛物线
C
:
y
2
=2px
(
p>0
)
上的一点,
F
是抛物线
C
的焦点,
O
为坐标
原点, 若
|PF|=2
,
∠PFO=
π
3
, 则抛物线
C
的
方程为 ( )
A. y
2
=6x B. y
2
=2x
C. y
2
=x D. y
2
=4x
12.
已知点
P
为抛物线
C
:
x
2
=2py
(
p>0
)
上一点, 且点
P
到
x
轴的距离比它到焦点的
距离小
3
, 则
p=
( )
A. 3 B. 6 C. 8 D. 12
13.
(多选题) 点
M
(
1
,
1
) 到抛物线
y=
ax
2
的准线的距离为
2
, 则
a
的值可以为
( )
A.
1
4
B. -
1
12
C.
1
12
D. -
1
4
14.
(多选题 ) 已知抛物线
C
:
y
2
=2px
(
p>0
) 的焦点
F
到准线的距离为
2
, 过点
F
的直线与抛物线交于
P
,
Q
两点,
M
为线段
PQ
的中点,
O
为坐标原点, 则 ( )
A.
抛物线
C
的准线方程为
y=1
B.
线段
PQ
长度的最小值为
4
C. M
的坐标可能为 (
3
,
2
)
D. O
O$
P
·
O
O$
Q =-3
15.
若抛物线
y
2
=2x
上有两点
A
,
B
, 且
AB
垂直于
x
轴, 若
|AB|=2 2
姨
, 则点
A
到
抛物线的准线的距离为
.
*
16.
设
P
是抛物线
y
2
=4x
上的一个动点,
F
为抛物线的焦点
.
(
1
) 若点
P
到直线
x=-1
的距离为
d
,
A
(
-1
,
1
), 求
|PA|+d
的最小值;
(
2
) 若
B
(
3
,
2
), 求
|PB|+|PF|
的最小值
.
78
高中数学选择性必修 第一册 (人教 B 版) 精编版
物线
y
2
=4x
的焦点为 (
1
,
0
),
∴a=1
, 因此离心率为
c
a
=
2
, 故选
A.
10. 4 4
【解析 】 在双曲线
C
:
x
2
3
-y
2
=1
中,
a
2
=3
,
b
2
=1
,
∴c
2
=a
2
+b
2
=4
, 即
c=2
, 因此焦距
2c=4. ∵
双曲线
C
的右焦点与抛物线
y
2
=2px
(
p>0
) 的焦点重合,
∴
在抛物
线
y
2
=2px
(
p>0
) 中,
p
2
=c
,
∴p=4.
提升练习
11. B
【解析】 设线段
AB
的中点
为
M
, 如图所示 ,
l
是抛物线的准
线, 过点
A
作
AA
1
⊥l
于点
A
1
, 过点
M
作
MM
1
⊥l
于
M
1
点, 交
y
轴于点
N
,
过 点
B
作
BB
1
⊥l
于 点
B
1
,
∵ |AF |=
|AA
1
|
,
|BF|=|BB
1
|
,
∴|AA
1
|+|BB
1
|=8.
由点
M
是线段
AB
的中点知 ,
|MM
1
|=
1
2
(
|AA
1
|+|BB
1
|
)
=4.
∵2p=4
,
∴p=2.
因此
|M
1
N|=1
,
∴|MN|=3
, 故选
B.
12. C
【解析】 由题意得
抛物线的焦点
F
(
0
,
2
), 准
线方程为
y=-2
, 过点
P
作
PP
1
垂直于准线 , 交准线于
P
1
, 过
A
作
AA
1
垂 直 于 准
线, 交准线于
A
1
, 如图所示
.
根据抛物线的定义可知
|PF|=|PP
1
|
,
∵A
(
4
,
5
),
∴|AF|=
4
2
+
(
5-2
)
2
姨
=5
,
|AA
1
|=5-
(
-2
)
=7. C
△PAF
=|AF|+|AP|+|PF|=
|AF|+|AP|+|PP
1
|≥|AF|+|AA
1
|=5+7=12
, 故选 C.
13. AC
【解析】
∵
抛物线 C
的方程为
y
2
=2px
(
p>0
),
∴
焦点 F
p
2
,
, &
0
.
设 M
(
x
,
y
), 由抛物线的定义 , 知
|MF|=x+
p
2
=5
, 解得 x=5-
p
2
. ∵
圆心是 MF
的中点,
∴
根
据中点坐标公式, 可得圆心的横坐标为
5
2
, 圆的半径也
为
5
2
, 故该圆与 y 轴相切于点 (0
,
2
), 故圆心的纵
坐标为
2
, 则点 M 的纵坐标为 4
, 即 M
5-
p
2
,
, &
4
.
将点
M
5-
p
2
,
, &
4
代入抛物线方程, 得 p
2
-10p+16=0
, 解得 p=
2
或 p=8
,
∴
抛物线 C 的标准方程为 y
2
=4x
或
y
2
=16x.
故
选 AC.
14. y
2
=-8x
【解析】 如图所示, 设点 P
到直线
l
的距
离为
d
, 则
|PC|=d+1.
设 P
(
x
,
y
), 则
(
x+2
)
2
+y
2
姨
=|x-1|+1.
由图形知, x≤1
,
∴x-1≤0.
因此,
(
x+2
)
2
+y
2
姨
=2-x.
化简得,
y
2
=-8x.
15. C
【解析】 易知抛物线
C
:
x
2
=4y
的焦点为
F
(
0
,
1
),
∴
抛物线的准线
l
的方程为
y=-1.
又
∵
点
A
的坐标
为 (
2
,
0
),
∴
直线
AF
的斜率
k=
0-1
2-0
=-
1
2
.
如图, 过点
M
作
MG⊥l
于点
G
, 根据抛物线的定义知
|FM|=|MG|.
在
Rt△MNG
中, 易知
tan∠MNG=-k=
1
2
,
∴
|MG|
|NG|
=
1
2
, 即
|NG |=2 |MG|
,
∴ |MN|=
|MG|
2
+|NG|
2
姨
=
5
姨
|MG|
,
∴|FM| ∶ |MN|=1 ∶
5
姨
.
故选
C.
16.
解 : 如图 , 在探照灯的轴
截面所在平面内建立平面直角坐标
系, 使探照灯的顶点 (即抛物线的
顶点) 与原点重合,
x
轴垂直于灯
口直径
.
设抛物线的标准方程为
y
2
=
2px
(
p>0
), 由已知条件可得点
A
的坐标是 (
40
,
30
), 且在抛物线上, 代入方程得
30
2
=
2p
·
40
, 解得
p=
45
4
, 故所求抛物线的标准方程为
y
2
=
45
2
x
, 焦点坐标是
45
8
,
, &
0
.
2.7.2
抛物线的几何性质
学习手册
变式训练
1
解: 当抛物线焦点在
x
轴正 半 轴上 时 , 如 图所 示 ,
∵
△OAB
为等边三角形 , 且边长为
1
,
∴A
3
姨
2
,
1
2
, &
.
设抛物线方程
为
y
2
=2px
(
p>0
),
∴
1
4
=2p
·
3
姨
2
,
∴p=
3
姨
12
,
∴
抛物线方程为
y
2
=
3
姨
6
x.
同理, 当抛物
线的焦点在
x
轴负半轴上时, 方程为
y
2
=-
3
姨
6
x.
变式训练
2
5
4
【解析】 根据抛物线定义与梯形中位线
定理, 得线段
AB
的中点到
y
轴的距离为
1
2
(
|AF|+|BF|
)
-
1
4
=
3
2
-
1
4
=
5
4
.
x
y
O
M
N
F
A
B
A
1
B
1
M
1
l
第
11
题答图
x
y
O
A
P
A
1
P
1
1 2 3 4 5
5
4
3
2
1
-3 -2 -1
-1
-2
-3
F
第
12
题答图
x
y
O
M
N
G
F
l
A
第
15
题答图
x
y
O
F
A
B
第
16
题答图
x
y
O
A
B
变式训练
1
答图
x
y
O
d
l
C
P
第
14
题答图
110
参 考 答 案
变式训练
3 y
2
=16x
【解析】 如图所
示, 由题意可得
|DF|
|BF|
=cos30°
,
|DF|=
p
,
∴|BF|=
2p
3
姨
,
∴|AF|=
2p
3
姨
.
由抛物线的定义知, 点
A
到准
线的距离也为
2p
3
姨
.
∵△ABC
的面积为
128
3
,
∴
1
2
×
2p
3
姨
×
2p
3
姨
=
128
3
,
∴p=8
,
∴
抛物线的标准方程为
y
2
=16x.
变式训练
4
15
8
【解析】 设
AB
的中点为
P
(
x
0
,
y
0
), 分
别过
A
,
P
,
B
三点作准线的垂线, 垂足分别为
A′
,
Q
,
B′.
由题意得
|AA′|+|BB′|=|AB|=4
,
|PQ|=
|AA′|+|BB′|
2
=2.
又
∵|PQ|=y
0
+
1
8
,
∴y
0
+
1
8
=2
, 解得
y
0
=
15
8
.
随堂练习
1. D
【解析】
∵
抛物线 x
2
=2py
(
p>0
) 的准线经过点
(
-1
,
-1
),
∴
p
2
=1
,
∴
该抛物线的焦点坐标为 (
0
,
1
)
.
故选
D.
2. C
【解析】 由抛物线定义可知, 点 P
到焦点
F 的
距离即为点 P 到抛物线准线 x=-
p
2
的距离, 即
6+
p
2
=8
,
解得 p=4.
又
∵
焦点 F 到抛物线准线的距离为 p, 所求距
离为
4.
故选
C.
3. A
【解析】 如图, 过点 A
作
准线的垂线
AC
, 过点
F
作
AC
的垂
线
FB
, 垂足分别为
C
,
B.
由题意
知∠BFA=∠OFA-90°=30°.
又
∵|AF|=
4
,
∴|AB|=2.
点 A
到准线的距离
d=
|AB|+|BC|=p+2=4
, 解得 p=2
, 则抛
物线 y
2
=4x
的准线方程是 x=-1.
故
选
A.
4. D
【解析 】 由题意知 , △PMF
为等边三角形 ,
PF=PM
,
∴PM⊥
抛物线的准线
.
设 P
m
2
4
,
, '
m
, 则 M(-1
,
m), 等边三角形边长为 1+
m
2
4
. ∵F
(
1
,
0
),
∴
由 PM=FM,
得
1+
m
2
4
=
4+m
2
姨
, 解得 m=2
3
姨
,
∴
等边三角形边长
为
4
, 其面积为
4
3
姨
.
故选
D.
5. 8 7
【解析 】 由抛物线 y
2
=mx
的焦点坐标
F
为
(
2
,
0
), 可得
m
4
=2
, 即 m=8
, 则抛物线 y
2
=8x
的准线方
程为 x=-2.
过点 P 作直线 x=-2
的垂线, 垂足为 C
, 则
|PA|+|PF|=
|PA|+|PC|≥|AC|.
当
A
,
P
,
C
三点共线时,
|PA|+|PF|
取得
最小值, 且为
|AC|=5-
(
-2
)
=7.
6. 4
【解析】 设 A
(
x
1
, y
1
), B
(
x
2
, y
2
), 则 AB
的中
点的横坐标 x
0
=
x
1
+x
2
2
.
又
∵
抛物线的准线方程为 x=-1
, 且
|AB|=10
,
∴x
1
+x
2
+p=x
1
+x
2
+2=10
,
∴x
1
+x
2
=8
,
∴x
0
=
x
1
+x
2
2
=4.
练习手册
效果评价
1. B
【解析】 抛物线
y=4x
2
化为标准式为
y
4
=x
2
,
2p=
1
4
, 故焦点在
y
轴上, 开口向上, 焦点坐标为
0
,
1
16
, 6
,
故选
B.
2. D
【解析】 根据题意, 抛物线的焦点在
x
轴的正
半轴上, 设其标准方程为
y
2
=2px
(
p>0
), 又由焦点到准
线的距离为
4
, 即
p=4
, 故抛物线的标准方程为
y
2
=8x
,
故选
D.
3. B
【解析 】
∵
抛物线
x
2
=8y
的准线方程为
y=-2
,
圆
x
2
+y
2
-6x=0
整理得(
x-3
)
2
+y
2
=9
, 则圆心坐标为 (
3
,
0
),
半径为
r=3
, 则圆心到直线
y=-2
的距离为
d=2
, 因此
y=-2
被圆
x
2
+y
2
-6x=0
截得的线段长为
2 r
2
-d
2
姨
=2
5
姨
.
故选
B.
4. B
【解析 】
∵
抛物
线上的点
P
到准线的距离
等于到焦点
F
的距离 ,
∴
过焦点
F
作直线
4x-3y+
16=0
的垂线, 则
F
到直线
的距离为
d
1
+d
2
的最小值,
如 图 所 示 ,
∴
(
d
1
+d
2
)
min
=
|4-0+16|
4
2
+3
2
姨
=4.
故选
B.
5. AC
【解析】 若抛物线的焦点在
x
轴上, 设抛物线
的方程为
y
2
=2px
(
p>0
), 又
∵
抛物线经过点
P
(
4
,
-2
),
∴
(
-2
)
2
=2p×4
, 解得
p=
1
2
,
∴
抛物线的方程为
y
2
=x.
若抛
物线的焦点在
y
轴上, 设抛物线的方程为
x
2
=-2py
(
p>
0
), 又
∵
抛物线经过点
P
(
4
,
-2
),
∴4
2
=-2p×
(
-2
), 解
得
p=4
,
∴
抛物线的方程为
x
2
=-8y.
故选
AC.
6. ABD
【解析】 将
A
(
-2
,
4
) 代入抛物线方程可得
p=4
, 因此抛物线方程为
y
2
=-8x
,
∴
准线方程为
x=2
,
焦点坐标为 (
-2
,
0
), 故
A
,
B
正确; 易知
AF⊥x
轴 ,
∴B
(
-2
,
-4
), 故
C
错误; 又
∵|AB|=8
,
∴S
△OAB
=
1
2
×8×2=
8
, 故
D
正确
.
故选
ABD.
7. y
2
=16x
【解析】 依题意知 , 椭圆的右焦点
F
2
(
4
,
x
y
O
F
A
B
C
D
变式训练
3
答图
x
y
O
F
A
B
C
第
3
题答图
x
y
O
F
P
x=-1
y
2
=4x
4x-3y+16=0
第
4
题答图
111
高中数学选择性必修 第一册 (人教 B 版) 精编版
0
), 设抛物线的方程为
y
2
=2px
(
p>0
), 则
p
2
=4
,
∴p=8
,
∴
抛物线的方程为
y
2
=16x.
8. 2
3
姨
【解析】 根据抛物线方程可求得焦点坐标
为 (
0
,
1
), 准线方程为 y=-1
, 根据抛物线定义, 解得
y
1
=2
, 代入抛物线方程求得 x=±2
2
姨
,
∴
点 M 的坐标
为 (
±2
2
姨
,
2
) ,
∴
点 M
到 原 点 的 距 离 为
|OM |=
2
2
+
(
±2 2
姨
)
2
姨
=2
3
姨
.
9.
解: 设所求抛物线的标准方程为 x
2
=2py
(
p>0
),
设 A
(
x
0
, y
0
), 由题意知 M
0
,
-
p
2
2 #
,
∵|AF|=3
,
∴y
0
+
p
2
=3.
∵|AM|=
17
姨
,
∴x
2
0
+
y
0
+
p
2
2 2
2
=17
,
∴x
2
0
=8
, 代入方程 x
2
0
=
2py
0
得,
8=2p
3-
p
2
2 2
, 解得 p=2
或 p=4
,
∴
所求抛物线的标准方程为 x
2
=4y
或 x
2
=8y.
10.
解: (
1
) 抛物线 y
2
=8x
的
顶点、 焦点、 准线、 对称轴、 变量
x 的 取 值 范 围 分 别 为 ( 0
,
0
) ,
(
2
,
0
), x=-2
,
x
轴,
x≥0.
(
2
) 如图所示
.
由
|OA|=|OB|
可
知
AB⊥x
轴, 垂足为点
M.
∵
焦点
F
是
△OAB
的重心, 则
|OF|=
2
3
|OM|.
∵F
(
2
,
0
),
∴|OM|=
3
2
|OF|=3
,
∴M
(
3
,
0
)
.
故设
A
(
3
,
m
), 代入
y
2
=8x
得
m
2
=24
,
∴m=2
6
姨
或
m=-2
6
姨
.
∴A
(
3
,
2
6
姨
),
B
(
3
,
-2
6
姨
),
∴|OA|=|OB|=
33
姨
,
∴△OAB
的周长为
2
33
姨
+4
6
姨
.
提升练习
11. A
【解析 】 过点
P
向
x
轴作垂线 , 设垂足为
Q
,
∵ ∠PFO =
仔
3
,
|PF |=2
,
∴ |PQ |=
3
姨
,
|QF |=1
,
∴P
p
2
-1
,
± 3
姨
2 #
, 将点
P
的坐标代入
y
2
=2px
, 得
p=3
,
故抛物线
C
的方程为
y
2
=6x.
故选
A.
12. B
【解析】 由题得, 抛物线的准线方程为
y=-
p
2
,
由抛物线的定义可知, 点
P
到焦点的距离等于它到准线
的距离,
∴
点
P
到
x
轴的距离比它到准线
y=-
p
2
的距离
小
3
, 于是得
p
2
=3
,
∴p=6.
故选
B.
13. AB
【解析】 抛物线
y=ax
2
的准线方程为
y=-
1
4a
,
∵
点
M
(
1
,
1
) 到抛物线
y=ax
2
的准线的距离为
2
,
∴
1+
1
4a
=2
, 解得
a=
1
4
或
a=-
1
12
, 故选
AB.
14. BCD
【解析】 焦点
F
到准线的距离为
p=2
,
∴
抛
物线
C
的焦点为 (
1
,
0
), 准线方程为
x=-1
, 故
A
错
误; 当
PQ
垂直于
x
轴时长度最小, 此时
P
(
1
,
2
),
Q
(
1
,
-2
),
∴|PQ|=4
, 故
B
正确; 设
P
(
x
1
,
y
1
),
Q
(
x
2
,
y
2
), 直
线
PQ
的方程为
x=my+1
, 联立
x=my+1
,
y
2
=2px
, 消去
y
可得
x
2
-
(
4m
2
+2
)
x+1=0
, 消去
x
可得
y
2
-4my-4=0
,
∴x
1
+
x
2
=4m
2
+2
,
y
1
+y
2
=4m
, 当
m=1
时 , 可得
M
(
3
,
2
), 故
C
正确 ; 又
∵x
1
x
2
=1
,
y
1
y
2
=-4
,
∴
O
O+
P·O
O+
Q
=x
1
x
2
+y
1
y
2
=-3
,
故
D
正确
.
故选
BCD.
15.
3
2
【解析】 由抛物线
y
2
=2x
, 其准线方程为
x=
-
1
2
,
∵AB
垂直于
x
轴,
|AB|=2
2
姨
,
∴A
到
x
轴的距离
为 2
姨
.
假设
A
在
y
轴上方, 即
y=
2
姨
, 代入抛物线
y
2
=
2x
, 求得
x=1
,
∴
点
A
到抛物线的准线的距离
d=1+
1
2
=
3
2
.
*
16.
解: (
1
) 依题意, 抛物线的焦点为
F
(
1
,
0
),
准线方程为
x=-1.
由已知及抛物线的定义, 可知
|PF|=d
, 于是问题转
化为求
|PA|+|PF|
的最小值
.
由平面几何知识知, 当
F
,
P
,
A
三点共线时 ,
|PA |+|PF |
取得最小值 , 最小值为
|AF |=
5
姨
, 即
|PA|+d
的最小值为 5
姨
.
(
2
) 把点
B
的横坐标代入
y
2
=
4x
中 , 得
y=±2
3
姨
,
∵2
3
姨
>2
,
∴
点
B
在抛物线的内部
.
如图, 过点
B
作
BQ
垂直准线于点
Q
, 交抛物
线于点
P
1
.
由抛物线的定义 , 可知
|P
1
Q|=|P
1
F|
, 则
|PB|+|PF|≥|P
1
B|+|P
1
Q|=
|BQ|=3+1=4
,
∴|PB|+|PF|
的最小值为
4.
2.8 直线与圆锥曲线的位置关系
学习手册
变式训练
1 C
【解析】 由
x+y-3=0
,
x
2
4
+y
2
=1
1
.
.
.
-
.
.
.
/
,
得
x
2
4
+
(
3-x
)
2
=1
,
化简得
5x
2
-24x+32=0
,
∵Δ=24
2
-4×5×32=-64<0
,
∴
方程
无解,
∴
直线与椭圆的位置关系是相离, 故选
C.
变式训练
2 C
【解析】 由双曲线的几何性质可知, 当
直线与渐近线平行时, 直线
l
与
C
有唯一公共点, 由于
双曲线的渐近线方程为
y=±
1
2
x
, 故直线
l
的方程为
y=
1
2
(
x-2
)或
y=-
1
2
(
x-2
), 即
y=
1
2
x-1
或
y=-
1
2
x+1.
故
选
C.
变式训练
3
解: (
1
)
|MF|=1+
p
2
=
3
2
,
∴p=1
, 即抛物
线 C 的方程
为
y
2
=2x.
x
y
O
M
F
A
B
第
10
题答图
x
y
O
x=-1
B
(
3
,
2
)
F
Q
P
1
第
16
题答图
112