内容正文:
3.3.2:抛物线的几何性质
【考点梳理】
· 考点一:抛物线的性质、范围
· 考点二:抛物线的对称性
· 考点三:抛物线的弦长问题
· 考点四:抛物线的中点弦、焦点弦性质问题
· 考点五:抛物线中的参数范围
· 考点六:抛物线的定值、定点问题
【知识梳理】
知识点一:抛物线的简单几何性质
标准方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
图形
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
对称轴
x轴
x轴
y轴
y轴
焦点坐标
F
F
F
F
准线方程
x=-
x=
y=-
y=
顶点坐标
O(0,0)
离心率
e=1
通径长
2p
知识点二:直线与抛物线的位置关系
直线y=kx+b与抛物线y2=2px(p>0)的交点个数决定于关于x的方程组解的个数,即二次方程k2x2+2(kb-p)x+b2=0解的个数.当k≠0时,若Δ>0,则直线与抛物线有两个不同的公共点;若Δ=0,直线与抛物线有一个公共点;若Δ<0,直线与抛物线没有公共点.当k=0时,直线与抛物线的轴平行或重合,此时直线与抛物线有1个公共点.
知识点三:直线和抛物线
1.抛物线的通径(过焦点且垂直于轴的弦)长为2p.
2.抛物线的焦点弦
过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的一条直线与它交于两点A(x1,y1),B(x2,y2),则
①y1y2=-p2,x1x2=;②=x1+x2+p;③+=.
重难点技巧:抛物线的焦半径公式如下:(为焦准距)
(1)焦点在轴正半轴,抛物线上任意一点,则;
(2)焦点在轴负半轴,抛物线上任意一点,则;
(3)焦点在轴正半轴,抛物线上任意一点,则;
(4)焦点在轴负半轴,抛物线上任意一点,则.
【题型归纳】
题型一:抛物线的性质、范围
1.(20-21高二上·江苏扬州·期中)对抛物线,下列描述正确的是( )
A.开口向上,焦点为 B.开口向上,焦点为
C.开口向右,焦点为 D.开口向右,焦点为
2.(23-24高二上·河南·期中)抛物线()上的动点Q到焦点的距离的最小值为2,则 .
3.(20-21高二下·湖南·期中)已知抛物线的焦点为,圆与抛物线在第一象限的交点为,直线与抛物线的交点为,直线与圆在第一象限的交点为,则 ;周长的取值范围为 .
题型二:抛物线的对称性
4.(23-24高二上·浙江温州·期中)已知等边三角形的一个顶点位于原点,另外两个顶点在抛物线上,则这个等边三角形的边长为( )
A. B. C. D.
5.(2023高三·全国·专题练习)已知为坐标原点,垂直抛物线的轴的直线与抛物线交于两点,,则,则( )
A.4 B.3 C.2 D.1
6.(20-21高二上·北京·期末)若正三角形的顶点都在抛物线上,其中一个顶点恰为坐标原点,则这个三角形的面积是( )
A. B. C. D.
题型三:抛物线的弦长问题
7.(24-25高二上·全国)已知抛物线的焦点为,过点且斜率大于0的直线交于两点,若,则的斜率为( )
A. B. C. D.
8.(23-24高二上·宁夏固原·期末)直线过抛物线的焦点,且与该抛物线交于不同的两点、,若,则弦的长是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
9.(23-24高二上·江苏·期中)已知抛物线的焦点为F,过F的直线l与抛物线交于A、B两点,若面积是面积的两倍,则=( )
A.4 B. C.5 D.
题型四:抛物线的中点弦、焦点弦性质问题
10.(22-23高二上·新疆·期末)已知直线与抛物线相交于两点,若线段的中点坐标为,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
11.(2022·江苏·模拟预测)已知抛物线的焦点为F,过点F的直线交拋物线于A,B两点,延长FB交准线于点C,分别过点A,B作准线的垂线,垂足分别记为M,N,若,则的面积为( )
A. B.4 C. D.2
12.(2021·辽宁朝阳·一模)抛物线()的焦点为,过与轴垂直的直线交于点,,有下列四个命题:
甲:点坐标为;
乙:抛物线的准线方程为;
丙:线段长为4;
丁:直线与抛物线相切.
如果只有一个命题是假命题,则该命题是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
题型五:抛物线中的参数范围
13.(20-21高二上·江苏·期末)抛物线的顶点是抛物线上到点的距离最近的点,则实数的a取值范围是( )
A. B. C. D.
14.(2023·全国·模拟预测)已知圆过点,且与直线相切,是圆心的轨迹上的动点,为直线上的动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
15.(20-21高二上·陕西西安·期末)已知抛物线方程为,直线,抛物线上一动点P到直线l的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
题型六:抛物线的定值、定点问题
16.(23-24高二上·四川成都)已知点F是抛物线的焦点,动点P在抛物线上.
(1)写出抛物线的焦点坐标和准线方程;
(2)设直线与抛物线交于D,E两点,若抛物线上存在点P,使得四边形为平行四边形,证明:直线过定点,并求出这个定点的坐标.
17.(21-22高二上·青海玉树·期末)在平面直角坐标系中,动点到点的距离等于点到直线的距离.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)记动点的轨迹为曲线,过点的直线与曲线交于两点,,直线的斜率为,直线的斜率为.证明:为定值.
18.(20-21高二上·广东清远·期末)已知抛物线和圆交于两点,且,其中O为坐标原点.
(1)求的方程.
(2)过的焦点且不与坐标轴平行的直线与交于两点,的中点为,的准线为,且,垂足为.证明:直线的斜率之积为定值,并求该定值.
【高分达标】
一、单选题
19.(23-24高二下·湖南)已知抛物线的焦点为,直线与抛物线在第一象限交于点,则( )
A. B. C. D.
20.(23-24高二下·安徽芜湖)直线与抛物线交于 两点,则 ( )
A.6 B.8 C.10 D.12
21.(23-24高二上·安徽淮北·期末)已知抛物线的焦点,准线为是上一点,是直线与的交点,若,则( )
A.4 B. C.或 D.或4
22.(23-24高二上·江苏南京·期末)在平面直角坐标系xOy中,已知直线与抛物线交于A、B两点(异于O点),若,则实数m的值为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
23.(23-24高二上·广东深圳·期末)已知抛物线:的焦点为,准线为,与轴平行的直线与和分别交于,两点,若直线的斜率为,则( )
A.4 B.或4 C.4或 D.
24.(23-24高二上·江苏无锡·期中)斜率为1的直线经过抛物线()的焦点,且与抛物线相交于两点,线段的长为8,则的值为( )
A. B.1 C.2 D.3
25.(23-24高二上·江苏苏州)已知抛物线,圆,在抛物线上任取一点,向圆作两条切线和,切点分别为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
26.(23-24高二上·江苏泰州·期中)已知(O为坐标原点)的顶点都在抛物线上,若抛物线的焦点F恰好是的重心,则的值为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
27.(23-24高二上·江苏常州·期中)已知抛物线,弦过抛物线的焦点且满足,则弦的中点到轴的距离为( )
A. B.3 C. D.4
28.(23-24高二上·河南洛阳·期中)设抛物线的准线与轴交于点,过点的直线与抛物线交于,两点.设线段的中点为,过点作轴的平行线交抛物线于点.已知的面积为2,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
二、多选题
29.(23-24高二上·江苏无锡·期末)直线与抛物线相交于,两点,若,则( )
A.直线的斜率为定值 B.直线经过定点
C. D.面积的最小值为16
30.(23-24高三上·辽宁抚顺·期末)直线过抛物线的焦点,且与交于M,N两点,则( )
A. B.
C.的最小值为6 D.的最小值为12
31.(23-24高二上·江苏徐州·阶段练习)已知抛物线C:的焦点为,是抛物线上一个动点,点,则下列说法正确的是( )
A.若,则
B.过点与抛物线有唯一公共点的直线有2条
C.的最小值为
D.抛物线C:通径为4
32.(23-24高二上·江苏盐城·期中)已知是抛物线上不同于原点的两点,点是抛物线的焦点,下列说法正确的是( )
A.点的坐标为
B.
C.若,则直线经过定点
D.若点为抛物线的两条切线,则直线的方程为
33.(23-24高二上·江苏盐城·期中)在直角坐标系中,已知抛物线:的焦点为,过点的倾斜角为的直线与相交于,两点,且点在第一象限,的面积是,则( )
A. B.
C. D.
三、填空题
34.(23-24高二上·江苏常州·期末)在平面直角坐标系中,,为抛物线上两个不同的点,为抛物线的焦点,若,则的面积为 .
35.(23-24高二上·江苏南通·期中)已知抛物线的焦点为,过点且斜率为的直线与交于两点,则 .
36.(22-23高二上·河南驻马店·期末)已知动点在抛物线上,过点引圆的切线,切点分别为,,则的最小值为 .
37.(23-24高三上·北京)已知抛物线C的方程为,若倾斜角为锐角的直线l过抛物线的焦点F,与抛物线交于A,B两点,且,则直线l的倾斜角为 .
四、解答题
38.(24-25高二上·江苏南京·期中)设过抛物线的焦点F的直线交抛物线于A,B两点,且这两交点纵坐标分别为,,A,B在抛物线准线上的射影分别为,.
(1)求值;
(2)求证:是直角;
(3)M是线段AB中点,求点M的轨迹方程.
39.(24-25高二上·江苏泰州·阶段练习)已知抛物线的焦点为;直线与抛物线的交点为,,且直线斜率为.
(1)若;求的方程;
(2)若直线与轴的交点为,,求.
40.(23-24高二下·四川成都)已知动点到定点的距离与动点P到定直线的距离之比为1,若动点P的轨迹记为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)不过点F的直线与曲线C相交于A,B两点,且,若AB的垂直平分线交x轴于点N,求点N的坐标.
41.(23-24高二上·浙江杭州·期末)已知A、B是抛物线上异于顶点的两个动点,直线与x轴交于P.
(1)若,求P的坐标;
(2)若P为抛物线的焦点,且弦的长等于6,求的面积.
42.(23-24高二下·吉林长春)已知椭圆的右焦点与抛物线的焦点重合,且椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过抛物线焦点的直线和抛物线相交于M,N两点,,求直线方程.
43.(23-24高二上·江苏扬州·期末)已知抛物线C的顶点为坐标原点,焦点在坐标轴上,且经过点.
(1)求抛物线C的标准方程;
(2)若抛物线C开口向右,准线l上两点P,Q关于x轴对称,直线PA交抛物线C于另一点M,直线QA交抛物线C于另一点N,证明:直线MN过定点.
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3.3.2:抛物线的几何性质
【考点梳理】
· 考点一:抛物线的性质、范围
· 考点二:抛物线的对称性
· 考点三:抛物线的弦长问题
· 考点四:抛物线的中点弦、焦点弦性质问题
· 考点五:抛物线中的参数范围
· 考点六:抛物线的定值、定点问题
【知识梳理】
知识点一:抛物线的简单几何性质
标准方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
图形
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
对称轴
x轴
x轴
y轴
y轴
焦点坐标
F
F
F
F
准线方程
x=-
x=
y=-
y=
顶点坐标
O(0,0)
离心率
e=1
通径长
2p
知识点二:直线与抛物线的位置关系
直线y=kx+b与抛物线y2=2px(p>0)的交点个数决定于关于x的方程组解的个数,即二次方程k2x2+2(kb-p)x+b2=0解的个数.当k≠0时,若Δ>0,则直线与抛物线有两个不同的公共点;若Δ=0,直线与抛物线有一个公共点;若Δ<0,直线与抛物线没有公共点.当k=0时,直线与抛物线的轴平行或重合,此时直线与抛物线有1个公共点.
知识点三:直线和抛物线
1.抛物线的通径(过焦点且垂直于轴的弦)长为2p.
2.抛物线的焦点弦
过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的一条直线与它交于两点A(x1,y1),B(x2,y2),则
①y1y2=-p2,x1x2=;②=x1+x2+p;③+=.
重难点技巧:抛物线的焦半径公式如下:(为焦准距)
(1)焦点在轴正半轴,抛物线上任意一点,则;
(2)焦点在轴负半轴,抛物线上任意一点,则;
(3)焦点在轴正半轴,抛物线上任意一点,则;
(4)焦点在轴负半轴,抛物线上任意一点,则.
【题型归纳】
题型一:抛物线的性质、范围
1.(20-21高二上·江苏扬州·期中)对抛物线,下列描述正确的是( )
A.开口向上,焦点为 B.开口向上,焦点为
C.开口向右,焦点为 D.开口向右,焦点为
【答案】A
【解析】将抛物线方程改写为标准方程形式,则可根据该方程判断开口方向,以及焦点坐标.
【详解】由题知,该抛物线的标准方程为,
则该抛物线开口向上,焦点坐标为.
故选:A.
2.(23-24高二上·河南·期中)抛物线()上的动点Q到焦点的距离的最小值为2,则 .
【答案】4
【分析】利用抛物线定义,结合抛物线范围求解即得.
【详解】抛物线的准线方程为,设,显然,当且仅当时取等号,
则点到焦点的距离,当且仅当时取等号,因此,
所以.
故答案为:4
3.(20-21高二下·湖南·期中)已知抛物线的焦点为,圆与抛物线在第一象限的交点为,直线与抛物线的交点为,直线与圆在第一象限的交点为,则 ;周长的取值范围为 .
【答案】 4
【分析】抛物线与圆的方程联立求得点的坐标;利用抛物线的定义转化,再求周长的取值范围.
【详解】
设与抛物线的准线交于点,则
周长为
又∴周长.
故答案为:;
题型二:抛物线的对称性
4.(23-24高二上·浙江温州·期中)已知等边三角形的一个顶点位于原点,另外两个顶点在抛物线上,则这个等边三角形的边长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设另外两个顶点的坐标分别为,由图形的对称性可以得到方程,解此方程得到的值,即可得到答案.
【详解】由题意,依据抛物线的对称性,及等边三角形的一个顶点位于原点,另外两个顶点在抛物线上,
可设另外两个顶点的坐标分别为,
,解得,
故这个等边三角形的边长为.
故选:A.
5.(2023高三·全国·专题练习)已知为坐标原点,垂直抛物线的轴的直线与抛物线交于两点,,则,则( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】D
【分析】由题知为等腰直角三角形,进而得,再代入方程求解即可.
【详解】解:∵,∴,∴,
∵,且轴,
∴由抛物线的对称性为等腰直角三角形,
设与轴的交点为,
∴,即,
∴将代入得,解得.
故选:D.
6.(20-21高二上·北京·期末)若正三角形的顶点都在抛物线上,其中一个顶点恰为坐标原点,则这个三角形的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设三角形其中一个顶点为,根据三角形为正三角形,由求得x即可.
【详解】设三角形其中一个顶点为,
因为三角形是正三角形,
所以,即,
解得,
所以三角形的两个顶点为,
所以三角形的面积为,
故选:A
题型三:抛物线的弦长问题
7.(24-25高二上·全国)已知抛物线的焦点为,过点且斜率大于0的直线交于两点,若,则的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设出直线方程,联立曲线后借助焦点弦公式计算即可得.
【详解】依题意,设直线的方程为,
由,得,所以,
所以,
解得,所以直线的斜率为.
故选:B.
8.(23-24高二上·宁夏固原·期末)直线过抛物线的焦点,且与该抛物线交于不同的两点、,若,则弦的长是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【分析】利用抛物线的焦点弦公式可求得弦的长.
【详解】抛物线的准线方程为,
因为直线过抛物线的焦点,
且与该抛物线交于不同的两点、,
则.
故选:D.
9.(23-24高二上·江苏·期中)已知抛物线的焦点为F,过F的直线l与抛物线交于A、B两点,若面积是面积的两倍,则=( )
A.4 B. C.5 D.
【答案】B
【分析】当直线l的斜率为0时,不合要求,设过F的直线l的方程为,与抛物线联立后得到两根之和,两根之积,根据面积之比得到,从而求出,,进而由抛物线焦点弦公式进行计算.
【详解】由题意得,当直线l的斜率为0时,此时与抛物线只有1个交点,不合要求,舍去;
设过F的直线l的方程为,与抛物线联立得,
,
设,,则,
因为面积是面积的两倍,所以,
则,解得,则,
则,解得,
故,
则.
故选:B
题型四:抛物线的中点弦、焦点弦性质问题
10.(22-23高二上·新疆·期末)已知直线与抛物线相交于两点,若线段的中点坐标为,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用点差法可求得直线斜率,由直线点斜式方程可整理得到结果.
【详解】设,
由得:,
线段的中点为,,,
,即直线的斜率为,
直线的方程为:,即.
故选:A.
11.(2022·江苏·模拟预测)已知抛物线的焦点为F,过点F的直线交拋物线于A,B两点,延长FB交准线于点C,分别过点A,B作准线的垂线,垂足分别记为M,N,若,则的面积为( )
A. B.4 C. D.2
【答案】A
【分析】利用抛物线的定义结合条件可得,,进而可得.
【详解】法一:由题意可知,,则,抛物线的准线方程为直线,
则,,
因为,
所以,所以,所以,
所以,,
所以.
因为,
所以,
解得,所以,点F到AM的距离为,
所以.
法二:因为,
所以,所以,即.
连接FM,又,
所以为等边三角形.
易得,所以.
故选:A.
12.(2021·辽宁朝阳·一模)抛物线()的焦点为,过与轴垂直的直线交于点,,有下列四个命题:
甲:点坐标为;
乙:抛物线的准线方程为;
丙:线段长为4;
丁:直线与抛物线相切.
如果只有一个命题是假命题,则该命题是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】B
【分析】观察题意,甲与乙不能同时存在,因此可设其中一个正确进行推导判断其他选项,可得结论.
【详解】解:抛物线()的焦点坐标为,
若,则,,甲正确;
抛物线的准线方程为,乙错误;
抛物线的通径为,丙正确;
抛物线方程为,与联立,可得,即,
可得直线与抛物线相切于,丁正确.
若,则,可得,甲错误;
准线方程为,乙正确;
抛物线的通径为,丙错误,不合题意.
故,甲、丙、丁正确,乙错误.
故选:B.
题型五:抛物线中的参数范围
13.(20-21高二上·江苏·期末)抛物线的顶点是抛物线上到点的距离最近的点,则实数的a取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设是抛物线上任一点,求出,由时取得最小值可得的范围.
【详解】设是抛物线上任一点,
则,
∵,∴当,即时,时,.
故选:D.
14.(2023·全国·模拟预测)已知圆过点,且与直线相切,是圆心的轨迹上的动点,为直线上的动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据抛物线定义得点的轨迹方程,然后设出点的坐标,再利用点到直线的距离公式求出到直线的距离,从而求出的最小值.
【详解】由题意可知点到直线的距离等于点到点的距离,
所以点的轨迹是以为焦点,直线为准线的抛物线,且焦点到准线的距离,
所以点的轨迹方程为.
设,则点到直线的距离
,所以的最小值为.
故选:A.
15.(20-21高二上·陕西西安·期末)已知抛物线方程为,直线,抛物线上一动点P到直线l的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用方程设点,利用点到直线的距离公式计算距离求最值即可.
【详解】设抛物线上的动点,,
则点P到直线l的距离.
∵,∴时.
故选:D.
题型六:抛物线的定值、定点问题
16.(23-24高二上·四川成都)已知点F是抛物线的焦点,动点P在抛物线上.
(1)写出抛物线的焦点坐标和准线方程;
(2)设直线与抛物线交于D,E两点,若抛物线上存在点P,使得四边形为平行四边形,证明:直线过定点,并求出这个定点的坐标.
【答案】(1),
(2)证明见解析,
【分析】(1)直接利用抛物线的性质和准线方程得出;
(2)设直线l为,直曲联立,再由四边形是平行四边形,所以,得到,,代入,最后带入抛物线方程,解出.
【详解】(1)根据抛物线标准方程可得:焦点,准线.
(2)
设,,,,直线l为,联立.
则,,所以,
因为四边形是平行四边形,所以,
则,
所以,,代入,
得:,解得,即直线过定点.
17.(21-22高二上·青海玉树·期末)在平面直角坐标系中,动点到点的距离等于点到直线的距离.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)记动点的轨迹为曲线,过点的直线与曲线交于两点,,直线的斜率为,直线的斜率为.证明:为定值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据抛物线定义及焦准距即得动点的轨迹方程;
(2)先设出直线的方程,与抛物线方程联立,消元后整理成一元二次方程,得出韦达定理,再利用斜率定义,得到的表达式,整理成的对称式,代入韦达定理即得定值.
【详解】(1)因动点到点的距离等于点到直线的距离,故可知动点的轨迹是抛物线,
设其方程为,由题意得,故动点的轨迹方程为:
(2)
如图,因直线的斜率不能为零(否则直线与抛物线只有一个公共点),又过点,
可设由消去并整理得:,
显然设,则由韦达定理,(*)
则,
将(*)代入得:,
故为定值.
18.(20-21高二上·广东清远·期末)已知抛物线和圆交于两点,且,其中O为坐标原点.
(1)求的方程.
(2)过的焦点且不与坐标轴平行的直线与交于两点,的中点为,的准线为,且,垂足为.证明:直线的斜率之积为定值,并求该定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析,定值为
【分析】(1)根据题意得到,代入即可得到答案;
(2)根据题意设直线l的方程为,与抛物线方程联立,得到进而求出定值即可.
【详解】(1)由O为坐标原点,且,得直线的方程为,
代入圆的方程,得,
解得或,则,
将点P的坐标代入的方程,得,则,
故C1的方程为
(2)由(1)可知,,,
因为直线不与坐标轴平行,所以直线斜率存在且不为,
设直线l的方程为,
联立,
整理得,.
设,则,
所以点M的横坐标为,
所以,则,
所以,故T是定值,且定值为
【高分达标】
一、单选题
19.(23-24高二下·湖南)已知抛物线的焦点为,直线与抛物线在第一象限交于点,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】联立求出交点,再利用焦半径公式求解即可.
【详解】由题意得,,
直线与抛物线在第一象限交于点
,解得或,
由于在第一象限,故的横坐标为1,则.
故选:B
20.(23-24高二下·安徽芜湖·阶段练习)直线与抛物线交于 两点,则 ( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【答案】B
【分析】联立直线与抛物线的方程,由韦达定理可得,又因为抛物线 的焦点在直线上,由抛物线的焦半径公式求解即可.
【详解】联立,消去可得,
设,,
所以,
又因为抛物线 的焦点在直线上,
.
故选:B.
21.(23-24高二上·安徽淮北·期末)已知抛物线的焦点,准线为是上一点,是直线与的交点,若,则( )
A.4 B. C.或 D.或4
【答案】C
【分析】由得或,利用平面向量坐标的线性运算可求出点的横坐标,再利用抛物线的焦半径公式可求得的值.
【详解】依题意,焦点,准线,设点,,
由得或,
,
当时,,即,则;
当时,,,即,则.
.
综上所述,的值为或.
故选:C.
22.(23-24高二上·江苏南京·期末)在平面直角坐标系xOy中,已知直线与抛物线交于A、B两点(异于O点),若,则实数m的值为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【答案】D
【分析】联立方程组,由题意和韦达定理得,可解.
【详解】依题意,设
联立方程组,,得,
所以,
因为,即,
解得.
故选:D
23.(23-24高二上·广东深圳·期末)已知抛物线:的焦点为,准线为,与轴平行的直线与和分别交于,两点,若直线的斜率为,则( )
A.4 B.或4 C.4或 D.
【答案】C
【分析】先求得直线的方程,然后通过联立方程组求得点的横坐标,进而求得.
【详解】抛物线:的,所以抛物线的准线方程为,焦点为,
直线的方程为,
由消去并化简得,
解得或,
所以或,C选项正确.
故选:C
24.(23-24高二上·江苏无锡·期中)斜率为1的直线经过抛物线()的焦点,且与抛物线相交于两点,线段的长为8,则的值为( )
A. B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】先设点和,设直线方程为,联立直线和抛物线方程,利用弦长公式可计算出的值.
【详解】设点和,设直线方程为,
联立方程:,可得:,
,
线段的长为:,
得,
故选:C.
25.(23-24高二上·江苏苏州·阶段练习)已知抛物线,圆,在抛物线上任取一点,向圆作两条切线和,切点分别为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设点,由已知关系,可用点坐标表示出,在中,由,进而可推出,根据的范围,即可得到结果.
【详解】
由已知,,.
如图,设点,则,
,
在中,有
,
易知,则,
则,
因为,所以当时,取得最大值,
又,所以,.
所以,的取值范围是.
故选:A.
26.(23-24高二上·江苏泰州·期中)已知(O为坐标原点)的顶点都在抛物线上,若抛物线的焦点F恰好是的重心,则的值为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】A
【分析】确定,设, ,根据重心坐标公式计算得到点坐标,再利用两点间距离公式计算得到答案.
【详解】抛物线,则焦点,设, ,
则,解得或,
不妨取,,
则.
故选:A
27.(23-24高二上·江苏常州·期中)已知抛物线,弦过抛物线的焦点且满足,则弦的中点到轴的距离为( )
A. B.3 C. D.4
【答案】C
【分析】根据可得,再根据韦达定理即可求出的坐标,进而可求解.
【详解】
抛物线的焦点,
设,假设,
显然弦所在的直线的斜率存在且不等于零,
设弦所在的直线方程为,
联立,消去可得,,
所以,
因为,所以,则,
所以,解得,所以,
所以,
所以弦的中点的坐标为,
所以弦的中点轴的距离为,
故选:C.
28.(23-24高二上·河南洛阳·期中)设抛物线的准线与轴交于点,过点的直线与抛物线交于,两点.设线段的中点为,过点作轴的平行线交抛物线于点.已知的面积为2,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用抛物线的图象与性质、直线方程、一元二次方程根与系数的关系、三角形面积公式运算即可得解.
【详解】解:
如上图,由题意,抛物线的准线为,可得.
∵直线与抛物线交于,两点,∴直线的斜率存在且不为,
∴设直线方程为,
将其代入,化简并整理得:.
由,得.
设,,则,,
∴.
∵是的中点,∴.过点平行轴的直线为,
与抛物线交点为知,所以.
又∵,则,
∴的面积.
由已知条件知,∴,解得(满足),解得:.
∴直线的方程为,即,
∴直线的斜率为.
故选:A.
二、多选题
29.(23-24高二上·江苏无锡·期末)直线与抛物线相交于,两点,若,则( )
A.直线的斜率为定值 B.直线经过定点
C. D.面积的最小值为16
【答案】BCD
【分析】根据给定条件,设出直线的方程,与抛物线方程联立,结合韦达定理逐项判断即得.
【详解】显然直线不垂直于y轴,设直线的方程为,,
由消去x得,则,
则,,且,
由,得,而,解得,满足,
因此直线恒过定点,且,BC正确;
的面积,当时取等号,D正确,
显然直线是过点,且绕着该点旋转并与抛物线相交的直线,直线的斜率不为定值,A错误.
故选:BCD
30.(23-24高三上·辽宁抚顺·期末)直线过抛物线的焦点,且与交于M,N两点,则( )
A. B.
C.的最小值为6 D.的最小值为12
【答案】BD
【分析】先根据题意及直线过定点即可判断A,B;再根据抛物线的性质知直线垂直于轴,取得最小值,进而即可判断C,D.
【详解】对于A,B,由直线与轴的交点坐标为,则,即,故A错误,B正确;
对于C,D,当直线垂直于轴,即时,取得最小值,且最小值为.故C错误,D正确.
故选:BD.
31.(23-24高二上·江苏徐州·阶段练习)已知抛物线C:的焦点为,是抛物线上一个动点,点,则下列说法正确的是( )
A.若,则
B.过点与抛物线有唯一公共点的直线有2条
C.的最小值为
D.抛物线C:通径为4
【答案】AD
【分析】根据焦半径公式列方程求解判断A,分类讨论,设直线方程,与抛物线联立,判别式法判断B,利用三点共线距离和最短判断C,根据通径定义求解判断D.
【详解】由抛物线知,,焦点为,
对于A,因为,所以,所以,正确;
对于B,当过点的直线斜率不存在时,即直线为y轴时,满足直线与抛物线有唯一公共点;
当过点的直线斜率为0时,直线为,满足直线与抛物线有唯一公共点;
当过点的直线斜率存在且不为0时,设直线为,
联立,得,
由题意,解得,
所以过点与抛物线有唯一公共点的直线有3条,错误;
对于C,,当且仅当三点共线时,等号成立,错误;
对于D,联立,得,所以通径两端点坐标为,
所以抛物线C:通径为4,正确.
故选:AD
32.(23-24高二上·江苏盐城·期中)已知是抛物线上不同于原点的两点,点是抛物线的焦点,下列说法正确的是( )
A.点的坐标为
B.
C.若,则直线经过定点
D.若点为抛物线的两条切线,则直线的方程为
【答案】ACD
【分析】根据抛物线的方程可得焦点坐标可判断A,根据焦点弦的性质可判断B,根据垂直关系得,由两点坐标求解直线方程即可判断C,根据切线方程求出切点坐标,进而根据两点求解直线方程即可求解D.
【详解】因为拋物线,故的坐标为故A正确;
由于当直线过焦点时,由抛物线定义可得,但直线不一定过焦点,故B错误;
若,故,即或(舍去),
因为直线,即,得,故直线经过定点,故C正确;
设过点的切线方程为,联立 ,
所以,故 或,所以方程的根为,
故切线方程中分别为和,故,
,
可得直线,即,故D正确.
故选:ACD.
33.(23-24高二上·江苏盐城·期中)在直角坐标系中,已知抛物线:的焦点为,过点的倾斜角为的直线与相交于,两点,且点在第一象限,的面积是,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】联立直线与抛物线方程,利用根与系数的关系和焦半径公式求出弦长,由点到直线的距离公式结合的面积求解,从而利用焦半径公式求解,逐项判断即可.
【详解】抛物线的焦点为,准线为,
设过焦点的直线方程为设直线:,,,
联立直线与抛物线方程得消元得,
由韦达定理可得,,所以,
又点到直线的距离是,所以,得,所以,故选项A错误,B正确;
由知,解得,
所以,故选项C正确;
,故选项D正确;
故选:BCD.
三、填空题
34.(23-24高二上·江苏常州·期末)在平面直角坐标系中,,为抛物线上两个不同的点,为抛物线的焦点,若,则的面积为 .
【答案】/
【分析】根据抛物线的标准方程及几何性质,求出直线的方程,与抛物线的方程联立,求出,的坐标,进而得到,再由点到直线的距离公式,求出的高,即可求得的面积.
【详解】由抛物线的对称性,不妨设直线的斜率为正,如图所示,
设抛物线的准线为,过点作垂直于且交于点,过点作垂直于且交于点,过点作垂直于且交于,
则,所以直线的倾斜角为,
又,故直线的方程为,
联立,消整理得,即,解得或,
则,,所以,
又原点到直线的距离为,所以,
当直线的斜率为负,即直线的倾斜角为时,同理可求.
故答案为:.
35.(23-24高二上·江苏南通·期中)已知抛物线的焦点为,过点且斜率为的直线与交于两点,则 .
【答案】
【分析】根据题意,求得抛物线方程为,直线方程为,联立方程组,结合抛物线的焦点弦长公式,即可求解.
【详解】如图所示,由抛物线的焦点为,
可得,解得,所以抛物线的方程为,
又由过点且斜率为的直线,
联立方程组,整理得,其中,
设,可得,
又由抛物线的定义,可得.
故答案为:.
36.(22-23高二上·河南驻马店·期末)已知动点在抛物线上,过点引圆的切线,切点分别为,,则的最小值为 .
【答案】/
【分析】设圆心为,由四边形的面积得,利用转化为,再由距离公式求的最小值即可.
【详解】
设圆心为,半径为2,则四边形的面积,
所以,
又在中,,
所以,
设,则,
所以当时,有最小值,
此时有最小值
故答案为:
【点睛】关键点点睛:此题中求有最小值关键是利用四边形的面积将的表达式求出来,再转化为的函数求最值.
37.(23-24高三上·北京·开学考试)已知抛物线C的方程为,若倾斜角为锐角的直线l过抛物线的焦点F,与抛物线交于A,B两点,且,则直线l的倾斜角为 .
【答案】
【分析】结合抛物线的定义,结合几何性质,即可求直线的倾斜角.
【详解】如图,直线为抛物线的准线,过点分别作垂直于,作,
因为,,且,所以,
则,,
所以,则,即直线的倾斜角为.
故答案为:
四、解答题
38.(24-25高二上·江苏南京·期中)设过抛物线的焦点F的直线交抛物线于A,B两点,且这两交点纵坐标分别为,,A,B在抛物线准线上的射影分别为,.
(1)求值;
(2)求证:是直角;
(3)M是线段AB中点,求点M的轨迹方程.
【答案】(1);
(2)证明见解析;
(3).
【分析】(1)设直线为,联立抛物线并应用韦达定理即可求结果;
(2)由题设有,且,进而得到,即可证结论;
(3)根据题设有,结合(1)有,即可得轨迹方程.
【详解】(1)由题设,焦点,直线可设为,联立抛物线有,
所以,由直线与抛物线有两个交点,即,则.
(2)如下图示,由题意易知,则,,
又,则,,
综上,,,即,
而,即,
所以,得证.
(3)由题意,由(1)知:,,
所以,故,
所以轨迹为.
39.(24-25高二上·江苏泰州·阶段练习)已知抛物线的焦点为;直线与抛物线的交点为,,且直线斜率为.
(1)若;求的方程;
(2)若直线与轴的交点为,,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设出直线的方程并与抛物线方程联立,化简写出根与系数关系,结合抛物线的定义来求得直线的方程.
(2)根据来进行求解,利用弦长公式求得.
【详解】(1)抛物线的焦点为,,
设直线的方程为,
由消去并化简得,
,
设,则,
,解得,
所以直线的方程为.
(2)由,令,解得,则,
依题意,,,
所以,则,
结合,解得,
所以.
40.(23-24高二下·四川成都·开学考试)已知动点到定点的距离与动点P到定直线的距离之比为1,若动点P的轨迹记为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)不过点F的直线与曲线C相交于A,B两点,且,若AB的垂直平分线交x轴于点N,求点N的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用抛物线的定义可求答案;
(2)联立方程,结合韦达定理,求出的中点坐标,得到AB的垂直平分线,进而得到答案.
【详解】(1)由题可知:动点P的轨迹为焦点在x轴,开口朝右的抛物线,且,曲线C的方程为:;
(2)设直线AB的方程为,,,
直线与抛物线联立:,
,,,即,
,,
又,即,
又,
,即,
又记点M为AB的中点,则,直线MN的方程为,
令,则,故点N为定点,坐标为.
41.(23-24高二上·浙江杭州·期末)已知A、B是抛物线上异于顶点的两个动点,直线与x轴交于P.
(1)若,求P的坐标;
(2)若P为抛物线的焦点,且弦的长等于6,求的面积.
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)设直线的方程为,与抛物线方程联立,根据韦达定理及平面向量数量积公式可求得t的值,从而求出P的坐标;
(2)设直线的方程为,与抛物线方程联立,根据韦达定理及弦长公式可求得的值,再求出点到直线的距离,从而求出的面积.
【详解】(1)因为直线不垂直于y轴,设直线的方程为,,,
由消去x得,,
所以,,,
由,得,
解得,满足,所以直线方程为,
令得,即P的坐标.
(2)由题意知抛物线的焦点为,因为直线不垂直于y轴,设直线的方程为,点,
由消去x得,,
所以,,,
所以,解得,
点到直线的距离为,
所以,
故的面积为.
42.(23-24高二下·吉林长春·开学考试)已知椭圆的右焦点与抛物线的焦点重合,且椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过抛物线焦点的直线和抛物线相交于M,N两点,,求直线方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)利用焦点坐标和离心率可求得椭圆方程;
(2)分别讨论直线斜率是否存在,联立直线和抛物线方程利用焦点弦公式可得,即得直线方程.
【详解】(1)抛物线的焦点坐标为,所以椭圆中,
因为椭圆的离心率为,即,
所以,,
所以椭圆方程为
(2)当直线斜率不存在时,易知此时,不合题意;
所以直线斜率存在,设过抛物线焦点的直线方程为,如下图所:
联立得,
设,则,
根据焦点弦公式可得,
解得,,
所以直线方程为或
43.(23-24高二上·江苏扬州·期末)已知抛物线C的顶点为坐标原点,焦点在坐标轴上,且经过点.
(1)求抛物线C的标准方程;
(2)若抛物线C开口向右,准线l上两点P,Q关于x轴对称,直线PA交抛物线C于另一点M,直线QA交抛物线C于另一点N,证明:直线MN过定点.
【答案】(1)或
(2)证明见解析
【分析】(1)利用待定系数法求出抛物线C的标准方程;
(2)方法1:设,,求出直线的方程,与抛物线方程联立解得点的坐标,同理得点坐标,从而求得直线的方程,可得证;方法2:设,,,与抛物线方程联立,由韦达定理可得,,求出直线的方程,从而得点纵坐标,同理得点纵坐标,由对称性可得证.
【详解】(1)设抛物线C的标准方程为或,
将A坐标代入,得,所以;
将A坐标代入,得,所以,
所以抛物线C的标准方程为或.
(2)方法1:由抛物线C开口向右得标准方程为,
准线,设,,
则,即,
由,得,
所以,
所以,,
所以,
用代m,得,则,
所以,
化简得
所以,直线MN过定点.
方法2:由抛物线C开口向右得标准方程为,准线,
直线MN不垂直于y轴,设,,,
由得,
所以,,
所以,
所以,
令,则,同理.
因为P,Q关于x轴对称,
所以,
则.
所以,直线MN过定点.
【点睛】方法点睛:过定点问题的两大类型及解法
(1)动直线l过定点问题.解法:设动直线方程(斜率存在)为,由题设条件将t用k表示为,得,故动直线过定点;
(2)动曲线C过定点问题.解法:引入参变量建立曲线 C的方程,再根据其对参变量恒成立,令其系数等于零,得出定点.
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