内容正文:
2025高考数学一轮复习-8.9-抛物线-专项训练模拟练习
【A级 基础巩固】
一、单选题
1.设抛物线y=x2上一点P到x轴的距离是1,则点P到该抛物线焦点的距离是( )
A.3 B.4
C.7 D.13
2.抛物线y2=2px(p>0)的焦点F,点M在抛物线上,且|MF|=3,FM的延长线交y轴于点N,若M为线段FN的中点,则p=( )
A.2 B.2
C.4 D.6
3.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△ABF的面积为( )
A.1 B.2
C.4 D.
4.已知抛物线C:x2=4y的焦点为F,P为抛物线上一个动点,A(-1,3),则|PA|+|PF|的最小值为( )
A.3 B.4
C.5 D.6
5.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
6.抛物线C的顶点为坐标原点,焦点在x轴上,直线x=2交C于P,Q两点,C的准线交x轴于点R,若PR⊥QR,则C的方程为( )
A.y2=4x B.y2=6x
C.y2=8x D.y2=12x
7.过抛物线y2=4x的焦点F的直线交该抛物线于点A,B,线段AB的中点M的横坐标为4,则AB长为( )
A.10 B.8
C.5 D.4
8.已知抛物线C:x2=4y的焦点为B,C的准线与y轴交于点A,P是C上的动点,则的最大值为( )
A. B.
C.2 D.2
二、多选题
9.已知抛物线C:y2=2px的焦点为F,准线为l,过F的直线与抛物线C交于A、B两点,则下列说法正确的是( )
A.若F(1,0),则l:x=-
B.若F(1,0),则弦AB最短长度为4
C.存在以AB为直径的圆与l相交
D.若直线AB:y=,且A点在x轴的上方,则=3
10.已知抛物线C:y=ax2的顶点为O,准线为y=-,焦点为F,过F作直线l交抛物线于M,N两点(M在N的左边),则( )
A.a=
B.若直线l经过点(-1,0),则|MN|=
C.线段|MN|的最小值为2
D.若=3,则直线l的斜率为
11.过抛物线C:y2=4x的焦点F作两条互相垂直的直线l1和l2,设直线l1交抛物线C于A,B两点,直线l2交抛物线C于D,E两点,则|AB|+|DE|可能的取值为( )
A.18 B.16
C.14 D.12
三、填空题
12.已知点A(1,)在抛物线C:y2=2px上,则A到C的准线的距离为 .
13.过抛物线C:x2=4y的焦点F的直线l与C交于A、B两点,且=4,O为坐标原点,则△OAB的面积为 .
14.已知直线l:y=kx-2与抛物线C:x2=8y交于A,B两个不同的点,P为AB的中点,F为C的焦点,直线l与y轴交于点Q,则·的取值范围是 .
四、解答题
15.已知抛物线C:y2=3x的焦点为F,斜率为的直线l与C的交点为A,B,与x轴的交点为P.
(1)若|AF|+|BF|=4,求l的方程;
(2)若=3,求|AB|.
【B级 能力提升】
1.设P为抛物线C:y2=4x上的动点,A(2,4)关于P的对称点为B,记P到直线x=-1,x=-3的距离分别为d1,d2,则d1+d2+|AB|的最小值为( )
A.2+2 B.2+2
C.+2 D.++2
2.经过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F,作斜率为2的直线l与抛物线C交于A,B两点,若=λ,则λ=( )
A. B.或3
C.或2 D.3
3.已知抛物线C:x2=2py(p>0),点P在C上,直线2x-y-4=0与坐标轴交于A,B两点,若△ABP面积的最小值为1,则p=( )
A.1 B.
C.1或 D.或
4.已知抛物线C:y2=2x的焦点为F,过点(2,0)的直线交C于P、Q两点,线段PQ的中点为M,则直线MF的斜率的最大值为( )
A. B.
C. D.1
5.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点与椭圆:+y2=1的右焦点重合.
(1)求抛物线C的方程及其准线方程;
(2)记P(4,0),若抛物线C上存在两点B,D,使△PBD为以P为顶点的等腰三角形,求直线BD的斜率的取值范围.
参考答案
【A级 基础巩固】
一、单选题
1.( B )[解析] 因为x2=12y,则准线方程为y=-3,依题意,点P到该抛物线焦点的距离等于点P到其准线y=-3的距离,即3+1=4.故选B.
2.( C )[解析] 设抛物线的准线为l,作MB⊥l于B交y轴于A.由题意知3=|MF|=|MB|=+=.∴p=4.故选C.
3.( B )[解析] 由题意得,F(1,0),则|AF|=|BF|=2,即点A到准线x=-1的距离为2,所以点A的横坐标为-1+2=1,由对称性不妨设A(1,2),所以S△ABF=|BF|·|yA|=2,故选B.
4.( B )[解析] 由题意可知抛物线x2=4y的焦点坐标为F(0,1),准线l的方程为y=-1,过P作PQ⊥l于Q,由抛物线定义可知|PF|=|PQ|,所以|PF|+|PA|=|PQ|+|PA|,则当A,P,Q共线时|PQ|+|PA|取得最小值,所以|PF|+|PA|最小值为3-(-1)=4.故选B.
5.( B )[解析] 由题意得,F(1,0),则|AF|=|BF|=2,即点A到准线x=-1的距离为2,所以点A的横坐标为-1+2=1,不妨设点A在x轴上方,代入得,A(1,2),所以|AB|==2.故选B.
6.( C )[解析] 由题可设抛物线的方程为y2=2px(p>0),则准线方程为x=-,当x=2时,可得y=±2,可得P(2,2),Q(2,-2),又R,PR⊥QR,所以·=-1,即2=4p,解得p=4,所以C的方程为y2=8x.故选C.
7.( A )[解析] 设AB中点为C,则xC=4,过A,B,C分别作准线x=-1的垂线,垂足分别为M,N,D,因为C为AB中点,则易知CD为梯形AMNB的中位线,而|CD|=xC+1=5,所以|AM|+|BN|=2|CD|=10.根据抛物线定义可知|AM|=|AF|,|BN|=|BF|,所以|AB|=|AF|+|BF|=|AM|+|BN|=10.故选A.
8.( B )[解析] 作PN⊥准线(图略),则|PN|=|BP|,sin∠PAN==.当取最大值时,sin∠PAN取得最小值,当且仅当PA与抛物线相切于点P时,等号成立.当PA与抛物线相切时,设直线PA的方程为y=kx-1,代入x2=4y,可得x2-4kx+4=0.由Δ=16k2-16=0,解得k=±1.不妨设点P在第一象限,则P(2,1),|PN|=2,|PA|==2,sin∠PAN=,所以的最大值为.故选B.
二、多选题
9.( BD )[解析] 若F(1,0),则=1⇒p=2,故l:x=-=-1,故A错误;若F(1,0),则=1⇒p=2,则抛物线方程为y2=4x,设过点F(1,0)的直线方程为x=ky+1,联立其与抛物线的方程可得y2-4ky-4=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则Δ=16k2+16>0,y1+y2=4k,故|AB|=x1+x2+p=k(y1+y2)+4=4k2+4≥4,故当k=0时,此时弦AB最短长度为4,故B正确;设AM⊥l于M,BN⊥l于N,Q为AB中点,HQ⊥l于H,易知|QH|=(|AM|+|BN|)=(|AF|+|BF|)=,故以AB为直径的圆与l相切,故C错误;(或AB的中点为E,设过点F的直线方程为x=ky+,联立其与抛物线的方程可得y2-2pky-p2=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),Δ=4p2k2+4p2>0,y1+y2=2pk,因为E,故E,则点E到准线l:x=-的距离为pk2+p,而====pk2+p,故以AB为直径的圆与l相切,故C错误)联立AB:y=与抛物线方程可得3x2-5px+=0,解得x=,或x=,由于A点在x轴的上方,所以xA=,xB=,故A,B,又F,则=(-p,-p),=,所以=3,D正确,故选BD.
10.( ACD )[解析] 抛物线的标准方程为x2=y,准线为y=-,则a>0,2p=,=,∴y=-=-=-,解得a=,故A正确;又F,过F作直线l交抛物线于M,N两点,显然l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+,联立整理得x2-2kx-1=0,Δ=4k2+4>0恒成立,设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=2k,x1x2=-1,|MN|===2(k2+1);B选项,若直线l经过点(-1,0),则k=,|MN|=,故B错误;C选项,当k=0时,|MN|的最小值为2,故C正确;D选项,∵=3,∴-3x1=x2,又x1x2=-1,x1<0,x2>0,解得x1=-,又因为x1+x2=2k,所以k=,故D正确.故选ACD.
11.( AB )[解析] 解法一:由题意可知直线l1,l2的斜率均存在且均不为0.因为抛物线C的焦点为F(1,0),所以不妨设l1的斜率为k,则l1:y=k(x-1),l2:y=-(x-1).由消去y得k2x2-(2k2+4)x+k2=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2==2+.由抛物线的定义,知|AB|=x1+x2+2=4+.同理可得|DE|=4+4k2,所以|AB|+|DE|=8+4≥8+8=16,当且仅当=k2,即k=±1时,等号成立,所以|AB|+|DE|∈[16,+∞),故选AB.
解法二:由图形对称性易知当kAB=1时,|AB|+|DE|取得最小值,且无最大值.此时AB:x-y-1=0.由得x2-6x+1=0.从而x1+x2=6,∴|AB|min=8.∴|AB|+|DE|∈[16,+∞).故选AB.
三、填空题
12.[解析] 由题意可得:()2=2p×1,则2p=5,抛物线的方程为y2=5x,准线方程为x=-,点A到C的准线的距离为1-=.
13.[解析] 易知,抛物线C的焦点为F(0,1),若直线l与y轴重合,则直线l与抛物线C只有一个交点,不合乎题意,
所以,直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+1,设点A(x1,y1)、B(x2,y2),
联立可得x2-4kx-4=0,
则Δ=16k2+16>0,
故x1+x2=4k,①
x1x2=-4,②
又=4,
即(-x1,1-y1)=4(x2,y2-1),
即x1=-4x2,③
由①②③得k=,∴x1+x2=3.
∴S△OAB=|OF||x1-x2|
==.
14.[解析] 由x2=8y可知:F(0,2),
因为直线y=kx-2在纵轴的截距为-2,
所以点Q的坐标为(0,-2),
由⇒x2-8kx+16=0,
因为直线l:y=kx-2与抛物线C:x2=8y交于A,B两个不同的点,
所以Δ=(-8k)2-4×16>0⇒k2>1,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则有x1+x2=8k,x1x2=16,
所以y1+y2=k(x1+x2)-4=8k2-4,所以P(4k,4k2-2),
·=(0,4)·(4k,4k2)=16k2>16,
所以·的取值范围是(16,+∞).
四、解答题
15.[解析] 设直线l:y=x+t,A(x1,y1),B(x2,y2).
(1)由题设得F,故|AF|+|BF|=x1+x2+,由题设可得x1+x2=.
由可得9x2+12(t-1)x+4t2=0,则x1+x2=-.
从而-=,得t=-.所以l的方程为y=x-.
(2)由=3可得y1=-3y2.
由可得y2-2y+2t=0.
所以y1+y2=2.从而-3y2+y2=2,故y2=-1,y1=3.
代入C的方程得x1=3,x2=.故|AB|=.
【B级 能力提升】
1.( A )[解析] 由题意知d2=d1+2,因为A(2,4)关于P的对称点为B,所以|PA|=|PB|,所以d1+d2+|AB|=2d1+2+2|PA|=2(d1+|PA|)+2=2(|PF|+|PA|)+2≥2|AF|+2=2+2,所以当P在线段AF上时,d1+d2+|AB|取得最小值,且最小值为2+2.
2.( C )[解析] 由题意可知F,∴直线l的方程为y=2,
由可得4x2-5px+p2=0,解得x=p或x=,∴λ===2,或者λ===.故选C.
3.( B )[解析] 由题可得⇒x2-4px+8p=0无解,否则若直线和抛物线有交点Q时,当P→Q时,△ABP面积将趋近0,故Δ=16p2-32p<0,解得0<p<2.由图可知,当P恰好为斜率为2的直线和抛物线的切点时,△ABP的面积最小.令y′=x=2⇒P(2p,2p),不妨A(2,0),B(0,-4),则|AB|==2,又(S△ABP)min=1⇒点P到直线AB的距离为,则=,解得p=.故选B.
4.( A )[解析] 易知抛物线C的焦点为F,设点P(x1,y1)、Q(x2,y2),若直线PQ与x轴重合,则直线PQ与抛物线C只有一个公共点,不合乎题意,设直线PQ的方程为x=my+2,联立可得y2-2my-4=0,Δ=4m2+16>0,由韦达定理可得y1+y2=2m,则=m·+2=m2+2,故点M(m2+2,m),kMF=,若直线MF的斜率取最大值,则m>0,所以,kMF==≤=,当且仅当m=(m>0)时,即当m=时,等号成立,故直线MF斜率的最大值为.故选A.
5.[解析] (1)由椭圆方程可得其右焦点为(1,0),
∵抛物线与椭圆右焦点重合,∴=1,即p=2,
故抛物线C的方程为y2=4x,准线为x=-1.
(2)设直线BD的方程为y=kx+m,
联立直线与抛物线方程可得
k2x2+(2km-4)x+m2=0,
则Δ=(2km-4)2-4k2m2>0,可得km<1,
设B(x1,y1),D(x2,y2),∴x1+x2=,x1x2=,
设BD的中点为M(x0,y0),则x0==,y0=kx0+m=,
∵△PBD为以P为顶点的等腰三角形,则PM⊥BD,
则kPM===-,整理可得km=2-2k2,
∵km<1,则2-2k2<1,解得k<-或k>,
故直线BD的斜率的取值范围为∪.
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