内容正文:
专题05 抛物线
抛物线的定义
1.(23-24高二上·安徽阜阳·期末)已知,抛物线的焦点为是抛物线上任意一点,则周长的最小值为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·甘肃·期末)已知为抛物线C:的焦点,为原点,点在抛物线上,且,则的周长为( )
A. B. C.10 D.11
3.(23-24高二上·安徽合肥·期末)正方体的棱长为5,点M在棱AB上,且,点P是正方体下底面ABCD内(含边界)的动点,且动点P到直线的距离与点P到点M的距离的平方差为25,则动点P到B点的最小值是( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·吉林长春·期末)已知抛物线,直线,过抛物线的焦点作直线的垂线,垂足为,若点是拋物线上的动点,则的最小值为( )
A.3 B.4 C. D.
5.(23-24高二上·江苏南京·期末)(多选)已知点,点在曲线上运动,点在圆上运动,则的值可能是( ).
A.1 B.3 C.4 D.5
6.(23-24高二上·河南商丘·期末)已知点是抛物线上任意一点,则点到直线与到直线的距离之和的最小值是 .
7.(23-24高二上·福建泉州·期末)已知点在抛物线上,且点与焦点的距离为,则的值为 .
8.(23-24高二上·重庆·期末)已知抛物线的焦点为,点为抛物线上任意一点,为圆上任意一点,则的最小值为 .
9.(23-24高二上·上海·期末)已知一个酒杯是由一个抛物线绕其对称轴旋转一周形成的,抛物线的方程为:,现在将一个半径为的小球放入酒杯中,若小球能触及杯子的最底部,则小球的半径的取值范围是 .
10.(23-24高二上·江苏宿迁·期中)已知抛物线的焦点为,定点,点是抛物线上一个动点,则的最小值为 .
抛物线的标准方程
1.(23-24高二上·安徽合肥·期末)已知抛物线上有两个点A,B,焦点为F,若,则线段AB的中点到x轴的距离是( )
A. B.2 C. D.3
2.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知双曲线(,)的右焦点F与抛物线的焦点重合,抛物线准线与一条渐近线交于点,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·北京·期末)已知直线与抛物线的准线相交于点A,O为坐标原点,若,则抛物线的方程为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·广东汕头·期末)已知为抛物线上一点,点到的焦点的距离为8,到轴的距离为5,则( )
A.2 B.3 C.6 D.9
5.(23-24高二上·甘肃白银·期末)抛物线上一点到焦点的最小距离为( )
A.1 B. C. D.
6.(23-24高二上·全国·期末)已知抛物线的焦点坐标为,则抛物线的标准方程是( )
A. B.
C. D.
7.(23-24高二上·上海奉贤·期末)抛物线的准线方程为 .
8.(23-24高二上·吉林长春·期末)已知抛物线,焦点为在抛物线上,在轴上,且,则 .
9.(23-24高二上·黑龙江牡丹江·期末)以直线 为准线的抛物线的标准方程为 .
10.(23-24高二上·山东泰安·期末)已知抛物线,过其焦点且倾斜角为的直线与抛物线交于两点(在第一象限),若,则抛物线的方程为 .
11.(23-24高二上·广东茂名·期末)已知抛物线的焦点为,准线为,点在抛物线上,过作的垂线,垂足为,若(为坐标原点),则 .
12.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期末)已知抛物线上一点,则点到该抛物线的焦点的距离为 .
13.(23-24高二上·贵州贵阳·期末)直线经过抛物线的焦点,且与抛物线交于两点(其中点在轴上方).
(1)若,求直线的倾斜角;
(2)若原点到直线的距离为,求以线段为直径的圆的方程.
14.(23-24高二上·福建南平·期末)在平面直角坐标系中,动点到点的距离比它到直线的距离少1,记动点的轨迹为.
(1)求曲线的方程;
(2)将曲线按向量平移得到曲线(即先将曲线上所有的点向右平移2个单位,得到曲线;再把曲线上所有的点向上平移1个单位,得到曲线),求曲线的焦点坐标与准线方程;
(3)证明二次函数的图象是拋物线.
直线与抛物线的位置关系
1.(23-24高二上·江苏常州·期末)在抛物线上取横坐标为和2的两点,平行于直线的直线同时与抛物线和圆相切,则( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·湖北·期末)(多选)已知抛物线的焦点的坐标为,则( )
A.准线的方程为
B.焦点到准线的距离为4
C.过点只有2条直线与拋物线有且只有一个公共点
D.抛物线与圆交于两点,则
3.(23-24高二上·广东河源·期末)(多选)已知直线,抛物线与抛物线的焦点分别为,则( )
A.存在,使得直线过点与
B.存在,使得直线与各有1个公共点
C.若过与的公共点,则与两准线的交点距离为
D.与的交点个数构成的集合为
4.(23-24高二上·江西景德镇·期末)(多选)若直线被圆所截的弦长不小于2,则下列曲线中,与直线一定有公共点的是( )
A. B.
C. D.
5.(23-24高二上·湖北武汉·期末)(多选)已知抛物线焦点为,经过点的直线与交于两点,且抛物线在两点处的切线交于点,为中点,则( )
A.抛物线方程为
B.点在直线上
C.轴
D.
6.(23-24高二上·重庆·期末)已知抛物线的焦点为,过点的直线交抛物线于 两点,若,则 .
7.(23-24高二上·广东广州·期末)抛物线有如下光学性质:由抛物线焦点射出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出;反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.如图,为坐标原点,抛物线,一条平行于轴的光线射向抛物线上的点(不同于点),反射后经过抛物线上另一点,再从点处沿直线射出.若直线的倾斜角为,则入射光线所在直线的方程为 ;反射光线所在直线的方程为 .
8.(23-24高二上·浙江绍兴·期末)已知抛物线和圆,若抛物线与圆在交点处的切线互相垂直,则实数 .
9.(23-24高二上·辽宁·期末)已知点和抛物线,则过点A且与抛物线相切的直线的方程为 .
10.(23-24高二上·江苏南通·期末)在平面直角坐标系中,动点到点的距离与到轴的距离之差等于1,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)设点在上,证明:直线与相切.
11.(23-24高二上·河南洛阳·期末)在平面直角坐标系中,已知点,直线:,点在直线上移动,是线段与轴的交点,动点满足:,.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点的直线交轨迹于,两点,过点作轴的垂线交直线于点,过点作直线的垂线与轨迹的另一交点为,的中点为,证明:,,三点共线.
12.(23-24高二上·福建龙岩·期末)抛物线具有光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出;反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知点为抛物线的焦点,为坐标原点,点在抛物线上,且其纵坐标为,满足.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)已知平行于轴的光线从点射入,经过抛物线上的点反射后,再经过抛物线上另一点,最后沿方向射出,若射线平分,求实数的值.
13.(23-24高二上·黑龙江牡丹江·期末)已知抛物线()的准线为l,过抛物线上一点B向x轴作垂线,垂足恰好为抛物线C的焦点F,且.
(1)求抛物线C的方程;
(2)设l与x轴的交点为A,过x轴上的一个定点的直线m与抛物线C交于D,E两点.记直线,的斜率分别为,若,求直线m的方程.
抛物线的弦长
1.(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
2.(23-24高二上·山东聊城·期末)抛物线有如下光学性质:从焦点发出的光线,经过抛物线上的一点反射后,反射光线平行于抛物线的对称轴;反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线上一点反射后,反射光线必过抛物线的焦点.已知抛物线,一束平行于x轴的光线,从点射入,经过C上一点A反射后﹐再经C上另一点B反射后,沿直线出,则线段AB的长为( ).
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·湖南·期末)过抛物线的焦点的直线与抛物线C相交于A,B两点,若线段中点的坐标为,则( )
A.4 B.3 C.2 D.1
4.(23-24高二上·陕西西安·期末)过抛物线的焦点作直线交抛物线于两点,若,那么 .
5.(23-24高二上·安徽马鞍山·期末)过点作直线与交于A,B两点,若,则直线的倾斜角为 .
6.(23-24高二上·湖北十堰·期末)在平面直角坐标系中,已知点,横坐标非负的动点到轴的距离为,且,记点的运动轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)若是上两点,且线段的中点为,求.
7.(23-24高二上·重庆·期末)已知抛物线过点.
(1)求抛物线的标准方程及准线方程;
(2)过焦点的直线与抛物线相交于,两点,再从条件①、条件②中选择一个作为已知,求的长.
条件①:直线的斜率为2;
条件②:线段AB的中点为.
注:如果选择条件①和条件②分别作答,按第一个解答计分.
8.(23-24高二上·广东深圳·期末)设抛物线的焦点为,斜率为的直线与的交点为,,与轴的交点为.
(1)若,求的方程;
(2)若,求.
9.(23-24高二上·浙江杭州·期末)已知抛物线的焦点为,点是曲线上一点.
(1)若,求点的坐标;
(2)若直线与抛物线交于两点,且以为直径的圆过点,求.
10.(23-24高二上·山东青岛·期末)已知抛物线的焦点与双曲线的右焦点重合,双曲线的渐近线方程为.
(1)求抛物线的标准方程和双曲线的标准方程.
(2)斜率为2的直线与抛物线交于两点,与轴交于点,若,求.
11.(23-24高二上·云南昭通·期末)已知抛物线,其焦点到准线的距离为,斜率为的直线与的交点为两点,与轴的交点为.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若,求.
12.(23-24高二上·四川南充·期末)已知曲线上任一点到的距离等于它到直线的距离.
(1)求曲线的方程;
(2)直线与抛物线相切于点,且与曲线交于两点,求.
13.(23-24高二上·山东威海·期末)已知抛物线的焦点为,过点的直线与圆相切于点,且.
(1)求;
(2)若点在抛物线上,且线段的中点为,求.
14.(23-24高二上·辽宁大连·期末)在平面直角坐标系中,动点M到点的距离比点M到直线的距离大.
(1)求点M的轨迹C的方程;
(2)直线l与轨迹C交于A,B两点,若线段AB的中垂线为,求线段AB的长.
15.(23-24高二上·海南·期末)在直角坐标系中,点到直线的距离等于点到点的距离,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与交于两点,求线段的长.
16.(23-24高二上·江西九江·期末)已知定点为动点,以为直径的圆和轴相切.记动点的轨迹为曲线.
(1)求的轨迹方程;
(2)若过的直线与相交于两点,与圆相交于两点,且在轴上方,,求的方程.
17.(23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末)设抛物线的焦点为,动直线交抛物线于,两点,当直线过焦点且的中点的横坐标为2时.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知点,当焦点为为的垂心时,求直线的方程.
18.(23-24高二上·贵州黔南·期末)已知F是抛物线C:()的焦点,是抛物线C上一点,且.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线l与抛物线C交于A,B两点,且线段AB的中点坐标为,求.
抛物线的实际应用
1.(23-24高二上·陕西西安·期末)某学习小组研究一种卫星接收天线(如图①所示),发现其曲面与轴截面的交线为抛物线,在轴截面内的卫星波束呈近似平行状态射入形为抛物线的接收天线,经反射聚焦到焦点处(如图②所示).已知接收天线的口径(直径)为,深度为,则该抛物线的焦点到顶点的距离为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·四川凉山·期末)“牛角栱”是凉山彝族民房檐枋装饰艺术中的重要特色之一,如图,已知牛角栱外侧弧线部分为抛物线的一部分,宽度,高度,根据图中的坐标系,则这条抛物线方程为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·江西景德镇·期末)南宋晚期的龙泉窑粉青釉刻花斗笠盏如图1所示,这只杯盏的轴截面如图2所示,其中光滑的曲线是抛物线的一部分,已知杯盏盛满茶水时茶水的深度为,往杯盏里面放入一个半径为的小球,要使小球能触及杯盏的底部(顶点),则最大值为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·山东滨州·期末)如图是抛物线形拱桥,当水面在时,拱顶离水面,水面宽.当水面上升后,水面宽为( )
A. B. C. D.
5.(23-24高二上·山西长治·期末)(多选)如图所示是某家用汽车远光灯示意图,其中心截口曲线是抛物线的一部分,光源在抛物线的焦点处,且灯口直径是,灯深,则( )
A.远光灯光线按照路径射向远处
B.光源到反光镜顶点的距离是
C.与抛物线对称轴垂直的光线长度为
D.灯口上任意一点到焦点的距离是
6.(23-24高二上·广西百色·期末)如图是一座抛物线型拱桥,当桥洞内水面宽时,拱顶距离水面,当水面上升后,桥洞内水面宽为 ;
7.(23-24高二上·北京通州·期末)如图,一隧道内设双行线公路,其截面由一个长方形和抛物线构成.为保证安全,要求行驶车辆顶部(设为平顶)与隧道顶部在竖直方向上高度之差不小于,已行车道AB总宽度,则车辆通过隧道的限制高度为 m.
8.(23-24高二上·广东茂名·期末)已知某条河上有抛物线型拱桥,当水面距拱顶5米时,水面宽8米,一条木船宽4米,木船露出水面上的部分高为0.75米.
(1)建立适当的坐标系,求拱桥所在抛物线的方程;
(2)当水面上涨0.5米时,木船能否通行?
(3)当水面上涨多少米时,木船开始不能通行?
9.(23-24高二上·贵州铜仁·期末)如图,是抛物线型拱桥,当水面在时,水面宽16米,拱桥顶部离水面8米.
(1)当拱顶离水面2米时,水面宽多少米?
(2)现有一艘船,可近似为长方体的船体高4.2米,吃水深2.7米(即水上部分高1.5米),船体宽为12米,前后长为80米,若河水足够深,要使这艘船能安全通过,则水面宽度至少应为多少米?(计算结果保留至小数点后一位,参考数据:)
抛物线中的三角形或四边形面积问题
1.(23-24高二上·广西玉林·期末)已知抛物线的焦点为,准线与轴的交点为,点在抛物线上,且,则的面积为( )
A. B. C.1 D.2
2.(23-24高二上·陕西渭南·期末)过抛物线的焦点F分别作两条相互垂直的直线,,若直线与抛物线C交于,两点,直线与抛物线C交于,两点,且,则四边形ADBE的面积为 .
3.(23-24高二上·浙江绍兴·期末)抛物线的焦点为,准线为,点为抛物线上一点,满足(为坐标原点),,垂足为,若,则 .
4.(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.
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.
6.(23-24高二上·陕西咸阳·期末)已知抛物线:上任意一点到焦点的距离比到轴的距离大1.
(1)求抛物线的方程;
(2)直线,满足,,交于,两点,交于,两点.求四边形面积的最小值.
7.(23-24高二上·江苏泰州·期末)已知抛物线的焦点为F,A为抛物线上一点,延长交抛物线于点B,抛物线的准线与x轴的交点为K,,.
(1)求抛物线的方程;
(2)求的面积.
8.(23-24高二上·福建漳州·期末)已知圆,动圆与圆内切,且与定直线相切,设动圆圆心的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)过点的直线与交于、两点,若(为坐标原点)的面积为,求直线的方程.
9.(23-24高二上·河北石家庄·期末)已知点为抛物线的焦点,点在抛物线上,且,为坐标原点.
(1)求抛物线的方程;
(2)斜率为的直线过点,且与抛物线交于、两点,求的面积.
10.(23-24高二上·贵州毕节·期末)已知过点的直线与抛物线交于两点,且当的斜率为1时,恰为的中点.
(1)求抛物线的方程;
(2)当经过抛物线的焦点时,求(为原点)的面积.
11.(23-24高二上·福建福州·期末)在直角坐标系中,抛物线Γ:上的点M与Γ的焦点F的距离为2,点M到y轴的距离为.
(1)求Γ的方程:
(2)直线:与Γ交于A,B两点,求的面积.
12.(23-24高二上·湖北荆州·期末)已知动点P与定点的距离等于点P到的距离,设动点P的轨迹为曲线C.直线l与曲线C交于A,B两点,(O为坐标原点).
(1)求曲线C的标准方程;
(2)求面积的最小值.
13.(23-24高二上·黑龙江牡丹江·期末)如图,在平面直角坐标系中,抛物线C:()与圆O的一个交点为.
(1)求抛物线C及圆O的方程;
(2)设直线l与圆O相切于点R,与抛物线C交于A,R两点,求的面积.
14.(23-24高二上·山东东营·期末)已知拋物线的焦点为为抛物线上一点,.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)过点作互相垂直的两条直线交抛物线于四点,求四边形的面积最小值
15.(23-24高二上·山东潍坊·期末)如图,已知抛物线的焦点为F,点M在其准线上,,直线MF的倾斜角为,且与C交于A,B两点,O为坐标原点
(1)求C的方程;
(2)求的面积.
16.(23-24高二上·上海·期末)已知椭圆,其上焦点与抛物线的焦点重合.
(1)求抛物线的方程;
(2)若过点的直线交椭圆于点,同时交抛物线于点(如图1所示,点在椭圆与抛物线第一象限交点上方),试证明:;
(3)若过点的直线交椭圆于点,过点与直线垂直的直线交抛物线于点(如图2所示),试求四边形面积的最小值.
17.(23-24高二上·北京大兴·期末)已知抛物线,过的焦点且垂直于轴的直线交于不同的两点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若过点的直线与相交于不同的两点为线段的中点,是坐标原点,且与的面积之比为,求直线的方程.
抛物线中的参数范围及最值问题
1.(23-24高二上·浙江宁波·期末)已知A,B,C是抛物线上的三点,且,若,则点A到直线BC的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·江西·期末)已知点是抛物线上的动点,则直线的斜率的最大值是( )
A. B. C.1 D.
3.(23-24高二上·安徽六安·期末)抛物线上到直线距离最近的点的坐标是( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·山西大同·期末)(多选)已知点是焦点为的抛物线上的一个动点,,则( )
A.的最小值为1 B.的最小值为4
C.的最小值为3 D.的最大值为
5.(23-24高二上·浙江舟山·期末)曲线上动点与构成,若,则实数的取值范围为 .
6.(23-24高二上·上海·期末)在平面直角坐标系中,曲线,曲线.经过上一点作一条倾斜角为的直线,与交于两个不同的点,则的取值范围为 .
7.(23-24高二上·湖北·期末)如图所示,抛物线的焦点为,过点的直线与分别相交于和,直线过点,当直线垂直于轴时,,则的方程为 ;设直线的倾斜角分别为,则的最大值为 .
8.(23-24高二上·江苏常州·期末)如图,已知抛物线的方程为,焦点为,过抛物线内一点作抛物线准线的垂线,垂足为,与抛物线交于点,已知,,.
(1)求的值;
(2)斜率为的直线过点,且与曲线交于不同的两点,,若存在,使得,求实数的取值范围.
9.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知抛物线:()的焦点为,点,过的直线交于,两点,当点的横坐标为1时,点到抛物线的焦点的距离为2.
(1)求抛物线的方程;
(2)设直线,与的另一个交点分别为,,点,分别是,的中点,记直线,的倾斜角分别为,.求的最大值.
10.(23-24高二上·江苏常州·期末)已知抛物线的焦点为,过点的直线(斜率为正数)与由左至右交于、两点,连接并延长交于点.
(1)证明:;
(2)当的内切圆半径时,求的取值范围.
抛物线中的定点、定值、定直线问题
1.(23-24高二上·山西吕梁·期末)(多选)设抛物线的焦点为,准线为,点是抛物线上不同的两点,且,则( )
A. B.以线段为直径的圆必与准线相切
C.线段的长为定值 D.线段的中点到轴的距离为定值
2.(23-24高二上·江苏盐城·期末)(多选)已知直线交抛物线于、两点,下列说法正确的是( ).
A.
B.为定值
C.线段AB的中点在一条定直线上
D.为定值(O为坐标原点,、分别为直线OA、OB的斜率)
3.(23-24高二上·江西九江·期末)已知动圆过定点,且在轴上截得的弦的长为.
(1)求动圆圆心的轨迹的方程;
(2)过轨迹上一个定点引它的两条弦,,若直线,的斜率存在,且直线的斜率为证明:直线,的倾斜角互补.
4.(23-24高二上·山东青岛·期末)已知点,,中恰有两个点在抛物线上.
(1)求的标准方程
(2)若点,在上,且,证明:直线过定点.
5.(23-24高二上·河南驻马店·期末)已知P是抛物线的准线上任意一点,过点P作抛物线C的两条切线,切点分别为.
(1)若点P纵坐标为0,求此时抛物线C的切线方程;
(2)设直线的斜率分别为,求证:为定值.
6.(23-24高二上·浙江金华·期末)已知为拋物线的焦点,为坐标原点,为的准线上一点,直线的斜率为的面积为.已知,设过点的动直线与抛物线交于两点,直线与的另一交点分别为.
(1)求拋物线的方程;
(2)当直线与的斜率均存在时,讨论直线是否恒过定点,若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.
7.(23-24高二上·广东·期末)已知平面直角坐标系下,抛物线的准线方程:
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若抛物线上两点满足,求证:直线过定点,并求出定点坐标.
8.(23-24高二上·浙江绍兴·期末)已知抛物线的焦点为,为上一点且纵坐标为4,轴于点,且.
(1)求的值;
(2)已知点,是抛物线上不同的两点,且满足.证明:直线恒过定点.
9.(23-24高二上·浙江舟山·期末)拋物线上的到焦点的距离为4,直线经过与抛物线相交于两点,是直线与轴的交点,直线分别交轴于两点.
(1)求抛物线方程;
(2)求证:为定值.
10.(23-24高二上·四川宜宾·期末)已知点在抛物线上,斜率为的直线与交于两点,记直线的斜率分别为
(1)证明:为定值:
(2)若,求的面积.
11.(23-24高二上·四川泸州·期末)抛物线上的点到C的准线的距离为5.
(1)求C的方程;
(2)已知直线l与C交于A,B两点,若(O为坐标原点),交AB于点D.点E坐标为,证明的长度为定值,并求出该定值.
12.(23-24高二上·广东佛山·期末)已知为抛物线的焦点,点在上,且满足.
(1)求点的坐标及的方程;
(2)设过点的直线与相交于两点,且不过点,若直线分别交的准线于两点,证明:以线段为直径的圆恒过定点.
13.(23-24高二上·上海·期末)设抛物线的焦点为,经过点的动直线交抛物线于两点,且.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若直线平分线段,求直线的倾斜角;
(3)若点M是抛物线的准线与轴的交点,在轴上是否存在定点,对任意过点的直线与抛物线交于两点,使得为定值?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由,
14.(23-24高二上·贵州安顺·期末)已知平面直角坐标系内的动点恒满足:点到定点的距离与它到定直线的距离相等.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)过点的直线l与(1)中的曲线C交于A,B两点,O为坐标原点,证明:.
15.(23-24高二上·浙江宁波·期末)如图所示,设抛物线,过抛物线E内一点的两条直线分别与抛物线交于A,C和B,D,且满足,其中,当轴时,.
(1)求抛物线E的方程;
(2)当变化时,是否为定值?若是,请求出此定值;若不是,请说明理由.
16.(23-24高二上·河北邯郸·期末)已知抛物线的焦点为,准线与轴的交点为,过点的直线与抛物线交于不同的两点,且当为的中点时,.
(1)求抛物线的方程.
(2)记抛物线在两点处的切线的交点为,是否存在直线使与的面积相等?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
17.(23-24高二上·湖北·期末)已知抛物线的焦点为,设动点的坐标为.
(1)若,求过点与抛物线有且只有一个公共点的直线方程;
(2)设过动点的两条直线均与相切,且的斜率分别为,满足.证明:动点在一条定直线上.
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专题05 抛物线
抛物线的定义
1.(23-24高二上·安徽阜阳·期末)已知,抛物线的焦点为是抛物线上任意一点,则周长的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意,抛物线的准线,过点作垂直于准线且交准线于H,则,
由题可知,的周长为,又,
如图,,当三点共线时,
的周长最小,且最小值为.
故选:C.
2.(23-24高二上·甘肃·期末)已知为抛物线C:的焦点,为原点,点在抛物线上,且,则的周长为( )
A. B. C.10 D.11
【答案】A
【详解】设M点坐标为,由题,,所以,
代入抛物线方程得,所以,
的周长为.
故选:A.
3.(23-24高二上·安徽合肥·期末)正方体的棱长为5,点M在棱AB上,且,点P是正方体下底面ABCD内(含边界)的动点,且动点P到直线的距离与点P到点M的距离的平方差为25,则动点P到B点的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】
如图所示,作,Q为垂足,则平面,
过点Q作,交于,则平面PQR,所以PR即为P到直线的距离.
因为,且,所以.
所以点P的轨迹是以AD为准线,点M为焦点的抛物线.
如图建立直角坐标系,则点P的轨迹方程是,
点,设,所以
,所以当,取得最小值.
故选:B
4.(23-24高二上·吉林长春·期末)已知抛物线,直线,过抛物线的焦点作直线的垂线,垂足为,若点是拋物线上的动点,则的最小值为( )
A.3 B.4 C. D.
【答案】C
【详解】因为直线,即,过定点,记作点A,
因为,垂足为,所以,又,
故点P的轨迹为以为直径的圆,半径,圆心为,记作点B,
又因为Q在抛物线上,其准线为,
所以等于Q到准线的距离,
过点Q做准线的垂线,垂足为R,要使取到最小,即最小,
此时,三点共线,且三点连线后直线过圆心B,如图所示,
此时.
5.(23-24高二上·江苏南京·期末)(多选)已知点,点在曲线上运动,点在圆上运动,则的值可能是( ).
A.1 B.3 C.4 D.5
【答案】CD
【详解】抛物线的焦点,准线,圆的圆心为,半径为1,
过点作于,设点,,,
,
当且仅当三点共线,点位于之间时等号成立,
,
因此,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为4,AB不可能,CD可能.
故选:CD
6.(23-24高二上·河南商丘·期末)已知点是抛物线上任意一点,则点到直线与到直线的距离之和的最小值是 .
【答案】/
【详解】抛物线的焦点的坐标为,准线方程为,
由抛物线定义可得点到直线的距离等于,
过点作直线的垂线,垂足为,
所以点到直线与到直线的距离之和等于,
由两点之间线段最短可得,
过作直线的垂线,垂足为,
,
所以,
当且仅当三点共线时等号成立.
故答案为:.
7.(23-24高二上·福建泉州·期末)已知点在抛物线上,且点与焦点的距离为,则的值为 .
【答案】/0.125
【详解】将抛物线方程转化为标准形式,
由在抛物线上且点与焦点的距离为,得
解得.
故答案为:.
8.(23-24高二上·重庆·期末)已知抛物线的焦点为,点为抛物线上任意一点,为圆上任意一点,则的最小值为 .
【答案】
【详解】由题意知,焦点,
设存在定点,使得点在圆上运动时,均有,
设,则,
由,知,
联立两式,消去可得,
令,则,满足上式,
所以,
所以,
当且仅当,三点共线时,等号成立,
设,则,
所以
,
当且仅当时,等号成立,
所以,
即的最小值为.
故答案为:.
9.(23-24高二上·上海·期末)已知一个酒杯是由一个抛物线绕其对称轴旋转一周形成的,抛物线的方程为:,现在将一个半径为的小球放入酒杯中,若小球能触及杯子的最底部,则小球的半径的取值范围是 .
【答案】
【详解】取轴截面进行分析,
设小球对应的圆心为,抛物线上任意一点,且,
所以,
当的最小值在处取到时,此时小球能触及杯底,
由二次函数的性质可知,,所以,
故此时半径的取值范围是,
故答案为:.
10.(23-24高二上·江苏宿迁·期中)已知抛物线的焦点为,定点,点是抛物线上一个动点,则的最小值为 .
【答案】
【详解】抛物线的准线为,
如图,过点作垂直准线于点,
则,
所以,
当且仅当三点共线时取等号,
所以的最小值为.
故答案为:.
抛物线的标准方程
1.(23-24高二上·安徽合肥·期末)已知抛物线上有两个点A,B,焦点为F,若,则线段AB的中点到x轴的距离是( )
A. B.2 C. D.3
【答案】D
【详解】解:由已知可得抛物线的准线方程为,
设点A,B的坐标分别为和,
由抛物线的定义得,即,
线段AB中点的纵坐标为,
故线段AB的中点到x轴的距离是3,
故选:D
2.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知双曲线(,)的右焦点F与抛物线的焦点重合,抛物线准线与一条渐近线交于点,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由抛物线的焦点为,因为双曲线与抛物线的焦点重合,
可得双曲线的右焦点为,即,可得,
又由双曲线的一条渐近线方程为,抛物线的准线方程为,
因为抛物线准线与一条渐近线交于点,可得,
即交点为,代入渐近线方程,可得,可得,
将代入,可得,所以,所以双曲线的方程为,
故选:D.
3.(23-24高二上·北京·期末)已知直线与抛物线的准线相交于点A,O为坐标原点,若,则抛物线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】抛物线的准线为,
∵直线与抛物线C的准线相交于点A,
∴,
∵,
∴=2,解得,
故抛物线的方程为.
故选:D.
4.(23-24高二上·广东汕头·期末)已知为抛物线上一点,点到的焦点的距离为8,到轴的距离为5,则( )
A.2 B.3 C.6 D.9
【答案】C
【详解】由点为抛物线上一点,且到轴的距离为,可得,
又由点到的焦点的距离为,根据抛物线的焦半径可得,
即,解得.
故选:C.
5.(23-24高二上·甘肃白银·期末)抛物线上一点到焦点的最小距离为( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【详解】依题,抛物线,即,
假设是抛物线上任意一点,为抛物线焦点,
根据抛物线的定义,
则有,因为,
所以抛物线上一点到焦点的最小距离为.
故选:C
6.(23-24高二上·全国·期末)已知抛物线的焦点坐标为,则抛物线的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】依题意,设抛物线方程为,
由焦点坐标为,得,即,
所以抛物线的标准方程为.
故选:B.
7.(23-24高二上·上海奉贤·期末)抛物线的准线方程为 .
【答案】
【详解】由抛物线,可得抛物线的焦点在轴上,且,所以,
所以抛物线的准线方程为.
故答案为:.
8.(23-24高二上·吉林长春·期末)已知抛物线,焦点为在抛物线上,在轴上,且,则 .
【答案】
【详解】因为,所以,
因为,所以,
因为在轴上,所以,所以,
所以,
故答案为:.
9.(23-24高二上·黑龙江牡丹江·期末)以直线 为准线的抛物线的标准方程为 .
【答案】
【详解】因为抛物线的准线为,则,解得,
所以由抛物线的定义可知所求抛物线方程为,
故答案为:
10.(23-24高二上·山东泰安·期末)已知抛物线,过其焦点且倾斜角为的直线与抛物线交于两点(在第一象限),若,则抛物线的方程为 .
【答案】
【详解】
抛物线,则焦点,准线.
过点作准线,垂足为,作轴,垂足为,准线与轴交点为.
由抛物线定义可知,又,
在中,,
则有,得,解得,
故所求抛物线的方程为.
故答案为:.
11.(23-24高二上·广东茂名·期末)已知抛物线的焦点为,准线为,点在抛物线上,过作的垂线,垂足为,若(为坐标原点),则 .
【答案】
【详解】
如图,因为,所以,
因可得:,即:,
代入点,得:,又.
故答案为:.
12.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期末)已知抛物线上一点,则点到该抛物线的焦点的距离为 .
【答案】
【详解】由在抛物线上,得,所以.
又焦点的坐标为,准线为,
所以.
故答案为:.
13.(23-24高二上·贵州贵阳·期末)直线经过抛物线的焦点,且与抛物线交于两点(其中点在轴上方).
(1)若,求直线的倾斜角;
(2)若原点到直线的距离为,求以线段为直径的圆的方程.
【答案】(1)
(2)或
【详解】(1)由题意得抛物线的焦点,准线分别为,
所以由抛物线定义可知,又,
所以解得(负值舍去),
直线的斜率为,
所以直线的倾斜角为.
(2)由题意直线的斜率存在且不为0(若直线斜率不存在则原点到直线的距离为,矛盾),
所以设直线的方程为,
联立抛物线方程,化简得,显然,
,
所以以线段为直径的圆的圆心、半径分别为,
因为原点到直线的距离为,
所以,解得,
所以圆心、半径分别为,
或.
14.(23-24高二上·福建南平·期末)在平面直角坐标系中,动点到点的距离比它到直线的距离少1,记动点的轨迹为.
(1)求曲线的方程;
(2)将曲线按向量平移得到曲线(即先将曲线上所有的点向右平移2个单位,得到曲线;再把曲线上所有的点向上平移1个单位,得到曲线),求曲线的焦点坐标与准线方程;
(3)证明二次函数的图象是拋物线.
【答案】(1)
(2)焦点为,准线为
(3)证明见解析
【详解】(1)设动点,依题意,动点与定点的距离和动点到的距离相等,
所以动点的轨迹是以为焦点,为准线的抛物线,
即曲线的方程为.
(2)曲线的焦点坐标为,准线方程为,
因为是由曲线上的所有点向右平移个单位,再向上平移个单位得到的,所得曲线的焦点为,准线为.
(3)因为是抛物线的标准方程,其对应的曲线是焦点为,准线为的抛物线.
即函数的图象是抛物线,其焦点为,准线为.
将的图象按向量平移可得到的图象,即的图象,
又因为平移变换只改变曲线的位置,不改变曲线的形状,
所以的图象是抛物线.
直线与抛物线的位置关系
1.(23-24高二上·江苏常州·期末)在抛物线上取横坐标为和2的两点,平行于直线的直线同时与抛物线和圆相切,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】结合题意可得:令,则,故,令,则,故,
所以直线的斜率为,
因为平行于直线的直线同时与抛物线和圆相切,
所以直线可设为,
联立可得:,
则,解得,
所以直线为,即,
又的圆心为半径为,
所以圆心到直线的距离为,
因为直线与圆相切,所以.
故选:A.
2.(23-24高二上·湖北·期末)已知抛物线的焦点的坐标为,则( )
A.准线的方程为
B.焦点到准线的距离为4
C.过点只有2条直线与拋物线有且只有一个公共点
D.抛物线与圆交于两点,则
【答案】BD
【详解】因为抛物线的焦点的坐标为,所以抛物线焦点在轴上,
,准线的方程为,A错误;
焦点到准线的距离为,B正确;
如上图,过点的直线中有两条直线与抛物线相切,
还有与抛物线相交于一点,所以过点有条直线与拋物线有且
只有一个公共点,C错误;
,得,解得(舍),,
两交点为,故,D正确.
故选:BD
3.(23-24高二上·广东河源·期末)已知直线,抛物线与抛物线的焦点分别为,则( )
A.存在,使得直线过点与
B.存在,使得直线与各有1个公共点
C.若过与的公共点,则与两准线的交点距离为
D.与的交点个数构成的集合为
【答案】ABD
【详解】抛物线的焦点,准线,抛物线的焦点,准线,
当时,直线过点与,A正确;
由消去y得,由,得,此时直线与只有一个公共点,
由消去x得,由,得,直线与只有一个公共点,
因此当时,直线与各有1个公共点,B正确;
抛物线与的公共点为和,当直线经过点时,直线的方程为,
直线与交于点,与交于点,这两个交点间距离为,C错误;
当时,,与的交点个数为0,当时,与的交点个数为2,
当时,直线与的交点各有两个,而当或时,直线经过了的交点
此时与的交点个数为3,当且且时,与的交点个数为4,
因此与的交点个数构成的集合为,D正确.
故选:ABD
4.(23-24高二上·江西景德镇·期末)(多选)若直线被圆所截的弦长不小于2,则下列曲线中,与直线一定有公共点的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【详解】圆的圆心为原点,半径为,设点到直线的距离为,
由,得,
平面内到原点距离不大于的点的集合是以原点为圆心,为半径的圆及内部区域,
因此直线必过区域,以原点为圆心,为半径的圆方程为,
对于A,圆上的点到点的距离,显然,
因此圆内含于圆,则圆与直线一定有公共点,A是;
对于B,点在抛物线内,由消去得,
显然方程无解,即圆与抛物线无公共点,
因此圆在抛物线内,抛物线与直线一定有公共点,B是;
对于C,圆上的点在椭圆外,
直线与椭圆无公共点,而直线过区域,C不是;
对于D,圆上只有两点在双曲线上,其余点都在双曲线外,
直线与双曲线无公共点,而直线过区域,D不是.
故选:AB
5.(23-24高二上·湖北武汉·期末)(多选)已知抛物线焦点为,经过点的直线与交于两点,且抛物线在两点处的切线交于点,为中点,则( )
A.抛物线方程为
B.点在直线上
C.轴
D.
【答案】ABC
【详解】因为该抛物线的焦点为,所以,因此选项A正确;
由题意可知直线如果存在斜率,斜率一定不为零,
所以设直线的方程为,与抛物线方程联立,得
,
由题意可知:,
设,
则有,,
设的方程为,代入抛物线方程中,得
,
所以有,
因为,所以,
所以切线的方程为,
同理切线的方程为,
两个方程相减,得,
因此有
即,
而在上,所以有,
于是可得,即,
显然点在直线上,因此选项B正确;
因为,所以轴,因此选项C正确;
当时,,此时直线方程为,
此时,
于是,
显然不成立,因此选项D不正确,
故选:ABC
6.(23-24高二上·重庆·期末)已知抛物线的焦点为,过点的直线交抛物线于 两点,若,则 .
【答案】2
【详解】由题意得,直线斜率不为0,设其方程为,,,
由,得,
当时,,
因为,所以,代入上式解得,
因为,所以,
代入抛物线方程,得,
化简得,,又因为,所以.
故答案为:2
7.(23-24高二上·广东广州·期末)抛物线有如下光学性质:由抛物线焦点射出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出;反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.如图,为坐标原点,抛物线,一条平行于轴的光线射向抛物线上的点(不同于点),反射后经过抛物线上另一点,再从点处沿直线射出.若直线的倾斜角为,则入射光线所在直线的方程为 ;反射光线所在直线的方程为 .
【答案】
【详解】抛物线的焦点为,
因为直线的倾斜角为,所以直线的方程为,
由,解得或,所以,
则入射光线所在直线的方程为,
则,所以直线的方程为,
由,解得或,所以,
则反射光线所在直线的方程为.
故答案为:,
8.(23-24高二上·浙江绍兴·期末)已知抛物线和圆,若抛物线与圆在交点处的切线互相垂直,则实数 .
【答案】
【详解】由抛物线的对称性,如图,不妨设交点为,
且满足,则切线斜率,
故由题知:,故解得:,
代入圆方程可得:,故解得:.
故答案为:.
9.(23-24高二上·辽宁·期末)已知点和抛物线,则过点A且与抛物线相切的直线的方程为 .
【答案】或
【详解】当过的直线斜率不存在时,方程为,与相切,满足要求,
当过的直线斜率存在时,设切线方程为,联立得,
,
令,解得,
故,即.
故答案为:或
10.(23-24高二上·江苏南通·期末)在平面直角坐标系中,动点到点的距离与到轴的距离之差等于1,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)设点在上,证明:直线与相切.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)解:因为动点到点的距离与到轴的距离之差等于1,
因为,可得点到点的距离等于点到直线的距离,
所以动点的轨迹为以为焦点,以直线为准线的抛物线,
可得抛物线的方程为,即动点的轨迹的方程为.
(2)证明:因为点在上,可得,
联立方程组,可得,
则,
所以直线与相切.
11.(23-24高二上·河南洛阳·期末)在平面直角坐标系中,已知点,直线:,点在直线上移动,是线段与轴的交点,动点满足:,.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点的直线交轨迹于,两点,过点作轴的垂线交直线于点,过点作直线的垂线与轨迹的另一交点为,的中点为,证明:,,三点共线.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)由题意可知是线段的中点,因为,所以为的中垂线,
即,又因为,即点到点的距离与到直线的距离相等,
设,则,化简得,
所以动点的轨迹的方程为.
(2)证明:设直线的方程为,设点,,
联立,得,显然,
由韦达定理可得,,
又因为直线的方程为,
将代入,可得,即点,
所以,
因为,则,
所以直线的方程为,
联立,得,则,
故,,
故G,,三点纵坐标相同,即三点共线.
12.(23-24高二上·福建龙岩·期末)抛物线具有光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出;反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知点为抛物线的焦点,为坐标原点,点在抛物线上,且其纵坐标为,满足.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)已知平行于轴的光线从点射入,经过抛物线上的点反射后,再经过抛物线上另一点,最后沿方向射出,若射线平分,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)解:由题意可知,抛物线的焦点为,将代入抛物线方程可得,
即点,
由可得,解得,
故抛物线的标准方程为.
(2)解:由题意可知,直线的方程为,由可得,即点,
则,直线的方程为,
联立可得,即点,
设直线的倾斜角为,则,
由题意可知,,且为锐角,,可得,所以,,
因为,可得,解得.
13.(23-24高二上·黑龙江牡丹江·期末)已知抛物线()的准线为l,过抛物线上一点B向x轴作垂线,垂足恰好为抛物线C的焦点F,且.
(1)求抛物线C的方程;
(2)设l与x轴的交点为A,过x轴上的一个定点的直线m与抛物线C交于D,E两点.记直线,的斜率分别为,若,求直线m的方程.
【答案】(1);
(2)
【详解】(1)抛物线()的焦点为,准线为,
由题意可得,代入抛物线方程可得,
解得,负值舍去,
所以抛物线的方程为;
(2)当直线m的斜率不存在时,与题意不符,
所以直线m的斜率一定存在,
设直线m的方程为,代入抛物线的方程可得,
设,
则,恒成立,
,
故,
解得,
所以直线m的方程为.
抛物线的弦长
1.(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
【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.
2.(23-24高二上·山东聊城·期末)抛物线有如下光学性质:从焦点发出的光线,经过抛物线上的一点反射后,反射光线平行于抛物线的对称轴;反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线上一点反射后,反射光线必过抛物线的焦点.已知抛物线,一束平行于x轴的光线,从点射入,经过C上一点A反射后﹐再经C上另一点B反射后,沿直线出,则线段AB的长为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由抛物线的光学性质可知,直线过抛物线的焦点,
因为,所以令中,则,
即,所以直线的方程为:,
即,
将直线的方程代入中,
得,所以,
所以.
故选:C.
3.(23-24高二上·湖南·期末)过抛物线的焦点的直线与抛物线C相交于A,B两点,若线段中点的坐标为,则( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】A
【详解】
设,,则,
两式作差得,,
当时,则中点坐标为焦点,不满足题意;
当时,得.
设线段中点,因为坐标,且过焦点,
所以,
则的斜率,
解得.
故选:A.
4.(23-24高二上·陕西西安·期末)过抛物线的焦点作直线交抛物线于两点,若,那么 .
【答案】10
【详解】由题设抛物线焦点坐标为,
则由抛物线定义易知:,
故.
故答案为:10
5.(23-24高二上·安徽马鞍山·期末)过点作直线与交于A,B两点,若,则直线的倾斜角为 .
【答案】
【详解】因为抛物线的焦点坐标,准线为,
则直线过抛物线的焦点,且由题意可知直线的斜率不为0,
不妨设直线为,,,
联立,消去,得,
易知,则,故,
因为,所以,即,故,
所以直线的方程为,则直线的倾斜角为.
故答案为:.
6.(23-24高二上·湖北十堰·期末)在平面直角坐标系中,已知点,横坐标非负的动点到轴的距离为,且,记点的运动轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)若是上两点,且线段的中点为,求.
【答案】(1)
(2)16
【详解】(1)设,则.
由,可得,
整理得的方程为.
(2)设,
因为线段的中点为,所以,
则,则.
所以,
则直线的方程为,显然直线经过点.
由(1)可知,是以为焦点的抛物线,所以.
7.(23-24高二上·重庆·期末)已知抛物线过点.
(1)求抛物线的标准方程及准线方程;
(2)过焦点的直线与抛物线相交于,两点,再从条件①、条件②中选择一个作为已知,求的长.
条件①:直线的斜率为2;
条件②:线段AB的中点为.
注:如果选择条件①和条件②分别作答,按第一个解答计分.
【答案】(1),准线方程为
(2)选择①、②,
【详解】(1)将代入抛物线,可得,所以,故抛物线的标准方程,准线方程为;
(2)由(1)可得,
若选条件①:直线的斜率为,则直线的方程为,设,,,,
联立,整理可得:,
显然成立,且,
由抛物线的性质可得;
若选条件②:线段的中点为,设,,,,
则,,即,
因为直线过焦点的弦长,
所以弦长.
8.(23-24高二上·广东深圳·期末)设抛物线的焦点为,斜率为的直线与的交点为,,与轴的交点为.
(1)若,求的方程;
(2)若,求.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设直线的方程为,将其代入抛物线得:,
设,,,,
则,①,②,
由抛物线的定义可得:,解得,
直线的方程为.
(2)若,则,,化简得,③
由①②③解得,,,
.
9.(23-24高二上·浙江杭州·期末)已知抛物线的焦点为,点是曲线上一点.
(1)若,求点的坐标;
(2)若直线与抛物线交于两点,且以为直径的圆过点,求.
【答案】(1)或
(2)或
【详解】(1)由抛物线,可得焦点为,
由抛物线的定义可得,
而,所以,解得或.
当时,;当时,.
所以点的坐标为或.
(2)设,联立方程,得,
所以,即,
且
由题知,,
整理得,
即,解得或,
当时,;
当时,.
综上所述:弦长的值为或.
10.(23-24高二上·山东青岛·期末)已知抛物线的焦点与双曲线的右焦点重合,双曲线的渐近线方程为.
(1)求抛物线的标准方程和双曲线的标准方程.
(2)斜率为2的直线与抛物线交于两点,与轴交于点,若,求.
【答案】(1),;
(2).
【详解】(1)依题意,双曲线渐近线方程为:,于是,解得,
因此双曲线的标准方程为:,其右焦点为,则,解得,
所以抛物线的标准方程为,双曲线的标准方程为.
(2)设的方程为:,则,
由消去得:,则,,
由,得,则,满足,
因此,,,
所以.
11.(23-24高二上·云南昭通·期末)已知抛物线,其焦点到准线的距离为,斜率为的直线与的交点为两点,与轴的交点为.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若,求.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题意焦点到准线的距离为,所以,
所以抛物线的方程为.
(2)设,,,直线的方程为,
联立,消去得,
则,即,,
又,则,可得,
解得,,代入抛物线方程得,,
所以,,代回直线的方程解得合题意,
.
12.(23-24高二上·四川南充·期末)已知曲线上任一点到的距离等于它到直线的距离.
(1)求曲线的方程;
(2)直线与抛物线相切于点,且与曲线交于两点,求.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设曲线上任意一点,
由题有,化简得到,
所以曲线的方程为.
(2)因为直线与抛物线相切于点,
设直线的方程为,,
由,消得到,
所以,即,得到,
所以直线的方程为,
由,消得,所以,
则,
所以,
所以.
13.(23-24高二上·山东威海·期末)已知抛物线的焦点为,过点的直线与圆相切于点,且.
(1)求;
(2)若点在抛物线上,且线段的中点为,求.
【答案】(1)2
(2)
【详解】(1)由题意知,抛物线的焦点,
圆的圆心设为,半径,
则,
又,可得.
(2)法一:由题意知,直线存在斜率,设的方程为,
,,
由,可得,
所以,,
因为线段的中点为,
所以,
即,所以,
所以,
所以.
法二:设,,
由,可得,
即,
因为线段的中点为,
所以,,
所以,
由,由,可得:,所以,所以,
所以.
14.(23-24高二上·辽宁大连·期末)在平面直角坐标系中,动点M到点的距离比点M到直线的距离大.
(1)求点M的轨迹C的方程;
(2)直线l与轨迹C交于A,B两点,若线段AB的中垂线为,求线段AB的长.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设动点根据题意有,
当时,,不符合题意,
当时,化简得.所以动点M的轨迹C的方程为.
(2)设,AB中点,
由AB与垂直l可知,直线AB的斜率,
在抛物线上可知:,所以有
即,即,
即,所以.
所以直线AB的方程为,即.
联立,即,易知,
.
15.(23-24高二上·海南·期末)在直角坐标系中,点到直线的距离等于点到点的距离,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与交于两点,求线段的长.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)在直角坐标系中,点到直线的距离等于点到点的距离,
所以根据抛物线的定义可得动点的轨迹是以为焦点,直线为准线的抛物线,
所以轨迹为的方程为.
(2)设点,,
由,消去整理得,
, ,
故弦长.
16.(23-24高二上·江西九江·期末)已知定点为动点,以为直径的圆和轴相切.记动点的轨迹为曲线.
(1)求的轨迹方程;
(2)若过的直线与相交于两点,与圆相交于两点,且在轴上方,,求的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设,所以的中点坐标为,
圆和轴相切,,
化简得,
所以的轨迹方程为.
(2)由在轴上方且可知直线的斜率大于,
设直线的方程为,
由,得,
由抛物线的焦半径公式可知:,即,
联立,消去得,
,
即,解得,
的方程为.
17.(23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末)设抛物线的焦点为,动直线交抛物线于,两点,当直线过焦点且的中点的横坐标为2时.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知点,当焦点为为的垂心时,求直线的方程.
【答案】(1);
(2)或.
【详解】(1)设,,则中点的横坐标,可得,
由抛物线定义有,解得,
可得抛物线方程为.
(2)因为为的垂心,可得,又,,则,
所以,设直线方程为,,
由,整理得,整理得①,
故,可得,且,,
垂心性质知,有,
所以,即,
整理得,
由①可得,整理有,
所以,解得,,经检验符合题意,
则直线方程为或.
18.(23-24高二上·贵州黔南·期末)已知F是抛物线C:()的焦点,是抛物线C上一点,且.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线l与抛物线C交于A,B两点,且线段AB的中点坐标为,求.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题可知,,解得,
故抛物线C的方程为.
(2)设,,则,
两式相减,得,即.
因为线段AB的中点坐标为,
所以,则,
故直线l的斜率为2.
所以直线l的方程为:.
联立直线与抛物线方程,得,
由韦达定理可得,.
由弦长公式得
.
抛物线的实际应用
1.(23-24高二上·陕西西安·期末)某学习小组研究一种卫星接收天线(如图①所示),发现其曲面与轴截面的交线为抛物线,在轴截面内的卫星波束呈近似平行状态射入形为抛物线的接收天线,经反射聚焦到焦点处(如图②所示).已知接收天线的口径(直径)为,深度为,则该抛物线的焦点到顶点的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】如图所示,建立平面直角坐标系,则,
将代入,故,解得,
所以该抛物线的焦点到顶点的距离为m.
故选:B
2.(23-24高二上·四川凉山·期末)“牛角栱”是凉山彝族民房檐枋装饰艺术中的重要特色之一,如图,已知牛角栱外侧弧线部分为抛物线的一部分,宽度,高度,根据图中的坐标系,则这条抛物线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设抛物线方程为:,
由题意可得,将代入抛物线方程得,
所以抛物线方程为,
故选:D.
3.(23-24高二上·江西景德镇·期末)南宋晚期的龙泉窑粉青釉刻花斗笠盏如图1所示,这只杯盏的轴截面如图2所示,其中光滑的曲线是抛物线的一部分,已知杯盏盛满茶水时茶水的深度为,往杯盏里面放入一个半径为的小球,要使小球能触及杯盏的底部(顶点),则最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】以抛物线的顶点为坐标原点,对称轴为y轴,建立如图所示的平面直角坐标系,
依题意可得的坐标为,
设抛物线的标准方程为,则,解得,
故该抛物线的标准方程为,
设小球大圆圆周方程,
联立方程组,解得或,
要使小球能触及杯盏的底部(顶点),则小球与杯子有且只有一个交点,
就是抛物线的顶点,所以或无效,
考虑到抛物线不可能在轴下方,所以不成立,即,
所以,解得,
所以最大值为.
故选:C
4.(23-24高二上·山东滨州·期末)如图是抛物线形拱桥,当水面在时,拱顶离水面,水面宽.当水面上升后,水面宽为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】以拱形顶点为原点,建立如图所示平面直角坐标系,则,
设抛物线方程为,
则有,解得,得抛物线方程为,
令,则,得,
所以,当水面上升后,水面宽为m.
故选:C
,
5.(23-24高二上·山西长治·期末)(多选)如图所示是某家用汽车远光灯示意图,其中心截口曲线是抛物线的一部分,光源在抛物线的焦点处,且灯口直径是,灯深,则( )
A.远光灯光线按照路径射向远处
B.光源到反光镜顶点的距离是
C.与抛物线对称轴垂直的光线长度为
D.灯口上任意一点到焦点的距离是
【答案】AD
【详解】对于选项A:根据题意可知:远光灯光线按照路径射向远处,故A正确;
如图,以为坐标原点建立平面直角坐标系,
设抛物线方程为,可知,
可得,解得,
所以抛物线方程为,焦点坐标为,
对于选项B:光源到反光镜顶点的距离是,故B错误;
对于选项C:与抛物线对称轴垂直的光线长度为,故C错误;
对于选项D:灯口上任意一点到焦点的距离是,故D正确;
故选:AD.
6.(23-24高二上·广西百色·期末)如图是一座抛物线型拱桥,当桥洞内水面宽时,拱顶距离水面,当水面上升后,桥洞内水面宽为 ;
【答案】
【详解】以抛物线顶点为原点,对称轴为轴,建立如图所示的平面直角坐标系:
设抛物线方程为,
由题意可得:因为桥洞内水面宽时,拱顶距离水面,
所以在抛物线上,
所以解得,
所以抛物线方程为
当水面上升后,不妨设由图可知
则,解得,
所以,
所以当水面上升后,桥洞内水面宽为.
故答案为:.
7.(23-24高二上·北京通州·期末)如图,一隧道内设双行线公路,其截面由一个长方形和抛物线构成.为保证安全,要求行驶车辆顶部(设为平顶)与隧道顶部在竖直方向上高度之差不小于,已行车道AB总宽度,则车辆通过隧道的限制高度为 m.
【答案】/
【详解】取隧道截面,抛物线的顶点为原点,对称轴为轴,建立直角坐标系,
设抛物线方程为,由图易知抛物线过点,
所以,得到,故抛物线方程为,
又行车道AB总宽度,将代入,得到,
所以限制高度为,
故答案为:.
8.(23-24高二上·广东茂名·期末)已知某条河上有抛物线型拱桥,当水面距拱顶5米时,水面宽8米,一条木船宽4米,木船露出水面上的部分高为0.75米.
(1)建立适当的坐标系,求拱桥所在抛物线的方程;
(2)当水面上涨0.5米时,木船能否通行?
(3)当水面上涨多少米时,木船开始不能通行?
【答案】(1)
(2)能
(3)3
【详解】(1)以拱顶为原点,拱桥的对称轴为轴建立直角坐标系.如图所示
设抛物线的方程为,则
点在抛物线上,代入方程得,
所以抛物线的方程为.
(2)当水面上涨0.5米时,木船与拱顶的距离为3.75米,
设,代入方程得,故,则
,
所以木船能通行;
(3)假设当水面上涨米时,木船开始不能通行,此时木船与拱桥接触,且与拱顶的距离为,
把代入方程,得,
故,由,得.
所以当水面上涨3米时,木船开始不能通行.
9.(23-24高二上·贵州铜仁·期末)如图,是抛物线型拱桥,当水面在时,水面宽16米,拱桥顶部离水面8米.
(1)当拱顶离水面2米时,水面宽多少米?
(2)现有一艘船,可近似为长方体的船体高4.2米,吃水深2.7米(即水上部分高1.5米),船体宽为12米,前后长为80米,若河水足够深,要使这艘船能安全通过,则水面宽度至少应为多少米?(计算结果保留至小数点后一位,参考数据:)
【答案】(1)8米
(2)13.9米.
【详解】(1)如图建立平面直角坐标系,设抛物线型拱桥的方程为()
由题意,可知抛物线经过点,代入抛物线方程可得,即得,
所以抛物线方程为.
当拱顶离水面2米时,即,代入抛物线方程可得,即水面宽为8米.
(2)由于船体宽12米,则当船体恰好能通过时,令米,
代入抛物线方程中,则,解得米,
即拱顶与船顶的最近距离为4.5米.
又因船在水面上部分高为1.5米,故拱顶离水面6米.
在抛物线方程中,令,则,
故,所以水面宽度至少应为13.9米.
抛物线中的三角形或四边形面积问题
1.(23-24高二上·广西玉林·期末)已知抛物线的焦点为,准线与轴的交点为,点在抛物线上,且,则的面积为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】B
【详解】抛物线的焦点,准线,过点作,垂足为,
由,得,于是,
设,则,解得,
所以的面积.
故选:B
2.(23-24高二上·陕西渭南·期末)过抛物线的焦点F分别作两条相互垂直的直线,,若直线与抛物线C交于,两点,直线与抛物线C交于,两点,且,则四边形ADBE的面积为 .
【答案】
【详解】抛物线的焦点,
因为和的横坐标相同且在抛物线上,易知关于x轴对称且夹角为,
所以直线的斜率为,则直线的斜率为,显然直线和的斜率都存在,
则设直线的方程为,直线的方程为,
联立方程组,消元得,则,
即,同理,
所以四边形的面积为:,
故答案为:.
3.(23-24高二上·浙江绍兴·期末)抛物线的焦点为,准线为,点为抛物线上一点,满足(为坐标原点),,垂足为,若,则 .
【答案】
【详解】
由已知,则轴,
过作轴,垂足为,过作,垂足为,
则,四边形为平行四边形,所以,
且中以为底边的高即为,
在中,由抛物线的定义知,又,
则,
则.
故答案为:.
4.(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)
【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.
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
【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.
6.(23-24高二上·陕西咸阳·期末)已知抛物线:上任意一点到焦点的距离比到轴的距离大1.
(1)求抛物线的方程;
(2)直线,满足,,交于,两点,交于,两点.求四边形面积的最小值.
【答案】(1)
(2)32
【详解】(1)抛物线:的焦点为,准线为,
由抛物线的性质可得到焦点的距离等于到准线的距离,
再由到焦点的距离比到轴的距离大1,可得准线到轴的距离为,
即,可得,
抛物线的方程为:.
(2)由(1)可得焦点,
由题意直线,的斜率均存在,且不为0,
设直线的方程为,,,
联立整理得,
可得,,
由抛物线的性质可得,
同理可得,
,
当且仅当,即时,取等号,
四边形面积的最小值为.
7.(23-24高二上·江苏泰州·期末)已知抛物线的焦点为F,A为抛物线上一点,延长交抛物线于点B,抛物线的准线与x轴的交点为K,,.
(1)求抛物线的方程;
(2)求的面积.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)解:由题知A为抛物线上一点,所以,
解得,故抛物线方程为;
(2)由(1)知,抛物线方程为,
所以,,,
所以,,即,
因为直线交抛物线另一点为,
记点横坐标为,点横坐标为,
联立,可得:,
所以,所以,
而点到直线的距离,
所以.
8.(23-24高二上·福建漳州·期末)已知圆,动圆与圆内切,且与定直线相切,设动圆圆心的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)过点的直线与交于、两点,若(为坐标原点)的面积为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)如图:
设动点,显然动圆的半径要大于圆的半径,两圆内切,所以圆心距离,又因为动圆与直线相切,
所以,所以, 整理得,∴的方程为;
(2)易知直线斜率不为0,故可设方程为,,,
联立得:,
,, ,
则
原点到直线的距离,
所以
解得,所以直线的方程为
9.(23-24高二上·河北石家庄·期末)已知点为抛物线的焦点,点在抛物线上,且,为坐标原点.
(1)求抛物线的方程;
(2)斜率为的直线过点,且与抛物线交于、两点,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)解:抛物线的准线方程为,
由抛物线的定义可得,可得,
因此,抛物线的方程为.
(2)解:设点、,由(1)可知,点,
易知直线的方程为,联立可得,
,由韦达定理可得,,
由抛物线的焦点弦长公式可得,
又因为原点到直线的距离为,
故.
10.(23-24高二上·贵州毕节·期末)已知过点的直线与抛物线交于两点,且当的斜率为1时,恰为的中点.
(1)求抛物线的方程;
(2)当经过抛物线的焦点时,求(为原点)的面积.
【答案】(1)
(2).
【详解】(1)当斜率为1时,
可得直线的方程为,
此时直线恰好经过坐标原点,
不妨设,
则为抛物线上的点,
所以,解得,
所以抛物线的方程为.
(2)由(1)可知抛物线的焦点,
当直线经过时,直线的方程为,
联立消去并整理得,
不妨设,
由韦达定理得,
则的面积.
11.(23-24高二上·福建福州·期末)在直角坐标系中,抛物线Γ:上的点M与Γ的焦点F的距离为2,点M到y轴的距离为.
(1)求Γ的方程:
(2)直线:与Γ交于A,B两点,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,根据抛物线的定义知点到Γ的准线的距离为2,
因为点到轴的距离为,所以点的坐标为,
因为点在Γ:上,所以,
即,因为,所以,
所以Γ的方程为;
(2)由(1)可知Γ的焦点,:经过Γ的焦点,
由,得,
设,,则,,
所以,
因此的面积.
12.(23-24高二上·湖北荆州·期末)已知动点P与定点的距离等于点P到的距离,设动点P的轨迹为曲线C.直线l与曲线C交于A,B两点,(O为坐标原点).
(1)求曲线C的标准方程;
(2)求面积的最小值.
【答案】(1)
(2)48
【详解】(1)由抛物线定义可知:曲线为抛物线,且为抛物线的焦点,
则,即,
所以曲线的方程为.
(2)设直线,
联立,可得,
则,
设,则,
因为,则,
即,
且,可得,可知直线恒过定点,
则,
当且仅当时,取最小值48.
13.(23-24高二上·黑龙江牡丹江·期末)如图,在平面直角坐标系中,抛物线C:()与圆O的一个交点为.
(1)求抛物线C及圆O的方程;
(2)设直线l与圆O相切于点R,与抛物线C交于A,R两点,求的面积.
【答案】(1),.
(2)
【详解】(1)因为抛物线C与圆O的一个交点为,
所以,所以,即抛物线C的方程为.
设圆O的方程为,所以,
所以,即圆O的方程为.
(2)由题意得.
因为AR是圆O的切线,所以OR⊥AR,所以.
所以直线AR的方程为,即.
由与联立消去y得,则.
设点A和点R的横坐标分别为,.
则,.
所以.
所以的面积.
14.(23-24高二上·山东东营·期末)已知拋物线的焦点为为抛物线上一点,.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)过点作互相垂直的两条直线交抛物线于四点,求四边形的面积最小值
【答案】(1)
(2)32
【详解】(1)由,可得,
又在抛物线上,所以,
联立解得,
故抛物线方程为
(2)由(1)知:
设,,
由得:,
,
设所以,
,
同理:,
四边形的面积:,
(当且仅当即:时等号成立)
四边形的面积的最小值为32.
15.(23-24高二上·山东潍坊·期末)如图,已知抛物线的焦点为F,点M在其准线上,,直线MF的倾斜角为,且与C交于A,B两点,O为坐标原点
(1)求C的方程;
(2)求的面积.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为直线的倾斜角为,记准线与x轴交点为K,易知为等腰直角三角形,且,
所以焦点到准线的距离为2,即,
所以抛物线的方程为.
(2)由(1)可得,,
因为直线的倾斜角为,所以直线的斜率为,
所以直线的方程为,即的方程为,
联立可得,
所以
所以,
又点到直线AB的距离,
所以的面积.
16.(23-24高二上·上海·期末)已知椭圆,其上焦点与抛物线的焦点重合.
(1)求抛物线的方程;
(2)若过点的直线交椭圆于点,同时交抛物线于点(如图1所示,点在椭圆与抛物线第一象限交点上方),试证明:;
(3)若过点的直线交椭圆于点,过点与直线垂直的直线交抛物线于点(如图2所示),试求四边形面积的最小值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【详解】(1)因为椭圆,则,
其上焦点与抛物线的焦点重合,
则,即,所以抛物线的方程为.
(2)证明:由题意可得过点的直线的斜率存在,设直线方程为,
设,
联立,消去可得,
则,
所以
,
联立抛物线与直线方程,消去可得,
则,
所以,
所以
,
所以.
(3)设,
当直线的斜率存在且不为零时,设直线的方程为,
则直线的方程为,
由(2)的计算过程可知,,
由,以替换,可得,
所以
,
因为,所以,,
;
当直线的斜率不存在时,,,
所以;
综上所述,,所以四边形的面积的最小值为.
17.(23-24高二上·北京大兴·期末)已知抛物线,过的焦点且垂直于轴的直线交于不同的两点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若过点的直线与相交于不同的两点为线段的中点,是坐标原点,且与的面积之比为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【详解】(1)抛物线的焦点,
则两点所在的直线方程为:,
代入抛物线,得,,
则,故,
∴抛物线的方程为
(2)由题意,设直线的方程为,,
联立,得,
∴,解得且,
,
∴点的横坐标为,
∴
到直线距离,
∴的面积,
的面积,
由题意,
∴,整理得,解得或,
∴直线的方程为或.
抛物线中的参数范围及最值问题
1.(23-24高二上·浙江宁波·期末)已知A,B,C是抛物线上的三点,且,若,则点A到直线BC的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】将代入中得,,解得,故,
设,由题意得,
其中,,
故,即,
故,即,
设直线的方程为,联立抛物线方程得,
,则,
故,解得,
所以直线的方程为,恒过定点,
故点A到直线BC的距离最大值.
为取等号,,因为,以,满足,
故选:C
2.(23-24高二上·江西·期末)已知点是抛物线上的动点,则直线的斜率的最大值是( )
A. B. C.1 D.
【答案】D
【详解】设直线的斜率为k,则直线的方程为,
由题意得直线与抛物线C有交点,联立方程,
得,
当时,,即;
当时,,解得且,
综上所述,k的最大值为.
故选:D.
3.(23-24高二上·安徽六安·期末)抛物线上到直线距离最近的点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为所求点在抛物线上,
所以设所求点为:,
所以点到直线距离为:
,
当且仅当时,有最小值,
此时,
故选:B.
4.(23-24高二上·山西大同·期末)(多选)已知点是焦点为的抛物线上的一个动点,,则( )
A.的最小值为1 B.的最小值为4
C.的最小值为3 D.的最大值为
【答案】AB
【详解】由抛物线方程,得其焦点,准线方程为,过作于点,则,显然当在坐标原点时有最小值,此时,即的最小值为1,所以A正确;
由于,故当三点共线时,即在坐标原点时有最小值,此时,即的最小值为4,所以B正确;
对于C选项,
设,则,当时,取得最小值,最小值为,所以C错误.
对于D选项,
根据抛物线的对称性,不妨设,
若,则,,,所以;
若,则,,,所以;
若且,此时且,
,,所以,
因为,所以,即.
令,则,
当时,,单调递减;当时,,单调递增.
所以.此时有最大值为1.而,则.
综上,的最大值为.所以D错误.
故选:AB.
5.(23-24高二上·浙江舟山·期末)曲线上动点与构成,若,则实数的取值范围为 .
【答案】
【详解】由对称性,不妨考虑点在轴或其上方,即设,,
,则,
作轴于点,则,
所以梯形
,
当,即时,时,,
由得,无解,
当即时,时,,满足题意,
综上,.
6.(23-24高二上·上海·期末)在平面直角坐标系中,曲线,曲线.经过上一点作一条倾斜角为的直线,与交于两个不同的点,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】设,则直线的方程为,
代入曲线的方程,得,
化简可得:,①
由于与交于两个不同的点,故关于x的方程①的判别式,即
,
解得,②
设的横坐标分别为,由①知,,
因此,结合的倾斜角为可知,
,
由②可知,,
故,
从而得,
故答案为:.
7.(23-24高二上·湖北·期末)如图所示,抛物线的焦点为,过点的直线与分别相交于和,直线过点,当直线垂直于轴时,,则的方程为 ;设直线的倾斜角分别为,则的最大值为 .
【答案】 ;
【详解】当垂直于轴时,,此时,可得,
故的方程为:;
对抛物线上的任意两点,
若直线斜率存在,则,
故直线方程为:,即
也即,又,
故方程为:;
若直线斜率不存在,,,
显然此时,直线方程亦可表示为:;
综上所述,方程可表示为:;
又直线过点,则;
设两点坐标为,
同理可得直线方程为:,
直线方程为:,
又直线过点,则;
又直线过点,则;
综上可得:,
若直线斜率存在,设斜率为,
则,
显然,
当时,不满足题意;
当时,由,,
则,
当且仅当,也即时取得等号;
当时,易知,故此时,
;
当时,,
则.
综上所述:的最大值为.
故答案为:;.
8.(23-24高二上·江苏常州·期末)如图,已知抛物线的方程为,焦点为,过抛物线内一点作抛物线准线的垂线,垂足为,与抛物线交于点,已知,,.
(1)求的值;
(2)斜率为的直线过点,且与曲线交于不同的两点,,若存在,使得,求实数的取值范围.
【答案】(1)2
(2)
【详解】(1)因为,,则在中,,
由抛物线的定义得,,
故,则,即,
设,则,解得,
过点作⊥于点,
因为,所以,
因为,所以,
故,,
所以,解得;
(2)由(1)可知抛物线方程为:,设,,
设,联立,整理得:,
因为,所以,
由韦达定理得,,
因为,则,故,
故,
将代入(*)式得,
因为存在,使得,
所以有对有解,
而,所以,
解得,或,
因为,所以.
9.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知抛物线:()的焦点为,点,过的直线交于,两点,当点的横坐标为1时,点到抛物线的焦点的距离为2.
(1)求抛物线的方程;
(2)设直线,与的另一个交点分别为,,点,分别是,的中点,记直线,的倾斜角分别为,.求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)抛物线的准线为,
由抛物线的定义知,,又,所以,
所以抛物线C的方程为;
(2)由(1)知,,
设,
则,设直线,
由可得,
,
则,
直线,代入抛物线方程可得,
,所以,同理可得,
由斜率公式可得,,
又因为直线OP、OQ的倾斜角分别为,所以,
若要使最大,需使最大,则,设,
则,
当且仅当即时,等号成立,
所以的最大值为.
10.(23-24高二上·江苏常州·期末)已知抛物线的焦点为,过点的直线(斜率为正数)与由左至右交于、两点,连接并延长交于点.
(1)证明:;
(2)当的内切圆半径时,求的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【详解】(1)解:易知抛物线的焦点为,
若直线与轴重合,则该直线与抛物线只有一个交点,不合乎题意,
设直线的方程为,设点、,,
则,由得,,
由韦达定理可得,,
则
,所以.
(2)解:由(1)可知:的内切圆圆心在轴上,
所以设圆心,则,设直线的方程为,且,
由得,,且,则,
由韦达定理可得,,
所以,
所以直线的方程为,即.
因为点到直线的距离等于点到直线的距离,所以,
所以,,,
则,上述两个等式作差可得,可得,
所以,
因为在上单调减,所以.
所以.
抛物线中的定点、定值、定直线问题
1.(23-24高二上·山西吕梁·期末)(多选)设抛物线的焦点为,准线为,点是抛物线上不同的两点,且,则( )
A. B.以线段为直径的圆必与准线相切
C.线段的长为定值 D.线段的中点到轴的距离为定值
【答案】AD
【详解】对于A中,由抛物线的准线为,可得,解得,
所以抛物线的焦点为 且,所以A正确;
对于B中,如图,当线段过焦点时,过作,
取的中点作,可得,
此时以线段为直径的圆与准线相切,
因为直线不一定过抛物线的焦点,则不一定成立,故B错误.
对于C中,设,
由抛物线得的定义得,所以,
当直线过原点时,设,则,此时,可得,
当直线为时,可得,不妨设,可得,
所以的长不是定值,所以C错误;
对于D中,由,则线段的中点到轴的距离为,所以D正确.
故选:AD.
2.(23-24高二上·江苏盐城·期末)(多选)已知直线交抛物线于、两点,下列说法正确的是( ).
A.
B.为定值
C.线段AB的中点在一条定直线上
D.为定值(O为坐标原点,、分别为直线OA、OB的斜率)
【答案】ACD
【详解】联立直线方程与抛物线方程,可得;
对A:由直线与抛物线交于A,B两点,可得,解得,故A正确;
对B:因为、,故可得,故B错误;
对C:设中点为,故可得;
故中点在定直线上,故C正确;
对D:为定值,故D正确.
故选:ACD.
3.(23-24高二上·江西九江·期末)已知动圆过定点,且在轴上截得的弦的长为.
(1)求动圆圆心的轨迹的方程;
(2)过轨迹上一个定点引它的两条弦,,若直线,的斜率存在,且直线的斜率为证明:直线,的倾斜角互补.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)设动圆圆心的坐标为,则,
整理得,,故所求动圆圆心的轨迹的方程为.
(2)证明:设,,则有,,,
直线的斜率为,所以,
于是
.
故直线,的倾斜角互补.
4.(23-24高二上·山东青岛·期末)已知点,,中恰有两个点在抛物线上.
(1)求的标准方程
(2)若点,在上,且,证明:直线过定点.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【详解】(1)因为点,关于轴对称,抛物线也关于轴对称,
所以点,在上,
将点代入抛物线得,,即,
所以抛物线的方程为:;
(2)由题意可知,直线的斜率一定存在,则设直线的方程为,
由消得:,
由韦达定理得,
所以直线,显然恒过定点.
5.(23-24高二上·河南驻马店·期末)已知P是抛物线的准线上任意一点,过点P作抛物线C的两条切线,切点分别为.
(1)若点P纵坐标为0,求此时抛物线C的切线方程;
(2)设直线的斜率分别为,求证:为定值.
【答案】(1)和
(2)证明见解析
【详解】(1)
由抛物线C的方程为,则其准线方程为
由于点P的纵坐标为0,所以点P为,过P作抛物线C的切线,由题意知斜率存在且不为0,设其斜率为k则切线方程为
联立
由于直线与抛物线C相切,可知,即
此时抛物线C的两条切线方程分别为和.
(2)
点P在抛物线C的准线上,设
由题意知过点P作抛物线C的切线,斜率存在且不为0,
设其斜率为k则切线方程为
联立
由于直线与抛物线C相切,可知,即
而抛物线C的两条切线的斜率,即为方程的两根
故.
6.(23-24高二上·浙江金华·期末)已知为拋物线的焦点,为坐标原点,为的准线上一点,直线的斜率为的面积为.已知,设过点的动直线与抛物线交于两点,直线与的另一交点分别为.
(1)求拋物线的方程;
(2)当直线与的斜率均存在时,讨论直线是否恒过定点,若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)直线过定点
【详解】(1)
设准线与轴的交点为,
直线的斜率为,又,
.
故抛物线的方程为:.
(2)设,过点的直线方程为:.
则联立,整理得:,
由韦达定理可得:.
又设,
所以直线斜率为,
直线方程为,即的直线方程为:,
由三点共线可得:,即,
所以,
所以,因为,所以化简可得:,
同理,由三点共线可得:,
可得,
,
综上可得的直线方程为:,
变形可得:,所以直线过定点.
7.(23-24高二上·广东·期末)已知平面直角坐标系下,抛物线的准线方程:
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若抛物线上两点满足,求证:直线过定点,并求出定点坐标.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由准线方程:可得,即,
所以抛物线的标准方程为;
(2)是抛物线上两点,明显直线的斜率不为零,
设,,
联立,消去得,
则,
所以,
解得,此时
所以,其过定点.
8.(23-24高二上·浙江绍兴·期末)已知抛物线的焦点为,为上一点且纵坐标为4,轴于点,且.
(1)求的值;
(2)已知点,是抛物线上不同的两点,且满足.证明:直线恒过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)显然点,
由抛物线定义可知,,解得,
所以抛物线方程为:;
(2)点在抛物线上,设直线,
点,联立,得,
在下,,所以
,
整理,得,将代入直线,得,
即,所以直线恒过定点.
9.(23-24高二上·浙江舟山·期末)拋物线上的到焦点的距离为4,直线经过与抛物线相交于两点,是直线与轴的交点,直线分别交轴于两点.
(1)求抛物线方程;
(2)求证:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)由题可得或(舍去),
所以;
(2)设直线方程为:,
联立,
则,
所以,
直线,可得,同理,
所以
,
所以.
10.(23-24高二上·四川宜宾·期末)已知点在抛物线上,斜率为的直线与交于两点,记直线的斜率分别为
(1)证明:为定值:
(2)若,求的面积.
【答案】(1)证明见解析;
(2)48.
【详解】(1)由点在抛物线上,得,抛物线,
设直线的方程为,,显然,
由消去x得,
,则且,,
因此,
所以为定值.
(2)由,得,则,由(1)知,,
,解得,
直线的方程为,,
而点到直线的距离,
所以的面积.
11.(23-24高二上·四川泸州·期末)抛物线上的点到C的准线的距离为5.
(1)求C的方程;
(2)已知直线l与C交于A,B两点,若(O为坐标原点),交AB于点D.点E坐标为,证明的长度为定值,并求出该定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析;该定值为2;
【详解】(1)根据题意利用抛物线定义可知,解得;
所以抛物线C的方程为;
(2)如下图所示:
设直线l的方程为,与抛物线方程联立整理可得,
设,则可得;
由于,所以可得,即,
可得,解得或(舍);
又,所以可得直线的方程为,
联立,可得点D的坐标为;
又,所以可得
;
即的长度为定值2.
12.(23-24高二上·广东佛山·期末)已知为抛物线的焦点,点在上,且满足.
(1)求点的坐标及的方程;
(2)设过点的直线与相交于两点,且不过点,若直线分别交的准线于两点,证明:以线段为直径的圆恒过定点.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【详解】(1)设点,点,则有,
则,
因为点在上,故,
解得:或(舍),即,
所以点的坐标为,方程为.
(2)由对称性可知:以线段为直径的圆所过定点在轴上.
设直线l的方程为,代入,得
设点,,则,
因为,所以,
直线的方程为,
令,得,所以点
同理,点,
设以线段为直径的圆与轴的交点为,
则,
因为,则,
即,
则,
解得:或,
故以线段为直径的圆所过定点为和.
13.(23-24高二上·上海·期末)设抛物线的焦点为,经过点的动直线交抛物线于两点,且.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若直线平分线段,求直线的倾斜角;
(3)若点M是抛物线的准线与轴的交点,在轴上是否存在定点,对任意过点的直线与抛物线交于两点,使得为定值?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由,
【答案】(1)
(2)或
(3),此时点的坐标为
【详解】(1)抛物线的焦点为,
所以设直线,,,联立
,得,
所以,,得,
所以抛物线的标准方程为;
(2)由(1)可知,,
设点是线段的中点,则由,
,
由题意可得点在直线上,所以,
即,解得:或,
设直线的倾斜角为,则,或,
又,所以直线的倾斜角为或;
(3)点的坐标为,
过点的直线设为,,,
联立,得,
,得或,
,,
设
,
当时,必须且只需,(常数),
此时点的坐标为.
14.(23-24高二上·贵州安顺·期末)已知平面直角坐标系内的动点恒满足:点到定点的距离与它到定直线的距离相等.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)过点的直线l与(1)中的曲线C交于A,B两点,O为坐标原点,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)设点P的坐标,由题设及抛物线的定义可知,
点P的轨迹为以焦点,准线方程为的抛物线,
故点P的轨迹C的方程为:.
(2)证明:由(1)得,曲线C的方程为:.
由题设可知,直线l的斜率必不为0,故设,
由得:,,
设,,则,.
所以,,故即.
15.(23-24高二上·浙江宁波·期末)如图所示,设抛物线,过抛物线E内一点的两条直线分别与抛物线交于A,C和B,D,且满足,其中,当轴时,.
(1)求抛物线E的方程;
(2)当变化时,是否为定值?若是,请求出此定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是,2
【详解】(1)解:当轴时,,可得,则,
可得,所以,所以抛物线E的方程为.
(2)解:设
由,可得,
因为A,C在抛物线,可得,
将代入得,
整理得,可得,
同理可得,对于B,D,则有
所以是方程的两个根,所以,
所以,即为定值.
16.(23-24高二上·河北邯郸·期末)已知抛物线的焦点为,准线与轴的交点为,过点的直线与抛物线交于不同的两点,且当为的中点时,.
(1)求抛物线的方程.
(2)记抛物线在两点处的切线的交点为,是否存在直线使与的面积相等?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)不存在,理由见解析
【详解】(1)由题意知,当为的中点时,设,则,则,所以,
所以,解得,所以抛物线的方程为.
(2)由(1)知,设直线,
将直线与抛物线的方程联立消得,
则.
设抛物线在点处的切线方程为,
与抛物线的方程联立消得,则,得.
设抛物线在点处的切线方程为,同理可得.
联立,消得,所以轴.
故,,假设存在直线使与的面积相等,则,得.
又,解得或,此时重合,与题意矛盾,
故不存在直线使与的面积相等.
17.(23-24高二上·湖北·期末)已知抛物线的焦点为,设动点的坐标为.
(1)若,求过点与抛物线有且只有一个公共点的直线方程;
(2)设过动点的两条直线均与相切,且的斜率分别为,满足.证明:动点在一条定直线上.
【答案】(1)或;
(2)证明见解析
【详解】(1)当经过点P的直线不存在斜率时,直线方程即为,
与抛物线抛物线C:有且只有一个公共点,符合题意,
当经过点P的直线存在斜率时,不妨设直线方程为,
代入抛物线方程化简得:,
,即,直线方程即为
因此所求直线方程为或;
(2)证明:设过点P与抛物线C的相切的切线方程为,
由,消去整理得,
因为与抛物线C相切,所以,
即.
又因为,是方程的两根,则有,
由 ,可得,即
从而动点在直线上.
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