内容正文:
专题06 抛物线及其性质
根据抛物线方程求焦点及准线方程
1.(23-24高二上·新疆·期末)抛物线的焦点到准线的距离为
A. B. C.8 D.2
2.(23-24高二上·新疆·期末)抛物线的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·新疆·期末)抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·新疆·期末)抛物线的焦点坐标是
A.(,) B.() C.() D.()
5.(23-24高二上·新疆·期末)抛物线的焦点到准线的距离为( )
A. B. C. D.
6.(23-24高二上·新疆·期末)若抛物线的焦点坐标为,则准线方程为 .
抛物线定义及其应用
1.(23-24高二上·新疆·期末)若点为抛物线上一点,为焦点,且,则点到轴的距离为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
2.(23-24高二上·新疆·期末)抛物线上有两个点,焦点,已知,则线段的中点到轴的距离是( )
A.1 B. C.2 D.
3.(21-22高二上·内蒙古巴彦淖尔·期末)抛物线上与焦点的距离等于6的点的坐标是 .
4.(23-24高二上·新疆·期末)已知点P(6,y)在抛物线y2=2px(p>0)上,若点P到抛物线焦点F的距离等于8,则焦点F到抛物线准线的距离等于 .
5.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线的焦点为F,在C上有一点P,,则的中点M到y轴的距离为 .
6.(22-23高二上·新疆·期末)写出抛物线上与焦点的距离等于的点的坐标:
7.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线,过抛物线焦点F的直线与抛物线C交于A、B两点,交抛物线的准线于点P,若F为PB.中点,且,则|AB|=( )
A. B. C. D.
求抛物线的标准方程
1.(23-24高二上·新疆·期末)经过点的抛物线的标准方程为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线上的点到该抛物线焦点的距离为,则抛物线的方程是( )
A. B.
C. D.
抛物线的中点弦问题
1.(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.
2.(23-24高二上·新疆·期末)已知直线与抛物线相交于A、B两点,那么线段AB的中点坐标是 .
3.(23-24高二上·新疆·期末)一动圆经过点且与直线相切,设该动圆圆心的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)若直线l与C交于A,B两点,且线段AB的中点坐标为,求直线l的方程.
4.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线:的焦点为,过点的直线交抛物线于,两点,当轴时,.
(1)求抛物线的方程;
(2)当线段的中点的纵坐标为时,求直线的方程.
抛物线弦长问题
1.(23-24高二上·新疆·期末)设F为抛物线C:的焦点,过F作倾斜角为的直线交曲线C于A,B,则
A.8 B. C.16 D.
2.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线,其焦点F到其准线的距离为2,过焦点F且倾斜角为45°的直线l交抛物线C于A,B两点,
(1)求抛物线C的方程及其焦点坐标;
(2)求.
3.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线的焦点为.
(1)求;
(2)斜率为的直线过点,且与抛物线交于两点,求线段的长.
4.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线C的顶点为,焦点为.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点F的直线交抛物线C于A,B两点,求的面积.
5.(23-24高二上·新疆·期末)设抛物线的焦点为,过且斜率为的直线与交于,两点,.
(1)求的方程;
(2)求过点,且与的准线相切的圆的方程.
抛物线的几何性质
1.(23-24高二上·新疆乌鲁木齐·期末)若抛物线的焦点到直线的距离为,则( )
A.4 B. C.2 D.1
2.(23-24高二上·新疆·期末)已知为坐标原点,为抛物线的焦点,点,点在上,,且的面积为1,则的准线方程为 .
3.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线的焦点F恰好是双曲线的右焦点,且两曲线的交点连线过点F,则该双曲线的离心率 .
抛物线最值问题
1.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线:的焦点为,圆:,点,分别为抛物线和圆上的动点,设点到直线的距离为,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
2.(23-24高二上·新疆·期末)已知过抛物线的焦点F且倾斜角为的直线交C于A,B两点,Q为弦的中点,P为C上一点,则的最小值为( )
A. B.8 C. D.5
3.(23-24高二上·新疆·期末)如图,地在高压线(不计高度)的东侧0.50km处,地在地东北方向1.00km处,公路沿线上任意一点到地与高压线的距离相等.现要在公路旁建一配电房向、两地降压供电(分别向两地进线).经协商,架设低压线路部分的费用由、两地用户分摊, 为了使分摊费用总和最小,配电房应距高压线( )
A.1.21km B.0.50km C.0.75km D.0.96km
4.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线的准线方程为,为抛物线的焦点.
(I)求抛物线的方程;
(II)若P是抛物线C上一点,点A的坐标为(,2),求的最小值.
综合应用
1.(23-24高二上·新疆·期末)(多选)经过抛物线的焦点的直线交抛物线于两点,设,,则下列结论中正确的是( )
A.
B.面积的最小值为8
C.以焦半径为直径的圆与直线相切
D.
2.(23-24高二上·新疆·期末)(多选)已知F是抛物线的焦点,O为坐标原点,A,B是抛物线C上的两点,的中点M在C的准线上的投影为N,则( )
A.曲线C的准线方程为 B.若,则的面积为
C.若,则 D.若,则
3.(23-24高二上·新疆·期末)(多选)已知抛物线,点在上,过点的直线与相交于两点,直线的斜率分别为,则( )
A.
B.
C.的取值范围为
D.的取值范围为
4.(23-24高二上·新疆·期末)(多选)抛物线C:的焦点为F,P是其上一动点,点,直线l与抛物线C相交于A,B两点,准线与x轴的交于点D,下列结论正确的是( )
A.的最小值是2
B.的最大值是2
C.存在直线l,使得A,B两点关于直线对称
D.若直线l经过点D,且B点在线段AD上,不存在直线l,使得
直线与抛物线韦达定理的应用
1.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线经过点,直线与抛物线相交于不同的A、两点.
(1)求抛物线的方程;
(2)如果,证明直线过定点,并求定点坐标.
2.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线的焦点为坐标原点,是抛物线C上异于O的两点.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线的斜率之积为,求证:直线过定点,并求出定点坐标.
3.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线:.
(1)过抛物线的焦点,且斜率为的直线交抛物线于,两点,求;
(2)直线过点且与抛物线交于,两点,过,分别作抛物线的切线,这两条切线交于点.证明:点在定直线上.
4.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线:的焦点到顶点的距离为.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知过点的直线交抛物线于不同的两点,,为坐标原点,设直线,的斜率分别为,,求的值.
5.(23-24高二上·新疆·期末)抛物线C的顶点为坐标原点O.焦点在x轴上,直线l:交C于P,Q两点,且.已知点,且与l相切.
(1)求C,的方程;
(2)设是C上的三个点,直线,均与相切.判断直线与的位置关系,并说明理由.
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专题06 抛物线及其性质
根据抛物线方程求焦点及准线方程
1.(23-24高二上·新疆·期末)抛物线的焦点到准线的距离为
A. B. C.8 D.2
【答案】D
【分析】根据抛物线性质, 由抛物线方程y=4x, 可知焦点为 (1, 0), 准线为x=-1;再求出点 (1, 0) 到直线x=-1的距离, 即可解答.
【详解】解:由题可知抛物线的焦点为 (1, 0), 准线为 x=-1,
所以焦点到准线的距离为2.
故选D.
【点睛】本题是一道求抛物线焦点到准线距离的题目,解题关键在于掌握抛物线的性质求解.
2.(23-24高二上·新疆·期末)抛物线的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由抛物线的标准方程即可求解.
【详解】由抛物线的标准方程可知:
抛物线的开口向左,焦点在轴负半轴上,
且,所以,,
所以焦点坐标为.
故选:C
3.(23-24高二上·新疆·期末)抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由于抛物线的准线方程为,抛物线的准线方程即可求解.
【详解】由于抛物线的准线方程为,
则的准线方程为:.
故选:B
4.(23-24高二上·新疆·期末)抛物线的焦点坐标是
A.(,) B.() C.() D.()
【答案】B
【详解】试题分析:抛物线的标准形式,所以焦点坐标是,故选B.
5.(23-24高二上·新疆·期末)抛物线的焦点到准线的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据抛物线的几何性质可得选项.
【详解】由得,所以,所以抛物线的焦点到准线的距离为1,
故选:B.
6.(23-24高二上·新疆·期末)若抛物线的焦点坐标为,则准线方程为 .
【答案】
【分析】根据抛物线方程、焦点坐标以及准线方程三者之间的关系分析求解.
【详解】由抛物线的方程可知抛物线的焦点为,准线为,
而焦点的坐标为,所以, 所以抛物线的准线方程为.
故答案为:.
抛物线定义及其应用
1.(23-24高二上·新疆·期末)若点为抛物线上一点,为焦点,且,则点到轴的距离为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】A
【分析】根据抛物线的定义可求出结果.
【详解】由抛物线方程为,可知准线方程为,
因为,所以由抛物线的定义可知点到准线的距离为3,
设,所以,解得,从而可知点到轴的距离为2.
故选:A.
2.(23-24高二上·新疆·期末)抛物线上有两个点,焦点,已知,则线段的中点到轴的距离是( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】B
【分析】利用抛物线的定义,将抛物线上的点到焦点的距离转化为点到准线的距离,即可求出线段中点的横坐标,即得到答案.
【详解】由已知可得抛物线的准线方程为,
设点的坐标分别为和,
由抛物线的定义得,即,
线段中点的横坐标为,
故线段的中点到轴的距离是.
故选:.
3.(21-22高二上·内蒙古巴彦淖尔·期末)抛物线上与焦点的距离等于6的点的坐标是 .
【答案】或.
【分析】设点,根据抛物线的定义,得到,求得,代入抛物线方程,求得,即可求解.
【详解】设抛物线上与焦点的距离等于6的点为,即,
由抛物线,可得焦点,准线方程为,
根据抛物线的定义,可得,即,解得,
将代入抛物线方程,可得,解得,
所以点的坐标为或.
故答案为:或.
4.(23-24高二上·新疆·期末)已知点P(6,y)在抛物线y2=2px(p>0)上,若点P到抛物线焦点F的距离等于8,则焦点F到抛物线准线的距离等于 .
【答案】4
【详解】抛物线y2=2px(p>0)的准线为x=-,因为P(6,y)为抛物线上的点,所以P到焦点F的距离等于它到准线的距离,所以6+=8,所以p=4,焦点F到抛物线准线的距离等于4.
5.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线的焦点为F,在C上有一点P,,则的中点M到y轴的距离为 .
【答案】
【分析】根据焦半径公式可求出点的坐标,再得到的中点M坐标,从而解出.
【详解】设,,所以,解得,所以的中点M横坐标为,即的中点M到y轴的距离为.
故答案为:.
6.(22-23高二上·新疆·期末)写出抛物线上与焦点的距离等于的点的坐标:
【答案】或
【分析】利用抛物线焦半径公式可构造方程求得结果.
【详解】设与焦点的距离等于的点为,
由抛物线方程知:准线为,,解得:,
,解得:,
与焦点的距离等于的点的坐标为或.
故答案为:或.
7.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线,过抛物线焦点F的直线与抛物线C交于A、B两点,交抛物线的准线于点P,若F为PB.中点,且,则|AB|=( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】分别过A,B作准线的垂线,垂足为M,N,由抛物线定义知,,又F为PB.中点,求得,从而根据求得,,,进而求得.
【详解】如图,分别过A,B作准线的垂线,垂足为M,N,
由抛物线定义知,,又F为PB.中点,
则,,
则,,,
则
故选:D
求抛物线的标准方程
1.(23-24高二上·新疆·期末)经过点的抛物线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【分析】把点代入选项,逐项检验即可求解.
【详解】因为抛物线过点,
所以代入,满足,,不符合.
故选:AD
2.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线上的点到该抛物线焦点的距离为,则抛物线的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由抛物线知识得出准线方程,再由点到焦点的距离等于其到准线的距离求出,从而得出方程.
【详解】由题意知,则准线为,
点到焦点的距离等于其到准线的距离,
即,∴,则
故选:B.
抛物线的中点弦问题
1.(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.
2.(23-24高二上·新疆·期末)已知直线与抛物线相交于A、B两点,那么线段AB的中点坐标是 .
【答案】(4,2)
【详解】设,由得到也就是,所以 ,故,因此中点坐标为.
点睛:直线与圆锥曲线的位置关系,通常联立方程,通过韦达定理去处理与两根之和、两根之积相关的代数式或相关问题.
3.(23-24高二上·新疆·期末)一动圆经过点且与直线相切,设该动圆圆心的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)若直线l与C交于A,B两点,且线段AB的中点坐标为,求直线l的方程.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据抛物线的定义和标准方程可以确定曲线C的方程.
(2)利用点差法结合中点坐标公式和斜率公式求解.
【详解】(1)依题意得该动圆的圆心到点的距离到直线的距离相等.
又点不在直线上,
所以根据抛物线的定义可知该动圆圆心的轨迹是以为焦点,
为准线的抛物线,所以曲线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,即直线l的斜率为,
所以直线l的方程为,即,
经检验,直线与曲线相交,满足题意,
所以直线l的方程为.
4.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线:的焦点为,过点的直线交抛物线于,两点,当轴时,.
(1)求抛物线的方程;
(2)当线段的中点的纵坐标为时,求直线的方程.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)由题意得到,,两点的横坐标为,可得求解;
(2)由(1)得,且直线的斜率存在,设,,利用点差法求解.
【详解】(1)由题意得,
当轴时,,两点的横坐标为,
当时,,解得,
,解得,
故抛物线的方程为;
(2)由(1)得,且直线的斜率存在,
设,,且,
则,,
,即,
线段的中点的纵坐标为,
,即,
,即直线的斜率,
直线的方程为,即.
抛物线弦长问题
1.(23-24高二上·新疆·期末)设F为抛物线C:的焦点,过F作倾斜角为的直线交曲线C于A,B,则
A.8 B. C.16 D.
【答案】D
【分析】首先写出抛物线的焦点,再写出直线的方程,代入抛物线运用韦达定理,
,代入即可求得答案.
【详解】解:抛物线C:的焦点,设,,
且倾斜角为的直线,
,整理得,
由韦达定理可知,
由抛物线的定义可知:,
故选D.
【点睛】根据抛物线的方程求得焦点坐标,根据直线的倾斜角求得直线方程,代入抛物线方程,利用韦达定理求得,由抛物线的性质可知,解得可得所求值.
2.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线,其焦点F到其准线的距离为2,过焦点F且倾斜角为45°的直线l交抛物线C于A,B两点,
(1)求抛物线C的方程及其焦点坐标;
(2)求.
【答案】(1)抛物线C的方程为.焦点坐标为.
(2)8
【分析】(1)根据焦点F到其准线的距离求出,即可求出抛物线C的方程及其焦点坐标.
(2)根据直线l过焦点F且倾斜角为45°,得出直线l的方程,让直线l与抛物线方程联立,消去y,设出A,B两点坐标,根据抛物线的定义即可求出.
【详解】(1)由题意在抛物线中,焦点F到其准线的距离为2,
∴,
∴抛物线C的方程为,焦点坐标为.
(2)由题意及(1)得
在抛物线中,过焦点F且倾斜角为45°的直线l的方程为,
∴联立方程组消去y可得,
设,,则,
∴根据抛物线的定义,.
3.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线的焦点为.
(1)求;
(2)斜率为的直线过点,且与抛物线交于两点,求线段的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据焦点坐标可直接求得的值;
(2)将直线方程与抛物线方程联立可得,进而得到,利用抛物线焦点弦长公式可求得结果.
【详解】(1)为抛物线的焦点,,解得:.
(2)由(1)知:抛物线;
直线,
由得:,
设,,则,
,.
4.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线C的顶点为,焦点为.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点F的直线交抛物线C于A,B两点,求的面积.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据抛物线的顶点和焦点坐标求出抛物线C的标准方程.
(2)联立直线与抛物线方程,利用弦长公式求出,即可求出的面积.
【详解】(1)抛物线C的顶点为,焦点为,
所以抛物线C的标准方程为:.
(2)由消去y得,设,
则,,
所以,
点到直线的距离,
所以的面积
5.(2018·全国·高考真题)设抛物线的焦点为,过且斜率为的直线与交于,两点,.
(1)求的方程;
(2)求过点,且与的准线相切的圆的方程.
【答案】(1);(2)或.
【分析】(1)方法一:根据抛物线定义得,再联立直线方程与抛物线方程,利用韦达定理代入求出斜率,即得直线的方程;
(2)方法一:先求AB中垂线方程,即得圆心坐标关系,再根据圆心到准线距离等于半径得等量关系,解方程组可得圆心坐标以及半径,最后写出圆的标准方程.
【详解】(1)[方法一]:【通性通法】焦点弦的弦长公式的应用
由题意得,设直线l的方程为.
设,由得.
,故.
所以.
由题设知,解得(舍去)或.因此l的方程为.
[方法二]:弦长公式的应用
由题意得,设直线l的方程为.
设,则由得.
,由,解得(舍去)或.因此直线l的方程为.
[方法三]:【最优解】焦点弦的弦长公式的应用
设直线l的倾斜角为,则焦点弦,解得,即.因为斜率,所以.
而抛物线焦点为,故直线l的方程为.
[方法四]:直线参数方程中的弦长公式应用
由题意知,可设直线l的参数方程为(t为参数).
代入整理得.
设两根为,则.
由,解得.
因为,所以,因此直线l的参数方程为
故直线l的普通方程为.
[方法五]:【最优解】极坐标方程的应用
以点F为极点,以x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,此时抛物线的极坐标方程为.
设,由题意得,解得,即.
所以直线l的方程为.
(2)[方法一]:【最优解】利用圆的几何性质求方程
由(1)得AB的中点坐标为,所以AB的垂直平分线方程为
,即.
设所求圆的圆心坐标为,则
解得或,
因此所求圆的方程为或.
[方法二]:硬算求解
由题意可知,抛物线C的准线为,所求圆与准线相切.
设圆心为,则所求圆的半径为.
由得.
所以,
解得或,
所以,所求圆的方程为或.
【整体点评】(1)方法一:根据弦过焦点,选择焦点弦长公式运算,属于通性通法;
方法二:直接根据一般的弦长公式硬算,是解决弦长问题的一般解法;
方法三:根据弦过焦点,选择含直线倾斜角的焦点弦长公式,计算简单,属于最优解;
方法四:根据直线参数方程中的弦长公式,利用参数的几何意义运算;
方法五:根据抛物线的极坐标方程,利用极径的意义求解,计算简单,也是该题的最优解.
(2)方法一:根据圆的几何性质确定圆心位置,再根据直线与圆的位置关系算出,是求圆的方程的最优解;
方法二:直接根据圆经过两点,硬算,思想简单,运算相对复杂.
抛物线的几何性质
1.(23-24高二上·新疆乌鲁木齐·期末)若抛物线的焦点到直线的距离为,则( )
A.4 B. C.2 D.1
【答案】C
【分析】先求出焦点坐标,再根据点到直线的距离公式计算即可.
【详解】抛物线的焦点为,
则点到直线的距离,解得.
故选:C.
2.(23-24高二上·新疆·期末)已知为坐标原点,为抛物线的焦点,点,点在上,,且的面积为1,则的准线方程为 .
【答案】
【分析】
根据抛物线的定义结合几何关系确定出的大小,然后根据的面积列出关于的方程,由此求解出的值,则准线方程可知.
【详解】
解法一 由题知的准线过点,如图,过点作的准线的垂线,垂足为,
由抛物线的定义可知,则由可知,
所以在中,,得,
由的面积为1,得,则,则,
所以,得,所以的准线方程为,
故答案为:;
解法二 由题知的准线过点,如图,过点作的准线的垂线,垂足为,
由抛物线的定义可知,由可知,
所以在中,,
在中,由正弦定理得,
所以,所以,(另解:也可以通过证明得到)
则为等腰直角三角形,所以,
又的面积为1,所以的面积为2,
则,得,所以的准线方程为,
故答案为:.
3.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线的焦点F恰好是双曲线的右焦点,且两曲线的交点连线过点F,则该双曲线的离心率 .
【答案】
【详解】试题分析:由题意焦点,交点,代入双曲线的方程得,又
,化简得,,
,故答案是.
考点:1、抛物线的应用;2、抛物线的性质.
抛物线最值问题
1.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线:的焦点为,圆:,点,分别为抛物线和圆上的动点,设点到直线的距离为,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【分析】由题意,的最小值为,的最小值为,可求的最小值.
【详解】圆:,圆心坐标,半径为1,
抛物线:的焦点为,准线方程,如图所示,
点到直线的距离比点到准线的距离大2,即,
的最小值为,当三点共线时的最小值为,
所以.
故选:C.
2.(23-24高二上·新疆·期末)已知过抛物线的焦点F且倾斜角为的直线交C于A,B两点,Q为弦的中点,P为C上一点,则的最小值为( )
A. B.8 C. D.5
【答案】B
【分析】根据给定条件,求出直线AB的方程,再与抛物线方程联立,结合抛物线定义,借助几何意义求解作答.
【详解】抛物线,焦点,准线,直线AB的方程为,
由消去y并整理得:,设,,则,
弦中点Q的横坐标,过点作准线l的垂线,垂足为点,如图,
令交抛物线于点P,在抛物线上任取点,过作于点,连接,
即有,,
当且仅当点与P重合时取等号,
所以的最小值为.
故选:B
3.(23-24高二上·新疆·期末)如图,地在高压线(不计高度)的东侧0.50km处,地在地东北方向1.00km处,公路沿线上任意一点到地与高压线的距离相等.现要在公路旁建一配电房向、两地降压供电(分别向两地进线).经协商,架设低压线路部分的费用由、两地用户分摊, 为了使分摊费用总和最小,配电房应距高压线( )
A.1.21km B.0.50km C.0.75km D.0.96km
【答案】C
【分析】由已知得,公路沿线是以A为焦点,高压线为准线的抛物线一段,再建立坐标系求出抛物线的方程,结合抛物线的定义分析最值即可
【详解】由已知得,公路沿线是以A为焦点,高压线为准线的抛物线一段,其中配电房为H,
建立如图所示的坐标系,则抛物线方程为,
为了使分摊费用总和最小,只需H点到A,B作两点距离之和最小,
过点B作,由已知得B的纵坐标为,故,
所以配电房应距高压线距离为.
故选:C
4.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线的准线方程为,为抛物线的焦点.
(I)求抛物线的方程;
(II)若P是抛物线C上一点,点A的坐标为(,2),求的最小值.
【答案】(I) (II)4
【分析】(Ⅰ)运用抛物线的准线方程,可得p=1,进而得到抛物线方程;
(Ⅱ)过A作AB⊥准线l,垂足为B,运用抛物线的定义和三点共线取得最值,即可得到所求最小值;
【详解】(I)∵准线方程x=-,得=1,
∴抛物线C的方程为
(II)过点P作准线的垂线,垂足为B,则=
要使+的最小,则P,A,B三点共线
此时+=+=4·
【点睛】本题考查抛物线的定义、方程和性质,考查三点共线取得最小值,以及直线方程和抛物线方程联立,运用韦达定理和中点坐标公式,考查运算能力,属于中档题.
综合应用
1.(23-24高二上·新疆·期末)(多选)经过抛物线的焦点的直线交抛物线于两点,设,,则下列结论中正确的是( )
A.
B.面积的最小值为8
C.以焦半径为直径的圆与直线相切
D.
【答案】BC
【分析】求抛物线的焦点和准线,设直线为,联立方程结合韦达定理可得,,进而结合抛物线方程和定义逐项分析判断.
【详解】由题意可知:抛物线的焦点,准线为,
显然直线的斜率不为0,且可以不存在,此时直线与抛物线必相交,
设直线为,
联立方程,消去x得,
则,,
对于选项A:,故A错误;
对于选项B:,
原点到直线的距离,
所以面积,
当且仅当时,等号成立,
所以面积的最小值为8,故B正确;
对于选项C:由题意可知:线段的中点,
则到y轴的距离为,
所以以焦半径为直径的圆与直线相切,故C正确;
对于选项D:因为
,
即,故D错误;
故选:BC.
2.(23-24高二上·新疆·期末)(多选)已知F是抛物线的焦点,O为坐标原点,A,B是抛物线C上的两点,的中点M在C的准线上的投影为N,则( )
A.曲线C的准线方程为 B.若,则的面积为
C.若,则 D.若,则
【答案】BCD
【分析】根据抛物线的标准方程,求出准线方程判断A;求出点A的纵坐标计算判断B;设出点A,B的坐标,结合向量垂直的坐标表示及均值不等式求解判断C;利用抛物线定义结合余弦定理、均值不等式推理判断D作答.
【详解】抛物线的焦点,准线,设,有,,,曲线C的准线方程为,A不正确;
,而,则,即有,的面积,B正确;
由得:,显然,即有,,,当且仅当时取等号,C正确;
设点的横坐标为,有,则,
在中,,由余弦定理得:,由
即有,
当且仅当时取等号,因此,D正确.
故选:BCD
【点睛】方法点睛:
1.根据抛物线的定义,可以得出一个结论:抛物线上的任意一点P到焦点F的距离都等于点 P到准线的距离,这个结论是抛物线最重要的一条性质,很多有关抛物线的填空题和选择题都是围绕这条性质设计;
2.何时使用定义:一般情况下,当题意中出现了"抛物线上的点与焦点的连线”或者出现了“抛物线上的点到准线(或垂直于抛物线对称轴的直线)的距离”的时候,都要优先考虑使用抛物线的定义来解题;
3. 抛物线的标准方程的表达式中含有一次项,根据这个特点,设抛物线上的点P的坐标就可以用一个变量进行表示,再结合相关的已知信息进行运算.
3.(23-24高二上·新疆·期末)(多选)已知抛物线,点在上,过点的直线与相交于两点,直线的斜率分别为,则( )
A.
B.
C.的取值范围为
D.的取值范围为
【答案】BC
【分析】首先求出抛物线方程,再设直线联立抛物线方程得到韦达定理式,再计算将韦达定理式代入计算即可判断AB,同理化简,再根据的范围即可得到判断CD.
【详解】将代入,得.设,
直线的方程为,联立方程组,消去得.
由,得或,所以,
则.
因为,所以.
又因为,且或,
所以.
故选:BC.
4.(23-24高二上·新疆·期末)(多选)抛物线C:的焦点为F,P是其上一动点,点,直线l与抛物线C相交于A,B两点,准线与x轴的交于点D,下列结论正确的是( )
A.的最小值是2
B.的最大值是2
C.存在直线l,使得A,B两点关于直线对称
D.若直线l经过点D,且B点在线段AD上,不存在直线l,使得
【答案】ACD
【分析】对于A,利用抛物线的定义,数形结合判断;对于B,利用三角形两边的差小于第三边判断;;对于C,设出直线l的方程,与抛物线方程联立,借助对称思想判断;对于D,设出直线方程,与抛物线方程联立,结合抛物线的定义判断作答.
【详解】抛物线C:的焦点,准线,过点作垂直于准线,垂足为,
过点作垂直于准线,垂足为,交抛物线于点,连接,如图,
,当且仅当与重合时取等号,
因此,A正确;
因为,即的最大值是1,B不正确;
假设存在直线l,使得A,B两点关于直线对称,则设直线,
由消去x得:,则,解得,
设,即有,则有弦的中点在直线上,
即,解得,符合题意,即存在直线l,使得A,B两点关于直线对称,C正确;
点,显然直线l的斜率存在且不为0,设其方程为,
由消去y得:,,解得且,
设的横坐标分别为,则,,
所以不存在直线l,使得,D正确.
故选:ACD
直线与抛物线韦达定理的应用
1.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线经过点,直线与抛物线相交于不同的A、两点.
(1)求抛物线的方程;
(2)如果,证明直线过定点,并求定点坐标.
【答案】(1)
(2)证明见解析,定点
【分析】(1)将已知点坐标代入抛物线方程求得即得;
(2)设,,设,代入抛物线方程应用韦达定理得,,代入可求得,从而得定点坐标.
【详解】(1)由题意可知,将点代入抛物线方程,
可得,解得,则抛物线方程为.
(2)因为直线与抛物线相交于不同的A、两点,
所以直线不与x轴平行,可设,与联立,得,
设,,∴,.,
由
,解得,
∴过定点.
2.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线的焦点为坐标原点,是抛物线C上异于O的两点.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线的斜率之积为,求证:直线过定点,并求出定点坐标.
【答案】(1),(2)证明见解析,定点
【解析】(1)利用抛扔线的焦点坐标,求出,然后求抛物线的方程;
(2)通过直线的斜率是否存在,设出直线方程,与抛物线方程联立,利用韦达定理以及斜率乘积关系,转化求解即可
【详解】解:(1)因为抛物线的焦点坐标为,
所以,得,
所以抛物线的方程为,
(2)①当直线的斜率不存在时,设,
因为直线的斜率之积为,所以,化简得,
所以,此时直线的方程为,
②当直线的斜率存在时,设其方程为,,
由,得,则,
因为的斜率之积为,所以,
即,即可,
解得(舍去),或,
所以,即,所以,即,
综上所述,直线过轴上的一定点
【点睛】关键点点睛:此题考查直线与抛物线的位置关系的应用,抛物线的方程的求法,解题的关键是将直线方程与抛物线方程联立方程组可得,再利用根与系数的关系可得,再结合直线的斜率之积为,可得到的关系,从而可得答案,考查计算能力,属于中档题
3.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线:.
(1)过抛物线的焦点,且斜率为的直线交抛物线于,两点,求;
(2)直线过点且与抛物线交于,两点,过,分别作抛物线的切线,这两条切线交于点.证明:点在定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由已知直线:,联立抛物线方程,结合韦达定理、焦点弦公式即可得解.
(2)设,,首先将过点的两条切线方程求出来(分别用它们的坐标表示),然后联立两条切线方程可得的横坐标表达式为,由三点共线可得为定值,由此即可得证.
【详解】(1)
设,,由题意可得抛物线焦点,准线,直线:,
联立,得,所以,
所以.
(2)
设,,
由题意,过点且与抛物线相切的直线斜率存在且不为0,不妨设为,
则过点且与抛物线相切的直线方程为,①
联立,得,
所以,代入,得,
解得,带入①式即得,
即过点且与抛物线相切的直线方程为,
同理可得过点且与抛物线相切的直线方程为,
联立,可得,
由题意,直线斜率可能不存在但是一定不为0,设直线方程为,
联立,得,所以,即得,
所以点在定直线上.
4.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线:的焦点到顶点的距离为.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知过点的直线交抛物线于不同的两点,,为坐标原点,设直线,的斜率分别为,,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由抛物线的几何性质有焦点到顶点的距离为,从而即可求解;
(2)当直线的斜率不存在时,不符合题意;当直线的斜率存在时,设的方程为,,,联立抛物线的方程,由韦达定理及两点间的斜率公式即可求解.
【详解】(1)解:依题意,,解得,
∴抛物线的方程为;
(2)解:当直线的斜率不存在时,直线与抛物线仅有一个交点,不符合题意;
当直线的斜率存在时,设的方程为,,,
由消去可得,
∵直线交抛物线于不同的两点,
∴,由韦达定理得,
∴.
5.(2021·全国·高考真题)抛物线C的顶点为坐标原点O.焦点在x轴上,直线l:交C于P,Q两点,且.已知点,且与l相切.
(1)求C,的方程;
(2)设是C上的三个点,直线,均与相切.判断直线与的位置关系,并说明理由.
【答案】(1)抛物线,方程为;(2)相切,理由见解析
【分析】(1)根据已知抛物线与相交,可得出抛物线开口向右,设出标准方程,再利用对称性设出坐标,由,即可求出;由圆与直线相切,求出半径,即可得出结论;
(2)方法一:先考虑斜率不存在,根据对称性,即可得出结论;若斜率存在,由三点在抛物线上,将直线斜率分别用纵坐标表示,再由与圆相切,得出与的关系,最后求出点到直线的距离,即可得出结论.
【详解】(1)依题意设抛物线,
,
所以抛物线的方程为,
与相切,所以半径为,
所以的方程为;
(2)[方法一]:设
若斜率不存在,则方程为或,
若方程为,根据对称性不妨设,
则过与圆相切的另一条直线方程为,
此时该直线与抛物线只有一个交点,即不存在,不合题意;
若方程为,根据对称性不妨设
则过与圆相切的直线为,
又,
,此时直线关于轴对称,
所以直线与圆相切;
若直线斜率均存在,
则,
所以直线方程为,
整理得,
同理直线的方程为,
直线的方程为,
与圆相切,
整理得,
与圆相切,同理
所以为方程的两根,
,
到直线的距离为:
,
所以直线与圆相切;
综上若直线与圆相切,则直线与圆相切.
[方法二]【最优解】:设.
当时,同解法1.
当时,直线的方程为,即.
由直线与相切得,化简得,
同理,由直线与相切得.
因为方程同时经过点,所以的直线方程为,点M到直线距离为.
所以直线与相切.
综上所述,若直线与相切,则直线与相切.
【整体点评】第二问关键点:过抛物线上的两点直线斜率只需用其纵坐标(或横坐标)表示,将问题转化为只与纵坐标(或横坐标)有关;法一是要充分利用的对称性,抽象出与关系,把的关系转化为用表示,法二是利用相切等条件得到的直线方程为,利用点到直线距离进行证明,方法二更为简单,开拓学生思路
6.(23-24高二上·新疆·期末)已知抛物线C:y2=2px(p>0)经过点,P是圆M:(x+1)2+y2=1上一点,PA,PB都是C的切线.
(1)求抛物线C的方程及其准线方程;
(2)求△PAB的面积得最大值.
【答案】(1)y2=4x,x
(2)8
【分析】(1)将点的坐标代入抛物线的方程,求出的值,可求出抛物线C的方程,可求出抛物线C的准线方程;
(2)设P(x0,y0),切线方程为x﹣x0=m(y﹣y0),PA,PB的斜率分别为,,联立切线方程和抛物线方程,得到直线AB的方程,联立直线A B与抛物线方程,求出|AB|以及点P到直线AB的距离,利用三角形的面积公式结合二次函数的基本性质可得△PAB的面积的最大值;
【详解】(1)因为抛物线C经过点,所以,即p=2,
所以抛物线的方程为y2=4x,所以准线方程为x;
(2)设P(x0,y0),切线方程为x﹣x0=m(y﹣y0),PA,PB的斜率分别为,,
由,得y2﹣4my+4my0﹣4x0=0,令Δ=0,得m2﹣y0m+x0=0,
由韦达定理可得m1+m2=y0,m1m2=x0,且yA=2 m1,yB=2m2,
所以A(m12,2m1),B(m22,2m2),于是kAB,
所以直线AB的方程为(x﹣m12)=y﹣2m1,即2x﹣(m1+m2)y+2m1m2=0,
所以点P到直线AB的距离为d,
|AB||m1﹣m2|,
所以S△PAB|AB|•d|m1﹣m2||2x0﹣(m1+m2)y0+2m1m2|
|2x0﹣y02+2x0||4x0﹣y02|
8(﹣2≤x0≤0).
所以△PAB的面积得最大值为8.
专题01 集合与常用逻辑用语
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