内容正文:
压轴专题08 抛物线焦点弦性质的应用
目录
1
2
一.x1·x2=,y1·y2=-p2的应用 2
二.|AB|=x1+x2+p=的应用 3
三. +=的应用 3
四. 以弦AB为直径的圆与准线相切的应用 4
4
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
性质
焦点
F
F
F
F
准线
x=-
x=
y=-
y=
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
x∈R,y≥0
x∈R,y≤0
对称轴
x轴
y轴
顶点
O(0,0)
离心率
e=1
开口方向
向右
向左
向上
向下
二.设直线l:y=kx+m,抛物线:y2=2px(p>0),将直线方程与抛物线方程联立整理成关于x的方程k2x2+2(km-p)x+m2=0.
(1)若k≠0,当Δ>0时,直线与抛物线相交,有两个交点;
当Δ=0时,直线与抛物线相切,有一个切点;
当Δ<0时,直线与抛物线相离,没有公共点.
(2)若k=0,直线与抛物线有一个交点,此时直线平行于抛物线的对称轴或与对称轴重合.
三.抛物线的焦点弦有很多性质,比如:设AB是过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),则
(1)x1·x2=,y1·y2=-p2;
(2)以弦AB为直径的圆与准线相切;
(3)|AB|=x1+x2+p= (α是直线AB的倾斜角,α≠0°);
(4)+=为定值.
运用这些性质可以减少运算,使解决问题变得更加快捷.
一.x1·x2=,y1·y2=-p2的应用
【例1】已知抛物线C的顶点是原点O,焦点F在x轴的正半轴上,经过点F的直线与抛物线C交于A,B两点,若·=-12,则抛物线C的方程为( )
A.x2=8y B.x2=4y
C.y2=8x D.y2=4x
【例2】已知抛物线的焦点为,直线过焦点与该抛物线相交于两点,为坐标原点,则的值是( )
A.2 B.3 C.-2 D.-3
【解题技法】通过抛物线的特殊性质,脱离于传统的联立方程组求解,较为迅速地得到结果.
对点训练
1.已知抛物线C:x2=4y的焦点为F,准线l与y轴的交点为D,过点F的直线m与抛物线C交于A,B两点,点O为坐标原点,则∠AOB是( )
A.直角 B.锐角
C.钝角 D.与点A,B位置有关
2.已知抛物线y=2x2的焦点为F,M(x1,y1),N(x2,y2)是抛物线上两点,若直线MN过点F,则x1x2等于( )
A.- B.-
C.-1 D.-2
二.|AB|=x1+x2+p=的应用
【例3】抛物线的顶点在原点,以x轴为对称轴,经过焦点且倾斜角为135°的直线被抛物线所截得的弦长为8,试求抛物线的方程.
【例4】已知抛物线的焦点为,过且斜率为的直线交抛物线于,两点,若,则( )
A. B.1 C. D.2
【解题技法】利用|AB|=x1+x2+p= (α是直线AB的倾斜角,α≠0°)求解焦点弦的长度问题.
对点训练
1.经过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F,倾斜角为30°的直线l与C交于A,B两点,若线段AB的中点M的横坐标为7,那么p=________.
2.过抛物线y2=4x的焦点作直线交抛物线于P(x1,y1),Q(x2,y2)两点,若x1+x2=6,则PQ的中点M到抛物线准线的距离为________.
三. +=的应用
【例5】过抛物线y2=4x的焦点F的直线l与抛物线交于A,B两点,若|AF|=2|BF|,则|AB|等于( )
A.4 B. C.5 D.6
【解题技法】将求弦长问题通过焦半径与p之间的关系,转化为焦半径问题.
对点训练
1.如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若F是AC的中点,且|AF|=4,则线段AB的长为( )
A.5 B.6 C. D.
2.过抛物线C:y2=8x的焦点F的直线交抛物线C于A,B两点,若|AF|=6,则|BF|等于( )
A.9或6 B.6或3 C.9 D.3
四. 以弦AB为直径的圆与准线相切的应用
【例6】已知为坐标原点,抛物线的焦点为,过的直线与交于,两点,则下列直线与以为直径的圆相切的是( )
A.轴 B. C. D.不存在
【例7】求证:以抛物线的焦点弦为直径的圆必与抛物线的准线相切.
【解题技法】把焦点三角形的外接圆转化为以弦AB为直径的圆与准线相切,进行问题的求解.
对点训练
1.已知O为坐标原点,抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F(1,0),过F的直线l与C交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则下列直线与以AB为直径的圆相切的是( )
A.y轴 B.x=-1
C.x=-2 D.不存在
2.过抛物线y2=2px的焦点F作直线交抛物线于A,B两点,以AB为直径的圆与准线l的公共点为M,若∠AMF=60°,则∠MFO的大小为( )
A.15° B.30° C.45° D.不确定
1.设AB为过抛物线y2=2px (p>0)的焦点的弦,则|AB|的最小值为( )
A. B.p
C.2p D.无法确定
2.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点弦AB的两端点坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则的值一定等于( )
A.-4 B.4 C.p2 D.-p2
3.已知AB是过抛物线2x2=y的焦点的弦.若|AB|=4,则AB中点的纵坐标是( )
A.1 B.2 C. D.
4.已知抛物线y2=4x的焦点为F,过点F作斜率为1的直线l交抛物线C于P,Q两点,则+的值为( )
A. B. C.1 D.2
5.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,过点F的直线交抛物线于A,B两点,若|AF|=4,|BF|=1,则p等于( )
A. B.2 C. D.1
6.已知抛物线的焦点为,过点且斜率为的直线与抛物线交于A(点A在第二象限),两点,则( )
A. B. C.4 D.5
7.如图,过抛物线的焦点F的直线交抛物线于两点A、B,交其准线于C,与准线垂直且垂足为,若,则此抛物线的方程为( )
A. B.
C. D.
8.抛物线,过焦点的直线与抛物线交于两点,若,则直线的倾斜角为( )
A. B. C.或 D.或
9.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线的焦点为F,过点F且倾斜角为120°的直线与抛物线C交于A,B两点,其中点A在第一象限,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
10.已知抛物线的焦点为,两点在抛物线上,并满足,过点作轴的垂线,垂足为,若,则( )
A. B.1 C.2 D.4
11.(多选)已知抛物线y2=2px(p>0),过抛物线的焦点F作直线与抛物线交于两点A(x1,y1),B(x2,y2),且抛物线的准线与x轴的交点为M,则以下结论正确的是( )
A.x1x2=
B.·=-p2
C.∠AMB=90°
D.+=
12.已知抛物线11.(多选)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l,过点F的直线与抛物线交于P(x1,y1),Q(x2,y2)两点,点P在l上的射影为P1,则下列说法正确的是( )
A.若x1+x2=6,则|PQ|=8
B.以PQ为直径的圆与准线l相切
C.设M(0,1),则|PM|+|PP1|≥
D.过点M(0,1)与抛物线C有且仅有一个公共点的直线至多有2条
13.(多选)已知抛物线y2=2px(p>0)上三点A(x1,y1),B(1,2),C(x2,y2),F为抛物线的焦点,则下列说法正确的是( )
A.抛物线的准线方程为x=-1
B.若++=0,则2||=||+||
C.若A,F,C三点共线,则y1y2=-1
D.若|AC|=6,则AC的中点到y轴距离的最小值为2
14.(多选)已知点F是抛物线y2=2px(p>0)的焦点,AB,CD是经过点F的弦且AB⊥CD,直线AB的斜率k>0,B,C两点在x轴上方,O为坐标原点,则下列结论中正确的是( )
A.·=-p2
B.四边形ACBD面积的最小值为16p2
C.+=
D.若|AF|·|BF|=4p2,则直线CD的斜率为-
15.已知直线l:y=x-1经过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,且与抛物线C交于A,B两点,则|AB|=______.
16.过抛物线y2=2x的焦点F的直线交抛物线于A,B两点,若|AB|=,|AF|<|BF|,则|AF|=________.
17.设F为抛物线C:y2=3x的焦点,过F且倾斜角为30°的直线交C于A,B两点,O为坐标原点,则△OAB的面积为
18.已知抛物线的焦点为,过点的直线与抛物线交于两点,分别过作准线的垂线,垂足分别为.若,四边形的面积为,则 .
19.抛物线的焦点为,直线与轴的交点为,与抛物线的交点为,且,则的值是 .
20.已知直线:与抛物线:恒有两个交点.
(1)求的取值范围;
(2)当时,直线过抛物线的焦点,求此时线段的长度.
21.已知点P(1,m)是抛物线C:y2=2px(p>0)上的点,F为抛物线的焦点,且|PF|=2,过焦点F的直线l与抛物线C相交于不同的两点A,B.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若|AB|=8,求直线l的斜率.
22.已知抛物线C的顶点为原点,焦点F与圆x2+y2-2x=0的圆心重合.
(1)求抛物线C的标准方程;
(2)设定点A(3,2),当P点在C上何处时,|PA|+|PF|的值最小,并求最小值及点P的坐标;
(3)若弦MN过焦点F,求证:+为定值.
23.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.
24.已知点为抛物线:()的焦点,过的直线交于点,.当的斜率为1时,.
(1)求的方程;
(2)已知圆:,若直线与,都相切,求直线的方程.
25.已知点是抛物线的焦点,过点的直线交抛物线于两点,过点作的准线的垂线,垂足为为坐标原点.
(1)证明:三点共线;
(2)若,求直线的方程.
26.已知点为抛物线的焦点,过的直线交于点,.当的斜率为1时,.
(1)求的方程;
(2)已知圆.
(i)若直线与,都相切,求的方程;
(ii)点是上的动点,点是轴上的动点,若四边形为菱形,求所有满足条件的点的纵坐标之和.
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压轴专题08 抛物线焦点弦性质的应用
目录
1
2
一.x1·x2=,y1·y2=-p2的应用 2
二.|AB|=x1+x2+p=的应用 4
三. +=的应用 5
四. 以弦AB为直径的圆与准线相切的应用 6
8
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
性质
焦点
F
F
F
F
准线
x=-
x=
y=-
y=
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
x∈R,y≥0
x∈R,y≤0
对称轴
x轴
y轴
顶点
O(0,0)
离心率
e=1
开口方向
向右
向左
向上
向下
二.设直线l:y=kx+m,抛物线:y2=2px(p>0),将直线方程与抛物线方程联立整理成关于x的方程k2x2+2(km-p)x+m2=0.
(1)若k≠0,当Δ>0时,直线与抛物线相交,有两个交点;
当Δ=0时,直线与抛物线相切,有一个切点;
当Δ<0时,直线与抛物线相离,没有公共点.
(2)若k=0,直线与抛物线有一个交点,此时直线平行于抛物线的对称轴或与对称轴重合.
三.抛物线的焦点弦有很多性质,比如:设AB是过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),则
(1)x1·x2=,y1·y2=-p2;
(2)以弦AB为直径的圆与准线相切;
(3)|AB|=x1+x2+p= (α是直线AB的倾斜角,α≠0°);
(4)+=为定值.
运用这些性质可以减少运算,使解决问题变得更加快捷.
一.x1·x2=,y1·y2=-p2的应用
【例1】已知抛物线C的顶点是原点O,焦点F在x轴的正半轴上,经过点F的直线与抛物线C交于A,B两点,若·=-12,则抛物线C的方程为( )
A.x2=8y B.x2=4y
C.y2=8x D.y2=4x
【答案】C
【解析】设抛物线的方程为y2=2px(p>0),
直线AB的方程为x=my+,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2=,y1y2=-p2,
得·=x1x2+y1y2=-p2=-p2=-12,
解得p=4(舍负),即抛物线C的方程为y2=8x.
【例2】已知抛物线的焦点为,直线过焦点与该抛物线相交于两点,为坐标原点,则的值是( )
A.2 B.3 C.-2 D.-3
【答案】D
【解析】由题意得,当的斜率为0时,不满足要求,
设直线的方程为,联立得,
设,
则,
故,
则.
故选:D
【解题技法】通过抛物线的特殊性质,脱离于传统的联立方程组求解,较为迅速地得到结果.
对点训练
1.已知抛物线C:x2=4y的焦点为F,准线l与y轴的交点为D,过点F的直线m与抛物线C交于A,B两点,点O为坐标原点,则∠AOB是( )
A.直角 B.锐角
C.钝角 D.与点A,B位置有关
【答案】C
【解析】方法一 抛物线C的焦点F的坐标为(0,1),由题意分析可知,直线m的斜率一定存在.设A(x1,y1),B(x2,y2),直线m的方程为y=kx+1,与抛物线C:x2=4y联立,得x2-4kx-4=0,所以x1+x2=4k,x1x2=-4,所以·=x1x2+y1y2=x1x2+·=-4+1=-3<0,所以∠AOB为钝角.
方法二 抛物线焦点在y轴上,则x1x2=-p2=-4,y1y2==1,则·=x1x2+y1y2=-4+1=-3<0,故∠AOB为钝角.
2.已知抛物线y=2x2的焦点为F,M(x1,y1),N(x2,y2)是抛物线上两点,若直线MN过点F,则x1x2等于( )
A.- B.-
C.-1 D.-2
【答案】B
【解析】方法一 依题意,直线MN斜率存在,设其方程为y=kx+,
由消去y整理得x2-kx-=0,∴x1x2=-
方法二 y=2x2即x2=y,
由抛物线焦点弦的性质知,x1x2=-p2=-.
二.|AB|=x1+x2+p=的应用
【例3】抛物线的顶点在原点,以x轴为对称轴,经过焦点且倾斜角为135°的直线被抛物线所截得的弦长为8,试求抛物线的方程.
【解】依题意可设抛物线的方程为y2=2px(p>0),则直线方程为y=-x+.
设直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,
则|AB|=,∴=8,∴p=2,
故所求的抛物线方程为y2=4x.
当抛物线方程设为y2=-2px(p>0)时,同理可求得抛物线方程为y2=-4x.
综上,抛物线方程为y2=±4x.
【例4】已知抛物线的焦点为,过且斜率为的直线交抛物线于,两点,若,则( )
A. B.1 C. D.2
【答案】D
【解析】由题意知,,设,
联立直线与抛物线得,消去,得,
所以.
由抛物线的定义知.
而,故,解得.
故选:D.
【解题技法】利用|AB|=x1+x2+p= (α是直线AB的倾斜角,α≠0°)求解焦点弦的长度问题.
对点训练
1.经过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F,倾斜角为30°的直线l与C交于A,B两点,若线段AB的中点M的横坐标为7,那么p=________.
【答案】2
【解析】设A(x1,y1),B(x2,y2),
∵AB的中点M的横坐标为7,∴x1+x2=14,
∴14+p=,∴p=2.
2.过抛物线y2=4x的焦点作直线交抛物线于P(x1,y1),Q(x2,y2)两点,若x1+x2=6,则PQ的中点M到抛物线准线的距离为________.
【答案】4
【解析】由抛物线的方程y2=4x,可得p=2,故它的焦点为F(1,0),准线方程为x=-1.
由中点坐标公式可得PQ的中点M,
由于x1+x2=6,则M到准线的距离为+1=4.
三. +=的应用
【例5】过抛物线y2=4x的焦点F的直线l与抛物线交于A,B两点,若|AF|=2|BF|,则|AB|等于( )
A.4 B. C.5 D.6
【答案】B
【解析】因为|AF|=2|BF|,+=+===1,解得|BF|=,|AF|=3,
故|AB|=|AF|+|BF|=.
【解题技法】将求弦长问题通过焦半径与p之间的关系,转化为焦半径问题.
对点训练
1.如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若F是AC的中点,且|AF|=4,则线段AB的长为( )
A.5 B.6 C. D.
【答案】C
【解析】如图,过点A作AD⊥l,|AD|=|AF|=|AC|=4,|OF|==4×=1,所以p=2,
因为+=,|AF|=4,所以|BF|=,
所以|AB|=|AF|+|BF|=4+=.
2.过抛物线C:y2=8x的焦点F的直线交抛物线C于A,B两点,若|AF|=6,则|BF|等于( )
A.9或6 B.6或3 C.9 D.3
【答案】D
【解析】方法一 设点A为第一象限内的点,A(x1,y1),B(x2,y2),则x1>0,y1>0,
则由题意可得F(2,0),|AF|=x1+2=6,
则x1=4,由y=8x1,得y1=4,
所以kAB==2,
直线AB的方程为y=2(x-2),
将直线AB的方程代入y2=8x化简得x2-5x+4=0,
所以x2=1,所以|BF|=x2+2=3.
方法二 由抛物线焦点弦的性质可得,+=,
所以=-=,可得|BF|=3.
四. 以弦AB为直径的圆与准线相切的应用
【例6】已知为坐标原点,抛物线的焦点为,过的直线与交于,两点,则下列直线与以为直径的圆相切的是( )
A.轴 B. C. D.不存在
【答案】B
【解析】抛物线焦点为,即,,
故抛物线,准线方程为,由焦点弦性质知,以弦为直径的圆与准线相切.
故选:B.
【例7】求证:以抛物线的焦点弦为直径的圆必与抛物线的准线相切.
【证明】如图,作AA′⊥l于点A′,BB′⊥l于点B′,M为AB的中点,作MM′⊥l于点M′,
则由抛物线定义可知|AA′|=|AF|,|BB′|=|BF|,
在直角梯形BB′A′A中,
|MM′|=(|AA′|+|BB′|)=(|AF|+|BF|)=|AB|,
即|MM′|等于以AB为直径的圆的半径.
故以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.
【解题技法】把焦点三角形的外接圆转化为以弦AB为直径的圆与准线相切,进行问题的求解.
对点训练
1.已知O为坐标原点,抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F(1,0),过F的直线l与C交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则下列直线与以AB为直径的圆相切的是( )
A.y轴 B.x=-1
C.x=-2 D.不存在
【答案】B
【解析】抛物线焦点为F(1,0),即=1,p=2,故抛物线C:y2=4x,准线方程为x=-1,由焦点弦性质知,以弦AB为直径的圆与准线相切,故选B.
2.过抛物线y2=2px的焦点F作直线交抛物线于A,B两点,以AB为直径的圆与准线l的公共点为M,若∠AMF=60°,则∠MFO的大小为( )
A.15° B.30° C.45° D.不确定
【答案】B
【解析】如图,取AB的中点G,连接MG,
则以AB为直径的圆与准线l切于点M,
根据抛物线性质,MG∥x轴,且MF⊥AB,
∵∠AMF=60°,
∴∠GAM=∠GMA=30°,
∴∠MFO=∠GMF=30°.
1.设AB为过抛物线y2=2px (p>0)的焦点的弦,则|AB|的最小值为( )
A. B.p
C.2p D.无法确定
【答案】C
【解析】当AB垂直于对称轴时,|AB|取最小值,此时AB为抛物线的通径,长度等于2p.
2.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点弦AB的两端点坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则的值一定等于( )
A.-4 B.4 C.p2 D.-p2
【答案】A
【解析】按照焦点弦AB是否与x轴垂直分类,设直线方程,结合韦达定理即可得解.
【详解】,,,故选A
3.已知AB是过抛物线2x2=y的焦点的弦.若|AB|=4,则AB中点的纵坐标是( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】D
【解析】如图所示,设线段AB的中点为P(x0,y0),分别过A,P,B三点作准线l的垂线,垂足分别为A′,Q,B′,由题意得|AA′|+|BB′|=|AB|=4,|PQ|==2.又|PQ|=y0+,∴y0+=2,∴y0=.
4.已知抛物线y2=4x的焦点为F,过点F作斜率为1的直线l交抛物线C于P,Q两点,则+的值为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】C
【解析】由抛物线焦点弦的性质可得,+==1.
5.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,过点F的直线交抛物线于A,B两点,若|AF|=4,|BF|=1,则p等于( )
A. B.2 C. D.1
【答案】C
【解析】由抛物线焦点弦的性质可得,+=,
由|AF|=4,|BF|=1,得=+1=,解得p=.
6.已知抛物线的焦点为,过点且斜率为的直线与抛物线交于A(点A在第二象限),两点,则( )
A. B. C.4 D.5
【答案】A
【解析】抛物线方程为,故焦点坐标为,则直线方程为,
与联立得:,
即,
设,
则,,
,
则,,
所以.
故选:A
7.如图,过抛物线的焦点F的直线交抛物线于两点A、B,交其准线于C,与准线垂直且垂足为,若,则此抛物线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】如图所示,分别过点作准线的垂线,垂足为,
设,则,
由抛物线的定义得 ,
在直角中,可得,所以,
在直角中,因为,可得,
由,所以,解得,
因为,所以,解得,所以抛物线方程为.
故选:D.
.
8.抛物线,过焦点的直线与抛物线交于两点,若,则直线的倾斜角为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】C
【解析】由题意可知,不妨设,,
联立直线与抛物线方程得,
又,而,
则,即或,
所以直线的倾斜角为或.
故选:C
9.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线的焦点为F,过点F且倾斜角为120°的直线与抛物线C交于A,B两点,其中点A在第一象限,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据题意得直线,
由得
设,则,
故,
解得,代入(*)式,解得.
将代入直线的方程中,
解得,故,
故选:B.
10.已知抛物线的焦点为,两点在抛物线上,并满足,过点作轴的垂线,垂足为,若,则( )
A. B.1 C.2 D.4
【答案】B
【解析】由题意得,
当过的直线斜率不存在时,,不合要求,舍去,
当过的直线斜率存在时,设为,联立得,
,
设,则,
因为,所以,
又,故,解得,
故,解得,
故,解得.
故选:B
11.(多选)已知抛物线y2=2px(p>0),过抛物线的焦点F作直线与抛物线交于两点A(x1,y1),B(x2,y2),且抛物线的准线与x轴的交点为M,则以下结论正确的是( )
A.x1x2=
B.·=-p2
C.∠AMB=90°
D.+=
【答案】ABD
【解析】由抛物线焦点弦的性质知ABD正确.
∵M点坐标为,故=,=,·=x1x2+(x1+x2)++y1y2=m2p2.
当m≠0时,·≠0,即∠AMB≠90°,故C错误.
12.已知抛物线11.(多选)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l,过点F的直线与抛物线交于P(x1,y1),Q(x2,y2)两点,点P在l上的射影为P1,则下列说法正确的是( )
A.若x1+x2=6,则|PQ|=8
B.以PQ为直径的圆与准线l相切
C.设M(0,1),则|PM|+|PP1|≥
D.过点M(0,1)与抛物线C有且仅有一个公共点的直线至多有2条
【答案】ABC
【解析】对于选项A,因为p=2,所以x1+x2+2=|PQ|,则|PQ|=8,故A正确;
对于选项B,由抛物线焦点弦的性质可知,B正确;
对于选项C,因为F(1,0),所以|PM|+|PP1|=|PM|+|PF|≥|MF|=,故C正确;
对于选项D,显然直线x=0,y=1与抛物线只有一个公共点,设过M的直线方程为y=kx+1(k≠0),
联立可得k2x2+(2k-4)x+1=0,令Δ=0,得k=1,所以直线y=x+1与抛物线也只有一个公共点,此时有三条直线符合题意,故D错误.
13.(多选)已知抛物线y2=2px(p>0)上三点A(x1,y1),B(1,2),C(x2,y2),F为抛物线的焦点,则下列说法正确的是( )
A.抛物线的准线方程为x=-1
B.若++=0,则2||=||+||
C.若A,F,C三点共线,则y1y2=-1
D.若|AC|=6,则AC的中点到y轴距离的最小值为2
【答案】ABD
【解析】把点B(1,2)代入抛物线y2=2px,得p=2,所以抛物线的准线方程为x=-1,故A正确;
因为A(x1,y1),B(1,2),C(x2,y2),F(1,0),所以=(x1-1,y1),=(0,2),=(x2-1,y2),又由++=0,得x1+x2=2,
所以||+||=x1+1+x2+1=4=2||,故B正确;
因为A,F,C三点共线,所以直线AC是焦点弦,所以y1y2=-p2=-4,故C不正确;
设AC的中点为M(x0,y0),
因为|AF|+|CF|≥|AC|,|AF|+|CF|=x1+1+x2+1=2x0+2,
所以2x0+2≥6,得x0≥2,
即AC的中点到y轴距离的最小值为2,故D正确.
14.(多选)已知点F是抛物线y2=2px(p>0)的焦点,AB,CD是经过点F的弦且AB⊥CD,直线AB的斜率k>0,B,C两点在x轴上方,O为坐标原点,则下列结论中正确的是( )
A.·=-p2
B.四边形ACBD面积的最小值为16p2
C.+=
D.若|AF|·|BF|=4p2,则直线CD的斜率为-
【答案】ACD
【解析】如图所示,
F,设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的倾斜角为θ,
∴y1y2=-p2,x1x2=,|AB|=,
设C(x3,y3),D(x4,y4),
同理可得y3y4=-p2,x3x4=,|CD|=.
对于A,·=x3x4+y3y4=-p2=-,故正确;
对于B,四边形ACBD的面积S=|CD|·|AB|==,故其最小值为8p2,故错误;
对于C,+=+=,故正确;
对于D,若|AF|·|BF|==x1x2+(x1+x2)+=4p2,
则(x1+x2)=,
∴x1+x2=7p,即7p+p=,
∴sin2θ=,sin θ=(舍负),
又k>0,∴θ=,
则直线CD的倾斜角为,其斜率为-,故正确.
15.已知直线l:y=x-1经过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,且与抛物线C交于A,B两点,则|AB|=______.
【答案】8
【解析】设直线AB的倾斜角为α,则sin α=,由题意知,直线l:y=x-1过点(1,0),所以=1,解得p=2,则|AB|===8.
16.过抛物线y2=2x的焦点F的直线交抛物线于A,B两点,若|AB|=,|AF|<|BF|,则|AF|=________.
【答案】
【解析】设A(x1,y1),B(x2,y2),x1<x2,
显然直线AB的斜率存在,
设AB的方程为y=k(k≠0),
将直线方程与抛物线方程联立,
消去y得k2x2-(k2+2)x+k2=0,①
则x1+x2=.
因为|AB|=p+(x1+x2)=1+=,
所以k2=24,方程①即12x2-13x+3=0,
解得x1=,x2=,又|AF|<|BF|,
故|AF|=x1+=+=.
17.设F为抛物线C:y2=3x的焦点,过F且倾斜角为30°的直线交C于A,B两点,O为坐标原点,则△OAB的面积为
【答案】
【解析】易知抛物线中p=,焦点F,
直线AB的斜率k=,
故直线AB的方程为y=,
由抛物线的性质可得弦长|AB|==12,
又O到直线AB的距离d=·sin 30°=,
∴S△OAB=|AB|·d=.
18.已知抛物线的焦点为,过点的直线与抛物线交于两点,分别过作准线的垂线,垂足分别为.若,四边形的面积为,则 .
【答案】
【解析】由题意可知直线有斜率且不为0,设所在直线方程为,
联立,得.
不妨设在第一象限,,,,,
则,
又,,即,
联立,解得或(舍,
则,即,进而可得
所以
解得,
19.抛物线的焦点为,直线与轴的交点为,与抛物线的交点为,且,则的值是 .
【答案】
【解析】 因为,所以,抛物线的准线方程为,
设垂直于准线,垂足为,则,,
又因为,所以,又,
所以,所以,所以点横坐标为,
代入,则,,所以,
所以.
20.已知直线:与抛物线:恒有两个交点.
(1)求的取值范围;
(2)当时,直线过抛物线的焦点,求此时线段的长度.
【解】(1)将直线与抛物线方程联立,得,
又因为直线与抛物线恒有两个交点,
所以其判别式对恒成立,
故须使方程的判别式,又,
所以解得,即的取值范围为.
(2)由题,当时,:,由过焦点得;,所以抛物线:.
将直线与抛物线方程联立,并令,,得,,
由韦达定理得,又因经过抛物线焦点,故.
21.已知点P(1,m)是抛物线C:y2=2px(p>0)上的点,F为抛物线的焦点,且|PF|=2,过焦点F的直线l与抛物线C相交于不同的两点A,B.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若|AB|=8,求直线l的斜率.
【解】(1)由题意|PF|=1+=2,p=2,
∴抛物线方程为y2=4x.
(2)方法一 由(1)知焦点为F(1,0),
若直线l斜率不存在,则|AB|=4,不符合题意,
因此设直线l的方程为y=k(x-1)(k≠0),
由得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=,
|AB|=x1+x2+2=+2=8,
解得k=1或k=-1.
方法二 若直线l的斜率不存在,则|AB|=4,不符合题意,
设直线l的倾斜角为α,
根据焦点弦的性质,|AB|=,
代入可得sin2α==,
即α=45°或135°,则k=tan α=±1.
22.已知抛物线C的顶点为原点,焦点F与圆x2+y2-2x=0的圆心重合.
(1)求抛物线C的标准方程;
(2)设定点A(3,2),当P点在C上何处时,|PA|+|PF|的值最小,并求最小值及点P的坐标;
(3)若弦MN过焦点F,求证:+为定值.
【解】(1)由已知易得F(1,0),
则所求抛物线C的标准方程为y2=4x.
(2)设点P在抛物线C的准线上的射影为点B,
将x=3代入抛物线C的方程得y=±2,
则点A在抛物线内部,
根据抛物线定义知|PF|=|PB|,要使|PA|+|PF|的值最小,则P,A,B三点共线.
可得P(x1,2),22=4x1⇒x1=1,即P(1,2).此时|PA|+|PF|=2+2=4.
(3)证明 因为MN 为焦点弦,
所以+=.
又p=2,所以+=1为定值.
23.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.
【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.
24.已知点为抛物线:()的焦点,过的直线交于点,.当的斜率为1时,.
(1)求的方程;
(2)已知圆:,若直线与,都相切,求直线的方程.
【解】(1)由题意可知,,则过点的直线为,
与抛物线方程联立得,则,
,得,所以抛物线的方程为;
(2)
由直线与抛物线相切可知,直线得到斜率存在,
设直线:,与抛物线方程联立,得,
,即,①
圆:的圆心为,圆心到直线得到距离等于半径
即,得,②
由①②得,得或,
所以直线的方程为或;
25.已知点是抛物线的焦点,过点的直线交抛物线于两点,过点作的准线的垂线,垂足为为坐标原点.
(1)证明:三点共线;
(2)若,求直线的方程.
【解】(1)
证明:拋物线的焦点坐标为,
设直线的方程为,点,
联立,消去得,则,
所以,因为,所以,
又,所以,
即,所以三点共线.
(2)因为,所以,于是,即,
由(1)知,
所以直线的方程为.
26.已知点为抛物线的焦点,过的直线交于点,.当的斜率为1时,.
(1)求的方程;
(2)已知圆.
(i)若直线与,都相切,求的方程;
(ii)点是上的动点,点是轴上的动点,若四边形为菱形,求所有满足条件的点的纵坐标之和.
【解】(1)由题意可知,,
则过点的直线为,与抛物线方程联立得
,则,
,得,
所以抛物线的方程为;
(2)(ⅰ)由直线与抛物线相切可知,直线得到斜率存在,
设直线,与抛物线方程联立,得,
,即,①
圆的圆心为,圆心到直线得到距离等于半径
即,得,②,
由①②得,得或,
所以直线的方程为或;
(ⅱ)设直线,与抛物线方程联立,得
,,
设的中点为,则,
设,,
因为四边形为菱形,所以,得,
点在圆上,
所以,即,
所以或(舍)
所以,即点的纵坐标为.
即满足条件的纵坐标之和为.
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