内容正文:
专题08 抛物线的奥秘轨迹:性质研究与应用
内容早知道
☛第一层 巩固提升练(7大题型)
题型一:抛物线的定义与方程
题型二:抛物线的轨迹方程
题型三:与抛物线有关的距离和最值问题
题型四:抛物线中三角形,四边形的面积问题
题型五:焦半径问题
题型六:抛物线的性质
题型七:直线与抛物线的位置关系
☛第二层 能力培优练
☛第三层 拓展突破练
☛第四层 高考真题练
1、点与抛物线的关系
(1)在抛物线内(含焦点).
(2)在抛物线上.
(3)在抛物线外.
2、焦半径
抛物线上的点与焦点的距离称为焦半径,若,则焦半径,.
3、的几何意义
为焦点到准线的距离,即焦准距,越大,抛物线开口越大.
4、焦点弦
若为抛物线的焦点弦,,,则有以下结论:
(1).
(2).
(3)焦点弦长公式1:,,当时,焦点弦取最小值,即所有焦点弦中通径最短,其长度为.
焦点弦长公式2:(为直线与对称轴的夹角).
(4)的面积公式:(为直线与对称轴的夹角).
5、抛物线的弦
若AB为抛物线的任意一条弦,,弦的中点为,则
(1)弦长公式:
(2)
(3)直线AB的方程为
(4)线段AB的垂直平分线方程为
6、求抛物线标准方程的焦点和准线的快速方法(法)
(1)焦点为,准线为
(2)焦点为,准线为
如,即,焦点为,准线方程为
7、参数方程
的参数方程为(参数)
8、切线方程和切点弦方程
抛物线的切线方程为,为切点
切点弦方程为,点在抛物线外
与中点弦平行的直线为,此直线与抛物线相离,点(含焦点)是弦AB的中点,中点弦AB的斜率与这条直线的斜率相等,用点差法也可以得到同样的结果.
9、抛物线的通径
过焦点且垂直于抛物线对称轴的弦叫做抛物线的通径.
对于抛物线,由,,可得,故抛物线的通径长为.
10、弦的中点坐标与弦所在直线的斜率的关系:
11、焦点弦的常考性质
已知、是过抛物线焦点的弦,是的中点,是抛物线的准线,,为垂足.
(1)以为直径的圆必与准线相切,以AF(或BF)为直径的圆与y轴相切;
(2),
(3);
(4)设,为垂足,则、、三点在一条直线上
抛物线的定义与方程
1.已知抛物线的焦点与椭圆的一个焦点重合,则抛物线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
2.点到抛物线的准线的距离为6,那么抛物线的标准方程是( )
A. B.或
C.或 D.
3.设双曲线的左、右焦点分别为,,O为坐标原点.以为直径的圆与双曲线的右支交于P点,且以为直径的圆与直线相切,若,若双曲线C与抛物线有共同的右焦点,则抛物线的标准方程为( )
A. B. C. D.
4.已知抛物线,过的焦点且斜率为2的直线交抛物线于两点,以为直径的圆与抛物线的准线相切于点,若点的纵坐标为4,则抛物线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
5.点到抛物线的准线的距离为6,那么抛物线的标准方程是( )
A. B.或
C. D.或
抛物线的轨迹方程
1.设,点在轴上,点在轴上,且,,当点在轴上运动时,点的轨迹方程为 .
2.已知点到定点的距离比它到轴的距离大,则 ,点的轨迹点的方程为 .
3.若动点到点的距离比它到直线的距离大1,则的轨迹方程是 .
4.写出一个与直线相切,且与圆外切的圆的方程 .
5.已知过点,且斜率为的直线与抛物线相交于BC两点,则弦长 ,若点N为抛物线上的一个动点,M为线段AN的中点,则点M的轨迹方程为 .
与抛物线有关的距离和最值问题
1.已知抛物线C:y=,直线:,:,M为C上的动点,则点M到与的距离之和的最小值为 .
2.的最小值为 .
3.已知抛物线,且是抛物线上一点,设是抛物线的焦点,,则的最小值为 .
4.已知点是抛物线上一动点,则的最小值为 .
5.已知点是抛物线上的一个动点,则的最小值是 .
抛物线中三角形,四边形的面积问题
1.已知抛物线的焦点为,过的直线与抛物线交于,点在线段上,点在的延长线上,且.则面积的最小值为 .
2.的顶点A在抛物线上,点B,C在直线上,若,则面积的最小值为 .
3.已知抛物线C:的焦点坐标为,点,过点P作直线l交抛物线C于A,B两点,过A,B分别作抛物线C的切线,两切线交于点Q,则面积的最小值为 .
4.已知抛物线,过焦点F的弦交抛物线于A,B两点,且有,准线与x轴交于点C,作A到准线的垂线,垂足为,则当四边形的面积为时,p的值为 .
5.已知椭圆()的离心率为,其上焦点与抛物线的焦点重合.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(如图所示),则四边形面积的最小值为 .
焦半径问题
1.已知抛物线的焦点为,直线过点且倾斜角为,若抛物线上存在点与点关于直线对称,则抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
2.已知抛物线的焦点为,准线为,是上一点,是直线与的交点,若,则( )
A. B. C. D.
3.已知抛物线的焦点为,直线与抛物线交于两点,,线段的中点为,过点作抛物线的准线的垂线,垂足为,则的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.
4.已知直线与抛物线相交于A,B两点,且点坐标为,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.已知抛物线的焦点为,准线为,过的直线与交于两点(点在第一象限),与交于点,若,,则( )
A. B.3 C.6 D.12
抛物线的性质
1.(多选题)已知直线经过抛物线的焦点,且与交于两点,过分别作直线的垂线,垂足依次为,若长的最小值为4,则下列结论正确的有( )
A.
B.若的倾斜角为,点在第一象限,则
C.若,则的斜率为1
D.若点在上,且,则
2.(多选题)已知抛物线的焦点为F,经过点F且倾斜角为的直线l与抛物线C交于A,B两点(点B在第四象限),与抛物线C的准线交于点D,若,则以下结论正确的是( )
A. B. C. D.
3.(多选题)已知抛物线,为其焦点,直线与抛物线交于,两点,则下列说法正确的是( )
A.直线过焦点
B.当时,,两点横坐标的和为5
C.当时,直线截抛物线所得的弦长为8
D.以为直径的圆与相切
4.(多选题)已知抛物线的焦点为,过点的直线的斜率为,且与交于两个不同的点(点在轴的上方),下列说法正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.点的纵坐标之积与有关 D.若(为坐标原点),则
5.(多选题)已知抛物线:,过点的直线与交于,两点,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.的最小值为16
D.若点是的外心,其中是坐标原点,则直线的斜率的最大值为
直线与抛物线的位置关系
1.已知抛物线的焦点为F.过F的直线与C交于两点,.
(1)求的值;
(2)求直线与C的公共点个数.
2.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.
3.已知抛物线的方程为,直线l过定点,斜率为k.当k为何值时,直线l与抛物线有一个公共点,有两个公共点,没有公共点?
4.已知抛物线.
(1)当直线过抛物线的焦点时,与抛物线交于两点,在上取不同于的点,使得,求点的轨迹方程;
(2)已知是抛物线上的三个点,且直线、分别与抛物线相切,证明:直线与抛物线相切.
5.已知直线上有一个动点Q,过Q作直线l垂直于x轴,动点P在直线l上,且,记点P的轨迹为C.
(1)求曲线C的方程.
(2)设直线l与x轴交于点A,且.试判断直线PB与曲线C的位置关系,并证明你的结论.
1.过点的直线交抛物线于,两点(异于坐标原点),若,则该直线的方程为( )
A. B.
C. D.
2.已知抛物线的准线交轴于点,过点作直线交于两点,且,则直线的斜率是( )
A. B. C. D.
3.已知点是抛物线上的动点,设点到此抛物线的准线的距离为,到直线的距离为,则的最小值是( )
A.2 B. C. D.
4.直线经过抛物线的焦点,且与抛物线交于、两点.若,则( )
A. B. C. D.
5.已知是抛物线上一点,是抛物线的焦点,.则( )
A. B. C.3 D.4
6.已知抛物线的焦点为,准线为,过点且倾斜角为的直线与抛物线的一个交点为(位于轴的右侧),过点作,垂足为,连接,交抛物线于点(在线段上),则( )
A. B. C. D.
7.已知抛物线的焦点为,直线与交于两点,与其准线交于点,若,则( )
A. B.1 C. D.4
8.(多选题)已知抛物线,过点的直线与交于两点,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.的最小值为16
D.若点是的外心,其中是坐标原点,则直线的斜率的最大值为
9.(多选题)给出下列命题,其中真命题为( )
A.过点与坐标轴围成三角形的面积为16的直线有且仅有3条
B.已知点,,则满足到点距离为2,到点距离为3的直线有且仅有3条
C.过点与抛物线仅有1个公共点的直线有3条
D.过双曲线的右焦点被截得线段长为5的直线有且仅有3条
10.已知抛物线的焦点为为圆上的动点,为上的动点,则的最小值为 .
11.已知点是抛物线的焦点,过定点的直线与抛物线交于两点,若抛物线上存在动点,使得四边形为平行四边形,则定点坐标为 .
1.过抛物线的焦点作倾斜角为的直线交抛物线于两点,过的中点作另一条直线交轴于点,若,且,则( )
A.1 B. C.2 D.
2.设点是抛物线的焦点,过抛物线上一点,沿轴正方向作射线轴,若的平分线所在直线的斜率为,则点的坐标为( )
A. B.
C. D.
3.已知过抛物线的焦点F作直线交抛物线于A、B两点,若,AB的中点到轴的距离为,则p的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
4.已知抛物线的方程为,过其焦点的直线与抛物线交于、两点,且,为坐标原点,则的面积和的面积之比为( )
A. B. C.2 D.
5.在抛物线上求一点,使其到焦点的距离与到的距离之和最小,则该点坐标为( )
A. B. C. D.
6.已知点为抛物线上一动点,点为圆:上一动点,点为抛物线的焦点,点到轴的距离为.若的最小值为3.则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
7.已知抛物线的焦点为F,点P为抛物线上动点,点Q为圆上动点,则的最小值为( )
A.5 B.4 C.3 D.2
8.焦点为的抛物线上有一点(不与原点重合),它在准线上的投影为,设直线与抛物线交于,两点,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
9.(多选题)已知点,,抛物线的焦点为是上的动点,动点满足,则下列说法正确的是( )
A.点在动点的轨迹上
B.周长的最小值为
C.当最小时,点的横坐标为4
D.面积的最大值为
10.(多选题)已知点在抛物线上运动,为抛物线的焦点,点,则的值可能是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
11.(多选题)笛卡尔叶形线是一个代数曲线,首先由笛卡儿在1638年提出.如图,叶形线经过点,点在C上,则下列结论正确的是( )
A.直线与C有3个公共点 B.若点P在第二象限,则
C. D.
12.已知抛物线,为抛物线上任意一点,过点向圆作切线,切点分别为,则的最小值为 .
13.已知抛物线的焦点为,过作直线交抛物线于两点,过分别作准线的垂线,垂足分别为,若和的面积分别为8和4,则的面积为
14.已知抛物线的焦点为,点为该抛物线上的动点,点,则的最大值为 .
15.已知抛物线焦点为,过的直线与此抛物线相交于两点,点,若,且,则 .
1.(2023年北京高考数学真题)已知抛物线的焦点为,点在上.若到直线的距离为5,则( )
A.7 B.6 C.5 D.4
2.(2024年北京高考数学真题)抛物线的焦点坐标为 .
3.(2024年天津高考数学真题)已知圆的圆心与抛物线的焦点重合,且两曲线在第一象限的交点为,则原点到直线的距离为 .
4.(2023年高考全国乙卷数学(理)真题)已知点在抛物线C:上,则A到C的准线的距离为 .
5.(2023年天津高考数学真题)已知过原点O的一条直线l与圆相切,且l与抛物线交于点两点,若,则 .
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专题08 抛物线的奥秘轨迹:性质研究与应用
内容早知道
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题型一:抛物线的定义与方程
题型二:抛物线的轨迹方程
题型三:与抛物线有关的距离和最值问题
题型四:抛物线中三角形,四边形的面积问题
题型五:焦半径问题
题型六:抛物线的性质
题型七:直线与抛物线的位置关系
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☛第三层 拓展突破练
☛第四层 高考真题练
1、点与抛物线的关系
(1)在抛物线内(含焦点).
(2)在抛物线上.
(3)在抛物线外.
2、焦半径
抛物线上的点与焦点的距离称为焦半径,若,则焦半径,.
3、的几何意义
为焦点到准线的距离,即焦准距,越大,抛物线开口越大.
4、焦点弦
若为抛物线的焦点弦,,,则有以下结论:
(1).
(2).
(3)焦点弦长公式1:,,当时,焦点弦取最小值,即所有焦点弦中通径最短,其长度为.
焦点弦长公式2:(为直线与对称轴的夹角).
(4)的面积公式:(为直线与对称轴的夹角).
5、抛物线的弦
若AB为抛物线的任意一条弦,,弦的中点为,则
(1)弦长公式:
(2)
(3)直线AB的方程为
(4)线段AB的垂直平分线方程为
6、求抛物线标准方程的焦点和准线的快速方法(法)
(1)焦点为,准线为
(2)焦点为,准线为
如,即,焦点为,准线方程为
7、参数方程
的参数方程为(参数)
8、切线方程和切点弦方程
抛物线的切线方程为,为切点
切点弦方程为,点在抛物线外
与中点弦平行的直线为,此直线与抛物线相离,点(含焦点)是弦AB的中点,中点弦AB的斜率与这条直线的斜率相等,用点差法也可以得到同样的结果.
9、抛物线的通径
过焦点且垂直于抛物线对称轴的弦叫做抛物线的通径.
对于抛物线,由,,可得,故抛物线的通径长为.
10、弦的中点坐标与弦所在直线的斜率的关系:
11、焦点弦的常考性质
已知、是过抛物线焦点的弦,是的中点,是抛物线的准线,,为垂足.
(1)以为直径的圆必与准线相切,以AF(或BF)为直径的圆与y轴相切;
(2),
(3);
(4)设,为垂足,则、、三点在一条直线上
抛物线的定义与方程
1.已知抛物线的焦点与椭圆的一个焦点重合,则抛物线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】对于椭圆,,,则,
椭圆的焦点坐标为和,
抛物线的焦点的坐标为,
因为抛物线的焦点与椭圆的一个焦点重合,
所以,解得,所以抛物线的标准方程为.
故选:B.
2.点到抛物线的准线的距离为6,那么抛物线的标准方程是( )
A. B.或
C.或 D.
【答案】C
【解析】当时,抛物线开口向上,准线方程,
点到准线的距离为,解得,
所以抛物线方程为;
当时,抛物线开口向下,准线方程,
点到准线的距离为,解得或(舍去),
所以抛物线方程为.
所以抛物线的方程为或.
故选:C
3.设双曲线的左、右焦点分别为,,O为坐标原点.以为直径的圆与双曲线的右支交于P点,且以为直径的圆与直线相切,若,若双曲线C与抛物线有共同的右焦点,则抛物线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
依题意知,设以为直径的圆与直线相切于点N,圆心为M,则,因此,所以.
设双曲线的焦距为,则,解得,
由勾股定理可得,
于是,,
又因为双曲线C与抛物线有共同的右焦点,
则,所以,
即抛物线方程为
故选:A
4.已知抛物线,过的焦点且斜率为2的直线交抛物线于两点,以为直径的圆与抛物线的准线相切于点,若点的纵坐标为4,则抛物线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由抛物线,可知焦点为,准线为,
设直线的方程为,,,
联立方程组,可得,
所以,,
以为直径的圆与抛物线的准线相切于点,
设的中点为,则有,
因为点的纵坐标为4,所以点的纵坐标为4,
即,则,
又,
所以,即抛物线的标准方程为.
故选:D.
5.点到抛物线的准线的距离为6,那么抛物线的标准方程是( )
A. B.或
C. D.或
【答案】D
【解析】将转化为,分类讨论和两种情况,利用抛物线性质,列出关于a的方程求解即可.将转化为,
当时,抛物线开口向上,准线方程,点到准线的距离为,解得,所以抛物线方程为,即;
当时,抛物线开口向下,准线方程,点到准线的距离为,解得或(舍去),所以抛物线方程为,即.
所以抛物线的方程为或
故选:D
抛物线的轨迹方程
1.设,点在轴上,点在轴上,且,,当点在轴上运动时,点的轨迹方程为 .
【答案】
【解析】设,,,
则,,,
因为, 则,
又因为,则,即,
可得,即.
故点的轨迹方程是.
故答案为:.
2.已知点到定点的距离比它到轴的距离大,则 ,点的轨迹点的方程为 .
【答案】 或
【解析】依题意,得,即①,则,两边平方得,则②,两边平方得,整理得,即,可得或.当时,②转化为,所以,此时①转化为,所以,所以点的轨迹的方程为或.
故答案为: 或.
3.若动点到点的距离比它到直线的距离大1,则的轨迹方程是 .
【答案】
【解析】将化为,
动点到点的距离比它到直线的距离大1,
则动点到点的距离与它到直线的距离相等,
由抛物线定义可知动点的轨迹为抛物线,
该抛物线以为焦点,以为准线,开口向右,
设,
所以,解得,
所以抛物线方程为,
故答案为:.
4.写出一个与直线相切,且与圆外切的圆的方程 .
【答案】(答案不唯一,只需满足即可)
【解析】如下图所示:
设所求圆的圆心为,圆的圆心为,半径为,
设圆的半径为,则,且圆心到直线的距离为,
所以,点到点的距离等于点到直线的距离,
所以,点的轨迹是以点为焦点,直线为准线的抛物线,
设点的轨迹方程为,则,可得,
所以,圆心的轨迹方程为,则,
所以,圆心的坐标可表示为,则圆的半径为,
所以,圆的方程为,
故满足条件的一个圆的方程为.
故答案为:(只需满足即可).
5.已知过点,且斜率为的直线与抛物线相交于BC两点,则弦长 ,若点N为抛物线上的一个动点,M为线段AN的中点,则点M的轨迹方程为 .
【答案】
【解析】依题意,设直线l的方程为,直线与抛物线有两个交点B,C
故联立方程,得
设,则
设,M为线段中点,,则利用中点坐标公式可得
又N为抛物线C上,故,即
所以点M的轨迹方程为
故答案为:;
与抛物线有关的距离和最值问题
1.已知抛物线C:y=,直线:,:,M为C上的动点,则点M到与的距离之和的最小值为 .
【答案】3
【解析】由题,抛物线焦点为,准线为,过M点作,准线垂线,垂足分别为B,C.
过M点作垂线,垂足为A,则M到与的距离之和为.
由抛物线定义知,又,则.
当且仅当三点共线时,最短时,
而为F到直线距离,
所以.
所以点M到与的距离之和的最小值为3.
故答案为:3.
2.的最小值为 .
【答案】
【解析】由题意知动点的轨迹为抛物线,C的焦点为,
设P到C的准线的距离为d,,
则,
当且仅当三点共线时等号成立(如图),
故的最小值为.
故答案为:.
3.已知抛物线,且是抛物线上一点,设是抛物线的焦点,,则的最小值为 .
【答案】5
【解析】抛物线焦点,准线方程为,
如图,过作准线的垂线,交准线于,过作准线的垂线,交准线于,
则,当共线时取等号,
所以的最小值为5.
故选:5
4.已知点是抛物线上一动点,则的最小值为 .
【答案】7
【解析】由题意可知抛物线的焦点为,准线为,
因为点是抛物线上一动点,设,,
则由两点间距离公式可得表示,
又根据抛物线的定义可知等于点到准线的距离,
即,
当且仅当三点共线时,最小,
即最小值为点到准线的距离,
故答案为:
5.已知点是抛物线上的一个动点,则的最小值是 .
【答案】13
【解析】过点作直线与直线垂直,垂足为,
点为抛物线的焦点,则,,
过点作直线与垂直,垂足为,
则,
当且仅当,,三点共线时等号成立,即,
所以,
即的最小值是13.
故答案为:13
抛物线中三角形,四边形的面积问题
1.已知抛物线的焦点为,过的直线与抛物线交于,点在线段上,点在的延长线上,且.则面积的最小值为 .
【答案】
【解析】
由,则,设,,
联立可得,消去可得:,显然,
由韦达定理可得:,,
由弦长公式可得:
,
设,由在直线上,则,
设,取,,由题意可知,则,
易知底上的高为到直线的距离,,
所以,
显然当时,取得最小值为.
故答案为:.
2.的顶点A在抛物线上,点B,C在直线上,若,则面积的最小值为 .
【答案】1
【解析】设,
点到直线BC的距离为,
当时,取得最小值,
则的面积,
且当时,的面积取得最小值,且最小值为1.
故答案为:1.
3.已知抛物线C:的焦点坐标为,点,过点P作直线l交抛物线C于A,B两点,过A,B分别作抛物线C的切线,两切线交于点Q,则面积的最小值为 .
【答案】
【解析】抛物线C:的焦点坐标为,则,即,于是得抛物线C:,
依题意,设直线l的方程为:,由消去y并整理得:,
设点,,则有,
显然过点A的抛物线C的切线斜率存在,设此切线方程为,
由消去y并整理得,则有,
解得,即过点A的抛物线C的切线方程为,同理,过点B的抛物线C的切线方程为,
由 解得,于是得两切线的交点Q坐标为,
又,
点Q到直线l的距离,
,当且仅当时取“=”,
所以面积的最小值为.
故答案为:
4.已知抛物线,过焦点F的弦交抛物线于A,B两点,且有,准线与x轴交于点C,作A到准线的垂线,垂足为,则当四边形的面积为时,p的值为 .
【答案】
【解析】设直线的倾斜角为,过作轴,
则,所以,
同理可得,
因为,,则,
由于,所以,
同时可得,,
因此四边形的面积,解得.
故答案为:
5.已知椭圆()的离心率为,其上焦点与抛物线的焦点重合.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(如图所示),则四边形面积的最小值为 .
【答案】
【解析】由题意得,即,又,所以,
由,得,所以椭圆的方程为.
由题意得过点的直线的斜率不为零,
当直线的斜率存在时,设直线方程为,
设,,,,
联立,消去得,易知,
则,,
所以,
抛物线的方程为,直线方程为,
联立,消去得,
则,
所以,
所以
,
因为,所以,,;
当直线的斜率不存在时,,,
所以;
综上,,所以四边形面积的最小值为.
故答案为:.
焦半径问题
1.已知抛物线的焦点为,直线过点且倾斜角为,若抛物线上存在点与点关于直线对称,则抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可知,的坐标为.设点,则,,
即,得,,
即,得,因此,
解得,故抛物线的准线方程为.
故选:A
2.已知抛物线的焦点为,准线为,是上一点,是直线与的交点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】易知抛物线的焦点为,准线方程为,设点、,
因为,即,可得,解得,即点,
由抛物线的焦半径公式可得.
故选:A.
3.已知抛物线的焦点为,直线与抛物线交于两点,,线段的中点为,过点作抛物线的准线的垂线,垂足为,则的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】B
【解析】设,
因为,所以,
过点分别作准线于点,,
由抛物线定义可知,
由梯形中位线可知,
因为,所以,
当且仅当时,等号成立,
故,
故,的最小值为.
故选:B
4.已知直线与抛物线相交于A,B两点,且点坐标为,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题可知,所以有,带入得,
整理得,判别式恒成立,
设,则
易知,点为抛物线的焦点,
所以
当且仅当时,等号成立,所以的取值范围为.
故选:B
5.已知抛物线的焦点为,准线为,过的直线与交于两点(点在第一象限),与交于点,若,,则( )
A. B.3 C.6 D.12
【答案】B
【解析】如图,设准线与轴的交点为,作,,垂足分别为,,
所以,.
又,所以,
设,则.
因为,
所以,所以,
所以,即.
所以,抛物线为,焦点为,准线为,
由得,解得,
所以,,
所以,直线的方程为
所以,联立方程得,解得,
所以,,
所以,
故选:B
抛物线的性质
1.(多选题)已知直线经过抛物线的焦点,且与交于两点,过分别作直线的垂线,垂足依次为,若长的最小值为4,则下列结论正确的有( )
A.
B.若的倾斜角为,点在第一象限,则
C.若,则的斜率为1
D.若点在上,且,则
【答案】ABD
【解析】抛物线的焦点,
依题意可知直线与轴不重合,设直线的方程为,
由消去并化简得,
,设,
则,
,
,当时等号成立,
所以, 所以抛物线,焦点为,
对于选项A: 由上述分析可知,
,
所以,故A正确;
对于选项B:因为的倾斜角为,抛物线的焦点为,点在第一象限,
设 ,
由直线的点斜式方程可得:直线的方程为: ,
其与抛物线联立方程组可得: ,
解得 ;
所以,故B正确;
对于选项C:设直线的方程为: ,
其与抛物线联立方程组可得: ,
由韦达定理可得:,
所以,
即,
所以,解得 ,故C错误;
对于选项D:由,
得:,
所以,故D正确;
故选:ABD.
2.(多选题)已知抛物线的焦点为F,经过点F且倾斜角为的直线l与抛物线C交于A,B两点(点B在第四象限),与抛物线C的准线交于点D,若,则以下结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【解析】设.由题意知,直线l的斜率,
则直线l的方程为,将其代入抛物线C,得,
得,由,得,选项A正确;
抛物线C的方程为,所以,
所以,选项C正确;
将直线l的方程为与准线联立,得,
所以,选项B正确;
,选项D错误.
故选:ABC.
3.(多选题)已知抛物线,为其焦点,直线与抛物线交于,两点,则下列说法正确的是( )
A.直线过焦点
B.当时,,两点横坐标的和为5
C.当时,直线截抛物线所得的弦长为8
D.以为直径的圆与相切
【答案】ACD
【解析】对于A,易知抛物线的焦点;
由直线可得,由直线的点斜式方程可得直线过定点,可得A正确;
对于B,当时,,
联立,整理可得,
由韦达定理可得,因此,两点横坐标的和为6,即B错误;
对于C,结合B选项,由焦半径公式可得,
即直线截抛物线所得的弦长为8,即C正确;
对于D,易知准线方程为,分别作垂直于准线,垂足为,如下图所示:
因为直线过焦点,可得,
线段的中点到准线的距离为,可得,
以为直径的圆与准线相切,可得D正确.
故选:ACD
4.(多选题)已知抛物线的焦点为,过点的直线的斜率为,且与交于两个不同的点(点在轴的上方),下列说法正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.点的纵坐标之积与有关 D.若(为坐标原点),则
【答案】ABD
【解析】设,
对于A,若,则直线,
联立,得,则,
所以,故A正确;
对于B,过点分别作准线的垂线,垂足分别为,
不妨设,则,
则,故B正确;
对于C,易得直线的斜率不为零,设,
联立,得,则为定值,
所以点的纵坐标之积与无关,故C错误;
对于D,由,得,
即,即,
由,
得,,
因为点在轴的上方,所以,
则,所以,
所以,故D正确.
故选:ABD.
5.(多选题)已知抛物线:,过点的直线与交于,两点,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.的最小值为16
D.若点是的外心,其中是坐标原点,则直线的斜率的最大值为
【答案】ACD
【解析】显然直线的斜率不为0,设直线的方程为,由,得,
所以,,,故A正确,B错误;
,
所以,当且仅当时,取到最小值,故C正确;
因为,所以,所以的外心就是弦的中点,
记为,其中,.由,以及,
得,
即,所以直线的斜率.要求直线的斜率的最大值,所以,
所以,当且仅当,
即时“=”号成立,即直线的斜率的最大值为,故D正确.
故选:ACD.
直线与抛物线的位置关系
1.已知抛物线的焦点为F.过F的直线与C交于两点,.
(1)求的值;
(2)求直线与C的公共点个数.
【解析】(1)设直线的方程为,与联立
得,所以.
(2)直线的斜率为,
所以直线的方程为,
即,与联立得,解得,
所以直线与C只有1个公共点A.
2.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.
【解析】(1)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.
3.已知抛物线的方程为,直线l过定点,斜率为k.当k为何值时,直线l与抛物线有一个公共点,有两个公共点,没有公共点?
【解析】由题意,可设直线的方程为,即,
联立方程组,整理得,
则,
当时,即,解得或,此时方程只有一个实数解,
即直线与抛物线只有一个公共点;
当时,即,解得或,此时方程两个不等的实数解,
即直线与抛物线两个公共点;
当时,即,解得,此时方程没有实数解,
即直线与抛物线没有公共点,
综上可得:当或,直线与抛物线只有一个公共点;
当或,直线与抛物线两个公共点;
当,直线与抛物线没有公共点.
4.已知抛物线.
(1)当直线过抛物线的焦点时,与抛物线交于两点,在上取不同于的点,使得,求点的轨迹方程;
(2)已知是抛物线上的三个点,且直线、分别与抛物线相切,证明:直线与抛物线相切.
【解析】(1)由抛物线,可得焦点,
设,直线,
因为不同于,可得不在线段上,
联立方程组,整理得,则,
设在轴的射影分别是,则,即,
由于异号,不在线段上,则同号,
所以,即,所以,
又由,所以,所以点的轨迹方程.
(2)设,
可得,所以直线,
联立,整理得.
因为直线与抛物线相切,所以,即②,
同理,直线与抛物线相切,可得 ③,
由方程②③可得,为方程的两根,
所以,
又由,故直线,
联立方程组,整理得.
因为,
所以直线与抛物线相切,故得证.
5.已知直线上有一个动点Q,过Q作直线l垂直于x轴,动点P在直线l上,且,记点P的轨迹为C.
(1)求曲线C的方程.
(2)设直线l与x轴交于点A,且.试判断直线PB与曲线C的位置关系,并证明你的结论.
【解析】(1)设P的坐标为,则点Q的坐标为.
因为,
所以.
所以.
∴点P的轨迹方程为.
(2)
直线PB与曲线C相切,设点P的坐标为,
点A的坐标为.
因为,
所以.
所以点B的坐标为.
所以直线PB的斜率为.
因为
所以.
所以直线PB的方程为
代入,
得.
因为
所以直线PB与曲线C相切.
1.过点的直线交抛物线于,两点(异于坐标原点),若,则该直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设直线的方程为,,.
联立,整理化简可得:,
,也即,
,,
,
因为,易得,则,
,或,满足,
但是当直线方程为时,与抛物线的交点其中一个为坐标原点,不满足,故舍去.
,该直线的方程为即,
故选:B.
2.已知抛物线的准线交轴于点,过点作直线交于两点,且,则直线的斜率是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为抛物线的准线为,所以,
因为直线l交E于两点,所以直线l的斜率存在且不为0,
故可设直线l的方程为,,,
联立,消去y得,
所以,即,,,
因为,所以,得,
联立,解得或,
所以,满足.
故选:B.
3.已知点是抛物线上的动点,设点到此抛物线的准线的距离为,到直线的距离为,则的最小值是( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【解析】题意可知:抛物线的焦点为,准线为,
则,
所以的最小值即为点到直线的距离为.
故选:D.
4.直线经过抛物线的焦点,且与抛物线交于、两点.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】抛物线的焦点坐标为,准线方程为,
设、,则,,
由,得,则,
由,得,得,
联立解得,,所以.
故选:C
5.已知是抛物线上一点,是抛物线的焦点,.则( )
A. B. C.3 D.4
【答案】A
【解析】由题得,准线方程为,设,
根据对称性,不妨假设点位于第一象限,过点作轴,
因为,则,
则,又因为是抛物线上一点,
则,代入上式有,解得或3,
显然由图知,则,则.
故选:A
6.已知抛物线的焦点为,准线为,过点且倾斜角为的直线与抛物线的一个交点为(位于轴的右侧),过点作,垂足为,连接,交抛物线于点(在线段上),则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由抛物线,得,由,则的方程为,
代入,得,解得,,,
,,又,为等边三角形,
由可知,则直线FN与l关于y轴对称,
由抛物线的对称性可得,.
故选:B.
7.已知抛物线的焦点为,直线与交于两点,与其准线交于点,若,则( )
A. B.1 C. D.4
【答案】C
【解析】的焦点为,准线方程为:,
由题,显然,令直线中,则,所以,
设,联立,消,
得,,
,,
所以,
由可得:,,所以,
因为在上,所以,解得,
所以,所以,
由抛物线的定义可得:.
故选:C.
8.(多选题)已知抛物线,过点的直线与交于两点,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.的最小值为16
D.若点是的外心,其中是坐标原点,则直线的斜率的最大值为
【答案】ACD
【解析】由题设,显然直线的斜率不为0,设,
联立抛物线得,显然,
所以,,A对;
则,B错;
由,
又,则时,C对;
由上,即,点是的外心,即为中点,
又,
所以,要使直线的斜率最大,即,(时的斜率为负),
则,当且仅当时取等号,D对.
故选:ACD.
9.(多选题)给出下列命题,其中真命题为( )
A.过点与坐标轴围成三角形的面积为16的直线有且仅有3条
B.已知点,,则满足到点距离为2,到点距离为3的直线有且仅有3条
C.过点与抛物线仅有1个公共点的直线有3条
D.过双曲线的右焦点被截得线段长为5的直线有且仅有3条
【答案】BCD
【解析】对于A:设过点与坐标轴相交的直线方程为:,则
,即,又 ,即
当时可得:,解得:或
当时可得:,即,此时,方程也有两组解,故共有4组解,即过点与坐标轴围成三角形的面积为16的直线有且仅有4条,A错误
对于B:因为,以为圆心,分别以2,3为半径作圆,则圆与圆相外切,
它们的3条公切线即为满足条件的直线,所以B正确;
对于C:因为,当时,,所以在抛物线的外部,
显然过与抛物线相切的直线有两条,
过与轴平行时,与抛物线也只有一个交点,故共有3条直线,所以C正确,
对于D:
设双曲线的右焦点为,过的直线与双曲线右支相交于,
当直线斜率不存在时,直线的方程为则,
当直线斜率存在时,设直线的方程为
联立,消去,得,
,
由,解得或,
所以
,
所以当直线与轴垂直时,的长最小,即最小值为,
过双曲线的右焦点作垂直实轴的直线,被双曲线右支截得的弦(通径)长为,
又双曲线的实轴长,
所以结合对称性可知,被双曲线左右两支截得的线段长为5的直线有2条,共有3条,所以D正确;
故选:BCD
10.已知抛物线的焦点为为圆上的动点,为上的动点,则的最小值为 .
【答案】3
【解析】经过作抛物线的准线的垂线,垂足为,
如图:由抛物线的定义可知:,
圆心,半径为,
当共线且经过圆的圆心时最小,此时取得最小值,
所以最小值为:.
故答案为:3.
11.已知点是抛物线的焦点,过定点的直线与抛物线交于两点,若抛物线上存在动点,使得四边形为平行四边形,则定点坐标为 .
【答案】
【解析】解析:设,直线,
因为,
所以,
因为四边形为平行四边形,所以
所以,
所以.
代入,有,所以,
所以过定点.
故答案为:.
1.过抛物线的焦点作倾斜角为的直线交抛物线于两点,过的中点作另一条直线交轴于点,若,且,则( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】B
【解析】抛物线的焦点,
直线的斜率为,则直线的方程为,
代入抛物线方程得,
即,解得,
∴,
∴,
因为的中点,所以,即,
又,∴,∴,∴,
所以直线的方程为,
令,得,所以,
∴,
∴,解得.
故选:B.
2.设点是抛物线的焦点,过抛物线上一点,沿轴正方向作射线轴,若的平分线所在直线的斜率为,则点的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据题意,抛物线的焦点,准线方程:,
设直线与准线交于点,由抛物线定义得,,
根据题意,,,
所以,则,
所以,且,所以四边形为平行四边形,
则,得,
所以点的坐标为.
故选:D
3.已知过抛物线的焦点F作直线交抛物线于A、B两点,若,AB的中点到轴的距离为,则p的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【解析】抛物线的焦点,准线,准线交轴于点,
由对称性,不妨令点在第一象限,过分别作,垂足分别为,
过作于,交于,令,,
,由,得,即,则,
线段中点,过作于,则,
由AB的中点到轴的距离为,得,因此,所以.
故选:B
4.已知抛物线的方程为,过其焦点的直线与抛物线交于、两点,且,为坐标原点,则的面积和的面积之比为( )
A. B. C.2 D.
【答案】C
【解析】如图所示,,
,,解得,
代入抛物线方程可得,不妨设在第一象限,解得,
直线的方程为:,化为,
联立,化为,解得,
的面积和的面积之比.
故选:C.
5.在抛物线上求一点,使其到焦点的距离与到的距离之和最小,则该点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
由题意得抛物线的焦点为,准线方程为.
过点作于点,由定义可得,
所以,
由图可得,当三点共线时,最小,此时.
故点的纵坐标为1,所以横坐标.即点的坐标为.
故选:A.
6.已知点为抛物线上一动点,点为圆:上一动点,点为抛物线的焦点,点到轴的距离为.若的最小值为3.则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】圆的圆心,半径,
抛物线的焦点为,准线方程为,
则由抛物线的定义知点到y轴的距离为,则,
由图知,当共线,且在线段上时,最短,
此时,而,
则,所以.
故选:B
7.已知抛物线的焦点为F,点P为抛物线上动点,点Q为圆上动点,则的最小值为( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】B
【解析】设圆的圆心为,半径为,
过点作垂直抛物线的准线于,
由抛物线的定义知,,
所以,当且仅当四点共线时,等号成立,
而,
所以,即的最小值为4.
故选:B
8.焦点为的抛物线上有一点(不与原点重合),它在准线上的投影为,设直线与抛物线交于,两点,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】方法一:,故,,
过点作于A点,过点作于B点,设与轴交于点,
如图,由抛物线定义可知,
由∽得,,
又,故,
令,则,故,
所以,故,
即为的中点,由∽得,
又,得,则,
将代入中,,由图可知,取正值,
则点,
由∽得,,
又,故,则,
将代入中,,由图可知,取负值,
即,由对称性可知,
所以,
中,令,解得,故,
故⊥轴,
于是所求三角形的面积;
方法二:,故,,
过点作于A点,过点作于B点,设与轴交于点,
如图,由抛物线定义可知,
由∽得,,
又,故,
令,则,故,
所以,故,
即为的中点,由∽得,
又,得,则,
将代入中,,由图可知,取正值,
则点,
由∽得,,
又,故,则,
将代入中,,由图可知,取负值,
即,由对称性可知,
所以,
中,令,解得,故,
则,
又,故.
故选:B.
9.(多选题)已知点,,抛物线的焦点为是上的动点,动点满足,则下列说法正确的是( )
A.点在动点的轨迹上
B.周长的最小值为
C.当最小时,点的横坐标为4
D.面积的最大值为
【答案】BCD
【解析】由题可知,设点,则,.
,,化简得,即,
则动点的轨迹是以为圆心,2为半径的圆.
对于A,因为,所以点不在动点的轨迹上,故A错误;
对于B,抛物线的准线方程为,如图,过点作准线的垂线,垂足为,
则,当且仅当三点共线时,取得最小值,即.
又,所以周长的最小值为,故B正确;
对于C,如图,当与圆相切且点在轴上方时,最小.
连接,所以.
,,,
所以点的横坐标为,故C正确;
对于D,因为,为定值,所以若的面积取得最大值,则只需要动点到直线的距离最远即可.
直线,即,所以点到直线的距离为,
所以到直线的最大距离为,
所以面积的最大值为,故D正确.
故选:BCD.
10.(多选题)已知点在抛物线上运动,为抛物线的焦点,点,则的值可能是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】CD
【解析】抛物线的焦点,准线.
如图,过点作于,过点作于,连接,
由抛物线的定义知,所以,
当且仅当点在上时,等号成立,
又,所以的最小值为,
故选:CD.
11.(多选题)笛卡尔叶形线是一个代数曲线,首先由笛卡儿在1638年提出.如图,叶形线经过点,点在C上,则下列结论正确的是( )
A.直线与C有3个公共点 B.若点P在第二象限,则
C. D.
【答案】BCD
【解析】因为叶形线经过点,所以.
联立,解得,所以直线与C只有1个公共点,A错误.
.
因为点P在第二象限,所以,,
所以,B正确.
若点P在第四象限,则,可推出 .
因为,
所以.当点P在第二、四象限时,,
所以.当点P是原点或在第一象限时,易得,
所以,C正确.
由,可得,解得,所以,D正确.
故选:BCD
12.已知抛物线,为抛物线上任意一点,过点向圆作切线,切点分别为,则的最小值为 .
【答案】
【解析】圆的标准方程是,则圆心为,半径为,
设,,所以,
(由对勾函数性质得其单调性).
所以的最小值为.
故答案为:.
13.已知抛物线的焦点为,过作直线交抛物线于两点,过分别作准线的垂线,垂足分别为,若和的面积分别为8和4,则的面积为
【答案】
【解析】过点的斜率为的直线与抛物线有且只有一个交点,不满足要求,
故可设直 线,代入抛物线方程,
消元可得,
设,则,
,
,
,
于是,即,
.
故答案为:.
14.已知抛物线的焦点为,点为该抛物线上的动点,点,则的最大值为 .
【答案】
【解析】设,由抛物线方程,得焦点,准线,
点为准线与轴的交点,作于点,
则.,
则
,当且仅当,即时取等号.则的最大值为.
故答案为:.
15.已知抛物线焦点为,过的直线与此抛物线相交于两点,点,若,且,则 .
【答案】
【解析】设直线的方程为,点,,
联立直线与抛物线,整理得:,
由韦达定理,,.,
得到,由二倍角公式,
是锐角,则.
过作轴,准线,,
根据抛物线的定义,,故,则的倾斜角为或者.
可得,根据弦长公式,,.
故答案为:
1.(2023年北京高考数学真题)已知抛物线的焦点为,点在上.若到直线的距离为5,则( )
A.7 B.6 C.5 D.4
【答案】D
【解析】因为抛物线的焦点,准线方程为,点在上,
所以到准线的距离为,
又到直线的距离为,
所以,故.
故选:D.
2.(2024年北京高考数学真题)抛物线的焦点坐标为 .
【答案】
【解析】由题意抛物线的标准方程为,所以其焦点坐标为.
故答案为:.
3.(2024年天津高考数学真题)已知圆的圆心与抛物线的焦点重合,且两曲线在第一象限的交点为,则原点到直线的距离为 .
【答案】/
【解析】圆的圆心为,故即,
由可得,故或(舍),
故,故直线即,
故原点到直线的距离为,
故答案为:
4.(2023年高考全国乙卷数学(理)真题)已知点在抛物线C:上,则A到C的准线的距离为 .
【答案】
【解析】由题意可得:,则,抛物线的方程为,
准线方程为,点到的准线的距离为.
故答案为:.
5.(2023年天津高考数学真题)已知过原点O的一条直线l与圆相切,且l与抛物线交于点两点,若,则 .
【答案】
【解析】易知圆和曲线关于轴对称,不妨设切线方程为,,
所以,解得:,由解得:或,
所以,解得:.
当时,同理可得.
故答案为:.
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