内容正文:
抛物线
基础达标练
1.[2024·河北模拟]已知点为平面内一动点,设甲:的运动轨迹为抛物线,乙:到平面内一定点的距离与到平面内一定直线的距离相等,则( )
A. 甲是乙的充分条件但不是必要条件
B. 甲是乙的必要条件但不是充分条件
C. 甲是乙的充要条件
D. 甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
【答案】A
2.已知曲线过抛物线的焦点,则的准线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
3.已知为抛物线的焦点,点在上,且点到直线的距离为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
4.[2025·河南焦作开学考]已知点在抛物线上,则的焦点与点之间的距离为( )
A. 4 B. C. 2 D.
【答案】D
5.已知点是抛物线上的一个动点,则点到点的距离与到的距离之和的最小值为( )
A. 1 B. C. 2 D.
【答案】C
6.已知抛物线经过第二象限,且其焦点到准线的距离大于4,请写出一个满足条件的的标准方程:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .
【答案】(答案不唯一)
7.[2025·江苏南京调研]已知抛物线的焦点为,准线为,点在上,点在上.若,,则的面积为.
【答案】25
【解析】如图所示,过点作轴于点,设与轴交于点,由题知的焦点为,设,,则,,,,由抛物线的定义可得,因为,且,所以,则,所以,解得或所以,,所以.
8.[2025·湖南部分学校联考]设为抛物线的焦点,点为上一点,过作轴的垂线,垂足为,若,则_ _ _ _ _ _ .
【答案】
【解析】因为为的焦点,所以的坐标为,
由抛物线的定义可知,又,所以,解得,
故,所以,
设为原点,则.
9.已知,,三点在抛物线上,且的重心恰好为抛物线的焦点,则的三条中线的长度之和为_ _ _ _ .
【答案】9
【解析】由题意得,设,,,由的重心为知,,
由抛物线的定义可得,,由重心的性质可知,的三条中线的长度之和为.
能力强化练
10.2024年3月20日,我国成功发射鹊桥二号中继卫星,其通过一个大型可展开的星载天线,实现了月球背面与地球之间的信号传输.星载天线展开后形成一把直径(口径)为的“金色大伞”,它的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的状态射入接收天线,经反射聚集到焦点处.若“金色大伞”的深度为,则“金色大伞”的边缘点到焦点的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】依题意,建立如图所示的平面直角坐标系,则,连接.
设抛物线的方程为,则,则,
所以抛物线的方程为,故其焦点的坐标为,准线方程为,,
所以“金色大伞”的边缘点到焦点的距离为.故选.
11.多选 已知坐标原点为,抛物线的焦点为,直线与交于,两点,其中点位于第一象限,点是线段的中点,垂直于准线,垂足为,则( )
A. 若,则直线的倾斜角为
B. 点到准线的距离为
C. 若直线经过焦点,且,则
D. 若以为直径作圆,则圆与准线相切
【答案】AC
【解析】对于,因为,所以,,三点共线,即直线经过抛物线的焦点,当直线的斜率为0时,直线与只有1个交点,不符合题意,故设直线,与联立,得,故,,因为,所以,所以因为点位于第一象限,所以,故,即,所以,所以,故直线的斜率为,设直线的倾斜角为,
则,解得,故正确;
对于,当直线不经过焦点时,由三角形的三边关系可知,,结合抛物线的定义可知,
,
即,故不正确;
对于,由题意得,准线方程为,由知,,则,所以,所以(舍负),故正确;
对于,因为直线不一定经过焦点,所以圆不一定与准线相切,故不正确.
12.多选 已知抛物线的焦点为,准线为,点,在上(在第一象限内),点在上,以为直径的圆过点,且,则( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 的面积的最小值为 D. 的面积大于
【答案】ABD
【解析】设在上的射影为,与轴交于点,因为点在上,所以,
又,所以,得,正确;
设在上的射影为,则,易知,所以,
又,所以,所以,连接,则为等边三角形,
则,,正确;
若在第四象限内,设 ,则,,,,
令,则,则,
则,当且仅当时取等号,易知,错误;
易知,所以,当且仅当轴时取等号,
由知,此时,故,正确.故选.
13.[2024·福建泉州质量监测]已知抛物线的顶点为坐标原点,对称轴为坐标轴,准线为.若恰过,,三点中的两点,则的方程为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;若过焦点的直线与交于,两点,且到的距离为4,则_ _ _ _ _ _ .
【答案】;
【解析】因为点和不关于坐标轴对称,所以抛物线不可能同时过和两点,
因为在第一象限内,在第三象限内,
所以不可能同时过和两点,所以经过与两点,
故可设的方程为,则解得,即的方程为.
设,,
因为过抛物线焦点的直线与交于,两点,且到的距离为4,
所以,解得,
则,可得,结合抛物线的对称性,不妨设,
因为抛物线的焦点为,所以直线的方程为,
联立消去,整理得,可得,
则.
14.如图,弯曲的河流可以近似地看成抛物线,公路恰好是抛物线的准线,抛物线上的点到的距离最近,且为,城镇位于点的北偏东 处,,现要在河岸边的某处修建一座码头,并修建两条公路,一条连接城镇,一条垂直连接公路,以便建立水陆交通网.
(1) 建立适当的平面直角坐标系,求抛物线的方程;
(2) 为了降低修路成本,必须使修建的两条公路总长最小,请给出修建方案(作出图形,在图中标出此时码头的位置),并求出公路总长的最小值(结果精确到).
参考数据:.
【解析】
(1) 如图,建立平面直角坐标系,设抛物线的方程为,由题意得,,即,则抛物线.
(2) 如图,设抛物线的焦点为,则, 城镇位于点的北偏东 处,且,,设码头位于抛物线上的点处,连接,,,过作,垂足为,根据抛物线的定义知,公路总长为.故当公路总长取得最小值时,码头位于线段与抛物线的交点处,此时公路总长约为.
素养综合练
15.[2025·福建漳州高三质检]多选 在2024年巴黎奥运会艺术体操项目集体全能决赛中,中国队以69.800分的成绩夺得金牌,这是中国艺术体操队在奥运会上获得的第一枚金牌.艺术体操的绳操和带操可以舞出类似四角花瓣的图案,它可看作由抛物线绕其顶点分别逆时针旋转 , , 后得到的三条曲线与围成的图案(如图中阴影区域所示),,为与其中两条曲线的交点,若,则( )
A. 开口向上的抛物线的方程为
B.
C. 直线截第一象限花瓣所得弦长的最大值为
D. 阴影区域的面积大于4
【答案】ABD
【解析】对于选项,由题意知,开口向右的抛物线的方程为,顶点为原点,焦点为,
将其逆时针旋转 后得到的抛物线开口向上,焦点为,则其方程为,即,故选项正确;
对于选项,设,由解得或,即,代入可得,
即,
由图象的对称性,可得,
故,故选项正确;
对于选项,如图,设直线与第一象限花瓣交于点,,,,
由解得
由解得
即得,,
则弦长,
由图知,当直线经过点时取得最大值4,经过点时取得最小值0,
即若直线与第一象限花瓣相交,则要满足,
设,则,且,
代入得,,,
当时,取得最大值,故选项错误;
对于选项,每个象限花瓣的形状大小相同,根据对称性知,可以先求的阴影部分的面积的近似值,如图,
在抛物线上取一点,使过点的切线与直线平行,
由可得切点的坐标为,易得,则点到直线的距离,
于是,由图知,半个花瓣的面积必大于,
故原图中的阴影部分的面积必大于,故选项正确.故选.
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抛物线
基础达标练
1.[2024·河北模拟]已知点为平面内一动点,设甲:的运动轨迹为抛物线,乙:到平面内一定点的距离与到平面内一定直线的距离相等,则( )
A. 甲是乙的充分条件但不是必要条件
B. 甲是乙的必要条件但不是充分条件
C. 甲是乙的充要条件
D. 甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
2.已知曲线过抛物线的焦点,则的准线方程为( )
A. B. C. D.
3.已知为抛物线的焦点,点在上,且点到直线的距离为,则( )
A. B. C. D.
4.[2025·河南焦作开学考]已知点在抛物线上,则的焦点与点之间的距离为( )
A. 4 B. C. 2 D.
5.已知点是抛物线上的一个动点,则点到点的距离与到的距离之和的最小值为( )
A. 1 B. C. 2 D.
6.已知抛物线经过第二象限,且其焦点到准线的距离大于4,请写出一个满足条件的的标准方程:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .
7.[2025·江苏南京调研]已知抛物线的焦点为,准线为,点在上,点在上.若,,则的面积为.
8.[2025·湖南部分学校联考]设为抛物线的焦点,点为上一点,过作轴的垂线,垂足为,若,则_ _ _ _ _ _ .
9.已知,,三点在抛物线上,且的重心恰好为抛物线的焦点,则的三条中线的长度之和为_ _ _ _ .
能力强化练
10.2024年3月20日,我国成功发射鹊桥二号中继卫星,其通过一个大型可展开的星载天线,实现了月球背面与地球之间的信号传输.星载天线展开后形成一把直径(口径)为的“金色大伞”,它的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的状态射入接收天线,经反射聚集到焦点处.若“金色大伞”的深度为,则“金色大伞”的边缘点到焦点的距离为( )
A. B. C. D.
11.多选 已知坐标原点为,抛物线的焦点为,直线与交于,两点,其中点位于第一象限,点是线段的中点,垂直于准线,垂足为,则( )
A. 若,则直线的倾斜角为
B. 点到准线的距离为
C. 若直线经过焦点,且,则
D. 若以为直径作圆,则圆与准线相切
12.多选 已知抛物线的焦点为,准线为,点,在上(在第一象限内),点在上,以为直径的圆过点,且,则( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 的面积的最小值为 D. 的面积大于
13.[2024·福建泉州质量监测]已知抛物线的顶点为坐标原点,对称轴为坐标轴,准线为.若恰过,,三点中的两点,则的方程为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;若过焦点的直线与交于,两点,且到的距离为4,则_ _ _ _ _ _ .
14.如图,弯曲的河流可以近似地看成抛物线,公路恰好是抛物线的准线,抛物线上的点到的距离最近,且为,城镇位于点的北偏东 处,,现要在河岸边的某处修建一座码头,并修建两条公路,一条连接城镇,一条垂直连接公路,以便建立水陆交通网.
(1) 建立适当的平面直角坐标系,求抛物线的方程;
(2) 为了降低修路成本,必须使修建的两条公路总长最小,请给出修建方案(作出图形,在图中标出此时码头的位置),并求出公路总长的最小值(结果精确到).
参考数据:.
素养综合练
15.[2025·福建漳州高三质检]多选 在2024年巴黎奥运会艺术体操项目集体全能决赛中,中国队以69.800分的成绩夺得金牌,这是中国艺术体操队在奥运会上获得的第一枚金牌.艺术体操的绳操和带操可以舞出类似四角花瓣的图案,它可看作由抛物线绕其顶点分别逆时针旋转 , , 后得到的三条曲线与围成的图案(如图中阴影区域所示),,为与其中两条曲线的交点,若,则( )
A. 开口向上的抛物线的方程为
B.
C. 直线截第一象限花瓣所得弦长的最大值为
D. 阴影区域的面积大于4
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