内容正文:
第11讲 抛物线
01 思维导图与题型归纳
02 全面梳理基础知识,夯实学习根基
03 聚焦核心题型,举一反三
04 过关测试,检验成效
知识点一:抛物线的定义
定义:平面内与一个定点和一条定直线(不经过点)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点叫做抛物线的焦点,定直线叫做抛物线的准线.
知识点二:抛物线的标准方程
抛物线标准方程的四种形式:
根据抛物线焦点所在半轴的不同可得抛物线方程的的四种形式
,,,。
知识点三:抛物线的简单几何性质:
抛物线标准方程的几何性质
范围:,,
抛物线y2=2px(p>0)在y轴的右侧,开口向右,这条抛物线上的任意一点M的坐标(x,y)的横坐标满足不等式x≥0;当x的值增大时,|y|也增大,这说明抛物线向右上方和右下方无限延伸。抛物线是无界曲线。
对称性:关于x轴对称
抛物线y2=2px(p>0)关于x轴对称,我们把抛物线的对称轴叫做抛物线的轴。抛物线只有一条对称轴。
顶点:坐标原点
抛物线y2=2px(p>0)和它的轴的交点叫做抛物线的顶点。抛物线的顶点坐标是(0,0)。
抛物线标准方程几何性质的对比
图形
标准方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
顶点
O(0,0)
范围
x≥0,
x≤0,
y≥0,
y≤0,
对称轴
x轴
y轴
焦点
离心率
e=1
准线方程
焦半径
题型一:抛物线的定义及标准方程
【典例1-1】已知抛物线上的点M与焦点F的距离为6,则M到y轴的距离为( )
A. B. C.2 D.4
【答案】B
【解析】由抛物线可知准线为,
设,
根据抛物线的定义可知,即,
由抛物线方程可得,即,
所以M到y轴的距离为.
故选:B.
【典例1-2】(2025·辽宁·一模)若抛物线上一点到准线和对称轴的距离均为4,则的值为( )
A.18 B.4 C.2或18 D.4或9
【答案】B
【解析】因为抛物线的准线方程为,
因为抛物线上一点到准线和对称轴的距离均为4,
所以点的坐标为,
代入抛物线方程得,解得.
故选:B.
【变式1-1】顶点在原点,焦点是的抛物线的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意知抛物线开口向上,,故抛物线的标准方程是:.
故选:B
【变式1-2】(2025·高二·宁夏吴忠·期末)若抛物线的焦点与椭圆的右焦点重合,则抛物线上的点到其焦点的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】对于椭圆,,
则,则椭圆的右焦点为,
即抛物线的焦点为,故,
所以抛物线上的点到其焦点的距离为.
故选:C.
【变式1-3】(2025·高二·江苏淮安·期中)过点且焦点在y轴上的抛物线方程为( )
A.或 B.
C.或 D.
【答案】D
【解析】由题意,可设抛物线为,又点在抛物线上,
所以,故所求抛物线为.
故选:D
【变式1-4】(2025·高三·湖北·开学考试)已知抛物线的顶点在原点,焦点在坐标轴上,点关于其准线的对称点为,则的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意,设抛物线的方程为,
可得焦点坐标,准线方程为,
设焦点关于准线的对称点为,可得,解得,
因为点关于其准线的对称点为,可得,解得,
所以抛物线的方程为.
故选:A.
题型二:焦半径问题
【典例2-1】(2025·河北沧州·模拟预测)已知是抛物线的焦点,是该抛物线上一点,则( )
A.50 B.100 C.150 D.200
【答案】B
【解析】由,可得,则.
故选:B
【典例2-2】(2025·高二·安徽合肥·期末)已知抛物线的焦点为,点在上,,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可得,设,
,
因为,
所以,整理
得,又,所以,
解得,(负值舍去),
所以
故选:A.
【变式2-1】(2025·高二·广东·期末)设为抛物线的焦点,过上一点作其准线的垂线,垂足为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,由抛物线的定义可得,所以,;
不妨设,则,所以.
故选:B
【变式2-2】(2025·高二·辽宁抚顺·期末)已知,抛物线:的焦点为,为上一点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】抛物线的焦点的坐标为,又,,
所以,,
因为,
所以,即,
又,所以,
解得,,
所以.
故选:C.
【变式2-3】(2025·高二·黑龙江齐齐哈尔·期中)设点为抛物线上一点,F为焦点,若,则( )
A. B.4 C. D.
【答案】A
【解析】在抛物线中,,则,所以焦点的坐标为,准线方程为.
已知点到焦点的距离,则点到准线的距离也为,即,解得.
因为点在抛物线上,且,所以.
又因为,所以.
故选:A.
【变式2-4】(2025·高二·贵州贵阳·期末)抛物线的焦点为,其准线与轴的交点为,过点作直线与此抛物线交于,两点,若,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【解析】由,则焦点,且准线方程为直线,即,
设过点的直线方程为,联立抛物线可得:,
消去可得:,化简得:,
因为,且直线过点,所以,
即点位于以线段为直径的圆上,
易知以线段为直径的圆的方程为,
将代入上式,可得,解得,(舍去),
则点的横坐标,设点的横坐标,
由韦达定理可得:,则,
根据抛物线的定义,可得,,
则,
故选:B.
题型三:抛物线上点到焦点和定点距离的和差最值
【典例3-1】(2025·高二·上海宝山·期末)已知是抛物线上的一个动点,则到的距离与到准线的距离之和的最小值为 .
【答案】
【解析】设为抛物线的焦点,则,
如图,设,为到准线的距离且为垂足,
则,
当且仅当三点共线且在之间时等号成立,
故的最小值为.
故答案为:.
【典例3-2】(2025·高二·甘肃兰州·开学考试)点M为抛物线上任意一点,点N为圆上任意一点,且,则的最小值为 .
【答案】
【解析】抛物线的焦点为,抛物线的准线为,
圆变形为,
则圆心为抛物线的焦点,半径为.
点为抛物线上任意一点,当三点共线,取最小值,最小值为.
所以取最小值时,即取最小值,
如图,过点作于点,由抛物线定义可知,,
所以,当三点共线,当时,等号成立.
则的最小值为.
故答案为:.
【变式3-1】(2025·高二·北京昌平·期末)已知抛物线的焦点为,准线为.则焦点到准线的距离为 ;若点在抛物线上,过点作准线的垂线,垂足为,,则 的最小值为 .
【答案】 1
【解析】①由抛物线知,,
所以抛物线的焦点到准线的距离是,
②如图所示,过点,则,
当点在线段上时等号成立,
所以的最小值为.
故答案为:①;②.
【变式3-2】(2025·高二·福建福州·期末)已知抛物线的焦点为,点为抛物线上任一点,过点作动直线的垂线,垂足为,则的最小值是 .
【答案】
【解析】由题意抛物线的焦点为,准线为直线,
方程整理为,
由得,
所以动直线过定点,
过点作动直线的垂线,垂足为,则点在以为直径的圆上,
中点为,,
所以圆方程为,
过作抛物线的准线的垂线,垂足为,则,又,
所以,
当且仅当三点共线且是线段与圆的交点时等号成立,
所以的最小值是,
故答案为:.
【变式3-3】已知点是抛物线上的一点,点是的焦点,动点(异于点)在上,且,则取最小值时,直线的斜率为 .
【答案】/或
【解析】
因为点是抛物线上的一点,所以,解得;
所以,由题意可知直线的斜率存在且都不为0,
设直线的方程为,由,
得,所以,解得,
所以,
又,则设直线的方程为,由,
得,所以,解得,
所以,
所以,
所以当,即时,有最小值,且最小值为.
故答案为:.
题型四:轨迹问题—抛物线
【典例4-1】(2025·高二·上海·期中)在平面直角坐标系中,O为原点,P为曲线上一动点,则线段的中点轨迹方程为 .
【答案】
【解析】设线段的中点为,点的坐标为.
因为是的中点,所以可得,即.
因为点在曲线上,所以将代入曲线方程可得.化简得:
故答案为:.
【典例4-2】(2025·高二·山东烟台·期末)在平面直角坐标系中,到轴的距离与到点的距离相等的点的轨迹方程为 .
【答案】
【解析】设动点坐标为,依题意,,两边平方整理得,
所以所求轨迹方程为.
故答案为:
【变式4-1】给出下列结论:①方程表示斜率为1,在轴上的截距为的直线;②到轴距离为2的点的轨迹方程为;③方程表示两个点.其中正确结论的序号是 .
【答案】③
【解析】对于①,方程表示斜率为1,在轴上的截距为的直线,但,
所以去掉点,故①错误;
对于②,到轴距离为2的点的轨迹方程为或,所以②错误;
对于③,方程,表示两个点,所以③正确.
故答案为:③.
【变式4-2】(2025·全国·模拟预测)已知抛物线:上存在两点,,,直线与轴交于点,抛物线:上存在两点,,,从点向直线作垂线,则垂足的轨迹方程为 .
【答案】,
【解析】设直线:,由,得,
需有,
所以,所以,则直线:,
故点的坐标为.
若直线的斜率为0,,故,
若直线的斜率存在,设直线:().
由,得,,
所以,即,得,
所以直线的方程为或,
综上,直线必过点或点.
若直线过,
因为,,
所以点的轨迹是以为直径的圆(去除原点),圆心坐标为,半径为,
所以点的轨迹方程为().
若直线过,
设:,由可得,
由可得,
当:时,过的垂线方程为,
此时.
同理当:时,此时.
故此时点的轨迹是以为直径的圆(去除部分),圆心坐标为,半径为,
所以点的轨迹方程为:
(或).
故答案为:()或(或).
【变式4-3】已知点是曲线上任意一点,,连接并延长至,使得,求动点Q的轨迹方程 .
【答案】
【解析】设动点的坐标,点P坐标,,
因为,所以,,
可得,,
代入,得,整理得,
所以动点Q的轨迹方程为.
故答案为:
【变式4-4】(1)已知抛物线定点在原点,对称轴为坐标轴,焦点在直线x-y+2=0上,则抛物线方程为 .
(2)动圆过点(1,0),且与直线x=-1相切,则动圆的圆心的轨迹方程为 .
【答案】 y2=-8x或x2=8y y2=4x
【解析】(1)易得直线x-y+2=0与坐标轴的交点分别为(-2,0)和(0,2),
当焦点为(-2,0)时,抛物线焦点在x轴负半轴上,且p=4,则抛物线方程为y2=-8x;
当焦点为(0,2)时,抛物线焦点在y轴正半轴上,且p=4,则抛物线方程为x2=8y;
综上:抛物线方程为y2=-8x或x2=8y.
(2)设动圆的圆心坐标为(x,y),则圆心到点(1,0)的距离与到直线x=-1的距离相等,
根据抛物线的定义易知动圆的圆心的轨迹为抛物线,其中,故轨迹方程为y2=4x.
故答案为:y2=-8x或x2=8y;y2=4x.
【变式4-5】(2025·高二·全国·课前预习)已知动点的坐标满足,则动点的轨迹方程为 .
【答案】
【解析】设直线,则动点到点的距离为,动点到直线的距离为,又因为,
所以动点M的轨迹是以为焦点,为准线的抛物线,其轨迹方程为.
故答案为:
题型五:抛物线的简单几何性质
【典例5-1】(多选题)(2025·河北·模拟预测)已知平面内点,,点为该平面内一动点,则( )
A.,点的轨迹为椭圆 B.,点的轨迹为双曲线
C.,点的轨迹为抛物线 D.,点的轨迹为圆
【答案】AD
【解析】因为平面内点,,所以,
又,所以由椭圆的定义知点的轨迹为椭圆,故A正确;
线段的长度与线段的长度的差为,则点的轨迹应为双曲线靠近点的一支,故B错误;
设点,由得,
整理得,即,
当时,,得或,
故曲线与轴有三个交点,轨迹不为抛物线,故C错误;
由,得,
整理得
,
即轨迹是以为圆心,为半径的圆,故D正确.
故选:AD.
【典例5-2】(多选题)下列四个结论,其中正确的为( )
A.动点P到点,的距离之差的绝对值为2,则点P的轨迹是双曲线
B.过点与抛物线有且只有一个公共点的直线有3条
C.双曲线与双曲线有相同的渐近线
D.点在圆内
【答案】BD
【解析】对于A,因为动点P到点,的距离之差的绝对值为2,但,所以点P的轨迹不是双曲线,故A错误;
对于B,由于在抛物线外,所以过点与抛物线有且只有一个公共点的直线有三条,
一条平行于轴,一条与轴重合,另外一条与抛物线相切,故B正确;
对于C,双曲线渐近线为,双曲线渐近线为,故C错误;
对于D,因为,所以点在圆内,故D正确.
故选:BD
【变式5-1】(多选题)若直线与抛物线只有一个公共点,则实数k的值可以为( )
A. B.0 C.8 D.-8
【答案】AB
【解析】联立与得,,
若,直线与抛物线只有一个交点,满足要求,
若,则,所以,综上可知或.
故选:AB
【变式5-2】(多选题)已知抛物线,焦点为F,过焦点的直线l与抛物线C相交于两点,则下列说法一定正确的是( )
A.AB的最小值为2
B.线段AB为直径的圆与直线相切
C.为定值
D.若,则
【答案】BCD
【解析】对A,抛物线的焦点坐标为,准线方程为,过焦点的弦中通径最短,所以AB最小值,故A不正确;
对B,如图,设线段AB的中点为D,过点A,B,D作准线的垂线,垂足分别为,,,由抛物线的定义可知,
所以,
所以以线段AB为直径的圆与直线相切,故B正确;
对C,设AB所在的方程为,
由消去得,
所以,,故C正确;
对D,由C得,
,故D正确.
故选:BCD
【变式5-3】(多选题)(2025·高三·安徽·开学考试)若经过点的直线与抛物线恒有公共点,则C的准线可能是( ).
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】由题意得,点在抛物线上或其内部,则,解得,
∴其准线为.
故选:BD.
题型六:抛物线的实际应用问题
【典例6-1】(2025·高二·青海海南·期末)图中展示的是一座抛物线形拱桥,当水面在时,拱顶离水面2m,水面宽6m,水面上涨1m后,水面宽度为( )
A. B. C. D.8m
【答案】B
【解析】建立如图所示的平面直角坐标系,则点,
设抛物线的方程为,由点可得,解得,所以,
当时,,所以水面宽度为.
故选:B
【典例6-2】有一抛物线形拱桥,当拱顶离水面2米时,水面宽4米.则水位上涨1米后,水面宽为( )
A.米 B.2米 C.米 D.4米
【答案】C
【解析】以抛物线的顶点为原点,抛物线的对称轴为y轴建立直角坐标系,
依题意可设抛物线方程为,代入点,
∴,,
将代入可得,所以水面宽度为.
故选:C.
【变式6-1】(2025·高二·天津滨海新·期末)如图,抛物线型太阳灶是利用太阳能辐射的一种装置.当旋转抛物面的主光轴指向太阳的时候,平行的太阳光线入射到旋转抛物面表面,经过反光材料的反射,这些反射光线都从它的焦点处通过,形成太阳光线的高密集区,抛物面的焦点在它的主光轴上.现有一拋物线型太阳灶,灶口直径为,灶深为,则焦点到灶底(抛物线的顶点)的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】建立如图所示的直角坐标系,设抛物线方程为,
由题意可知在抛物线上,故,
因此焦点到灶底(抛物线的顶点)的距离为,
故选:D.
【变式6-2】(2025·高二·江苏扬州·期中)如图,一座抛物线形拱桥,当桥洞内水面宽16m时,拱顶距离水面4m,当水面下降1m后,桥洞内水面宽为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】以抛物线的顶点为坐标原点,抛物线的对称轴为轴,过原点且垂直于轴的直线为轴建立如下图所示的平面直角坐标系,
设抛物线的方程为,由题意可知点在抛物线上,
所以,可得,所以抛物线的方程为,
当水面下降后,即当时,,可得,
因此,当水面下降后,桥洞内水面宽为.
故选:D.
【变式6-3】(2025·高二·陕西渭南·期中)图1为一种卫星接收天线,其曲面与轴截面的交线为抛物线的一部分,已知该卫星接收天线的口径,深度,信号处理中心位于焦点处,以顶点为坐标原点,建立如图2所示的平面直角坐标系,则焦点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意,设抛物线方程为且,显然点在抛物线上,
所以,则,故焦点的坐标为.
故选:B
题型七:抛物线的综合问题
【典例7-1】(多选题)(2025·高二·江苏苏州·期末)设平面直角坐标系中,双曲线的左焦点为,且与抛物线有公共的焦点.若是上的一点,下列说法正确的是( )
A.和不存在交点
B.若,则直线与相切
C.若是等腰三角形,的坐标是
D.若,则的横坐标为
【答案】BD
【解析】对于A,联立:,消去得, 由,解得,双曲线与抛物线有交点,A错误;
对于B,由,,则直线的方程为,与抛物线方程联立,消去得,判别式,则直线与抛物线相切,B正确;
对于C,不在抛物线上,故C错误;
对于D,是抛物线上的一点,设,则有,,,
若,有,因此,即,解得,D正确.
故选:BD
【典例7-2】(多选题)(2025·高二·河南濮阳·期末)已知F是抛物线的焦点,D,E是C上的两点且满足,点G的坐标为,直线GA,GB分别与C相切于点A,B,直线l过点G且与C相交于P,Q两点,则下列结论正确的是( )
A.DE的中点到C的准线的距离等于DE长度的一半
B.直线GA,GB的斜率之积为
C.若直线GA,GB都与以F为圆心的圆相切,则圆的半径为
D.,,成等比数列
【答案】ABC
【解析】
对于A,,准线为直线,
三点共线,设过的直线斜率为,
方程为,与抛物线联立可得,
所以,,
,
,
设中点为,,
到准线距离为,
因为,
所以,,
,
所以的一半为,
与到准线的距离相等,
当时直线为轴,与抛物线相切于一点,
所以不考虑,故A正确;
对于B,抛物线在点的切线方程为,
因为,所以,
代入可得,
代入抛物线可得,
所以切点,
,,
所以斜率之积为,故B正确;
对于C,直线方程为,
直线方程为,
到的距离为,
由对称性到的距离相同,故C正确;
对于D,设直线方程为,
与抛物线联立可得,
所以,,
设,
,,
,
因为,
所以,
所以,因为,
所以,所以,
仅当时成立,非任意直线均成立.
故选:ABC.
【变式7-1】(多选题)已知抛物线:的焦点为,过点的直线与交于,两点,则下列说法正确的是( )
A.焦点到抛物线的准线的距离为8
B.
C.若的中点的纵坐标为4,则
D.若,则
【答案】BD
【解析】对于A,焦点到抛物线的准线的距离为,故A错误;
设,
对于B,当直线垂直于轴,可得,
所以,得;
当直线不垂直于轴,设方程为,由,得,
则,,
,B正确;
对于C,的中点的纵坐标为,则,可得:,
,
又,
所以,C错误;
对于D,
不妨设点在第一象限,分别过点作垂直于准线,垂足分别为,
直线与准线交于点,准线与轴交于点,
设,则,
因,则,得,
则,则,
故直线的斜率为,直线的方程为,
与联立得,
解得,
所以,可得:,
所以,D正确.
故选:BD
【变式7-2】(多选题)已知抛物线:的准线为,焦点为,为抛物线上的动点,过点作:的一条切线,为切点,过点作的垂线,垂足为,则( )
A.准线与圆相切
B.过点,的直线与抛物线相交的弦长为5
C.当,,三点共线时,
D.满足的点有且仅有2个
【答案】BD
【解析】
对于A,抛物线的准线为,圆A的圆心在轴上,半径,准线l与圆A相离,A错误;
对于B,直线的方程为,代入得,弦长为,B正确;
对于C.当时,,C错误;
对于D,由抛物线的定义得,直线的垂直平分线方程为,代入得,点P有且仅有2个,D正确.
故选:BD.
【变式7-3】(多选题)已知与都是大于零的常数,经过点的直线与抛物线交于,两点,则下列结论正确的是( )
A.的面积有最大值 B.的面积有最小值
C.为锐角的充要条件是 D.若,取的中点,则
【答案】BCD
【解析】设,代入得,,
设,,则,,
,
当时,的面积取最小值,当时,,A错,B对;
因为、、三点不共线,所以为锐角,
,C对;
当时,,所以,D对.
故选:BCD
1.设为坐标原点,为抛物线:的焦点,点在抛物线上.若,则( )
A. B.9 C.3 D.
【答案】D
【解析】因为抛物线:,所以焦点,准线方程为.
设,因为,所以由抛物线定义可知,解得,
因为点在抛物线上,所以,所以,
所以.
故选:D
2.(2025·高二·内蒙古赤峰·期末)已知抛物线的焦点为,点为抛物线上的任意点,过点作抛物线准线的垂线,垂足为,若是等边三角形,则( )
A.5 B.4 C.2 D.1
【答案】B
【解析】由是等边三角形,如下图知,
则,故.
故选:B
3.(2025·高二·陕西渭南·期中)已知,P为抛物线上任一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】依题意,是抛物线上的点,设,
则,
对于函数,当时,,
所以的最小值是,
即的最小值为.
故选:C
4.(2025·高三·广东·开学考试)设点为圆上的一动点,点为抛物线上的一动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】如下图,设,
则,,当且仅当时取等号,此时,
,因此,
故选:B.
5.(2025·高二·广东深圳·期末)已知抛物线C:上一点,点,则的最小值是( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【答案】C
【解析】在抛物线 中, ,
∴,
又 , 故 在抛物线 的外部,
∴,
∵抛物线 的焦点为 , 准线方程为 ,
∴, ,
∵, 当三点共线( 在之间)时,
取到最小值 ,
∴ 的最小值为 ,
故选: C
6.已知抛物线的焦点为,点是抛物线上位于第一象限的点,若,则的面积为( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】B
【解析】根据题意,可知,
因为,所以由抛物线的定义可得点的横坐标为,故,
所以的面积为,
故选:B.
7.在平面直角坐标系中,抛物线的焦点为,直线是抛物线上点处不与轴垂直的切线,过作的垂线,垂足为.则的轨迹是( )
A.两条射线 B.一条抛物线
C.一个椭圆 D.双曲线一支
【答案】A
【解析】由,由于抛物线关于轴对称,
我们可不妨设点在第一象限,则有,
求导得:,设,
则切线方程:,
由垂直关系可知:,所以,
上面两式消可得:,
由于原点不符合题意,所以垂足的轨迹是两条射线.
故选:A.
8.已知P是抛物线上的一个动点,那么点P到直线的距离与到该抛物线准线距离之和的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设过点分别向准线和作垂线,垂足分别为,
因为抛物线的焦点,由抛物线的定义得:,
所以只需要求最小即可.
当且仅当三点共线时最小,且最小值为点到直线的距离,即.
故选:B.
9.(2025·高二·重庆·期中)过抛物线的焦点作斜率为的直线与抛物线交于、两点,为坐标原点,设、的斜率为、,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】易知抛物线的焦点为,则直线的方程为,设点、,
联立可得,则,
由韦达定理可得,,
所以,因为,解得.
故选:B.
10.(2025·高二·上海·期中)若曲线与直线没有公共点,则实数的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】当时,,此时曲线为开口向右的抛物线,
由于曲线关于轴对称,因此可作出曲线图象如下:
直线恒过定点,
当直线与相切时,则,
故,解得或,
结合图形可知此时,故,
同理直线与相切时,,
故当与直线没有公共点,则或,
故选:B
11.(2025·高二·浙江·期中)已知抛物线:的焦点为,过点的直线与交于,两点(其中点在第一象限),点到抛物线的准线的距离为,则的值为( )
A.2 B. C. D.4
【答案】D
【解析】抛物线:的焦点为,准线方程为,
因为点到抛物线的准线的距离为,所以,解得,所以,解得(负值舍去),
即,所以直线的方程为,
由,解得或,所以,
所以.
故选:D
12.已知抛物线 的焦点为,准线为,,是抛物线上的两个动点,且满足,设线段 的中点 在上的射影为,则 的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设,,在准线上的射影点分别为、,
连接、,
由抛物线定义,得且,
在梯形中根据中位线定理,得.
由余弦定理得,
配方得,
又因为 ,
所以 ,
得到.
所以,
即的最大值为.
故选:C.
13.(2025·河南鹤壁·二模)已知过抛物线的焦点F且倾斜角为θ的直线l交C于A,B两点,O为坐标原点,若的面积为,则θ的值为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【解析】由题意得,设直线,
联立得,
,
由韦达定理得,
故,
圆心O到直线的距离为,
所以,解得,
所以或
故选:C.
14.(多选题)(2025·安徽·模拟预测)已知抛物线:的焦点为,过点的直线与交于,两点,则下列说法正确的是( )
A.焦点到抛物线的准线的距离为8
B.
C.若的中点的横坐标为3,则
D.若,则
【答案】BCD
【解析】抛物线的焦点为,准线,,
所以焦点到抛物线的准线的距离为4,A错误;
设
当直线垂直于轴,可得,
所以,得
当直线不垂直于轴,设方程为,由,得,
则,,
,B正确;
对于C,由的中点的横坐标为3,可得:,
,
又,
所以,C正确;
对于D,
过点作,直线与轴分别交与点,
设,则,
因,则,得,
则,则,
故直线的斜率为,直线的方程为,
与联立得,
解得,
所以,
可得:,
所以,D正确
故选:BCD
15.(多选题)(2025·高二·广西南宁·期中)已知曲线,则下列结论正确的是( )
A.当时,曲线C表示双曲线
B.当时,曲线C表示椭圆
C.曲线C不可能表示两条直线
D.曲线C可能表示抛物线
【答案】AC
【解析】对于A,曲线,当时,表示双曲线,
即时,曲线C表示双曲线,A正确;
对于B,曲线,即曲线,
当,即时,曲线C表示椭圆,B错误;
对于C,由B的分析可知,时,曲线C表示圆,
当,此时m不存在,
结合以上分析可知无论m如何取值,方程都不能化为两个一次因式积等于0形式,
故曲线C不可能表示两条直线,C正确;
对于D,方程不含一次项,故曲线C不可能表示抛物线,D错误,
故选:AC
16.(多选题)抛物线上有A,B,C三点,且直线AB的斜率大于零,,点G为三角形ABC的重心,则直线AB横截距的取值可能是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】由题意知,设,则,
又为的重心,所以,
得,代入方程,得①.
设直线AB方程为,
,消去y,得,
,得,,
代入①,得,即,则,解得,
所以,解得.
对于,令,得,
又函数在上单调递增,所以函数在上单调递增,
当时,,故A,D选项不正确;
故B,C选项正确.
故选:BC
.
17.(多选题)(2025·河北·模拟预测)已知点是抛物线上的一点,过C的焦点F的两条互相垂直的直线,分别与C交于点A,B和点D,E,其中点A,D均在x轴的上方,过点P分别作,的垂线,垂足分别为M,N,则下列说法正确的是( )
A. B.若,则直线的倾斜角为
C.为定值 D.四边形的周长的最大值为
【答案】ACD
【解析】由题意有,所以,所以,
所以,故A正确;
对于B:设直线的方程为,所以,
设,则,由得,
所以,即,设直线的倾斜角,则,故B错误;
对于C:由,由直线与直线垂直,
则可设直线的方程为,则有,
所以,故C正确;
对于D:由,所以,
即,当且仅当时,等号成立,
又得,
所以四边形的周长的最大值为,故D正确.
故选:ACD.
18.(多选题)已知抛物线的焦点为,圆,圆上存在动点,过作圆的切线,直线与抛物线相切于点,抛物线上任意一点到直线与直线的距离分别为.若点,则下列说法正确的有( )
A.
B.
C.的最小值为
D.圆上的点到直线的距离的最小值为
【答案】BCD
【解析】由圆,可得圆心,
因为点,所以直线的斜率,
因为直线为圆的切线,所以,所以直线的斜率为,
所以直线的方程为,即,
联立方程组,整理得,
因为直线与抛物线相切,所以,解得(舍去),
所以抛物线的方程为,
当时,方程,可得,
解得,所以,解得,所以切点,
所以,所以A错误,B正确;
设点到直线的距离为,
因为,所以,
当且仅当直线,且在垂线段上时,等号成立,
因为点到直线的距离,所以,所以C正确.
因为直线的斜率,
所以直线的方程为,即,
因为圆心到直线的距离为,
所以圆上的点到直线的距离的最小值为,所以D正确.
故选:BCD.
19.已知为坐标原点,是抛物线的准线,是与轴的交点,若是上的一点,则的最大值为 .
【答案】
【解析】易知,当直线与相切时,取得最大值,
设此时直线的方程为,联立,得,
解得,即的斜率为,倾斜角为或,所以的最大值为.
故答案为:.
20.(2025·江西新余·模拟预测)在平面直角坐标系中,,为轴上一点,经过的直线与垂直且与轴交于点,关于的对称点为.为一曲线,若对于任意固定点,的最小值总为3,则的方程为: .
【答案】
【解析】延长到使,由,得四边形为平行四边形,
又,则为菱形,过作轴,垂足为,直线,
则,又,,于是的轨迹为抛物线:,
①在内部,过作轴交于点,而轴,
,为定值,则当共线时,有最小值,
设,,而,整理得;
②在及外部,当共线时,有最小值3,即,
设,则,而,整理得
所以曲线的方程为:.
故答案为:
21.(2025·高二·上海青浦·期末)已知是抛物线上三点,其中,直线是圆的两条切线,则直线的方程为 .
【答案】
【解析】
点在抛物线上,,解得,所以抛物线的方程为,
又直线,是圆的两条切线,
设切线方程为,即,
因为圆心到切线的距离等于半径,则,
所以,解得,则直线的方程为,直线的方程为,
联立直线和抛物线的方程,得,由,
得,得,直线的方程为.
22.(2025·高二·四川成都·期中)已过抛物线C:的焦点为,且抛物线的焦点到准线的距离为2.
(1)求抛物线的方程
(2)过点的直线与抛物线交于两点,且为的中点,求直线的方程.
【解析】(1)因为抛物线的焦点到准线的距离为2,故,
所以.
(2)设,,如下图:
则,
由,得,
若,则A、B关于x轴对称,为AB中点不符合题意;
若,则,
所以直线的方程为,即.
23.已知动点到点的距离比它到直线的距离小2,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与交于,两点,若线段的中点坐标为,求直线的方程.
【解析】(1)设,则由题意可得,
化简得,故的方程为.
(2)由题意可知,直线的斜率不为0,
故设直线,,
,得,
则,
则,
因线段的中点坐标为,
则,,
解得,经检验,满足,
则直线的方程为.
24.(2025·高二·山西晋中·开学考试)已知顶点为的抛物线过点,其焦点为,若.
(1)求点的坐标以及抛物线方程;
(2)若点与关于点对称,求.
【解析】(1)因为抛物线过点,则①,又,
且焦点为,即②,
结合①②解得(舍),或,
即;
(2)当时,,则,
所以.
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第11讲 抛物线
01 思维导图与题型归纳
02 全面梳理基础知识,夯实学习根基
03 聚焦核心题型,举一反三
04 过关测试,检验成效
知识点一:抛物线的定义
定义:平面内与一个定点和一条定直线(不经过点)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点叫做抛物线的焦点,定直线叫做抛物线的准线.
知识点二:抛物线的标准方程
抛物线标准方程的四种形式:
根据抛物线焦点所在半轴的不同可得抛物线方程的的四种形式
,,,。
知识点三:抛物线的简单几何性质:
抛物线标准方程的几何性质
范围:,,
抛物线y2=2px(p>0)在y轴的右侧,开口向右,这条抛物线上的任意一点M的坐标(x,y)的横坐标满足不等式x≥0;当x的值增大时,|y|也增大,这说明抛物线向右上方和右下方无限延伸。抛物线是无界曲线。
对称性:关于x轴对称
抛物线y2=2px(p>0)关于x轴对称,我们把抛物线的对称轴叫做抛物线的轴。抛物线只有一条对称轴。
顶点:坐标原点
抛物线y2=2px(p>0)和它的轴的交点叫做抛物线的顶点。抛物线的顶点坐标是(0,0)。
抛物线标准方程几何性质的对比
图形
标准方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
顶点
O(0,0)
范围
x≥0,
x≤0,
y≥0,
y≤0,
对称轴
x轴
y轴
焦点
离心率
e=1
准线方程
焦半径
题型一:抛物线的定义及标准方程
【典例1-1】已知抛物线上的点M与焦点F的距离为6,则M到y轴的距离为( )
A. B. C.2 D.4
【典例1-2】(2025·辽宁·一模)若抛物线上一点到准线和对称轴的距离均为4,则的值为( )
A.18 B.4 C.2或18 D.4或9
【变式1-1】顶点在原点,焦点是的抛物线的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】(2025·高二·宁夏吴忠·期末)若抛物线的焦点与椭圆的右焦点重合,则抛物线上的点到其焦点的距离为( )
A. B. C. D.
【变式1-3】(2025·高二·江苏淮安·期中)过点且焦点在y轴上的抛物线方程为( )
A.或 B.
C.或 D.
【变式1-4】(2025·高三·湖北·开学考试)已知抛物线的顶点在原点,焦点在坐标轴上,点关于其准线的对称点为,则的方程为( )
A. B. C. D.
题型二:焦半径问题
【典例2-1】(2025·河北沧州·模拟预测)已知是抛物线的焦点,是该抛物线上一点,则( )
A.50 B.100 C.150 D.200
【典例2-2】(2025·高二·安徽合肥·期末)已知抛物线的焦点为,点在上,,且,则( )
A. B. C. D.
【变式2-1】(2025·高二·广东·期末)设为抛物线的焦点,过上一点作其准线的垂线,垂足为,若,则( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(2025·高二·辽宁抚顺·期末)已知,抛物线:的焦点为,为上一点,若,则( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(2025·高二·黑龙江齐齐哈尔·期中)设点为抛物线上一点,F为焦点,若,则( )
A. B.4 C. D.
【变式2-4】(2025·高二·贵州贵阳·期末)抛物线的焦点为,其准线与轴的交点为,过点作直线与此抛物线交于,两点,若,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
题型三:抛物线上点到焦点和定点距离的和差最值
【典例3-1】(2025·高二·上海宝山·期末)已知是抛物线上的一个动点,则到的距离与到准线的距离之和的最小值为 .
【典例3-2】(2025·高二·甘肃兰州·开学考试)点M为抛物线上任意一点,点N为圆上任意一点,且,则的最小值为 .
【变式3-1】(2025·高二·北京昌平·期末)已知抛物线的焦点为,准线为.则焦点到准线的距离为 ;若点在抛物线上,过点作准线的垂线,垂足为,,则 的最小值为 .
【变式3-2】(2025·高二·福建福州·期末)已知抛物线的焦点为,点为抛物线上任一点,过点作动直线的垂线,垂足为,则的最小值是 .
【变式3-3】已知点是抛物线上的一点,点是的焦点,动点(异于点)在上,且,则取最小值时,直线的斜率为 .
题型四:轨迹问题—抛物线
【典例4-1】(2025·高二·上海·期中)在平面直角坐标系中,O为原点,P为曲线上一动点,则线段的中点轨迹方程为 .
【典例4-2】(2025·高二·山东烟台·期末)在平面直角坐标系中,到轴的距离与到点的距离相等的点的轨迹方程为 .
【变式4-1】给出下列结论:①方程表示斜率为1,在轴上的截距为的直线;②到轴距离为2的点的轨迹方程为;③方程表示两个点.其中正确结论的序号是 .
【变式4-2】(2025·全国·模拟预测)已知抛物线:上存在两点,,,直线与轴交于点,抛物线:上存在两点,,,从点向直线作垂线,则垂足的轨迹方程为 .
【变式4-3】已知点是曲线上任意一点,,连接并延长至,使得,求动点Q的轨迹方程 .
【变式4-4】(1)已知抛物线定点在原点,对称轴为坐标轴,焦点在直线x-y+2=0上,则抛物线方程为 .
(2)动圆过点(1,0),且与直线x=-1相切,则动圆的圆心的轨迹方程为 .
【变式4-5】(2025·高二·全国·课前预习)已知动点的坐标满足,则动点的轨迹方程为 .
题型五:抛物线的简单几何性质
【典例5-1】(多选题)(2025·河北·模拟预测)已知平面内点,,点为该平面内一动点,则( )
A.,点的轨迹为椭圆 B.,点的轨迹为双曲线
C.,点的轨迹为抛物线 D.,点的轨迹为圆
【典例5-2】(多选题)下列四个结论,其中正确的为( )
A.动点P到点,的距离之差的绝对值为2,则点P的轨迹是双曲线
B.过点与抛物线有且只有一个公共点的直线有3条
C.双曲线与双曲线有相同的渐近线
D.点在圆内
【变式5-1】(多选题)若直线与抛物线只有一个公共点,则实数k的值可以为( )
A. B.0 C.8 D.-8
【变式5-2】(多选题)已知抛物线,焦点为F,过焦点的直线l与抛物线C相交于两点,则下列说法一定正确的是( )
A.AB的最小值为2
B.线段AB为直径的圆与直线相切
C.为定值
D.若,则
【变式5-3】(多选题)(2025·高三·安徽·开学考试)若经过点的直线与抛物线恒有公共点,则C的准线可能是( ).
A. B.
C. D.
题型六:抛物线的实际应用问题
【典例6-1】(2025·高二·青海海南·期末)图中展示的是一座抛物线形拱桥,当水面在时,拱顶离水面2m,水面宽6m,水面上涨1m后,水面宽度为( )
A. B. C. D.8m
【典例6-2】有一抛物线形拱桥,当拱顶离水面2米时,水面宽4米.则水位上涨1米后,水面宽为( )
A.米 B.2米 C.米 D.4米
【变式6-1】(2025·高二·天津滨海新·期末)如图,抛物线型太阳灶是利用太阳能辐射的一种装置.当旋转抛物面的主光轴指向太阳的时候,平行的太阳光线入射到旋转抛物面表面,经过反光材料的反射,这些反射光线都从它的焦点处通过,形成太阳光线的高密集区,抛物面的焦点在它的主光轴上.现有一拋物线型太阳灶,灶口直径为,灶深为,则焦点到灶底(抛物线的顶点)的距离为( )
A. B. C. D.
【变式6-2】(2025·高二·江苏扬州·期中)如图,一座抛物线形拱桥,当桥洞内水面宽16m时,拱顶距离水面4m,当水面下降1m后,桥洞内水面宽为( )
A. B. C. D.
【变式6-3】(2025·高二·陕西渭南·期中)图1为一种卫星接收天线,其曲面与轴截面的交线为抛物线的一部分,已知该卫星接收天线的口径,深度,信号处理中心位于焦点处,以顶点为坐标原点,建立如图2所示的平面直角坐标系,则焦点的坐标为( )
A. B. C. D.
题型七:抛物线的综合问题
【典例7-1】(多选题)(2025·高二·江苏苏州·期末)设平面直角坐标系中,双曲线的左焦点为,且与抛物线有公共的焦点.若是上的一点,下列说法正确的是( )
A.和不存在交点
B.若,则直线与相切
C.若是等腰三角形,的坐标是
D.若,则的横坐标为
【典例7-2】(多选题)(2025·高二·河南濮阳·期末)已知F是抛物线的焦点,D,E是C上的两点且满足,点G的坐标为,直线GA,GB分别与C相切于点A,B,直线l过点G且与C相交于P,Q两点,则下列结论正确的是( )
A.DE的中点到C的准线的距离等于DE长度的一半
B.直线GA,GB的斜率之积为
C.若直线GA,GB都与以F为圆心的圆相切,则圆的半径为
D.,,成等比数列
【变式7-1】(多选题)已知抛物线:的焦点为,过点的直线与交于,两点,则下列说法正确的是( )
A.焦点到抛物线的准线的距离为8
B.
C.若的中点的纵坐标为4,则
D.若,则
【变式7-2】(多选题)已知抛物线:的准线为,焦点为,为抛物线上的动点,过点作:的一条切线,为切点,过点作的垂线,垂足为,则( )
A.准线与圆相切
B.过点,的直线与抛物线相交的弦长为5
C.当,,三点共线时,
D.满足的点有且仅有2个
【变式7-3】(多选题)已知与都是大于零的常数,经过点的直线与抛物线交于,两点,则下列结论正确的是( )
A.的面积有最大值 B.的面积有最小值
C.为锐角的充要条件是 D.若,取的中点,则
1.设为坐标原点,为抛物线:的焦点,点在抛物线上.若,则( )
A. B.9 C.3 D.
2.(2025·高二·内蒙古赤峰·期末)已知抛物线的焦点为,点为抛物线上的任意点,过点作抛物线准线的垂线,垂足为,若是等边三角形,则( )
A.5 B.4 C.2 D.1
3.(2025·高二·陕西渭南·期中)已知,P为抛物线上任一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
4.(2025·高三·广东·开学考试)设点为圆上的一动点,点为抛物线上的一动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
5.(2025·高二·广东深圳·期末)已知抛物线C:上一点,点,则的最小值是( )
A.4 B.6 C.8 D.10
6.已知抛物线的焦点为,点是抛物线上位于第一象限的点,若,则的面积为( )
A.1 B. C.2 D.
7.在平面直角坐标系中,抛物线的焦点为,直线是抛物线上点处不与轴垂直的切线,过作的垂线,垂足为.则的轨迹是( )
A.两条射线 B.一条抛物线
C.一个椭圆 D.双曲线一支
8.已知P是抛物线上的一个动点,那么点P到直线的距离与到该抛物线准线距离之和的最小值为( )
A. B. C. D.
9.(2025·高二·重庆·期中)过抛物线的焦点作斜率为的直线与抛物线交于、两点,为坐标原点,设、的斜率为、,若,则( )
A. B. C. D.
10.(2025·高二·上海·期中)若曲线与直线没有公共点,则实数的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
11.(2025·高二·浙江·期中)已知抛物线:的焦点为,过点的直线与交于,两点(其中点在第一象限),点到抛物线的准线的距离为,则的值为( )
A.2 B. C. D.4
12.已知抛物线 的焦点为,准线为,,是抛物线上的两个动点,且满足,设线段 的中点 在上的射影为,则 的最大值是( )
A. B. C. D.
13.(2025·河南鹤壁·二模)已知过抛物线的焦点F且倾斜角为θ的直线l交C于A,B两点,O为坐标原点,若的面积为,则θ的值为( )
A. B.
C.或 D.或
14.(多选题)(2025·安徽·模拟预测)已知抛物线:的焦点为,过点的直线与交于,两点,则下列说法正确的是( )
A.焦点到抛物线的准线的距离为8
B.
C.若的中点的横坐标为3,则
D.若,则
15.(多选题)(2025·高二·广西南宁·期中)已知曲线,则下列结论正确的是( )
A.当时,曲线C表示双曲线
B.当时,曲线C表示椭圆
C.曲线C不可能表示两条直线
D.曲线C可能表示抛物线
16.(多选题)抛物线上有A,B,C三点,且直线AB的斜率大于零,,点G为三角形ABC的重心,则直线AB横截距的取值可能是( )
A. B. C. D.
17.(多选题)(2025·河北·模拟预测)已知点是抛物线上的一点,过C的焦点F的两条互相垂直的直线,分别与C交于点A,B和点D,E,其中点A,D均在x轴的上方,过点P分别作,的垂线,垂足分别为M,N,则下列说法正确的是( )
A. B.若,则直线的倾斜角为
C.为定值 D.四边形的周长的最大值为
18.(多选题)已知抛物线的焦点为,圆,圆上存在动点,过作圆的切线,直线与抛物线相切于点,抛物线上任意一点到直线与直线的距离分别为.若点,则下列说法正确的有( )
A.
B.
C.的最小值为
D.圆上的点到直线的距离的最小值为
19.已知为坐标原点,是抛物线的准线,是与轴的交点,若是上的一点,则的最大值为 .
20.(2025·江西新余·模拟预测)在平面直角坐标系中,,为轴上一点,经过的直线与垂直且与轴交于点,关于的对称点为.为一曲线,若对于任意固定点,的最小值总为3,则的方程为: .
21.(2025·高二·上海青浦·期末)已知是抛物线上三点,其中,直线是圆的两条切线,则直线的方程为 .
22.(2025·高二·四川成都·期中)已过抛物线C:的焦点为,且抛物线的焦点到准线的距离为2.
(1)求抛物线的方程
(2)过点的直线与抛物线交于两点,且为的中点,求直线的方程.
23.已知动点到点的距离比它到直线的距离小2,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与交于,两点,若线段的中点坐标为,求直线的方程.
24.(2025·高二·山西晋中·开学考试)已知顶点为的抛物线过点,其焦点为,若.
(1)求点的坐标以及抛物线方程;
(2)若点与关于点对称,求.
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