内容正文:
第53讲 抛物线
基础热身
1.抛物线x2=4y的准线方程为 ( )
A.x=1 B.x=-1
C.y=1 D.y=-1
2.已知M为抛物线C:x2=2py(p>0)上一点,点M到C的焦点的距离为7,到x轴的距离为5,则p= ( )
A.3 B.4
C.5 D.6
3.已知抛物线y2=2px上的点M(2,y0)到抛物线焦点的距离为3,则该抛物线的方程是 ( )
A.y2=2x
B.y2=4x
C.y2=-2x
D.y2=-4x
4.如图是一只杯盏的轴截面,其中光滑的曲线是抛物线的一部分,已知杯盏盛满茶水时茶水的深度为3 cm,则该杯盏的高度为 ( )
A. cm B. cm
C. cm D. cm
5.(多选题) 已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F与椭圆E:+=1的一个焦点重合,则下列说法正确的是 ( )
A.椭圆E的焦距是2
B.椭圆E的离心率是
C.抛物线C的准线方程是x=-1
D.抛物线C的焦点到其准线的距离是4
6.顶点在原点,焦点在直线x-2y-4=0上的抛物线的标准方程为 .
综合提升
7.设抛物线y2=6x的焦点为F,准线为l,P是抛物线上位于第一象限内的一点,过P作l的垂线,垂足为Q,若直线QF的倾斜角为,则|PF|= ( )
A.3 B.6
C.9 D.12
8.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,过点R(2,1)的直线l与抛物线C交于A,B两点,R为线段AB的中点,若|FA|+|FB|=5,则直线l的斜率为 ( )
A. B.1
C.2 D.4
9.已知抛物线C:y2=2px(p>0),点M在C上,直线l:2x-y+6=0与x轴、y轴分别交于点A,B,若△AMB面积的最小值为,则p= ( )
A.44 B.4
C.4或44 D.1或4
10.过抛物线y2=4x的焦点F的直线与该抛物线及其准线都相交,交点从左到右依次为A,B,C.若=,则线段BC的中点到准线的距离为 ( )
A.3 B.4
C.5 D.6
11.(多选题)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线的距离为2,过F的直线l交抛物线C于A,B两点,O为坐标原点,则 ( )
A.C的准线方程为x=-2
B.若|AF|=4,则|OA|=
C.若|AF|·|BF|=4p2,则l的斜率为±
D.过点A作准线的垂线,垂足为H,若x轴平分∠HFB,则|AF|=5
12.(多选题)已知O为坐标原点,过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F的直线与C交于A,B两点,点A在第一象限,点M(p,0),若|AF|=|AM|,则 ( )
A.直线AB的斜率为2
B.|OB|=|OF|
C.|AB|>4|OF|
D.∠OAM+∠OBM<180°
13. 已知P为抛物线C:y2=4x上的一个动点,直线l:x=-1,Q为圆M:(x+3)2+(y-3)2=1上的动点,则点P到直线l的距离与|PQ|之和的最小值为 .
14.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,M(x0,6)是C上一点,其中x0>6,且|MF|=10.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点N(a,0)(a>0)的直线l与C相交于P,Q两点,若|NP|·|NQ|=|PQ|,求a的值.
15.已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F,且F与圆M:x2+(y+4)2=1上的点的距离的最小值为4.
(1)求p;
(2)若点P在M上,PA,PB是C的两条切线,A,B是切点,求△PAB面积的最大值.
能力拓展
16.(多选题)已知A(x0,y0),B,C为抛物线y2=4x上的三个点,焦点F是△ABC的重心.记直线AB,AC,BC的斜率分别为kAB,kAC,kBC,则 ( )
A.线段BC的中点坐标为
B.直线BC的方程为4x+y0y+-6=0
C.y0∈[-2,2]
D.+-=
17. 抛物线有如下光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出.反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,O为坐标原点,一束平行于x轴的光线l1从点P(x0,2)(点P在抛物线C内)射入,经过C上的点A反射后,再经过C上的另一点B反射,沿l2射出,且l2经过点Q,若直线OA与抛物线C的准线交于点D,则直线BD的斜率为 ;若|PA|=2|BD|,且PB平分∠ABQ,则p=
参考答案
1.D [解析] 由x2=4y可得p=2,所以焦点坐标为(0,1),准线方程为y=-1,故选D.
2.B [解析] 抛物线C:x2=2py(p>0)的准线方程为y=-,因为点M到C的焦点的距离为7,到x轴的距离为5,所以=2,所以p=4.故选B.
3.B [解析] 由题意知p>0,则准线方程为x=-,∵点M(2,y0)到抛物线焦点的距离等于其到准线的距离,∴+2=3,∴p=2,则该抛物线的方程是y2=4x.故选B.
4.C [解析] 以抛物线的顶点为坐标原点,对称轴为y轴,建立如图所示的平面直角坐标系.依题意可得A,设抛物线的标准方程为x2=2py(p>0),则=6p,解得p=,所以抛物线的标准方程为x2=y,可设B,代入抛物线的方程得=t,可得t=,所以该杯盏的高度为3-+1=(cm).故选C.
5.ABC [解析] 根据椭圆E:+=1,可得a2=4,b2=3,c2=a2-b2=1,所以椭圆E的焦距是2c=2,故A正确;椭圆E的离心率为=,故B正确;因为椭圆E:+=1的焦点为(±1,0),抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F与椭圆E:+=1的一个焦点重合,所以=1,即p=2,所以抛物线C的准线方程是x=-=-1,故C正确;抛物线C的焦点到其准线的距离为p=2,故D不正确.故选ABC.
6.y2=16x或x2=-8y [解析] 直线x-2y-4=0与坐标轴的交点为(4,0)和(0,-2),则所求抛物线的焦点为(4,0)或(0,-2).若其焦点为(4,0),则其标准方程为y2=16x;若其焦点为(0,-2),则其标准方程为x2=-8y.∴抛物线的标准方程为y2=16x或x2=-8y.
7.B [解析] 设准线l与x轴交于点H,依题意得∠QFH=,|HF|=3,则|QF|=6,又|PF|=|QP|,∠PQF=∠QFH=,所以△PQF为等边三角形,故|PF|=|QF|=6,故选B.
8.B [解析] 设A(x1,y1),B(x2,y2).抛物线C:y2=2px(p>0)的准线方程为x=-.因为R(2,1)为线段AB的中点,所以x1+x2=4,y1+y2=2.由|FA|+|FB|=x1++x2+=4+p=5,解得p=1,则抛物线C的方程为y2=2x,则x1=,x2=,所以直线l的斜率k====1.故选B.
9.B [解析] ∵直线l:2x-y+6=0与x轴、y轴分别交于点A,B,∴A(-3,0),B(0,6),则|AB|==3.设M到直线AB的最小距离为d,∵△AMB面积的最小值为,∴×d×|AB|=,解得d=.∵点M在抛物线C上,∴可设M,则点M到直线AB的距离为=,由题意,点M到直线AB的距离存在最小值,且最小值为正数,故6->0,∴d==,解得p=4.故选B.
10.B [解析] 由抛物线的方程可得焦点为F(1,0),准线方程为x=-1,由=,可得=.由抛物线的对称性,不妨设直线和抛物线的位置关系如图所示,作BE垂直于准线,与准线交于点E,准线交x轴于点N,则|BF|=|BE|,故==,故∠ABE=.又BE∥x轴,所以∠AFN=,所以直线AB的倾斜角为,所以直线AB的方程为y=x-1.设B(x1,y1),C(x2,y2),由整理可得x2-6x+1=0,可得x1+x2=6,所以线段BC的中点的横坐标为3,则线段BC的中点到准线的距离为3-(-1)=4.故选B.
11.BC [解析] 因为抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线的距离为2,所以p=2,所以抛物线方程为y2=4x,则其焦点为F(1,0),准线方程为x=-1,故A错误;若|AF|=4,则xA=3,所以=4xA=12,所以|OA|==,故B正确;设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为x=my+1,与抛物线方程y2=4x联立,消去x可得y2-4my-4=0,可得y1+y2=4m,y1y2=-4,由抛物线的定义可得|AF|·|BF|=(x1+1)(x2+1)=(my1+2)(my2+2)=16,即m2y1y2+2m(y1+y2)+4=16,即-4m2+8m2+4=16,解得m=±,则直线l的斜率为±,故C正确;若x轴平分∠HFB,则∠OFH=∠OFB,又AH∥x轴,所以∠AHF=∠OFH=∠OFB=∠HAF,所以|HF|=|AF|,所以=xF,即xA=3,所以|AF|=xA+1=4,故D错误.故选BC.
12.ACD [解析] 由题意,易得A,所以kAB=kAF==2,故选项A正确.由题意知,点B在第四象限,设B(x0,-),则kAB=kBF==2,即2x0+-p=0,解得=(负值舍去),所以x0=,则B,所以|OB|==≠|OF|,故选项B错误.|AB|=xA+xB+p=++p=p>2p=4|OF|,故选项C正确.因为·=·=>0且∠OAM≠0°,所以0°<∠OAM<90°,因为·=·=>0且∠OBM≠0°,所以0°<∠OBM<90°,所以∠OAM+∠OBM<180°,故选项D正确.故选ACD.
13.4 [解析] 如图,因为圆M:(x+3)2+(y-3)2=1,所以M(-3,3),半径r=1,抛物线C:y2=4x的焦点为F(1,0),准线为直线l:x=-1,则点P到直线l的距离d=|PF|,所以点P到直线l的距离与|PQ|之和为|PF|+|PQ|,所以当M,Q,P,F四点共线且P,Q在线段MF上时,|PF|+|PQ|取得最小值,其最小值为|FM|-1=-1=4.
14.解:(1)由抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,M(x0,6)是C上一点,且|MF|=10,
可得解得或因为x0>6,所以则抛物线C的方程为y2=4x.
(2)由过点N(a,0)(a>0)的直线l与C相交于P,Q两点,
知直线l的斜率不为0,
不妨设l的方程为x=my+a,P(x1,y1),Q(x2,y2).
由消去x并整理得y2-4my-4a=0,
由根与系数的关系得y1+y2=4m,y1y2=-4a,故|PQ|==4,
|NP|=|y1|,|NQ|=|y2|,
可得|NP|·|NQ|=(1+m2)|y1y2|=4a(1+m2).
因为|NP|·|NQ|=|PQ|,
所以4a(1+m2)=4,
整理得(a-1)(am2+m2+a)=0.
因为am2+m2+a>0,所以a-1=0,故a=1.
15.解:(1)由题知点F与圆M:x2+(y+4)2=1上的点的距离的最小值为+3=4,所以p=2.
(2)由(1)知抛物线C的方程为y=x2.设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),由y=x2,得y'=x,
则切线PA的方程为y=x1(x-x1)+y1=x1x-=x1x-y1,同理得切线PB的方程为y=x2x-y2,且++8y0+15=0.
因为切线PA,PB都过点P(x0,y0),
所以故直线AB的方程为y0=x0x-y,即y=x0x-y0.由得x2-2x0x+4y0=0,则Δ=4-16y0>0,所以x1+x2=2x0,x1x2=4y0,则|AB|=·=·,点P到直线AB的距离d=,
所以S△PAB=|AB|·d=|-4y0|·=(-4y0=(--12y0-15.
因为y0∈[-5,-3],所以当y0=-5时,S△PAB取得最大值,最大值为20.
16.ABD [解析] 由题意知A(x0,y0),F(1,0),设B(x1,y1),C(x2,y2).因为F为△ABC的重心,所以
设线段BC的中点为M(xM,yM),则=(xM-x0,yM-y0),=(1-x0,-y0),由=,可得即又因为A在抛物线上,所以=4x0,所以xM=-=,即M,故A正确.kBC====,故直线BC的方程为y+=,即y0y+=-4x+,即4x+y0y+-6=0,故B正确.因为xM=->0,所以<12,所以y0∈(-2,2),故C错误.====,同理=,=,所以+-=+-=,故D正确.故选ABD.
17.0 2 [解析] 如图,依题意,直线AB过抛物线C的焦点F.设直线AB的方程为x=my+,A(x1,y1),B(x2,y2),由
得y2-2pmy-p2=0,则y1y2=-p2,x1x2=.因为y1=2,所以A,B,则直线OA的方程为y=px,所以直线OA与抛物线C的准线l的交点为D,所以直线BD的斜率为0.因为PB平分∠ABQ,所以∠ABP=∠PBQ=∠APB,所以|AB|=|PA|.因为|PA|=2|BD|,所以|AB|=2|DB|,即x1+x2+p=2|x2-xD|,所以++p=2,可得p=2.
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