内容正文:
课时作业(二十七) 抛物线及其标准方程
[基础达标练]
1.若抛物线x2=4y上的一点P(m,n)到其焦点的距离为5,则n=( )
A. B.
C.3 D.4
解析:选D 抛物线x2=4y的准线方程为y=-1,根据抛物线定义可知,5=n+1,即n=4.
2.若坐标原点到抛物线y=mx2的准线的距离为2,则m=( )
A.± B.±
C.±4 D.±8
解析:选A 抛物线y=mx2的准线方程为y=-,
由题意,可得=2.解得m=±.
3.已知动点P(x,y)满足5=|3x+4y-1|,则点P的轨迹为( )
A.直线 B.抛物线
C.双曲线 D.椭圆
解析:选B 方程5
=|3x+4y-1|可化为=.由于点(1,2)不在直线3x+4y-1=0上,满足抛物线的定义,则点P的轨迹为抛物线.
4.已知O为坐标原点,F为抛物线C:y2=4x的焦点,P为C上一点,若|PF|=4,则△POF的面积为( )
A.2 B.2
C.2 D.4
解析:选C 由题意知,抛物线C的准线方程为x=-,
焦点F的坐标为(,0).由|PF|=4及抛物线的定义知,P点的横坐标xP=3.从而纵坐标yP=±2.所以S △POF=|OF|·|yP|=××2=2.
5.已知抛物线的方程为x=y2,则该抛物线的准线方程是________.
解析:抛物线的方程即为y2=36x,焦点在x轴上,且=9,所以抛物线的准线方程是x=-9.
答案:x=-9
6.若抛物线y2=-2px(p>0)上有一点M,其横坐标为-9,它到焦点的距离为10,则点M的坐标为________,抛物线的标准方程为________.
解析:由抛物线方程y2=-2px(p>0),得其焦点坐标F为,准线方程为x=.
设点M到准线的距离为d,则d=|MF|=10,
即-(-9)=10,得p=2.
故抛物线方程为y2=-4x.
由点M(-9,y)在抛物线上,得y=±6.
故点M的坐标为(-9,6)或(-9,-6).
答案:(-9,6)或(-9,-6) y2=-4x
7.已知抛物线C:y2=4x,焦点为F,点M为抛物线C上一点,且|FM|=6,则M的横坐标是________;作MN⊥x轴于N,则S△FMN=________.
解析:因为抛物线的方程为y2=4x,故p=2,且F(1,0).由|MF|=6,xM+=6,解得xM=5.故yM=±2.
所以S△FMN=×(5-1)×2=4.
答案:5 4
8.根据下列条件求抛物线的标准方程:
(1)抛物线的焦点是双曲线16x2-9y2=144的左顶点;
(2)抛物线的焦点F在x轴上,直线y=-3与抛物线交于点A,|AF|=5.
解:(1)双曲线方程可化为-=1,则左顶点为(-3,0).
由题意设抛物线方程为y2=-2px(p>0),且=-3.
∴p=6.∴抛物线方程为y2=-12x.
(2)设所求焦点在x轴上的抛物线方程为y2=2ax(a≠0),A(m,-3).
由抛物线定义,得5=|AF|=.
又(-3)2=2am,∴a=±1或a=±9.
故所求抛物线方程为y2=±2x或y2=±18x.
[能力提升练]
9.已知F是抛物线x2=4y的焦点,P为抛物线上的任意一点,M(1,2)为平面上一点,则|PM|+|PF|的最小值为( )
A.3 B.2
C.4 D.2
解析:选A 由抛物线标准方程x2=4y,可得p=2.则焦点F的坐标为(0,1),准线方程为y=-1.过点P作PA垂直准线于点A,
则|PM|+|PF|=|PA|+|PM|≥3(当且仅当P,A,M三点共线时取等号).故选A.
10.若抛物线y2=2px(x>0)的焦点是椭圆+=1的一个焦点,则p=( )
A.2 B.3
C.4 D.8
解析:选D 抛物线y2=2px(p>0)的焦点坐标为,椭圆+=1的焦点坐标为(±,0).
由题意得,=.解得p=0(舍去)或p=8.
11.(2023·北京高考)已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,点M在C上.若点M到直线x=-3的距离为5,则|MF|=( )
A.7 B.6
C.5 D.4
解析:选D 因为抛物线C:y2=8x的焦点为F(2,0),准线方程为x=-2,点M在C上,
所以点M到准线x=-2的距离为|MF|.
又点M到直线x=-3的距离为5,
所以|MF|+1=5,即|MF|=4.故选D.
12.已知F为抛物线y2=4x的焦点,A,B,C为该抛物线上三点,若++=0,则||+||+||=________.
解析:因为++=0,所以点F为△ABC的重心,则A,B,C三点的横坐标之和为点F的横坐标的三倍,即xA+xB+xC=3.所以||+||+||=xA+1+xB+1+xC+1=6.
答案:6
13.如图所示,圆形水池中央有一喷泉,水管O′P=1 m,水从喷头P喷出后呈抛物线形状,向上至最高点后落下.若最高点距离水面2 m,P距离抛物线的对称轴1 m,则水池的直径至少应设计为多大(精确到1 m)?
解:建立如图所示的平面直角坐标系,过点P作y轴的垂线交抛物线于另一点P′,过O′作y轴的垂线,交y轴于点A,交抛物线于点B.
设抛物线的方程为x2=-2py(p>0).
依题意有P(-1,-1)在此抛物线上,
代入得p=.
所以抛物线方程为x2=-y.
又点B在抛物线上,设B(x0,-2)(x0>0),代入抛物线方程,得x0=,即|AB|=.
则|O′B|=|AB|+|O′A|=+1.
因此水池的直径至少为2(+1)m,约为5 m.
[素养拓展练]
14.设P是抛物线y2=4x上的一个动点,F为抛物线的焦点.
(1)若点P到直线x=-1的距离为d,A(-1,1),求|PA|+d的最小值;
(2)若B(3,2),求|PB|+|PF|的最小值.
解:(1)依题意知,抛物线的焦点为F(1,0),准线方程为x=-1.
由抛物线的定义知,|PF|=d.
于是问题转化为求|PA|+|PF|的最小值.
如图,连接AF,交抛物线于点P,此时|PA|+d的值最小,最小值为=.
(2)把点B的横坐标代入y2=4x中,得y=±2.
因为2>2,所以点B在抛物线的内部.
过点B作BQ垂直于准线于点Q,交抛物线于点P1(如图).
由抛物线的定义知,|P1Q|=|P1F|.
则|PB|+|PF|≥|P1B|+|P1Q|=|BQ|=3+1=4,
即|PB|+|PF|的最小值为4.
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