内容正文:
专题3.2 抛物线的简单几何性质
教学目标
1.掌握抛物线的顶点、焦点、准线、离心率的概念,理解抛物线的范围和对称性.
2.掌握已知抛物线标准方程时p的几何意义及其应用.
教学重难点
1.重点:掌握抛物线的简单性质.
2.难点:用代数法研究抛物线的几何性质,在熟练掌握抛物线的几何性质的过程中,体会数形结合的思想.
知识点01 抛物线的几何性质(重点)
以抛物线为例
(1)范围:由方程可知,对于抛物线上的点,,,抛物线在轴的 ,开口方向与 的正方向相同;当的值增大时,的值也增大,这说明,抛物线向右上方和右下方无限延伸.
(2)对称性:以代,方程不变,所以抛物线关于 对称.我们把抛物线的对称轴叫做抛物线的轴.
(3)顶点:抛物线与它的轴的交点叫做抛物线的顶点.在方程中,当时,,因此抛物线的顶点就是 .
(4)离心率:抛物线上的点与焦点的距离和点到准线的距离的比,叫做抛物线的离心率,用表示.由抛物线的定义可知,.
【即学即练】
1.(24-25高三上·北京·期中)已知抛物线顶点在原点,以坐标轴为对称轴,从以下两个条件中任选一个条件,使得抛物线开口向右,并根据所选条件写出一个抛物线的标准方程.①焦点;②经过点.你所选的条件是 ,得到的一个抛物线标准方程是 .
2.(24-25高二上·广东梅州·期末)在平面直角坐标系中,已知定点,点在抛物线上运动,则的最小值为( )
A. B. C. D.
知识点02 抛物线的焦点弦性质(拓展)
1.焦点弦的定义:过抛物线的焦点的直线被抛物线截得的线段叫做抛物线的焦点弦.
2.焦点弦的常考性质
假设抛物线方程为.过抛物线焦点的直线与抛物线交于两点,其坐标分别为
.
性质1、,.
性质2、抛物线 的焦点为F,是过的直线与抛物线的两个交点,则.
注:一般地,如果直线恒过定点与抛物线交于两点,那么
.于是,若恒过定点.
性质3、已知倾斜角为直线的经过抛物线的焦点,且与抛物线交于两点,则
(1).
(2).
性质4、已知直线经过抛物线的焦点,且与抛物线交于两点,若弦中点的坐标为,则.
性质5、(1)以AB为直径的圆与准线相切.
(2)以为直径的圆与切于焦点;
(3)以焦半径为直径的圆与轴相切;
(4)以焦半径为直径的圆与与轴相切;
【即学即练】
1.(23-24高三下·重庆·月考)抛物线,过焦点的直线与抛物线交于两点,若,则直线的倾斜角为( )
A. B. C.或 D.或
题型01 由抛物线的方程研究其性质
【典例1-1】(2024·湖南长沙·二模)已知抛物线与抛物线关于轴对称,则下列说法正确的是( )
A.抛物线的焦点坐标是
B.抛物线关于轴对称
C.抛物线的准线方程为
D.抛物线的焦点到准线的距离为4
【典例1-2】(24-25高三上·江苏·开学考试)已知线段AB是抛物线的一条弦,且AB中点M在上,则点A横坐标( )
A.有最大值,无最小值 B.无最大值,有最小值
C.无最大值,无最小值 D.有最大值,有最小值
根据抛物线方程求解与几何性质相关的问题
由已知抛物线方程讨论其几何性质时,首先要将方程化为标准方程,确定焦点所在坐标轴和抛物线的开口方向,然后再求解几何性质中的其他相关量.
【变式1-1】(20-21高二上·江苏扬州·期中)对抛物线,下列描述正确的是( )
A.开口向上,焦点为 B.开口向上,焦点为
C.开口向右,焦点为 D.开口向右,焦点为
【变式1-2】(2025·安徽·模拟预测)已知点在抛物线上,则点到点的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
【变式1-3】(2025·上海浦东新·二模)设为抛物线上任意一点,若的最小值为,则的值为 .
题型02 由抛物线的性质求其方程
【典例2-1】(24-25高二下·江苏南京·期末)抛物线的顶点为坐标原点,焦点在轴上,直线交于,两点,的准线交轴于点,若,则的方程为( )
A. B. C. D.
【典例2-2】(1)已知抛物线关于y轴对称,它的顶点在坐标原点,并且经过点M(,-2),求抛物线的标准方程;
(2)已知抛物线的顶点在原点,对称轴为坐标轴,准线过椭圆+=1的焦点,求抛物线的方程.
根据抛物线的几何性质求抛物线方程
根据抛物线的几何性质求抛物线的方程,一般利用待定系数法,先“定形”,再“定量”.但要注意充分运用抛物线定义,并结合图形,必要时还要进行分类讨论.
【变式2-1】(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2-2】(24-25高二上·福建泉州·期中)已知拋物线的焦点为,过斜率为的直线交抛物线于两点,在第一象限,则 .
【变式2-3】(24-25高二上·安徽·期中)已知抛物线的焦点为,过焦点的直线与相交于,两点,且,若,则直线的斜率为 .
题型03 焦点弦问题
【典例3-1】(2025·广东·模拟预测)已知斜率为的直线过抛物线的焦点,且从上到下与依次交于两点,,则( )
A. B.2 C. D.3
【典例3-2】(2025·河南·二模)已知抛物线的焦点为,过点且不与轴垂直的直线与交于两点,过的中点作轴的平行线交于点,则 .
抛物线的焦点弦问题求解策略
对于抛物线的焦点弦问题,解决的方法有两种 :
(1)坐标法,即联立焦点弦所在直线方程与抛物线的方程,对弦的两端点坐标设而不求,借助韦达定理转化求解;
(2)几何法,利用抛物线的焦点弦的性质数形结合,转化求解.
【变式3-1】(24-25高二上·湖北·期末)已知是过抛物线的焦点的弦,若,则中点的横坐标为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【变式3-2】(24-25高二上·江苏淮安·期中)已知抛物线的焦点到准线的距离为,过焦点且斜率为的直线与抛物线交于,两点,则的值为( )
A. B. C. D.
练基础
1.(2024·贵州·三模)设抛物线的焦点为,点为该抛物线上任意一点,若恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(24高二上·天津红桥·期中)设O为坐标原点,直线与抛物线C: 交于D,E两点,若OD⊥OE,则C的标准方程为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高三上·北京海淀·阶段练习)设抛物线的焦点为,准线为,过抛物线上的一点作的垂线,垂足为,若,则( )
A. B. C. D.
4.(2025·海南海口·模拟预测)如图,设抛物线的焦点为F,不经过焦点的直线上有三个不同的点A,B,C,其中点A,B在该抛物线上,点C在y轴上,若,,则( )
A. B.3 C. D.4
5.(2025高三·全国·专题练习)已知抛物线C:的焦点为F,直线m与C交于A,B两点,,若线段AB上存在一点P满足,过点P作准线l的垂线,垂足为Q,则的最小值为( )
A. B. C. D.3
6.(多选)(25-26高二上·全国·单元测试)已知抛物线的焦点为F,A,B是抛物线上两动点,下列说法正确的有( )
A.抛物线的焦点坐标为
B.若,则线段AB的中点到轴的距离为3
C.以线段为直径的圆与轴相切
D.以为圆心,线段的长为半径的圆与准线相切
7.(多选)(24-25高二下·江苏盐城·期末)若点是抛物线上一点,F为抛物线C的焦点,连交抛物线C于另一点Q,则( )
A. B.
C.(O为坐标原点) D.
8.(2025·上海浦东新·二模)设为抛物线上任意一点,若的最小值为,则的值为 .
9.(2025·天津宝坻·二模)抛物线的焦点恰好是圆的圆心,过点且倾斜角为的直线与交于不同的A,B两点,则以线段AB为直径的圆的标准方程为 .
10.(2025·贵州遵义·模拟预测)过点的直线与抛物线交于,两点,是的焦点.
(1)若线段中点的横坐标为1,求的值;
(2)求的取值范围.
11.(2025·河南·二模)设抛物线的焦点为,过的直线与交于A,B两点.
(1)求的准线方程;
(2)设为准线上一点,且,求.
练提升
12.(24-25高三下·重庆·阶段练习)已知抛物线,过点的直线与抛物线C交于,两点,则的最小值是( )
A.16 B.32 C.64 D.128
13.(24-25高二上·四川绵阳·阶段练习)已知抛物线的焦点为,过焦点的直线与抛物线分别交于A、B两点,与'轴的正半轴交于点,与准线交于点,且,则( )
A. B.2 C. D.3
14.(多选)已知点是抛物线的焦点,是经过点的弦且,的斜率为,两点在轴上方.则下列结论中一定成立的是( )
A. B.四边形面积的最小值为
C. D.若,则直线的斜率为
15.(25-26高三上·广东深圳·开学考试)已知抛物线的焦点为,直线与交于两点,其中在第一象限,若,则直线的斜率为 .
16.(25-26高二上·全国·单元测试)生活中一些优美的曲线是数学形象美、对称美、和谐美的产物,如图,曲线为四叶玫瑰线,则曲线上任一点到坐标原点的距离的最大值为 ,曲线上整点(横、纵坐标均为整数的点)的个数为
17.(2025高三·全国·专题练习)设为抛物线上过焦点的弦,求证:必为定值.
18.(2025高三·全国·专题练习)如图所示,已知抛物线的焦点为,准线与轴相交于点,过点任作一直线与抛物线交于两点,设.求证:
(1)平分;
(2).
19.(2025高三·全国·专题练习)已知抛物线,点是上任意一点,过点作的法线.
(1)求法线在轴上截距的取值范围;
(2)设点是抛物线的焦点,过点作平行于轴的直线,求证:直线与直线的夹角与与的夹角相等.
20.(2025高三·全国·专题练习)已知为双曲线的右焦点,其渐近线被抛物线截得的弦长为2,且点在上.
(1)求的方程;
(2)若过点的直线与交于两点,则轴上是否存在一点,使得为定值?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
练创新
21.(2025·广西河池·二模)材料1:贝塞尔曲线于1962年由法国工程师皮埃尔•贝塞尔所广泛发表,它被广泛应用于矢量图形软件通过它来精确画出曲线,贝塞尔曲线由线段与控制点根据一定的比例绘成,控制点是可拖动的支点,线段像可伸缩的皮筋,如绘图工具的钢笔工具.现在已知由个控制点绘成的次贝塞尔曲线上任意点满足,其中为坐标原点,为控制点.
材料2:一般地,在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标都是某个变数的函数,并且对于的每一个允许的取值,由方程组确定的点都在这条曲线上,那么这个方程就叫做曲线的参数方程,叫做参数.若消去参数就可以得到普通方程.如已知,则将代入得.
根据上述材料回答以下问题:
(1)若某一次贝塞尔曲线由这2个控制点绘制,求时点坐标;
(2)若利用3个控制点绘出曲线的部分图像,求曲线的普通方程;
(3)设直线与(2)中所得曲线交于为坐标原点且,求面积的最小值.
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专题3.2 抛物线的简单几何性质
教学目标
1.掌握抛物线的顶点、焦点、准线、离心率的概念,理解抛物线的范围和对称性.
2.掌握已知抛物线标准方程时p的几何意义及其应用.
教学重难点
1.重点:掌握抛物线的简单性质.
2.难点:用代数法研究抛物线的几何性质,在熟练掌握抛物线的几何性质的过程中,体会数形结合的思想.
知识点01 抛物线的几何性质(重点)
以抛物线为例
(1)范围:由方程可知,对于抛物线上的点,,,抛物线在轴的右侧,开口方向与的正方向相同;当的值增大时,的值也增大,这说明,抛物线向右上方和右下方无限延伸.
(2)对称性:以代,方程不变,所以抛物线关于轴对称.我们把抛物线的对称轴叫做抛物线的轴.
(3)顶点:抛物线与它的轴的交点叫做抛物线的顶点.在方程中,当时,,因此抛物线的顶点就是原点.
(4)离心率:抛物线上的点与焦点的距离和点到准线的距离的比,叫做抛物线的离心率,用表示.由抛物线的定义可知,.
【即学即练】
9.(24-25高三上·北京·期中)已知抛物线顶点在原点,以坐标轴为对称轴,从以下两个条件中任选一个条件,使得抛物线开口向右,并根据所选条件写出一个抛物线的标准方程.①焦点;②经过点.你所选的条件是 ,得到的一个抛物线标准方程是 .
【答案】②,
【解析】顶点在原点,坐标轴为对称轴,开口向右的抛物线焦点在轴的正半轴上,因此条件①不可选,
选择条件②,
设抛物线方程为,由抛物线经过点,得,解得,
所以所求抛物线标准方程是.
2.(24-25高二上·广东梅州·期末)在平面直角坐标系中,已知定点,点在抛物线上运动,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】不妨设点,其中,
则,
当且仅当时,等号成立,故的最小值为.
故选:A.
知识点02 抛物线的焦点弦性质(拓展)
1.焦点弦的定义:过抛物线的焦点的直线被抛物线截得的线段叫做抛物线的焦点弦.
2.焦点弦的常考性质
假设抛物线方程为.过抛物线焦点的直线与抛物线交于两点,其坐标分别为
.
性质1、,.
性质2、抛物线 的焦点为F,是过的直线与抛物线的两个交点,则.
注:一般地,如果直线恒过定点与抛物线交于两点,那么
.于是,若恒过定点.
性质3、已知倾斜角为直线的经过抛物线的焦点,且与抛物线交于两点,则
(1).
(2).
性质4、已知直线经过抛物线的焦点,且与抛物线交于两点,若弦中点的坐标为,则.
性质5、(1)以AB为直径的圆与准线相切.
(2)以为直径的圆与切于焦点;
(3)以焦半径为直径的圆与轴相切;
(4)以焦半径为直径的圆与与轴相切;
【即学即练】
1.(23-24高三下·重庆·月考)抛物线,过焦点的直线与抛物线交于两点,若,则直线的倾斜角为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】C
【分析】根据抛物线焦点弦性质及直线的倾斜角、斜率关系计算即可.
【解析】由题意可知,不妨设,,
联立直线与抛物线方程得,
又,而,则,即或,
所以直线的倾斜角为或.
故选:C
题型01 由抛物线的方程研究其性质
【典例1-1】(2024·湖南长沙·二模)已知抛物线与抛物线关于轴对称,则下列说法正确的是( )
A.抛物线的焦点坐标是
B.抛物线关于轴对称
C.抛物线的准线方程为
D.抛物线的焦点到准线的距离为4
【答案】AC
【解析】因为抛物线与抛物线关于轴对称,
所以抛物线的方程为,
则抛物线的焦点坐标是,准线方程为,故A、C正确;
抛物线关于轴对称,故B错误;
抛物线的焦点到准线的距离为,故D错误.
故选:AC
【典例1-2】(24-25高三上·江苏·开学考试)已知线段AB是抛物线的一条弦,且AB中点M在上,则点A横坐标( )
A.有最大值,无最小值 B.无最大值,有最小值
C.无最大值,无最小值 D.有最大值,有最小值
【答案】D
【分析】由题意,可知当点A在原点时横坐标有最小值0,由于AB中点M在上,从而最大值为2.
【解析】
由题意,设
由抛物线范围可知,,
所以如图1,当点A在原点时横坐标有最小值,为0,
由AB中点M在上,可知,即,
所以,
即如图2,当点B在原点时,点A横坐标有最大值,为2.
故选:D.
根据抛物线方程求解与几何性质相关的问题
由已知抛物线方程讨论其几何性质时,首先要将方程化为标准方程,确定焦点所在坐标轴和抛物线的开口方向,然后再求解几何性质中的其他相关量.
【变式1-1】(20-21高二上·江苏扬州·期中)对抛物线,下列描述正确的是( )
A.开口向上,焦点为 B.开口向上,焦点为
C.开口向右,焦点为 D.开口向右,焦点为
【答案】A
【解析】由题知,该抛物线的标准方程为,
则该抛物线开口向上,焦点坐标为.
故选:A.
【变式1-2】(2025·安徽·模拟预测)已知点在抛物线上,则点到点的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】记点,,则,且,利用二次函数的基本性质可求出的最小值.
【详解】记点,,则,
所以,
由,所以,当且仅当时,取最小值.
即点到点的距离的最小值为.
故选:C.
【变式1-3】(2025·上海浦东新·二模)设为抛物线上任意一点,若的最小值为,则的值为 .
【答案】
【解析】因为为抛物线上任意一点,所以,,
所以,
所以当时取得最小值,依题意可得,所以.
题型02 由抛物线的性质求其方程
【典例2-1】(24-25高二下·江苏南京·期末)抛物线的顶点为坐标原点,焦点在轴上,直线交于,两点,的准线交轴于点,若,则的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据已知条件求出的坐标,然后利用垂直关系列出等式求出,进而得到抛物线方程.
【详解】根据题意,设抛物线方程为,
则,准线方程为.
所以点.
因为,所以,
化简得,即,解得.
所以抛物线方程为.
故选:D.
【典例2-2】(1)已知抛物线关于y轴对称,它的顶点在坐标原点,并且经过点M(,-2),求抛物线的标准方程;
(2)已知抛物线的顶点在原点,对称轴为坐标轴,准线过椭圆+=1的焦点,求抛物线的方程.
【解析】(1)∵抛物线关于y轴对称,它的顶点在坐标原点,并且经过点M(,-2),
∴可设它的标准方程为x2=-2py(p>0).
又∵点M在抛物线上.
∴()2=-2p(-2),即p=.
因此所求方程是x2=-y.
(2)椭圆+=1的焦点在y轴上,焦点坐标为(0,-6),(0,6).
故抛物线的准线方程为y=-6或y=6.
当准线方程为y=-6时,设抛物线方程为x2=2py(p>0),则p=12,所求抛物线的方程为x2=24y;
当准线方程为y=6时,设抛物线方程为x2=-2py(p>0),则p=12,所求抛物线的方程为x2=-24y.
故所求抛物线的方程为x2=24y或x2=-24y.
根据抛物线的几何性质求抛物线方程
根据抛物线的几何性质求抛物线的方程,一般利用待定系数法,先“定形”,再“定量”.但要注意充分运用抛物线定义,并结合图形,必要时还要进行分类讨论.
【变式2-1】(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2-2】(24-25高二上·福建泉州·期中)已知拋物线的焦点为,过斜率为的直线交抛物线于两点,在第一象限,则 .
【答案】
【解析】由拋物线,得,
所以直线的方程为,
联立,消去,得,
因为在第一象限,则,解得,
所以,所以.
故答案为:.
【变式2-3】(24-25高二上·安徽·期中)已知抛物线的焦点为,过焦点的直线与相交于,两点,且,若,则直线的斜率为 .
【答案】
【解析】设,,由题意设直线:,
联立可得:,
,
由抛物线的定义可得:,
所以
,
所以,又因为,
所以,解得:.
题型03 焦点弦问题
【典例3-1】(2025·广东·模拟预测)已知斜率为的直线过抛物线的焦点,且从上到下与依次交于两点,,则( )
A. B.2 C. D.3
【答案】D
【解析】
由于,直线方程为,
联立方程,消去得,
显然,得,
所以,即.
故选:D.
【典例3-2】(2025·河南·二模)已知抛物线的焦点为,过点且不与轴垂直的直线与交于两点,过的中点作轴的平行线交于点,则 .
【答案】4
【分析】根据题意作示意图,设出直线的方程,与抛物线方程联立,利用韦达定理可得点的坐标,从而求得点的坐标,再根据抛物线的定义求解.
【解析】如图,由题意可知,直线的斜率存在且不等于0,
因为抛物线的焦点为,设直线的方程为,
联立方程可得,
设,则,
设,则代入抛物线方程可得,
由抛物线的定义可知,
.
所以.
抛物线的焦点弦问题求解策略
对于抛物线的焦点弦问题,解决的方法有两种 :
(1)坐标法,即联立焦点弦所在直线方程与抛物线的方程,对弦的两端点坐标设而不求,借助韦达定理转化求解;
(2)几何法,利用抛物线的焦点弦的性质数形结合,转化求解.
【变式3-1】(24-25高二上·湖北·期末)已知是过抛物线的焦点的弦,若,则中点的横坐标为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】由抛物线的焦点弦长公式,即可求得线段的中点的横坐标,得到答案.
【解析】设,由已知,
由焦半径公式可得
所以,所以.
故选:B.
【变式3-2】(24-25高二上·江苏淮安·期中)已知抛物线的焦点到准线的距离为,过焦点且斜率为的直线与抛物线交于,两点,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
由已知抛物线焦点到准线的距离为,
即,
则抛物线方程为,,
所以直线方程为,即,
设直线与抛物线交点,,
联立直线与抛物线,
得,
则,,
又由抛物线可知,,
所以,
故选:A.
练基础
1.(2024·贵州·三模)设抛物线的焦点为,点为该抛物线上任意一点,若恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】恒成立,利用抛物线的几何性质,求的最小值即可.
【解析】抛物线的焦点为,点为该抛物线上任意一点,
由抛物线定义可知,等于点到抛物线准线的距离,
的最小值为抛物线顶点到准线的距离,即,
若恒成立,则,即.
故选:B
2.(24高二上·天津红桥·期中)设O为坐标原点,直线与抛物线C: 交于D,E两点,若OD⊥OE,则C的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出两点坐标,根据垂直得到方程,求出,得到答案.
【解析】令中得,解得,
不妨设,
因为OD⊥OE,所以,解得,
故C的标准方程为.
故选:B
3.(24-25高三上·北京海淀·阶段练习)设抛物线的焦点为,准线为,过抛物线上的一点作的垂线,垂足为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意可得的倾斜角为,进而可得,计算即可.
【解析】作出示意图如图所示:
则抛物线的性质,可得,又,
所以可得的倾斜角为,
则可得,
从而.
故选:C.
4.(2025·海南海口·模拟预测)如图,设抛物线的焦点为F,不经过焦点的直线上有三个不同的点A,B,C,其中点A,B在该抛物线上,点C在y轴上,若,,则( )
A. B.3 C. D.4
【答案】A
【分析】根据抛物线方程,求出准线方程,根据抛物线上的点到焦点距离求出点的横坐标,在根据相似三角形求出边长的比值即可.
【解析】
如图所示,设,由,,
由可知准线方程为,
根据抛物线定义可得,,故,,
过A,B分别作y轴的垂线垂足为,过B作的垂线,垂足为E,
明显,所以,
故选:A.
5.(2025高三·全国·专题练习)已知抛物线C:的焦点为F,直线m与C交于A,B两点,,若线段AB上存在一点P满足,过点P作准线l的垂线,垂足为Q,则的最小值为( )
A. B. C. D.3
【答案】C
【分析】利用抛物线的几何定义来求焦半径长度,结合中位线、余弦定理、基本不等式,即可求最小值.
【解析】
分别过点A,B作,,垂足分别为M,N,如图所示.
因为线段AB上存在一点P满足,所以P为线段AB的中点.
设,,由抛物线定义可知,,
则,
在中,由余弦定理可得,
故,
当且仅当,即直线AB斜率不存在时,等号成立,所以,
故的最小值为.
故选:C
6.(多选)(25-26高二上·全国·单元测试)已知抛物线的焦点为F,A,B是抛物线上两动点,下列说法正确的有( )
A.抛物线的焦点坐标为
B.若,则线段AB的中点到轴的距离为3
C.以线段为直径的圆与轴相切
D.以为圆心,线段的长为半径的圆与准线相切
【答案】BCD
【分析】由抛物线的标准方程可判断A,由抛物线的焦点弦公式可判断B,由抛物线的定义计算圆心到直线的距离等于半径可判断C和D.
【解析】对于A,抛物线的准线方程为,焦点为,故A错误.
对于B,设点,由抛物线的定义可得,
可得,所以线段的中点到轴的距离为,故B正确.
对于C,因的中点为 该点到轴的距离为,
故以线段为直径的圆与轴相切,故C正确.
对于D,因,故以为圆心,线段的长为半径的圆与准线相切,即D正确.
故选:BCD.
7.(多选)(24-25高二下·江苏盐城·期末)若点是抛物线上一点,F为抛物线C的焦点,连交抛物线C于另一点Q,则( )
A. B.
C.(O为坐标原点) D.
【答案】ABD
【分析】求出抛物线的焦点及准线,结合抛物线定义及直线与抛物线交点坐标逐项判断.
【解析】抛物线的焦点,准线,
对于AB,由,得,,AB正确;
对于CD,直线方程为,即,
由消去得,则,
,不垂直,,C错误,D正确.
故选:ABD
8.(2025·上海浦东新·二模)设为抛物线上任意一点,若的最小值为,则的值为 .
【答案】
【分析】依题意可得,则,结合二次函数的性质计算可得.
【解析】因为为抛物线上任意一点,所以,,
所以,
所以当时取得最小值,依题意可得,所以.
故答案为:
9.(2025·天津宝坻·二模)抛物线的焦点恰好是圆的圆心,过点且倾斜角为的直线与交于不同的A,B两点,则以线段AB为直径的圆的标准方程为 .
【答案】
【分析】根据题意可得:,,联立方程利用韦达定理求,进而得出圆心及半径即可求解.
【解析】由题意知,焦点,则抛物线,
直线,设,,
联立消去y并整理得,则,所以
所以.
则以线段AB为直径的圆的圆心为,半径为,
所以圆的标准方程为
故答案为:.
10.(2025·贵州遵义·模拟预测)过点的直线与抛物线交于,两点,是的焦点.
(1)若线段中点的横坐标为1,求的值;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)3;
(2).
【分析】(1)设,根据题意,得到,结合抛物线的定义,即可求解.
(2)设直线的方程为,联立方程组,得到且,求得,结合,即可求解.
【解析】(1)抛物线的焦点,设,
由线段中点的横坐标为,得,由抛物线定义得,
所以.
(2)由直线过点,设直线的方程为,
由消去并整理得,
由,得,且,
则,
所以的取值范围为.
11.(2025·河南·二模)设抛物线的焦点为,过的直线与交于A,B两点.
(1)求的准线方程;
(2)设为准线上一点,且,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据抛物线方程即可得准线方程,
(2)根据两点斜率公式,求解直线方程,联立与抛物线方程,即可根据韦达定理以及焦点弦公式求解.
【解析】(1)因为抛物线的方程为,所以抛物线的准线方程为
(2)因为在的准线上,所以,即,
易得的坐标为,此时,
因为,所以,解得,
所以的方程为,设,,
联立消去并整理得,由韦达定理得,
所以
提升
12.(24-25高三下·重庆·阶段练习)已知抛物线,过点的直线与抛物线C交于,两点,则的最小值是( )
A.16 B.32 C.64 D.128
【答案】C
【分析】设直线的方程为,联立直线与抛物线方程,再结合韦达定理及不等式性质求解即可.
【解析】设直线的方程为,
联立,得,
则,且,
由,则,
当且仅当,即或时等号成立,
则的最小值是64.
故选:C.
13.(24-25高二上·四川绵阳·阶段练习)已知抛物线的焦点为,过焦点的直线与抛物线分别交于A、B两点,与'轴的正半轴交于点,与准线交于点,且,则( )
A. B.2 C. D.3
【答案】B
【分析】设,由抛物线定义,,结合相似图形性质可得,
然后再由抛物线定义及相似图形性质可得与关系,即可得答案.
【解析】由题及图,设准线与x轴交点为D,过A,B向准线做垂线,
与y轴,准线分别交于G,C,H ,E.
则,设,
由抛物线定于可得.
因,则.
又O为DF中点,准线与y轴平行,则S为FT中点,.
又,结合抛物线定义可得:
,
则.
故选:B
14.(多选)已知点是抛物线的焦点,是经过点的弦且,的斜率为,两点在轴上方.则下列结论中一定成立的是( )
A. B.四边形面积的最小值为
C. D.若,则直线的斜率为
【答案】ACD
【分析】由抛物线焦点弦直线方程可得,即可得到C;根据焦半径公式,即可确定D;利用即可判断B;设,,,联立得到即可判断A.
【解析】设直线的倾斜角为,则有,,
所以,C正确;
,,
若,则,,
直线的斜率为,D正确;
,所以B不正确;
设,,,
联立,得,
,
,
,所以A正确.
故选:ACD.
15.(25-26高三上·广东深圳·开学考试)已知抛物线的焦点为,直线与交于两点,其中在第一象限,若,则直线的斜率为 .
【答案】
【分析】过点作抛物线准线的垂线,垂足分别为,过作于,利用抛物线定义结合直角三角形求解作答.
【解析】过点作抛物线准线的垂线,垂足分别为,过作于,显然四边形是矩形,
由抛物线定义知,,因为,
则,
所以,
设直线的倾斜角为,则,
所以,
则直线的斜率为.
16.(25-26高二上·全国·单元测试)生活中一些优美的曲线是数学形象美、对称美、和谐美的产物,如图,曲线为四叶玫瑰线,则曲线上任一点到坐标原点的距离的最大值为 ,曲线上整点(横、纵坐标均为整数的点)的个数为
【答案】 2 1
【解析】曲线上任一点到坐标原点的距离为,
因为,当且仅当时等号成立,
所以,
即,所以曲线上任一点到坐标原点的距离的最大值为2.
可以先讨论第一象限内的图象上是否有整点,
因为曲线上任一点到坐标原点的距离都不超过2,
所以可将代入曲线的方程中,
通过验证可知,这5个点均不在曲线上.
又点在曲线上,所以结合曲线的对称性可知,曲线仅经过整点.
17.(2025高三·全国·专题练习)设为抛物线上过焦点的弦,求证:必为定值.
【解析】证法一:
设.
(1)若为通径,则为定值.
(2)若不垂直轴,则存在且不为零.
又设方程为:,代入,
得,
,
为定值.
证法二:
设准线与轴交于点,过分别作准线的垂线,垂足为.又分别过作的垂线,垂足为.不难证明:.
,
.
,,为定值.
18.(2025高三·全国·专题练习)如图所示,已知抛物线的焦点为,准线与轴相交于点,过点任作一直线与抛物线交于两点,设.求证:
(1)平分;
(2).
【解析】(1)由题可知,设直线方程为,
将直线方程代入得,
设,,有,,
设直线的斜率为,
则,
所以平分;
(2)如图所示,延长交抛物线于,作于,于,
因为直线关于轴对称,所以点关于轴对称,
又,所以,
所以,
因为轴,所以.
19.(2025高三·全国·专题练习)已知抛物线,点是上任意一点,过点作的法线.
(1)求法线在轴上截距的取值范围;
(2)设点是抛物线的焦点,过点作平行于轴的直线,求证:直线与直线的夹角与与的夹角相等.
【解析】(1)由得,故点法线的斜率为
故法线的方程为.
令,则,
所以法线在轴上截距的取值范围为.
(2)
设直线与直线的夹角为与的夹角为.
则.又,
,
故根据的范围可得.
得证.
20.(2025高三·全国·专题练习)已知为双曲线的右焦点,其渐近线被抛物线截得的弦长为2,且点在上.
(1)求的方程;
(2)若过点的直线与交于两点,则轴上是否存在一点,使得为定值?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)由对称性可设双曲线的一条渐近线方程为,
且与抛物线交点分别为,则,
联立得,
则,解得,则,
故的方程为,代入点,解得.
所以的方程为.
(2)轴上存在一点,使得为定值.
由(1)得,设,
①当直线的斜率不为0时,设的方程为.
联立得,
,则.
故
,
故当时,为定值,此时点的坐标为.
②当直线的斜率为0时,则直线为轴,故,
此时,将点代入得,满足①中所求定值.
综上,当点的坐标为时,为定值.
练创新
21.(2025·广西河池·二模)材料1:贝塞尔曲线于1962年由法国工程师皮埃尔•贝塞尔所广泛发表,它被广泛应用于矢量图形软件通过它来精确画出曲线,贝塞尔曲线由线段与控制点根据一定的比例绘成,控制点是可拖动的支点,线段像可伸缩的皮筋,如绘图工具的钢笔工具.现在已知由个控制点绘成的次贝塞尔曲线上任意点满足,其中为坐标原点,为控制点.
材料2:一般地,在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标都是某个变数的函数,并且对于的每一个允许的取值,由方程组确定的点都在这条曲线上,那么这个方程就叫做曲线的参数方程,叫做参数.若消去参数就可以得到普通方程.如已知,则将代入得.
根据上述材料回答以下问题:
(1)若某一次贝塞尔曲线由这2个控制点绘制,求时点坐标;
(2)若利用3个控制点绘出曲线的部分图像,求曲线的普通方程;
(3)设直线与(2)中所得曲线交于为坐标原点且,求面积的最小值.
【解析】(1)
点坐标为;
(2).
将,带入得
则;
(3)设,易知,斜率存在,设直线的方程为,
联立直线与抛物线的方程,消去整理得,
则,由韦达定理可得
又,所以,即,即,
代入可得,解得或(不符合题意,舍去),
此时恒成立
所以,
所以,当时,面积有最小值64.
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