内容正文:
厦门外国语学校2025届高三上数学校本作业60《抛物线》
班级: 姓名: 座号:
一、选择题
1.抛物线y=2x2的焦点到准线的距离是( )
A.2 B.1
C. D.
2.已知抛物线y=mx2(m>0)上的点(x0,2)到该抛物线焦点F的距离为,则m= ( )
A.1 B.2 C. D.
3.(湖北武汉高三月考)已知F是抛物线C:y2=8x的焦点,M是C上一点,FM的延长线交y轴于点N.若M为FN的中点,则|FN|=( )
A.4 B.6
C.8 D.10
4.(桂林模拟)已知抛物线y=x2的焦点为F,准线为l,M在l上,线段MF与抛物线交于N点,若|MN|=|NF|,则|MF|等于( )
A.2 B.3 C. D.
5.中国古代桥梁的建筑艺术,有不少是世界桥梁史上的创举,充分显示了中国劳动人民的非凡智慧.一个抛物线型拱桥,当水面离拱顶2 m时,水面宽8 m.若水面下降1 m,则水面宽度为( )
A.2 m B.4 m C.4 m D.12 m
6.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,P是C上一点,且|PF|=4,以线段PF为直径的圆截x轴所得的弦长为2,则p= ( )
A.2 B.4 C.2或4 D.2或6
7.过抛物线的焦点的直线交于,两点,若,
则( )
A. B. C. D.
8.已知抛物线的焦点为,直线过且依次交抛物线及圆于点,,,四点,则的最小值为( ).
A.4 B.9 C.13 D.18
9.已知点A是抛物线y2=2px(p>0)上一点,F为其焦点,以F为圆心,|FA|为半径的圆交准线于B,C两点,△FBC为正三角形,且△ABC的面积是,则抛物线的标准方程为( )
A.y2=16x B. y2=8x C. y2=4x D. y2=2x
10.(多选) 设抛物线的焦点为,准线为,点为上一动点,为定点,则下列结论正确的是( )
A.准线的方程是 B.的最大值为2
C.的最小值为5 D.以线段为直径的圆与轴相切
11.(多选)(潍坊模拟)已知抛物线x2=y的焦点为F,M(x1,y1),N(x2,y2)是抛物线上两点,则下列结论正确的是( )
A.点F的坐标为
B.若直线MN过点F,则x1x2=-
C.若=λ,则|MN|的最小值为
D.若|MF|+|NF|=,则线段MN的中点P到x轴的距离为
12.(多选) 过抛物线的焦点F作直线交抛物线于两点,M为线段的中点,则下列结论正确的是( )
A.以线段为直径的圆与直线相交 B.以线段为直径的圆与y轴相切
C.当时, D.若点在抛物线准线上的射影为,则、、三点共线
二、填空题
13.(新高考全国Ⅰ)斜率为的直线过抛物线C:y2=4x的焦点,且与C交于A,B两点,则|AB|=________.
14.已知抛物线x2=4y的焦点为F,准线为l,P为抛物线上一点,过P作PA⊥l于点A,当∠AFO=30°(O为坐标原点)时,|PF|=________.
15.长为2的线段AB的两个端点在抛物线y2=x上滑动,则线段AB的中点M到y轴距离的最小值是________.
16.(课标全国Ⅲ)已知点M(-1,1)和抛物线C:y2=4x,过C的焦点且斜率为k的直线与C交于A,B两点.若∠AMB=90°,则k=________.
三、解答题
17.抛物线y2=2px(p>0)有一个内接直角三角形,直角顶点是原点,一条直角边所在直线方程为y=2x,斜边长为5,求此抛物线方程.
18.(全国卷Ⅰ)已知抛物线C:y2=3x的焦点为F,斜率为的直线l与C的交点为A,B,与x轴的交点为P.
(1)若|AF|+|BF|=4,求l的方程;
(2)若=3,求|AB|.
厦门外国语学校2025届高三上数学校本作业60《抛物线》
班级: 姓名: 座号:
一、选择题
1.抛物线y=2x2的焦点到准线的距离是( )
A.2 B.1
C. D.
答案 D
解析 抛物线标准方程x2=2py(p>0)中p的几何意义为:抛物线的焦点到准线的距离,又p=,故选D.
2.已知抛物线y=mx2(m>0)上的点(x0,2)到该抛物线焦点F的距离为,则m= ( )
A.1 B.2
C. D.
答案B [解析] 点(x0,2)到焦点F的距离等于其到准线y=-的距离,则2+=,解得m=2.
3.(湖北武汉高三月考)已知F是抛物线C:y2=8x的焦点,M是C上一点,FM的延长线交y轴于点N.若M为FN的中点,则|FN|=( )
A.4 B.6
C.8 D.10
答案 B
解析 不妨设点M位于第一象限,设抛物线的准线l:x=-2交x轴于点F′,作NA⊥l于点A,MB⊥l于点B,因为点F(2,0),M为FN的中点,所以|NA|=2,|FF′|=4,|MF|=|MB|==3,所以|FN|=2|MF|=6.故选B.
4.(桂林模拟)已知抛物线y=x2的焦点为F,准线为l,M在l上,线段MF与抛物线交于N点,若|MN|=|NF|,则|MF|等于( )
A.2 B.3 C. D.
答案 C
解析 如图,过N作准线的垂线NH,垂足为H,设l与y轴的交点为K.根据抛物线的定义可知|NH|=|NF|,
在Rt△NHM中,|MN|=|NH|,
则∠NMH=45°.
在Rt△MFK中,∠FMK=45°,
所以|MF|=|FK|.而|FK|=1,
所以|MF|=.
5.中国古代桥梁的建筑艺术,有不少是世界桥梁史上的创举,充分显示了中国劳动人民的非凡智慧.一个抛物线型拱桥,当水面离拱顶2 m时,水面宽8 m.若水面下降1 m,则水面宽度为( )
A.2 m B.4 m C.4 m D.12 m
答案 B
解析 由题意,以拱桥顶点为原点,建立平面直角坐标系,
设抛物线方程为x2=-2py(p>0),
由题意知,抛物线经过点A(-4,-2)和点B(4,-2),
代入抛物线方程解得p=4,
所以抛物线方程为x2=-8y,
水面下降1米,即y=-3,解得x1=2,x2=-2,
所以此时水面宽度d=2x1=4.
6.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,P是C上一点,且|PF|=4,以线段PF为直径的圆截x轴所得的弦长为2,则p= ( )
A.2 B.4
C.2或4 D.2或6
D [解析] 设P,由于|PF|=4,所以+=4,以线段PF为直径的圆截x轴所得的弦长为2,易知弦的一个端点为F,设弦的另一个端点为A,则|AF|=2,连接AP,则PA⊥AF,所以|PF|2=|AF|2+|PA|2=4+=16,则=12,代入+=4得p2-8p+12=0,解得p=2或p=6,故选D.
7.过抛物线的焦点的直线交于,两点,若,
则( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 分别过点,作准线的垂线,,垂足分别为,,过作于,
交轴于,由已知条件及抛物线的定义得,,,
所以,在中,因为,,所以,
所以,所以焦点到准线的距离为,即.
8.已知抛物线的焦点为,直线过且依次交抛物线及圆于点,,,四点,则的最小值为( ).
A.4 B.9 C.13 D.18
答案:C
提示:依题意可知圆心即为,由抛物线焦点弦性质,
,即
9.已知点A是抛物线y2=2px(p>0)上一点,F为其焦点,以F为圆心,|FA|为半径的圆交准线于B,C两点,△FBC为正三角形,且△ABC的面积是,则抛物线的标准方程为( )
A.y2=16x B. y2=8x C. y2=4x D. y2=2x
答案 A
解析 如图,设抛物线的准线交x轴于点D,
依题意得|DF|=p,=cos30°,因此|BF|=,|AF|=|BF|=.由抛物线的定义知,点A到准线的距离也为,又△ABC的面积为,因此有××=,p=8,所以该抛物线的标准方程为y2=16x.
10.(多选) 设抛物线的焦点为,准线为,点为上一动点,为定点,则下列结论正确的是( )
A.准线的方程是 B.的最大值为2
C.的最小值为5 D.以线段为直径的圆与轴相切
【答案】ACD
【分析】
根据抛物线的方程和定义进行判断即可.
【详解】
因为抛物线的方程为,所以,则准线的方程是,因此选项A正确;
因为焦点,则,当点在线段上时取等号,所以的最大值为,因此选项B是错误的;
过点,分别作准线的垂线,垂足为,,则,当点在线段上时取等号,所以的最小值为5,因此本选项正确;
设点,线段的中点为,则,所以以线段为直径的圆与轴相切,因此本选项正确.
故选:ACD.
11.(多选)(潍坊模拟)已知抛物线x2=y的焦点为F,M(x1,y1),N(x2,y2)是抛物线上两点,则下列结论正确的是( )
A.点F的坐标为
B.若直线MN过点F,则x1x2=-
C.若=λ,则|MN|的最小值为
D.若|MF|+|NF|=,则线段MN的中点P到x轴的距离为
答案 BCD
解析 易知点F的坐标为,选项A错误;
根据抛物线的性质知,MN过焦点F时,
x1x2=-p2=-,选项B正确;
若=λ,则MN过点F,则|MN|的最小值即抛物线通径的长,为2p,即,选项C正确;
抛物线x2=y的焦点为,
准线方程为y=-,
过点M,N,P分别作准线的垂线MM′,NN′,PP′,垂足分别为M′,N′,P′(图略),
所以|MM′|=|MF|,|NN′|=|NF|.
所以|MM′|+|NN′|=|MF|+|NF|=,
所以线段|PP′|==,
所以线段MN的中点P到x轴的距离为|PP′|-=-=,选项D正确.
12.(多选) 过抛物线的焦点F作直线交抛物线于两点,M为线段的中点,则下列结论正确的是( )
A.以线段为直径的圆与直线相交 B.以线段为直径的圆与y轴相切
C.当时, D.若点在抛物线准线上的射影为,则、、三点共线【答案】ACD
【分析】
求得抛物线的焦点和准线方程,设,,在准线上的射影为,,,由抛物线的定义和中位线定理、直线和圆的位置关系,即可判断A;
当直线的斜率不存在时,显然成立;当直线的斜率存在时,设为1,求得,,的横坐标,由直线和圆的位置关系可判断B;
以为极点,轴的正半轴为极轴的抛物线的极坐标方程为,设,,,,求得,,可判断C;
考虑直线垂直于轴,取得最小值,可判断D.
【详解】
解:的焦点,准线方程为,
设,,在准线上的射影为,,,
由,,,
可得线段为直径的圆与准线相切,与直线相交,故A对;
当直线的斜率不存在时,显然以线段为直径的圆与轴相切;
当直线的斜率存在且不为0,可设直线的方程为,联立,可得,
设,,,,
可得,,设,,
可得的横坐标为,的中点的横坐标为,,
当时,的中点的横坐标为,,显然以线段为直径的圆与轴相交,故B错;
以为极点,轴的正半轴为极轴的抛物线的极坐标方程为,
设,,,,可得,,
可得,又,可得,,则,故C正确;
选项D,由题意知,
,,则,,
由,知,
即、、三点在同一条直线上,故D正确.
故选:ACD.
二、填空题
13.(新高考全国Ⅰ)斜率为的直线过抛物线C:y2=4x的焦点,且与C交于A,B两点,则|AB|=________.
答案
解析 如图,由题意得,抛物线的焦点为F(1,0),
设直线AB的方程为y=(x-1).
由
得3x2-10x+3=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=,
所以|AB|=x1+x2+2=.
14.已知抛物线x2=4y的焦点为F,准线为l,P为抛物线上一点,过P作PA⊥l于点A,当∠AFO=30°(O为坐标原点)时,|PF|=________.
答案
解析 设l与y轴的交点为B,在Rt△ABF中,∠AFB=30°,|BF|=2,所以|AB|=.设P(x0,y0),则x0=±,代入x2=4y中,得y0=,从而|PF|=|PA|=y0+1=.
15.长为2的线段AB的两个端点在抛物线y2=x上滑动,则线段AB的中点M到y轴距离的最小值是________.
答案
解析
设抛物线y2=x的焦点为F,准线为l,点A,B,M在l上的射影分别为点C,D,N,连接AC,BD,MN,如图.由梯形的中位线定理,可得|MN|=(|AC|+|BD|).连接AF,BF,根据抛物线的定义得|AF|=|AC|,|BF|=|BD|.根据平面几何知识,可得|AF|+|BF|≥|AB|,当且仅当点F在AB上时取等号,∴|AC|+|BD|≥|AB|=2,∴|MN|=(|AC|+|BD|)≥|AB|=1.
设点M的横坐标为a,抛物线y2=x的准线方程为x=-,则|MN|=a+≥1,解得a≥.
因此,当且仅当线段AB为经过抛物线焦点的弦时,AB的中点M到y轴的距离最小,最小值为.
16.(课标全国Ⅲ)已知点M(-1,1)和抛物线C:y2=4x,过C的焦点且斜率为k的直线与C交于A,B两点.若∠AMB=90°,则k=________.
答案 2
解析 方法一:由题意知抛物线的焦点为(1,0),则过C的焦点且斜率为k的直线方程为y=k(x-1)(k≠0),由消去y得k2(x-1)2=4x,即k2x2-(2k2+4)x+k2=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=1.由消去x得y2=4,即y2-y-4=0,则y1+y2=,y1y2=-4,由∠AMB=90°,得·=(x1+1,y1-1)·(x2+1,y2-1)=x1x2+x1+x2+1+y1y2-(y1+y2)+1=0,将x1+x2=,x1x2=1与y1+y2=,y1y2=-4代入,得k=2.
方法二:设抛物线的焦点为F,A(x1,y1),B(x2,y2),则所以y12-y22=4(x1-x2),则k==,取AB的中点M′(x0,y0),连接MM′,分别过点A,B作准线x=-1的垂线,垂足分别为A′,B′.又∠AMB=90°,点M在准线x=-1上,所以|MM′|=|AB|=(|AF|+|BF|)=(|AA′|+|BB′|).又M′为AB的中点,所以MM′平行于x轴,且y0=1,所以y1+y2=2,所以k=2.
三、解答题
17.抛物线y2=2px(p>0)有一个内接直角三角形,直角顶点是原点,一条直角边所在直线方程为y=2x,斜边长为5,求此抛物线方程.
答案 y2=4x
解析 设抛物线y2=2px(p>0)的内接直角三角形为Rt△AOB,直角边OA所在直线方程为y=2x,则另一直角边所在直线方程为y=-x.
解方程组可得点A的坐标为.
解方程组可得点B的坐标为(8p,-4p).
∵|OA|2+|OB|2=|AB|2,且|AB|=5,∴+(64p2+16p2)=325.
∴p=2,∴所求的抛物线方程为y2=4x.
18.(全国卷Ⅰ)已知抛物线C:y2=3x的焦点为F,斜率为的直线l与C的交点为A,B,与x轴的交点为P.
(1)若|AF|+|BF|=4,求l的方程;
(2)若=3,求|AB|.
解 设直线l:y=x+t,A(x1,y1),B(x2,y2).
(1)由题设得F,
故|AF|+|BF|=x1+x2+.
又|AF|+|BF|=4,所以x1+x2=.
由可得9x2+12(t-1)x+4t2=0,
则x1+x2=-.
从而-=,解得t=-.
所以l的方程为y=x-.
(2)由=3可得y1=-3y2.
由可得y2-2y+2t=0,
所以y1+y2=2,从而-3y2+y2=2,
故y2=-1,y1=3.
代入C的方程得x1=3,x2=,
即A(3,3),B.
故|AB|=.
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