内容正文:
第十一单元 抛物线及其方程
B卷 能力提升卷
一、单选题
1.抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
【详解】设抛物线的焦点到准线的距离为,则,且抛物线的焦点在轴正半轴上,
所以抛物线的准线方程为.故选:C.
2.抛物线上一点到其焦点的距离为6,则的值为( )
A. B. C.-8 D.-4
【详解】因为,所以,其准线方程为,
根据抛物线定义,得,解得.故选:A
3.抛物线的焦点到双曲线的渐近线的距离为( )
A. B. C. D.
【详解】由,得焦点坐标为,又双曲线渐近线方程为,
即,则由点到直线的距离公式得.故选:A.
4.已知为坐标原点,为抛物线的焦点,点在上,且,则( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【详解】由抛物线的定义,知,又,,所以,即,
由点在上,得,结合,解得.故选:C
5.清代青花瓷盖碗是中国传统茶文化的器物载体,具有“温润”“淡远”“清新”的特征.如图,已知碗体和碗盖的内部均近似为抛物线形状,碗盖深为,碗盖口直径为,碗体口直径为,碗体深,则盖上碗盖后,碗盖内部最高点到碗底的垂直距离为(碗和碗盖的厚度忽略不计)( )
A. B. C. D.
【详解】以碗体的最低点为原点,向上方向为轴,建立直角坐标系,如图所示.
设碗体的抛物线方程为(),将点代入,得,
解得,则,设盖上碗盖后,碗盖内部最高点到碗底的垂直距离为,
则两抛物线在第一象限的交点为,代入到,解得,解得.选:C
6.已知直线:3x-4y-6=0,直线:y=-2,抛物线上的动点P到直线与直线距离之和的最小值是( )
A.2 B.3 C.4 D.
【详解】抛物线的焦点坐标为F(0,1),准线方程为y=﹣1,
过P作PB垂直直线y=﹣2交y=﹣2于A,交y=﹣1于B,
由抛物线的定义得|PB|=|PF|,|PB|=|PA|﹣1
则点P到直线l1与直线l2距离之和|PC|+|PA|=|PB|+1+|PC|=|PF|+|PC|+1≥|FD|+1,
此时最小值为F到直线3x﹣4y﹣6=0的距离d=|FD|=
则抛物线x2=4y上的动点P到直线l1与直线l2距离之和的最小值是d+1=2+1=3,故选B.
7.已知抛物线的焦点与双曲线的一个焦点重合,过的直线与交于点A,B,且与的准线交于点,若且,则的值为( )
A. B.2 C.3 D.4
【详解】双曲线的焦点坐标为,依题意,得的焦点为,所以,解得.如图,设准线与轴的交点为,过作,过作,垂足分别为,则.
根据抛物线定义知,,设,,
因为,所以,即,得,所以,所以,因为,所以,即,解得.故选:C.
8.抛物线有这样一个重要性质:从焦点发出的光线经过抛物线上一点(不同于抛物线的顶点)反射后,反射光线平行于抛物线的对称轴.若抛物线()的焦点为F,从点F发出的光线经过抛物线上点M反射后,其反射光线过点,且,则△FMN的面积为( )
A. B. C. D.
【详解】由抛物线的对称轴为轴,得轴,
设抛物线的准线与轴交于点,反向延长交抛物线的准线于点,则,
由抛物线的定义得,由,得,
因此为等边三角形,在直角中,,,
于是,从而,
所以的面积为.故选:A
二、多选题
9.已知抛物线的焦点为,点在抛物线上,若,O为坐标原点,则( )
A. B. C. D.的坐标为
【详解】A:由抛物线的定义,得,所以,对;
B:因为点在抛物线上,所以,所以,错;
C:,对;D:由抛物线,可得,错;故选:AC
10.已知直线过抛物线的焦点,且与抛物线交于两点,过两点分别作抛物线准线的垂线,垂足分别为,则下列结论正确的是( )
A.抛物线的方程为 B.线段的长度为
C. D.线段的中点到轴的距离为
【详解】由题意,不妨设点A在B点上方,直线与x轴交点,
又经过的焦点,可得,即抛物线方程为,A正确.
由,可得,解得或,
可得交点分别为,所以或4,B错误.
由上,若,可知,
可得,则,即,C正确.
由上,线段的中点为,则线段的中点到轴的距离为,D错误.故选:AC
11.已知曲线上的动点到点的距离比其到直线的距离小1,过点的直线交曲线于A,B两点,则下列说法正确的是( )
A.的最小值为4
B.设,则周长的最小值为4
C.以为直径的圆与直线相切
D.若,则直线的斜率为或
选项
正误
原因
A
√
依题意,曲线是以为焦点,直线为准线的抛物线,设其方程为,则,曲线的方程为.因为为过焦点的弦长,所以的最小值为通径长,又通径长为,故的最小值为4.
B
×
如图,不妨设点A在点的上方,过点A作准线的垂线,垂足为,交轴于点,根据抛物线的定义可得,所以的周长为.由图可知,当A,E与点等高时,有最小值,最小值为到准线的距离,其值为,所以,即周长的最小值是.
C
√
由A知,直线是抛物线的准线.如B中图,点A在点上方时,取AB的中点为,过点作准线的垂线,垂足为,过作准线的垂线,垂足为.则,是梯形的中位线,由抛物线的定义可得,,所以,所以以AB为直径的圆与直线相切.同理,点A在点下方时,也可证得以AB为直径的圆与直线相切.
D
√
设,,因为,所以,易知直线AB的斜率不为0,设其方程为,与抛物线联立,消去得,易知,,,与联立可得,,则,解得,,所以直线AB的斜率.
故选:ACD.
三、填空题
12.已知抛物线C:的焦点为F,准线为l,过坐标原点作直线交于点(异于点),过作的垂线,垂足为,若,则直线的方程为 .
【详解】连接,因为,
所以是以为顶角的等腰三角形.设点,因为,
所以,所以.则,所以直线的方程为.
13.古希腊的几何学家用一个不过顶点的平面去截一个圆锥,将所截得的不同的截口曲线统称为圆锥曲线.如图所示的圆锥中,AB为底面圆的直径,为PB的中点,某同学用平行于母线PA且过点的平面去截圆锥,所得截口曲线为抛物线.若该圆锥的高,底面半径,则该抛物线的焦点到准线的距离为 .
【详解】因为为底面圆的直径,,,,所以,则,
所以,则都是等腰直角三角形.
因为M是PB的中点,O是AB的中点,则,,
截圆锥平面平行于母线PA且过母线PB中点M,故O在截面上,
根据对称性可知抛物线的对称轴为,焦点在上,
建立以M为原点,为x轴,过M点的垂线为y轴,
设抛物线与底面交点为E,则,设抛物线为,则,解得,即该抛物线焦点到准线的距离为p,即为.故答案为:
14.已知抛物线方程为,F为焦点,P为抛物线准线上一点,Q为线段PF与抛物线的交点,定义:.已知点,则 ;设点,若恒成立,则k的取值范围为 .
【详解】如图所示,过点Q作抛物线准线的垂线QE,垂足为点E,
设,则为锐角,
设抛物线的准线与x轴的交点为M,则,
由抛物线的定义可知,,
因为,所以,所以,
当点P的坐标为时,,则,此时.
当点时,若恒成立,
则,,所以.故答案为:4;
四、解答题-问答题
15.已知,是抛物线上的两点.
(1)求的方程及其准线方程;
(2)已知是抛物线上两点,为坐标原点,若,且的垂心恰是此抛物线的焦点,求直线的方程.
【详解】(1),是抛物线上的两点,
,则,解得.
当时,,解得,不合题意;
当时,,解得.
所以的方程为,其准线方程为;
(2)由抛物线的对称性,结合知两点关于轴对称,如图,设点,则点.
是的垂心,,则,即,
,又,,则.直线的方程为.
16.已知抛物线的焦点与椭圆的右焦点重合.
(1)求抛物线的方程;
(2)如图,若过点的直线与抛物线交于不同的两点A,B,O为坐标原点,证明:.
【详解】(1)设椭圆的长半轴为,短半轴为,半焦距为,
,又,,该椭圆的右焦点为,
又抛物线的焦点为,所以,解得,故抛物线的方程为.
(2)直线过点且与抛物线交于不同的两点,故直线的 斜率不为,设直线的方程为,
联立,得,即,方程的判别式,
设,,则,,由根与系数的关系得,
因为,,所以,.
17.如图,地在地东偏北45°方向相距处,且与东西方向的高铁线(近似看成直线)相距4km.已知曲线形公路上任意一点到地的距离等于到的距离,现要在公路旁建造一个变电房(变电房与公路之间的距离忽略不计).
(1)试建立适当的平面直角坐标系,求公路所在曲线的方程.
(2)问:变电房应建在相对地的什么位置(方位和距离),才能使得从到两地架设电路所用电线长度最短?并求出最短长度.
【详解】(1)如图,取经过点且垂直于的直线为轴,垂足为,并使原点与线段的中点重合,
建立平面直角坐标系,则,.
方法一 因为公路上任意一点到地的距离等于到直线的距离,
所以所在的曲线是以为焦点,以为准线的抛物线.
设抛物线方程为,则,所以公路所在曲线的方程为;
方法二 设公路所在曲线上任意一点,则,
故,化简得,所以公路所在曲线的方程为;
(2)要使架设电线长度最短,即最小.过作,垂足为,
如图,所以,
当三点共线时,最小,即取得最小值,
此时,位于地正南方且与地相距处,
所用电线最短长度为km.
18.已知抛物线,过焦点的直线与抛物线交于两点,当直线的倾斜角为时,.
(1)求抛物线的标准方程和准线方程;
(2)记为坐标原点,直线分别与直线交于点,求证:以为直径的圆过定点,并求出定点坐标.
【详解】(1)由已知可得,抛物线的焦点坐标为,直线的方程为,
联立,消得,恒成立,
设,,由韦达定理可得,则,所以,
所以抛物线的方程为,准线方程为.
(2)由(1)得,依题意可设直线,联立,消得,
恒成立,则,,又,,
令,则,即,同理可得,设圆上任意一点为,
因为为直径,所以,
所以,即,
整理可得,
令,可得或,
所以以为直径的圆过定点,定点坐标为或.
19.如图,抛物线的焦点为F(1,0),E是抛物线的准线与x轴的交点,直线AB经过焦点F且与抛物线交于A,B两点,直线AE,BE分别交y轴于M,N两点,记,的面积分别为.
(1)求抛物线C的标准方程;
(2)是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由;
(3)求的最小值.
【详解】解:(1)∵抛物线的焦点为,∴,
∴抛物线方程为;
(2)由已知可得,,
由于直线AB的斜率不可能为0,故可设,
联立,消去x并整理得:,
设,,则,.
所以,,
而,
所以(定值);
(3)直线,可得,同理,
∴,
即,
∴,
令则,
由对勾函数的性质知在上是增函数,在上是增函数,所以时,,此时.
故的最小值是5,此时直线轴.
试卷第1页,共3页
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第十一单元 抛物线及其方程
B卷 能力提升卷
一、单选题
1.抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
2.抛物线上一点到其焦点的距离为6,则的值为( )
A. B. C.-8 D.-4
3.抛物线的焦点到双曲线的渐近线的距离为( )
A. B. C. D.
4.已知为坐标原点,为抛物线的焦点,点在上,且,则( )
A.1 B.2 C.4 D.8
5.清代青花瓷盖碗是中国传统茶文化的器物载体,具有“温润”“淡远”“清新”的特征.如图,已知碗体和碗盖的内部均近似为抛物线形状,碗盖深为,碗盖口直径为,碗体口直径为,碗体深,则盖上碗盖后,碗盖内部最高点到碗底的垂直距离为(碗和碗盖的厚度忽略不计)( )
A. B. C. D.
6.已知直线:3x-4y-6=0,直线:y=-2,抛物线上的动点P到直线与直线距离之和的最小值是( )
A.2 B.3 C.4 D.
7.已知抛物线的焦点与双曲线的一个焦点重合,过的直线与交于点A,B,且与的准线交于点,若且,则的值为( )
A. B.2 C.3 D.4
8.抛物线有这样一个重要性质:从焦点发出的光线经过抛物线上一点(不同于抛物线的顶点)反射后,反射光线平行于抛物线的对称轴.若抛物线()的焦点为F,从点F发出的光线经过抛物线上点M反射后,其反射光线过点,且,则△FMN的面积为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.已知抛物线的焦点为,点在抛物线上,若,O为坐标原点,则( )
A. B. C. D.的坐标为
10.已知直线过抛物线的焦点,且与抛物线交于两点,过两点分别作抛物线准线的垂线,垂足分别为,则下列结论正确的是( )
A.抛物线的方程为 B.线段的长度为
C. D.线段的中点到轴的距离为
11.已知曲线上的动点到点的距离比其到直线的距离小1,过点的直线交曲线于A,B两点,则下列说法正确的是( )
A.的最小值为4
B.设,则周长的最小值为4
C.以为直径的圆与直线相切
D.若,则直线的斜率为或
三、填空题
12.已知抛物线C:的焦点为F,准线为l,过坐标原点作直线交于点(异于点),过作的垂线,垂足为,若,则直线的方程为 .
13.古希腊的几何学家用一个不过顶点的平面去截一个圆锥,将所截得的不同的截口曲线统称为圆锥曲线.如图所示的圆锥中,AB为底面圆的直径,为PB的中点,某同学用平行于母线PA且过点的平面去截圆锥,所得截口曲线为抛物线.若该圆锥的高,底面半径,则该抛物线的焦点到准线的距离为 .
14.已知抛物线方程为,F为焦点,P为抛物线准线上一点,Q为线段PF与抛物线的交点,定义:.已知点,则 ;设点,若恒成立,则k的取值范围为 .
四、解答题-问答题
15.已知,是抛物线上的两点.
(1)求的方程及其准线方程;
(2)已知是抛物线上两点,为坐标原点,若,且的垂心恰是此抛物线的焦点,求直线的方程.
16.已知抛物线的焦点与椭圆的右焦点重合.
(1)求抛物线的方程;
(2)如图,若过点的直线与抛物线交于不同的两点A,B,O为坐标原点,证明:.
17.如图,地在地东偏北45°方向相距处,且与东西方向的高铁线(近似看成直线)相距4km.已知曲线形公路上任意一点到地的距离等于到的距离,现要在公路旁建造一个变电房(变电房与公路之间的距离忽略不计).
(1)试建立适当的平面直角坐标系,求公路所在曲线的方程.
(2)问:变电房应建在相对地的什么位置(方位和距离),才能使得从到两地架设电路所用电线长度最短?并求出最短长度.
18.已知抛物线,过焦点的直线与抛物线交于两点,当直线的倾斜角为时,.
(1)求抛物线的标准方程和准线方程;
(2)记为坐标原点,直线分别与直线交于点,求证:以为直径的圆过定点,并求出定点坐标.
19.如图,抛物线的焦点为F(1,0),E是抛物线的准线与x轴的交点,直线AB经过焦点F且与抛物线交于A,B两点,直线AE,BE分别交y轴于M,N两点,记,的面积分别为.
(1)求抛物线C的标准方程;
(2)是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由;
(3)求的最小值.
试卷第1页,共3页
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