内容正文:
专题08 直线与抛物线的位置关系十一种考法
题型一:直线与抛物线的位置关系的判定
题型二:利用直线与抛物线的位置关系求参数(值)范围
题型三:抛物线的弦长问题
题型四:抛物线中的切点弦问题
题型五:抛物线的“中点弦”和”焦点弦问题”问题
题型六:抛物线中的三角形(四边形)面积问题
题型七:抛物线中的定点问题
题型八:抛物线中的定值问题
题型九:抛物线中的定直线问题
题型十:抛物线中的存在性问题
题型十一:与其他章节的融合
题型一:直线与抛物线的位置关系的判定
1.直线与抛物线的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不能确定
2.已知直线与抛物线只有一个公共点,则直线与抛物线的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.相交或相切
3.抛物线的焦点为F,A为准线上一点,则线段FA的中垂线与抛物线的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.以上都有可能
4.直线与抛物线的公共点的个数为________个
5.已知抛物线方程,过点的直线与抛物线只有一个交点,这样的直线有______条
题型二:利用直线与抛物线的位置关系求参数(值)范围
6.“”是“直线与抛物线只有一个公共点”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
7.直线与抛物线有且只有一个公共点,则,满足的条件是( )
A. B.,
C., D.或
8.写出与椭圆和抛物线都相切的一条直线的方程为 .
9.设抛物线的准线与轴交于点,若过点的直线与抛物线有公共点,则直线的斜率的取值范围是________________
10.已知抛物线C的方程为,过点和点的直线l与抛物线C没有公共点,则实数t的取值范围是_______________
题型三:抛物线的弦长问题
11.已知抛物线焦点为,过的直线与抛物线交于两点(点在第一象限),其准线与轴交于点,若线段的垂直平分线恰好过,则( )
A. B. C. D.2
12.已知点F为抛物线的焦点,过点F且倾斜角为的直线与抛物线交于A、B两点,则等于( )
A.16 B.6 C. D.4
13.已知抛物线C的焦点为F,过F的直线l与C交于A,B两点,过F且垂直于l的直线与C的准线交于点D.若,则( )
A. B. C.8 D.16
14.已知抛物线的焦点为,过点的直线与交于两点,若,则___________
15.已知抛物线的焦点是圆的圆心,过点的直线,自上而下顺次与上述两曲线交于点,则的取值范围为 .
16.已知抛物线的焦点为F,点在抛物线上,且.
(1)求抛物线C的方程.
(2)已知过点F的直线交抛物线C于两点,的面积为,求直线的方程.
题型四:抛物线中的切点弦问题
17.已知抛物线:,直线与抛物线交于两点,过两点分别作抛物线的两条切线交于点,若为正三角形,则的值为( )
A. B. C. D.
18.已知点是抛物线准线上的一点,过点作的两条切线,切点分别为,则原点到直线距离的最大值为( )
A. B. C. D.1
19.已知抛物线:,过直线:上的动点可作的两条切线,记切点为,则直线( )
A.斜率为2 B.斜率为 C.恒过点 D.恒过点
20.设点()是抛物线上任意一点,过点作抛物线的两条切线,分别交抛物线于点和点,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.直线与抛物线相切
21.若过点的直线与抛物线交于B,C两点,以B,C为切点分别作的两条切线,则两条切线的交点的轨迹方程为 .
22.已知抛物线的焦点也是椭圆的一个焦点,过的直线交于两点.
(1)求抛物线的方程:
(2)求证:抛物线在两点处的切线互相垂直;
(3)设为线段的中点,以线段为直径的圆交抛物线在处的切线于点,试判断是否为定值,并证明你的结论.
23.已知抛物线的焦点为,点在上,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点作圆的两条切线,且分别与相交于点,(异于点).
(ⅰ)若,求.面积;
(ⅱ)证明:直线过定点.
24.已知点、在抛物线上,为原点,且是以为斜边的等腰直角三角形,斜边长为.
(1)求抛物线的方程;
(2)若点在圆上,过点分别作的直线、与抛物线相切于、两点,求的取值范围.
题型五:抛物线的“中点弦”和”焦点弦问题”问题
25.抛物线 ()的准线方程为,过C的焦点作斜率为的直线与 交于,两点,则( )
A. B. C. D.
26.过抛物线的焦点的直线交于两点(点在点上方),若,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
27.过点的直线与抛物线相交于两点,若恰为的中点,则线段的长为 .
28.已知椭圆的焦距为,抛物线的焦点是的一个顶点.
(1)求抛物线的标准方程:
(2)若直线与交于两点,且点为线段的中点.
(i)求直线的方程;
(ii)若为坐标原点,求的面积.
29.已知抛物线的焦点为F,过点F的直线l与C交于A,B两点(其中点A在第一象限),点A到抛物线C的准线的距离为.
(1)求直线l的斜率;
(2)若,求的值.
题型六:抛物线中的三角形(四边形)面积问题
30.已知抛物线,过焦点的直线与抛物线交于两点(在第一象限)且(为坐标原点),则当时,的面积为( )
A. B. C. D.
31.如图,抛物线的焦点为,过点且斜率为1的直线交抛物线于两点,线段的中点为,其垂直平分线交轴于点轴于点,则四边形的面积等于( )
A.12 B.8 C.6 D.7
32.(多选)设抛物线的焦点为,直线与抛物线相交于,两点,与轴交于点,,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.与的面积之比为
33.在平面直角坐标系中,已知抛物线的焦点为,准线为直线,过点的直线与相交于,两点,则面积的最小值为_____
34.已知抛物线 的焦点为 ,过 且斜率为的直线与抛物线交于、两点(在轴上方),过点、作准线的垂线,垂足分别为、 线段中点为, 四边形和四边形的面积分别记为,则_____________
35.已知倾斜角为的直线经过抛物线的焦点,且与交于不同的两点,过分别作直线的垂线,垂足分别为,若梯形的面积为,则____________
36.如图,已知直线与抛物线交于、两点,且,于点.
(1)求直线的方程;
(2)求的面积.
题型七:抛物线中的定点问题
37.已知抛物线C:内有一点,过点A作直线l与该抛物线交于P、Q两点,经过点和点Q的直线与该抛物线交于另一点T,则直线PT过定点的坐标为( )
A. B. C. D.
38.已知点,是平面上一动点,以为直径的圆与轴相切,设动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的轨迹方程;
(2)已知点,为不过点的直线与曲线的交点,直线的斜率记为,直线的斜率记为,若,求证:直线过定点,并求出定点坐标.
39.设抛物线:,F是其焦点,已知抛物线上一点,且
(1)求该抛物线的方程;
(2)过点F作两条互相垂直的直线和,分别交曲线C于点A,B和K,N.设线段AB,KN的中点分别为P,Q,求证:直线恒过一个定点.
40.已知抛物线的焦点为,点在拋物线上,且的面积为(为坐标原点).
(1)求抛物线的标准方程;
(2)点、是抛物线上异于原点的两点,直线、的斜率分别为、,若,求证:直线恒过定点.
41.已知直线与抛物线交于两点,且分别在第一、二象限,为线段的中点.设在点处的切线交于点,为曲线段(不含端点)上一点,在点处的切线与直线分别交于点.
(1)证明:直线轴;
(2)设的外接圆为圆,问:圆是否过定点(点除外)?若过定点,求出定点坐标;不过定点,请说明理由.
题型八:抛物线中的定值问题
42.已知点是抛物线:上的一点,点,是上异于点的不同的两点.
(1)求的标准方程;
(2)若直线,的斜率互为相反数,求证:直线的斜率为定值,并求出此定值.
43.已知抛物线的焦点为.
(1)求的方程;
(2)若过点的直线与抛物线交于,两点.是否为定值?若为定值,求出此定值;若不为定值,请说明理由.
44.已知抛物线的焦点为F,点在C上,且,其中O为坐标原点,过点的直线l与C相交.
(1)求C的方程;
(2)若l与C仅有一个公共点且斜率存在,求l的斜率;
(3)若l与C交于M,N两点,记直线OM与直线ON的斜率分别为,,证明:为定值,并求出该定值.
45.已知直线与抛物线交于两点,且分别在第一、二象限,为线段的中点.设在点处的切线交于点,为曲线段(不含端点)上一点,在点处的切线与直线分别交于点.
(1)证明:直线轴;
(2)四边形的面积为定值;
46.已知直线与抛物线交于,两点,且,过椭圆的右顶点的直线交于抛物线于,两点.
(1)求抛物线的方程;
(2)若P为上一点,PA,PB与x轴相交于M,N两点,问M,N两点的横坐标的乘积是否为定值?如果是定值,求出该定值,否则说明理由;
题型九:抛物线中的定直线问题
47.已知抛物线:.
(1)过抛物线的焦点,且斜率为的直线交抛物线于,两点,求;
(2)直线过点且与抛物线交于,两点,过,分别作抛物线的切线,这两条切线交于点.证明:点在定直线上.
48.已知抛物线的焦点为,设动点的坐标为.
(1)若,求过点与抛物线有且只有一个公共点的直线方程;
(2)设过动点的两条直线均与相切,且的斜率分别为,满足.证明:动点在一条定直线上.
49.抛物线的焦点为,过的直线交抛物线于,两点,在处的切线与在处的切线交于点.
(1)求抛物线的方程;
(2)证明:点在定直线上
50.已知抛物线,过点的直线与交于不同的两点.当直线的倾斜角为时,.
(1)求的方程;
(2)在线段上取异于点的点,且满足,试问是否存在一条定直线,使得点恒在这条定直线上?若存在,求出该直线;若不存在,请说明理由.
题型十:抛物线中的存在性问题
51.已知抛物线的焦点为F,直线l与抛物线C交于,两点,,点O为坐标原点,.
(1)求抛物线C的方程;
(2)证明:直线l过定点,并求出该定点坐标;
(3)若点,直线AQ,BQ分别与抛物线C相交于M,N两点异于A,B两点,记的面积为,记的面积为,试判断是否为定值,若为定值,则求出此定值;若不为定值,请说明理由.
52.已知圆,一动圆与直线相切且与圆外切.
(1)求动圆圆心的轨迹的方程;
(2)若经过定点的直线与曲线交于,两点,是的中点,过作轴的平行线与曲线相交于点,试问是否存在直线使得?若存在,求出直线的方程.
53.已知直线与抛物线交于,两点,且,过椭圆的右顶点的直线交于抛物线于,两点.
(1)求抛物线的方程;
(2)若射线OA,OB分别与椭圆C交于点D,E,点O为原点,,的面积分别为,,问是否存在直线l使?若存在求出直线l的方程,若不存在,请说明理由.
54.在平面直角坐标系中,曲线的点均在圆外,且对上任意一点,点到直线的距离比点到点的距离小1.
(1)求曲线的方程;
(2)若直线上一动点,过点作圆的两条切线,切点分别为,求四边形面积的最小值;
(3)设为直线上一动点,过点作圆的两条切线,分别与曲线相交于点和.探究:点的纵坐标之积是否为定值?若是定值,请求出定值;若不是定值,请说明理由.
题型十一:与向量融合
55.已知O为坐标原点,抛物线上一点到其焦点和准线的距离之和为4,过C的焦点F的直线交C于P,Q两点.当时,的值为( )
A. B. C. D.
56.抛物线的焦点为,为其准线上任意一点,过点作的两条切线,切点为(点与在抛物线同侧),则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.
57.在平面直角坐标系中,已知抛物线的焦点为,过点的直线与抛物线交于两点,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
58.已知M为抛物线G:上的动点,P,Q为圆C:上的两个不同点,若MP,MQ均与圆C相切,则的最小值为( )
A. B. C. D.3
59.已知抛物线的焦点为;直线与抛物线的交点为,,且直线斜率为.
(1)若;求的方程;
(2)若直线与轴的交点为,,求.
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专题08 直线与抛物线的位置关系十一种考法
题型一:直线与抛物线的位置关系的判定
题型二:利用直线与抛物线的位置关系求参数(值)范围
题型三:抛物线的弦长问题
题型四:抛物线中的切点弦问题
题型五:抛物线的“中点弦”和”焦点弦问题”问题
题型六:抛物线中的三角形(四边形)面积问题
题型七:抛物线中的定点问题
题型八:抛物线中的定值问题
题型九:抛物线中的定直线问题
题型十:抛物线中的存在性问题
题型十一:与其他章节的融合
题型一:直线与抛物线的位置关系的判定
1.直线与抛物线的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不能确定
【答案】A
【分析】直线过定点,在抛物线内部,即可得出结论.
【解析】直线过定点,
∵,
∴在抛物线内部,
∴直线与抛物线相交,
故选:A.
2.已知直线与抛物线只有一个公共点,则直线与抛物线的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.相交或相切
【答案】D
【分析】根据直线和抛物线只有一个公共点确定正确答案.
【解析】直线与抛物线的对称轴平行或与抛物线相切时有一个公共点,
所以D选项正确.
故选:D.
3.抛物线的焦点为F,A为准线上一点,则线段FA的中垂线与抛物线的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.以上都有可能
【答案】B
【分析】求出直线AF的中垂线方程,代入,可得,即可得出结论.
【解析】设,,则的中点坐标为,,
所以中垂线的斜率为,
所以直线的中垂线方程为,代入,可得,
∴,∵线段FA的中垂线与抛物线相切.
故选:B.
4.直线与抛物线的公共点的个数为________个
【答案】1
【分析】因为直线与抛物线的对称轴平行,即可得出答案.
【解析】因为直线与抛物线的对称轴平行,
故直线与抛物线只有一个公共点.
故答案为:1.
5.已知抛物线方程,过点的直线与抛物线只有一个交点,这样的直线有______条
【答案】3
【分析】考虑直线斜率存在:,和不存在三种情况,讨论即可得解.
【解析】因为点不在抛物线上,易知当直线斜率不存在时,直线方程为,满足题意;
当直线斜率时,易知满足条件;
当直线斜率存在且时,设直线方程为,
由,整理得到,
由,解得.
综上所述:满足条件的直线有条.
故答案为:3
题型二:利用直线与抛物线的位置关系求参数(值)范围
6.“”是“直线与抛物线只有一个公共点”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】联立直线与抛物线的方程,可得,分和,讨论方程只有一个解可得或,再由充分条件和必要条件的定义即可得出答案.
【解析】若直线与抛物线只有一个公共点,
则方程只有一个解,
即方程只有一个解,
当时,恒有一个解;
当时,,得,此时方程只有一个解.
即直线与抛物线只有一个公共点,可得或,
故“”是“直线与抛物线只有一个公共点”的充分不必要条件,
故选:A.
7.直线与抛物线有且只有一个公共点,则,满足的条件是( )
A. B.,
C., D.或
【答案】D
【分析】当时,直线符合题意;当时,联立直线与抛物线方程消去,得关于的一元二次方程,由即可得 ,的关系,进而可得正确答案.
【解析】当时,直线与抛物线有且只有一个公共点,符合题意;
当时,由可得:,
若直线与抛物线有且只有一个公共点,
则,整理可得:,所以,
综上所述:或,
故选:D.
8.写出与椭圆和抛物线都相切的一条直线的方程为 .
【答案】或.
【分析】设出公切线方程并分别于椭圆和抛物线联立,解方程组即可得出切线方程.
【解析】由已知,公切线斜率不为0,
设公切线方程为.
联立,
其判别式,
即,①
联立. .
其判别式,②
联立①②,解得,
所以椭圆和抛物线的公切线方程为或.
故答案为:或.
9.设抛物线的准线与轴交于点,若过点的直线与抛物线有公共点,则直线的斜率的取值范围是________________
【答案】
【分析】联立直线与抛物线方程,根据方程有根,判别式大于等于0即可求解.
【解析】∵,∴,
根据题意可知过点的直线有斜率,故设过点的直线l方程为.
∵l与抛物线有公共点,,∴方程组 有解,
即有解.∴即1.
∴或,
当 时,显然符合题意,故
故答案为:
10.已知抛物线C的方程为,过点和点的直线l与抛物线C没有公共点,则实数t的取值范围是_______________
【答案】
【分析】首先求直线的方程,与抛物线方程联立,利用,即可求解的取值范围.
【解析】当时,直线,与抛物线有交点,所以,
设直线的方程为,
联立直线与抛物线方程,得,消元整理,得,
由于直线与抛物线无公共点,即方程无解,故有,解得或.
故答案为:
题型三:抛物线的弦长问题
11.已知抛物线焦点为,过的直线与抛物线交于两点(点在第一象限),其准线与轴交于点,若线段的垂直平分线恰好过,则( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【分析】设直线l的方程为,将其代入抛物线方程,设,由韦达定理得,写出线段的垂直平分线方程,代入,化简得,结合可求得,从而可得,利用求出结果.
【解析】抛物线焦点为,准线,点,
由题意直线l的斜率存在,设直线l的方程为,,
将其代入抛物线方程,得:,
则,
设,由韦达定理得:,
线段的中点坐标为,垂直平分线的斜率为.
线段的垂直平分线方程为:,即,
代入,化简得:,
结合,得:,
则,
则,
.
故选:A.
12.已知点F为抛物线的焦点,过点F且倾斜角为的直线与抛物线交于A、B两点,则等于( )
A.16 B.6 C. D.4
【答案】C
【分析】求出焦点坐标,点斜式求出直线的方程,代入抛物线的方程利用根与系数的关系,由弦长公式求得.
【解析】由题意可得,抛物线的焦点,
由直线的斜角为,可知直线AB的斜率为,
∴直线AB的方程为,
设,
联立方程,可得,解得,
由抛物线的定义可知,.
故选:C.
13.已知抛物线C的焦点为F,过F的直线l与C交于A,B两点,过F且垂直于l的直线与C的准线交于点D.若,则( )
A. B. C.8 D.16
【答案】B
【分析】令,设,若,即,联立抛物线与直线,并应用韦达定理及已知得,进而确定坐标,结合得,即可求弦长.
【解析】令,则,可设,若,即,
联立抛物线和直线,可得,则,,
而,即,故,,
所以,则,可得,故,,
所以,则,,
由上,联立,可得,即,
所以,可得,故,
所以.
故选:B.
14.已知抛物线的焦点为,过点的直线与交于两点,若,则___________
【答案】
【分析】设直线的方程为,将直线的方程与抛物线的方程联立,写出韦达定理得到,进而得到,再利用焦半径公式得到,求解出,最后再利用焦半径公式求值即可.
【解析】由题意可知,抛物线的焦点为,设直线的方程为,
将直线的方程与抛物线的方程联立,设,且,
,消去x得,
由韦达定理得,则,
由焦半径公式得,,
因为,所以,
联立方程组,解得或(舍去),
则,故D正确.
故答案为:.
15.已知抛物线的焦点是圆的圆心,过点的直线,自上而下顺次与上述两曲线交于点,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据圆心求得,设出直线的方程,利用弦长公式求得表达式,进而求得其取值范围.
【解析】圆的圆心为,半径为,
所以,抛物线方程为,
设直线的方程为,
由,消去并化简得,
所以,所以,
所以,
所以的取值范围为.
故答案为:.
16.已知抛物线的焦点为F,点在抛物线上,且.
(1)求抛物线C的方程.
(2)已知过点F的直线交抛物线C于两点,的面积为,求直线的方程.
【答案】(1);(2)或
【分析】(1)根据抛物线定义列式求出,得解;
(2)法1,设直线的方程为,与抛物线联立方程组,得,求得,根据三角形的面积列方程,求得,也即求得直线的方程,法2,前面同法1,由,求得,得解.
【解析】(1)依题意,点在抛物线上,且,
所以,
所以抛物线方程为.
(2)法1:抛物线方程为,焦点坐标为,
设直线的方程为,,
由,消去并化简整理得,
,则,,
则,
所以.
原点到直线的距离为,
所以,
解得,
所以直线的方程为或,即或.
法2:
解得,
所以直线的方程为或,即或.
题型四:抛物线中的切点弦问题
17.已知抛物线:,直线与抛物线交于两点,过两点分别作抛物线的两条切线交于点,若为正三角形,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】可得关于轴对称,且轴,则两条切线的交点在轴上,设,,可设,联立抛物线得,从而将代入直线与抛物线,即可得的值.
【解析】
由题意可得关于轴对称,且轴,则两条切线的交点在轴上,
设,
因为为正三角形,不妨取,则,
联立,可得,
则,可得,
所以,代入,可得,
又,联立解得.
故选:C.
18.已知点是抛物线准线上的一点,过点作的两条切线,切点分别为,则原点到直线距离的最大值为( )
A. B. C. D.1
【答案】D
【分析】设,且,联立方程组,根据,求得,得到,同理可得,结合和,两种情况求得原点到直线距离,即可求解.
【解析】由抛物线,可得焦点,准线方程为,
设,
由题意可知且的斜率存在且不为0,不妨设,
联立方程,整理得,
由直线与抛物线相切可得,解得,所以,
又因为在直线上,所以有,同理可得,
若,则,即的直线方程为,则到的距离为1;
若,则,两式联立消,可得,所以,
所以,整理得,
所以到直线距离,
综上可得,即原点到直线距离的最大值为.
故选:D.
19.已知抛物线:,过直线:上的动点可作的两条切线,记切点为,则直线( )
A.斜率为2 B.斜率为 C.恒过点 D.恒过点
【答案】D
【分析】设,求导,根据导函数几何意义得到切线方程,设,将其代入两切线方程,得到直线的方程为,得到过定点.
【解析】设,则,,
由于,故过点的切线方程为,
即,即,
同理可得过点的切线方程为,
设,过点的两切线交于点,
故,整理得,
同理,整理得,
故直线的方程为,
斜率不为定值,AB错误,当时,,恒过点,C错误,D正确.
故选:D.
20.设点()是抛物线上任意一点,过点作抛物线的两条切线,分别交抛物线于点和点,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.直线与抛物线相切
【答案】BCD
【分析】对A:借助斜率公式可表示出直线的斜率,即可表示直线的方程,联立曲线,结合相切的性质与根的判别式计算即可得;对B:同A可得,结合因式分解计算即可得;对C:将B中所得代入A中所得即可得;对D:将直线的方程与抛物线联立,可得其根的判别式,即可得解.
【解析】对A:∵直线的斜率为,
∴直线的方程为,
即,
∵,∴直线的方程为,
联立,消得:,
∵直线与抛物线相切,∴,
∴,∴选项A错误;
对B:同理可得,∴,
∵,∴
整理得,
∵,∴,∴选项B正确;
对C:由可得,
代入得,∴选项C正确;
对D:将直线的方程与抛物线联立,
同理可得,
∴直线与抛物线相切,∴选项D正确.
故选:BCD.
21.若过点的直线与抛物线交于B,C两点,以B,C为切点分别作的两条切线,则两条切线的交点的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】设出直线方程,利用韦达定理可求两条切线的交点的轨迹方程.
【解析】设的方程为,代入中,整理得,
设,则,
由题意过点的切线斜率存在且不为0,设为,
联立,得,由可得,即,
所以切线方程为,同理可得过点的切线方程为.
联立解得消去,得,
所以两条切线交点的轨迹方程为.
故答案为:.
22.已知抛物线的焦点也是椭圆的一个焦点,过的直线交于两点.
(1)求抛物线的方程:
(2)求证:抛物线在两点处的切线互相垂直;
(3)设为线段的中点,以线段为直径的圆交抛物线在处的切线于点,试判断是否为定值,并证明你的结论.
【答案】(1);(2)证明见解析;(3)为定值,证明见解析
【分析】(1)根据抛物线和椭圆焦点坐标的求法列出方程求解;
(2)设直线的方程和,然与抛物线联立,韦达定理,得出.然后求二次函数的导数,把切线的斜率表示出来即可得出答案;
(3)得出两条切线方程,然后结合题意和几何性质将需要求解的代数式表达出来,即可得出结论.
【解析】(1)易知,抛物线开口向上,且焦点坐标为,
所以椭圆的焦点也在轴上,则
由,解得:,
所以抛物线的方程为.
(2)因为直线与抛物线有两个交点,所以其斜率必存在,
设直线的方程为
由,则
对求导得,
设抛物线在两点处的切线斜率分别为,
则,
即抛物线在两点处的切线互相垂直.
(3)
解法1:由(2)可知即,
则与轴的交点坐标为,
于是
于是,
所以为定值.
解法2:设抛物线在两点的切线,切线交点为,
故,
联立解得点坐标为,
由(2)知点坐标为,且,所以 ,
故,即,
因为,所以
,
即,故在中,,
所以,即,
所以为定值.
解法3:因为,
故
,
又,所以,
,
即,
由(2)知,所以,
故,即,
所以为定值.
23.已知抛物线的焦点为,点在上,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点作圆的两条切线,且分别与相交于点,(异于点).
(ⅰ)若,求.面积;
(ⅱ)证明:直线过定点.
【答案】(1);(2);证明见解析.
【分析(1)根据焦半径公式结合题设条件可得关于的方程组,求出解后可得抛物线方程;
(2)(ⅰ)设,再根据,得出k,再联立方程得出点A,B的坐标计算得出面积;(ⅱ)设直线联立得出,根据可得,由此可证直线过定点.
【解析】(1)点在上,且.
由题意得:,解得,
所以抛物线C的方程为;
(2)(ⅰ)因为,设,
设圆心O到直线的距离为,
又因为,所以,所以,化简得出,
所以或;
联立直线与,得出, 所以;
联立直线与,得出, 所以;
所以
所以;
(ⅱ)设直线,
联立得,得,则,
的切线斜率为,
是切线,所以
即,计算得,
所以,化简得,
直线,过定点.
24.已知点、在抛物线上,为原点,且是以为斜边的等腰直角三角形,斜边长为.
(1)求抛物线的方程;
(2)若点在圆上,过点分别作的直线、与抛物线相切于、两点,求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)由题意知,、两点关于轴对称,设点在轴右侧,求出点的坐标,将点的坐标代入抛物线方程,求出的值,即可得出抛物线的方程;
(2)不妨设点、分别在第一、二象限,直线的方程为,设点、,将直线的方程与抛物线的方程联立,列出韦达定理,利用导数的几何意义求出直线、的方程,求出点的坐标,将点的坐标代入圆的方程,可得出,然后利用两角和的正切公式结合换元法、二次函数的基本性质可求得的取值范围.
【解析】(1)由题意知,、两点关于轴对称,
设点在轴右侧,则,即点,
将点的坐标代入抛物线方程可得,解得,
故抛物线的方程为.
(2)不妨设点、分别在第一、二象限,直线的方程为,
设点、,
联立得,,
由韦达定理可得,,
由得,则直线的斜率为,
所以,直线的方程为,即,
同理可知,直线的斜率为,直线的方程为,
联立直线、的方程得,
解得,则,故点,
因为点在圆上,所以,且,显然成立,
过点作轴的垂线,垂足为点,
,,
,
令,因为,则,,
所以,
令,则函数在区间上单调递增,在上单调递减,
故当时,取最小值,且最小值为,
当时,取最大值,且最大值为.
因此,的取范围是.
题型五:抛物线的“中点弦”和”焦点弦问题”问题
25.抛物线 ()的准线方程为,过C的焦点作斜率为的直线与 交于,两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由条件列方程求,由此可得抛物线方程,联立直线的方程与抛物线方程,利用设而不求法结合抛物线焦点弦公式求结论.
【解析】抛物线 的准线方程为,焦点的坐标为,
由已知,所以,
故抛物线的方程为,焦点的坐标为,
因为直线的斜率为,过点,所以直线的方程为,
联立,可得,
方程的判别式,
设,则,
又,
故选:D.
26.过抛物线的焦点的直线交于两点(点在点上方),若,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】直线和抛物线联立,设,运用韦达定理和抛物线的定义,解方程即可得到答案.
【解析】由题意,抛物线的焦点,
直线和抛物线联立,可得.
设,可得,
由抛物线的定义可得,
因为,可得与,
得到,所以方程为.
故选:C.
27.过点的直线与抛物线相交于两点,若恰为的中点,则线段的长为 .
【答案】16
【分析】用点差法求出直线斜率,得直线方程,联立方程组,利用韦达定理,由弦长公式计算可得.
【解析】设,
则,两式相减得,
∴,
∵的中点是,∴.
∴直线方程为,即,
由,得,
则,
∴.
故答案为:16.
28.已知椭圆的焦距为,抛物线的焦点是的一个顶点.
(1)求抛物线的标准方程:
(2)若直线与交于两点,且点为线段的中点.
(i)求直线的方程;
(ii)若为坐标原点,求的面积.
【答案】(1);(2)(i);(ii).
【分析】(1)求出椭圆的顶点即可得出抛物线的焦点,求出得抛物线方程;
(2)(i)利用点差法求出直线斜率即可得直线方程;(ii)求出弦长及点到直线距离公式利用面积公式得解.
【解析】(1)由题知,可求得,
所以,故,即,
所以抛物线的方程为;
(2)如图,
(i)由题意,设,
代入抛物线方程,可得,
两式相减可得,即,
由可得,故,
又由点为线段的中点且点在抛物线内,
所以直线的方程为,即.
(ii)联立,得,其中,
故,
所以,
又因为到直线的距离,
所以的面积.
29.已知抛物线的焦点为F,过点F的直线l与C交于A,B两点(其中点A在第一象限),点A到抛物线C的准线的距离为.
(1)求直线l的斜率;
(2)若,求的值.
【答案】(1); (2)
【分析】(1)设点A的坐标 ,由已知可得,求得,可求直线l的斜率;
(2)由(1)可得直线l的方程为:,与抛物线联立方程组,设点B的坐标,可得,由焦点弦长公式可求.
【解析】(1)设点A的坐标 ,
因为点A到抛物线准线的距离是,
所以,所以,代入抛物线方程得:
所以点,又因为点,
所以直线l的斜率.
(2)因为抛物线C的焦点F,所以直线l的方程为:
由得:,
可知恒成立,
设点B的坐标,则,
,所以.
题型六:抛物线中的三角形(四边形)面积问题
30.已知抛物线,过焦点的直线与抛物线交于两点(在第一象限)且(为坐标原点),则当时,的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意设出直线方程及点,联立抛物线,又,可解p,继而可解的面积.
【解析】如图,
设,则有,化简为,则,则,则,解得时,,代入解得,则.
故选:B.
31.如图,抛物线的焦点为,过点且斜率为1的直线交抛物线于两点,线段的中点为,其垂直平分线交轴于点轴于点,则四边形的面积等于( )
A.12 B.8 C.6 D.7
【答案】D
【分析】根据抛物线焦点坐标即可确定直线的方程,设,根据直线斜率的坐标关系可得,所以,作轴于点,确定的值,从而可得四边形的面积.
【解析】抛物线的焦点,则直线的方程为,
因为四边形为梯形,且 ,
设,则,
所以,所以,
作轴于点,则,
因为直线的斜率为1,所以为等腰直角三角形,
故,
所以,
所以四边形的面积为.
故选:D.
32.(多选)设抛物线的焦点为,直线与抛物线相交于,两点,与轴交于点,,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.与的面积之比为
【答案】BCD
【分析】先由抛物线焦半径公式结合题意得到则在第二象限,在第一象限,且,接着联立直线与抛物线方程结合韦达定理求出和p即可判断选项AB;进而求出点A和B和C即可计算求解判断CD.
【解析】由题得且,
则在第二象限,在第一象限,且,
联立,
则,
所以或(舍去),
所以抛物线,,,
所以可得,,
所以,
直线与轴交于点,
所以,
所以 .
所以A错误,BCD正确.
故选:BCD.
33.在平面直角坐标系中,已知抛物线的焦点为,准线为直线,过点的直线与相交于,两点,则面积的最小值为_____
【答案】18
【分析】由题设得,设点,,直线的方程为,联立抛物线并应用韦达定理、三角形面积公式求面积最小值.
【解析】由题知,,解得,所以抛物线,,
设点,,直线的方程为,代入,
消去并整理得,所以,,
所以 ,
当且仅当时取等号,即面积的最小值为18.
故答案为:18.
34.已知抛物线 的焦点为 ,过 且斜率为的直线与抛物线交于、两点(在轴上方),过点、作准线的垂线,垂足分别为、 线段中点为, 四边形和四边形的面积分别记为,则_____________
【答案】
【分析】首先得到抛物线的焦点坐标与准线方程,设准线与轴交于点,即可得到直线的方程,联立直线与抛物线方程,求出交点坐标,再计算面积即可.
【解析】抛物线 的焦点为,准线为,设准线与轴交于点,
依题意直线的方程为,
由,解得或,
所以,,
则,,,
所以
,
,
所以.
故答案为:.
35.已知倾斜角为的直线经过抛物线的焦点,且与交于不同的两点,过分别作直线的垂线,垂足分别为,若梯形的面积为,则____________
【答案】
【分析】根据题意得到直线的方程,与抛物线联立方程,设,结合韦达定理表示出和,进而表示出梯形面积,即可求出结果.
【解析】依题意,抛物线焦点为,
则直线的方程为,
设,
联立,整理得,
则恒成立,
所以,
则,
所以梯形的面积
,
解得.
故答案为:
36.如图,已知直线与抛物线交于、两点,且,于点.
(1)求直线的方程;
(2)求的面积.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)由点的坐标求出直线的斜率,根据垂直得到直线的斜率,利用点斜式方程可得出直线的方程;
(2)联立直线与抛物线的方程,根据,结合韦达定理求出的值,由弦长公式求出,即可得到的面积.
【解析】(1)由题意可得直线的斜率为,
因为,所以直线的斜率为,
又因为直线过点,所以直线的方程为,即.
(2)由得,,
设点,,则,
因为,则,解得,
所以,,
由弦长公式可得.
因为,故.
所以的面积为.
题型七:抛物线中的定点问题
37.已知抛物线C:内有一点,过点A作直线l与该抛物线交于P、Q两点,经过点和点Q的直线与该抛物线交于另一点T,则直线PT过定点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用两个已知点在直线上,代入直线方程得出,然后简化直线PT的直线方程为,从而得解.
【解析】由题意,斜率都存在,
设,,,
直线l的斜率,
直线l方程:,化简得
同理直线QT方程:,直线PT的方程:,
点,分别代入直线QP,QT方程,
即,消除,得,
代入直线PT方程:,得,
直线PT过定点.
故选:C.
38.已知点,是平面上一动点,以为直径的圆与轴相切,设动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的轨迹方程;
(2)已知点,为不过点的直线与曲线的交点,直线的斜率记为,直线的斜率记为,若,求证:直线过定点,并求出定点坐标.
【答案】(1);(2)证明见解析,
【解析】(1)设,则中点,
以为直径的圆半径为:,
因为以为直径的圆与轴相切,
所以,
化简可得:,
即曲线的轨迹方程是;
(2)设点,,直线的方程为:,
联立,得,所以,所以
因为,
即,
即
所以,
所以或
当时,直线的方程:过定点,舍去;
当时,直线的方程:过定点,
所以直线过定点.
39.设抛物线:,F是其焦点,已知抛物线上一点,且
(1)求该抛物线的方程;
(2)过点F作两条互相垂直的直线和,分别交曲线C于点A,B和K,N.设线段AB,KN的中点分别为P,Q,求证:直线恒过一个定点.
【答案】(1);(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意可得,进而求解即可;
(2)分别建立的方程,再分别与抛物线联立方程组,求出弦中点为的坐标,最后借助斜率的变化确定直线经过定点.
【解析】(1)由题意,得,解得,,
所以该抛物线的方程为.
(2)证明:设两点坐标分别为,则点的坐标为.
由题意可设直线的方程为.
由,得,
则,
,
所以点的坐标为.
同理可得,点的坐标为.
当时,有,此时直线的斜率.
所以,直线的方程为,整理得.
于是,直线恒过定点;
当时,直线的方程为,也过点.
综上所述,直线恒过定点.
40.已知抛物线的焦点为,点在拋物线上,且的面积为(为坐标原点).
(1)求抛物线的标准方程;
(2)点、是抛物线上异于原点的两点,直线、的斜率分别为、,若,求证:直线恒过定点.
【答案】(1);(2)证明见解析
【分析】(1)由题意可得出关于实数、的方程组,解出的值,即可得出抛物线的标准方程;
(2)设点、,由斜率公式结合抛物线方程推导出,设直线的方程为,将该直线方程与抛物线方程联立,列出韦达定理,可求得的值,化简直线的方程,即可得出直线所过定点的坐标.
【解析】(1)由题意得,解得,
所以,抛物线的方程为.
(2)设点、,则,
即,
显然,所以,,
若直线垂直于轴,则直线与抛物线只有一个交点,不合乎题意,
设直线的方程为,
联立,消去得,
则,且,又,
则,解得,满足,
所以,直线的方程为,故该直线过定点.
41.已知直线与抛物线交于两点,且分别在第一、二象限,为线段的中点.设在点处的切线交于点,为曲线段(不含端点)上一点,在点处的切线与直线分别交于点.
(1)证明:直线轴;
(2)设的外接圆为圆,问:圆是否过定点(点除外)?若过定点,求出定点坐标;不过定点,请说明理由.
【答案】(1)①证明见解析;②证明见解析;(2)过定点,
【分析】(1)①联立方程可求出的坐标,再求出的坐标,即可证明结论;②利用切线方程可求表示出的坐标,从而可求出四边形的面积,即可证明结论;
(2)表示出直线的方程,可求出点E所在的直线方程,结合三角形外接圆性质,即可得出结论.
【解析】(1)证明:①依题意,联立直线方程和得,
解得或4,所以,则.
由得,所以直线的斜率为,
则的方程为,同理可得的方程为,
联立,从而可得,而,因此轴.
(2)由(1)得,
线段的垂直平分线的斜率为,则其方程为,即;
同理可得线段的垂直平分线的方程为,
联立,消去,得,
所以点在直线上.
设关于直线的对称点为,则,
解得,即关于直线的对称点为,
由于在圆上,故圆也过点,因此圆过定点.
题型八:抛物线中的定值问题
42.已知点是抛物线:上的一点,点,是上异于点的不同的两点.
(1)求的标准方程;
(2)若直线,的斜率互为相反数,求证:直线的斜率为定值,并求出此定值.
【答案】(1);(2)证明见解析,定值为
【分析】(1)点代入抛物线方程求出即可;
(2)设出直线,的方程,与抛物线方程联立,求出,,结合抛物线方程,利用斜率公式求出直线的斜率即可.
【解析】(1)因为点是抛物线:上的一点,
所以,解得,
所以的标准方程为;
(2)显然直线、的斜率存在且,
设直线的方程为,则直线的方程为,
由,得,,
所以,解得,
同理可得,
所以,
即直线的斜率为定值,该定值为.
43.已知抛物线的焦点为.
(1)求的方程;
(2)若过点的直线与抛物线交于,两点.是否为定值?若为定值,求出此定值;若不为定值,请说明理由.
【答案】(1);;(2)为定值.
【分析】(1)根据抛物线焦点写出抛物线方程即可;
(2)设直线的方程为,,,联立抛物线,应用韦达定理及两点距离公式化简目标式,即可证结论.
【解析】(1)抛物线的焦点为,依题意,解得,
所以抛物线.
(2)由题意,直线斜率不为0,设直线的方程为,,,
联立抛物线有,消去得,则,
∴,,又,,
∴
,为定值.
44.已知抛物线的焦点为F,点在C上,且,其中O为坐标原点,过点的直线l与C相交.
(1)求C的方程;
(2)若l与C仅有一个公共点且斜率存在,求l的斜率;
(3)若l与C交于M,N两点,记直线OM与直线ON的斜率分别为,,证明:为定值,并求出该定值.
【答案】(1);(2)0或;(3)证明见解析,
【分析】(1)由抛物线的定义可得,再将点的坐标代入抛物线方程,即可得到结果;
(2)联立直线与抛物线方程,分与讨论,即可得到结果;
(3)联立直线与抛物线方程,结合韦达定理代入计算,即可得到结果.
【解析】(1)由抛物线的定义可知,
又,则.
即.所以.
又在抛物线上.
所以.且.
解得.则C的方程为.
(2)设直线l的斜率为k,则.
联立,
可得,
当时,,符合题意;
当时,则有,解得.
综上,直线l的斜率为0或.
(3)由题得l的斜率存在且不为零.
设l的方程为.,,
联立,可得,
.即.
可得,.
故,.
则,
所以为定值.
45.已知直线与抛物线交于两点,且分别在第一、二象限,为线段的中点.设在点处的切线交于点,为曲线段(不含端点)上一点,在点处的切线与直线分别交于点.
(1)证明:直线轴;
(2)四边形的面积为定值;
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析
【分析】(1)联立方程可求出的坐标,再求出的坐标,即可证明结论;②利用切线方程可求表示出的坐标,从而可求出四边形的面积,即可证明结论;
(2)表示出直线的方程,可求出点E所在的直线方程,结合三角形外接圆性质,即可得出结论.
【解析】(1)证明:①依题意,联立直线方程和得,
解得或4,所以,则.
由得,所以直线的斜率为,
则的方程为,同理可得的方程为,
联立,从而可得,而,因此轴.
(2)设,可得直线的方程为,
即,
联立,可得,
同理联立,,可得,
而,
故四边形的面积为,为定值.
46.已知直线与抛物线交于,两点,且,过椭圆的右顶点的直线交于抛物线于,两点.
(1)求抛物线的方程;
(2)若P为上一点,PA,PB与x轴相交于M,N两点,问M,N两点的横坐标的乘积是否为定值?如果是定值,求出该定值,否则说明理由;
【答案】(1);(2)定值,4;
【分析】(1)联立直线与抛物线方程,利用两点间距离公式列式求出即可.
(2)设出直线的方程,与抛物线方程联立,设,借助直线的点斜式方程求出,再利用韦达定理计算推理得证.
【解析】(1)由,得,设,,
解得,即,,则,而,解得,
所以抛物线的方程为.
(2)椭圆的右顶点为,设直线,,
由,得,则,, 设,
直线,则
,同理得,,
因此 ,
所以是定值,且定值为4.
题型九:抛物线中的定直线问题
47.已知抛物线:.
(1)过抛物线的焦点,且斜率为的直线交抛物线于,两点,求;
(2)直线过点且与抛物线交于,两点,过,分别作抛物线的切线,这两条切线交于点.证明:点在定直线上.
【答案】(1);(2)证明见解析
【分析】(1)由已知直线:,联立抛物线方程,结合韦达定理、焦点弦公式即可得解.
(2)设,,首先将过点的两条切线方程求出来(分别用它们的坐标表示),然后联立两条切线方程可得的横坐标表达式为,由三点共线可得为定值,由此即可得证.
【解析】(1)
设,,由题意可得抛物线焦点,准线,直线:,
联立,得,所以,
所以.
(2)
设,,
由题意,过点且与抛物线相切的直线斜率存在且不为0,不妨设为,
则过点且与抛物线相切的直线方程为,①
联立,得,
所以,代入,得,
解得,带入①式即得,
即过点且与抛物线相切的直线方程为,
同理可得过点且与抛物线相切的直线方程为,
联立,可得,
由题意,直线斜率可能不存在但是一定不为0,设直线方程为,
联立,得,所以,即得,
所以点在定直线上.
48.已知抛物线的焦点为,设动点的坐标为.
(1)若,求过点与抛物线有且只有一个公共点的直线方程;
(2)设过动点的两条直线均与相切,且的斜率分别为,满足.证明:动点在一条定直线上.
【答案】(1)或;(2)证明见解析
【分析】(1)分别讨论直线斜率是否存在,利用判别式为0即可得直线方程;
(2)设出直线方程并利用韦达定理可得,结合即可求出动点在直线上.
【解析】(1)当经过点P的直线不存在斜率时,直线方程即为,
与抛物线抛物线C:有且只有一个公共点,符合题意,
当经过点P的直线存在斜率时,不妨设直线方程为,
代入抛物线方程化简得:,
,即,直线方程即为
因此所求直线方程为或;
(2)证明:设过点P与抛物线C的相切的切线方程为,
由,消去整理得,
因为与抛物线C相切,所以,
即.
又因为,是方程的两根,则有,
由 ,可得,即
从而动点在直线上.
49.抛物线的焦点为,过的直线交抛物线于,两点,在处的切线与在处的切线交于点.
(1)求抛物线的方程;
(2)证明:点在定直线上
【答案】(1);(2)证明见解析.
【分析】(1)利用给定的焦点坐标求出抛物线方程.
(2)利用导数的几何意义求出抛物线在点处的切线方程,进而得直线方程即可推理得证.
【解析】(1)抛物线的焦点坐标为,则,解得,
所以抛物线的方程为.
(2)设,直线的方程为,由,求导得,
抛物线在处的切线方程为,即,
依题意,直线过,则,
同理在处的切线过,则,
显然点在上,即直线与是同一直线,
因此,则,所以点在定直线上.
50.已知抛物线,过点的直线与交于不同的两点.当直线的倾斜角为时,.
(1)求的方程;
(2)在线段上取异于点的点,且满足,试问是否存在一条定直线,使得点恒在这条定直线上?若存在,求出该直线;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)点恒在直线上.
【分析】(1)先求直线的方程,再与抛物线联立组成方程组,利用韦达定理及两点距离公式,求弦的长即可;
(2)设直线方程,再与抛物线联立组成方程组,利用韦达定理及相似三角形求解即可.
【解析】(1)设.
若直线的倾斜角为,则直线的方程为.
联立得,
则,
且,
所以 .
因为,所以,故的方程为.
(2)存在,定直线为.
由题意知直线的斜率存在,
设直线的方程为,.
联立得.
由,得且,
.
不妨设,则,
过点向轴作垂线,垂足分别为点,如图所示,
则,.
因为,所以,
整理得,所以.
代入直线的方程得.
因为,所以点恒在直线上.
题型十:抛物线中的存在性问题
51.已知抛物线的焦点为F,直线l与抛物线C交于,两点,,点O为坐标原点,.
(1)求抛物线C的方程;
(2)证明:直线l过定点,并求出该定点坐标;
(3)若点,直线AQ,BQ分别与抛物线C相交于M,N两点异于A,B两点,记的面积为,记的面积为,试判断是否为定值,若为定值,则求出此定值;若不为定值,请说明理由.
【答案】(1);(2)证明见解析;定点;(3)为定值,定值为4 .
【解析】(1)由题设;
(2)设直线l方程为,且,,
联立直线l与抛物线,消去x,得,故,
因为,且,,
所以,则直线l方程为,过定点;
(3)由题设,Q在直线AM上,
设直线AM的方程为,与抛物线方程联立为,
设,所以,即,
设,同理得,即,
,因为,所以,
因为,,所以,而,,,
所以,
因此为定值,定值为4.
52.已知圆,一动圆与直线相切且与圆外切.
(1)求动圆圆心的轨迹的方程;
(2)若经过定点的直线与曲线交于,两点,是的中点,过作轴的平行线与曲线相交于点,试问是否存在直线使得?若存在,求出直线的方程.
【答案】(1);(2)存在,或.
【分析】(1)利用直接法,设出点坐标根据相切关系找到等量关系即可求动圆圆心P的轨迹T的方程;
(2)由题意设直线l的方程为,联立抛物线方程,利用,从而由向量的数量积的坐标运算于韦达定理可得,即可求出直线方程.
【解析】(1)设,由题可知动圆圆心不能在轴左侧,故,
因为动圆与直线相切且与圆外切,
所以,
所以,
化简得,
所以动圆圆心的轨迹的方程为;
(2)设,,
由题意,设直线的方程为,
联立
消去得,
所以,①,
所以,②,
假设存在使得,
则由题意可得③,
因为在抛物线上,所以,即④,
又,,,
所以,
将①②③④代入此式并化简,可得,
所以,即,
所以存在直线,使得,且直线的方程为或.
53.已知直线与抛物线交于,两点,且,过椭圆的右顶点的直线交于抛物线于,两点.
(1)求抛物线的方程;
(2)若射线OA,OB分别与椭圆C交于点D,E,点O为原点,,的面积分别为,,问是否存在直线l使?若存在求出直线l的方程,若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)不存在,理由见解析
【分析】(1)联立直线与抛物线方程,利用两点间距离公式列式求出即可.
(2)结合三角形面积公式求出的范围即可判断.
【解析】(1)由,得,设,,
解得,即,,则,而,解得,
所以抛物线的方程为.
(2)不存在.
椭圆的右顶点为,设直线,,
由,得,则,,
假设存在,设,射线,
由,得,同理得,
由,,得,
因此
,
则,所以不存在直线,使.
54.在平面直角坐标系中,曲线的点均在圆外,且对上任意一点,点到直线的距离比点到点的距离小1.
(1)求曲线的方程;
(2)若直线上一动点,过点作圆的两条切线,切点分别为,求四边形面积的最小值;
(3)设为直线上一动点,过点作圆的两条切线,分别与曲线相交于点和.探究:点的纵坐标之积是否为定值?若是定值,请求出定值;若不是定值,请说明理由.
【答案】(1);(2);(3)是,定值2304.
【分析】(1)由题意,设点的坐标为,利用距离关系列式化简即可求解轨迹方程.
(2)四边形的面积,根据点与圆的位置关系求得的最小值,即可得解.
(3)设点的坐标为,则切线方程为,利用相切关系得关于的二次方程,设过点所作的两条切线的斜率分别为,根据韦达定理得,设点的纵坐标分别为,联立直线与抛物线方程,由韦达定理得,同理可得,从而代入化简得.
【解析】(1)由题意,设点的坐标为,
由题意得,易知点位于直线的右侧,
,化简得,曲线的方程为.
(2)由题意得,的圆心为,半径,
又四边形的面积,
当的值最小时,四边形的面积最小,又的最小值为,
四边形面积的最小值为.
(3)当点在直线上运动时,设点的坐标为.又,
过点且与圆相切的直线的斜率存在且不为0,
每条切线都与有两个交点,则切线方程为,
即,所以,整理得①.
设过点所作的两条切线的斜率分别为,
则是方程①的两个实数根,
.
联立得,③.
设点的纵坐标分别为,则是方程③的两个实数根,
.
同理可得,⑤.
联立①③⑤三式,得
,
当在直线上运动时,点的纵坐标之积为定值2304.
题型十一:与向量融合
55.已知O为坐标原点,抛物线上一点到其焦点和准线的距离之和为4,过C的焦点F的直线交C于P,Q两点.当时,的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意可得,可求抛物线方程,设直线.与抛物线方程联立,可得,由题意可得,可求,进而利用向量的数量积的坐标运算可求.
【解析】因为抛物线一点到其焦点和准线的距离之和为4,
所以,解得,所以抛物线C的标准方程为.
由抛物线C的方程可知,焦点,根据题意可知直线PQ的斜率存在且不为0,
设直线.
由,消去x整理得,
所以,又,
所以,
解得,则,,
则.
故选:A.
56.抛物线的焦点为,为其准线上任意一点,过点作的两条切线,切点为(点与在抛物线同侧),则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.
【答案】D
【分析】根据过点的直线与抛物线相切,得到,利用抛物线对称性设不妨设切点为在第一象限,然后利用导函数求切线斜率,进而求出直线方程,得,得,最后利用基本不等式求最值.
【解析】
由,可知抛物线焦点,准线方程为,
因为为其准线上任意一点,设,
设过点且与抛物线相切的直线为:,①
由得:,
所以,整理得,,②
所以,是方程②的两根,
所以,故,
所以,
利用抛物线对称性,不妨设切点为在第一象限,坐标为,
由得,所以,
所以直线的斜率,
代入①可得切线的方程为:,
又因为点在直线上,
所以,所以,
所以点的坐标为,
所以,,
所以
.
当且仅当,即时等号成立,所以的最小值为.
故选:D.
57.在平面直角坐标系中,已知抛物线的焦点为,过点的直线与抛物线交于两点,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】可分割成上下两部分来求,于是只需求的纵坐标,设出直线方程,联立抛物线,结合题干条件进行求解.
【解答过程】显然直线的斜率非零,可设,联立抛物线可得,
设,且不妨设在轴上方,即,
由题知,,又,即,
故,根据韦达定理,,解得,
于是.
故选:C.
58.已知M为抛物线G:上的动点,P,Q为圆C:上的两个不同点,若MP,MQ均与圆C相切,则的最小值为( )
A. B. C. D.3
【答案】B
【分析】设,根据题意可求,设,则,进而可得,再结合双勾函数单调性即可求解.
【解析】如图,设,设,则,
所以,
又MP,MQ均与圆C相切,所以,
则,
所以
,
又在单调递增,
所以,当且仅当时取等号,
所以的最小值为.
故选:B.
59.已知抛物线的焦点为;直线与抛物线的交点为,,且直线斜率为.
(1)若;求的方程;
(2)若直线与轴的交点为,,求.
【答案】(1); (2)
【分析】(1)设出直线的方程并与抛物线方程联立,化简写出根与系数关系,结合抛物线的定义来求得直线的方程.(2)根据来进行求解,利用弦长公式求得.
【解析】(1)抛物线的焦点为,,
设直线的方程为,
由消去并化简得,
,
设,则,
,解得,
所以直线的方程为.
(2)由,令,解得,则,
依题意,,,
所以,则,
结合,解得,
所以.
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