内容正文:
3.3.1抛物线及其标准方程
【考点梳理】
【知识梳理】
知识点一:抛物线的定义
1.定义:平面内与一定点F和一条定直线l(不经过点F)距离相等的点的轨迹.
2.焦点:定点F.
3.准线:定直线l.
知识点二:抛物线的标准方程
图形
标准方程
焦点坐标
准线方程
y2=2px(p>0)
x=-
y2=-2px(p>0)
x=
x2=2py(p>0)
y=-
x2=-2py(p>0)
y=
重难点技巧:p的几何意义是焦点到准线的距离.
【题型归纳】
题型一:抛物线的定义求轨迹方程
【例1】.(25-26高二上·江苏南通·期中)已知圆,直线,则与直线相切且与圆外切的圆的圆心的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】考察点到F的距离与到直线的距离,作辅助直线结合抛物线定义可解.
【详解】由图可知,到F的距离比到直线的距离大1,
记直线为直线 ,则到F的距离等于到直线的距离,
由抛物线定义可知,M的轨迹为顶点在原点开口向左的抛物线,其中,
所以M的轨迹方程为:
故选:B
【变式1】.(2025高二上·全国·专题练习)若点P到定点的距离比它到定直线的距离小1,则点P的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.或
【答案】C
【分析】根据抛物线的定义即可求解.
【详解】因为点在直线的右侧,且点P到点的距离比它到直线的距离小1,
所以点P到的距离与它到直线的距离相等,故P点的轨迹为抛物线,且顶点在原点,开口向右,
所以,故点P的轨迹方程为.
【变式2】.(24-25高二上·安徽滁州·期中)在平面直角坐标系中,动点到直线的距离比它到定点的距离小2,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据抛物线的定义即可求解.
【详解】由题意知动点到直线的距离与它到定点的距离相等,
由抛物线的定义知,点的轨迹是以为焦点,为准线的抛物线,
所以,点的轨迹方程为.
故选:B.
题型二:抛物线的最值问题
【例2】.(25-26高二上·河北邢台·期中)已知点及抛物线上一动点,则的最小值是 .
【答案】1
【详解】抛物线的焦点为,准线方程为,
由抛物线的定义,可知点到焦点的距离等于点到准线的距离,即,
所以,当且仅当,,三点共线时,取等号,
所以,则的最小值是.
故答案为:.
【变式1】.(25-26高三上·上海宝山·月考)已知F是抛物线C:的焦点,P是抛物线C上一动点,Q是曲线上一动点,则的最小值为
【答案】5
【分析】由抛物线定义,将最小值转化为点所在圆的圆心到准线的距离减圆半径.
【详解】曲线,即,
设其圆心为,则.
抛物线的准线,
过点作,垂足为,则,
所以.
当共线时,最小,此时最小值为点到直线的距离.
设到直线的距离为,则,
则的最小值为.
所以的最小值为.
故答案为:.
【变式2】.(24-25高二下·上海·期末)已知点的坐标为,点为抛物线的焦点,若点在此抛物线上移动,求取得最小值时点的坐标是 .
【答案】
【分析】根据抛物线的定义,把转化为,利用当三点共线时,取得最小值,把代入抛物线解得值,即得的坐标.
【详解】根据题意,作图如下,
设点在其准线上的射影为,
由抛物线的定义得,
所以欲使取得最小值,就是使最小,
,当且仅当三点共线时,等号成立.
即点的纵坐标,
设点的横坐标为,
为抛物线上的点,,
所以点的坐标为.
故答案为:.
题型三:抛物线焦半径的公式
【例3】.(25-26高二上·陕西榆林·期中)已知抛物线的焦点是,点在抛物线上,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先根据焦半径公式求得,再将点的坐标代入求解即可.
【详解】,得,
∴抛物线的方程为,
再将点的坐标代入,得.
故选:A.
【变式1】.(25-26高二上·广西柳州·期中)抛物线的焦点为,抛物线上一点在其对称轴的上方,若,则点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用抛物线的定义即可求解.
【详解】抛物线的方程为,,
设点的坐标为,,,
,代入抛物线方程,得,,,
则点的坐标是.
故选:D.
【变式2】.(25-26高二上·江苏宿迁·期中)已知抛物线的焦点为,点是抛物线上的一点,,过点作轴的垂线,垂足为,则( )
A.6 B.8 C. D.
【答案】D
【分析】利用抛物线的定义,结合两点间距离公式进行求解即可.
【详解】由抛物线,设,则,
该抛物线的准线方程为,
由,
所以,
故选:D
题型四:抛物线的四种标准方程
【例4】.(25-26高二上·全国·单元测试)根据下列条件,求抛物线的标准方程:
(1)准线方程为;
(2)对称轴是轴,顶点到焦点的距离等于2;
(3)对称轴是轴,经过点.
【答案】(1) (2)或 (3)
【分析】根据题意结合抛物线的标准方程分析求解即可.
【详解】(1)因为抛物线的准线方程为,
所以可设抛物线的标准方程为,则,可得,
所以抛物线的标准方程是.
(2)因为对称轴是轴,所以可设抛物线的标准方程为或.
因为顶点到焦点的距离等于2,所以,即,
所以抛物线的标准方程是或.
(3)因为对称轴是轴,经过点,所以设抛物线方程为,
因为抛物线经过点,所以,解得,
所以抛物线的标准方程是.
【变式1】.(24-25高二下·黑龙江佳木斯·月考)求适合下列条件的抛物线的标准方程:
(1)顶点在原点,准线方程为;
(2)顶点在原点,且过点;
(3)顶点在原点,对称轴为x轴,焦点在直线上.
【答案】(1)
(2)或;
(3)
【分析】根据题意可确定抛物线焦点的位置,继而求出p,即可得答案.
【详解】(1)由题意顶点在原点,准线方程为,
可知抛物线焦点在y轴负半轴上,且,
故抛物线标准方程为;
(2)由题意顶点在原点,且过点,
则抛物线焦点可能在y轴正半轴或x轴负半轴上,
则设抛物线标准方程为或,
分别将代入,求得,
故抛物线标准方程为或;
(3)由于直线与x轴的交点为,
由题意可知抛物线焦点为,则,
故抛物线标准方程为;
【变式2】.(24-25高二上·全国·课后作业)根据下列条件分别求出抛物线的标准方程:
(1)准线方程为;
(2)焦点在轴上,焦点到准线的距离为5;
(3)经过点;
(4)焦点为直线与坐标轴的交点.
【答案】(1)
(2)和
(3)或
(4)或
【详解】(1)∵抛物线的准线交轴于正半轴,∴抛物线开口向下,
设方程为,由得,故所求抛物线的标准方程为.
(2)由抛物线的焦点在轴上可设方程为,
由焦点到准线的距离为5得,,
∴抛物线的标准方程为或.
(3)∵点在第三象限,∴抛物线开口向左或向下,
设所求抛物线的标准方程为或.
若抛物线的标准方程为,则,解得;
若抛物线的标准方程为,则,解得.
∴抛物线的标准方程为或.
(4)∵直线与坐标轴交点坐标为或,
∴抛物线的焦点为或.
当焦点为时,,,此时抛物线的标准方程为,
当焦点为时,,,此时抛物线的标准方程为,
∴抛物线的标准方程为或.
题型五:抛物线在生活中的实际应用
【例5】.(24-25高二上·青海海南·期末)图中展示的是一座抛物线形拱桥,当水面在时,拱顶离水面2m,水面宽6m,水面上涨1m后,水面宽度为( )
A. B. C. D.8m
【答案】B
【详解】建立如图所示的平面直角坐标系,则点,
设抛物线的方程为,由点可得,解得,所以,
当时,,所以水面宽度为.
故选:B
【变式1】.(2025·海南海口·一模)世界上第一个太阳灶设计者是法国的穆肖,1860年他奉拿破仑三世之命,研究用抛物面镜反射太阳能集中到悬挂的锅上,供驻在非洲的法军使用.目前世界上太阳灶的利用相当广泛,技术也比较成熟,它不仅可以节约煤炭、电力、天然气,而且十分干净,毫无污染,是一个可望得到大力推广的太阳能利用装置.如图是某学校数学小组制作了一个太阳灶模型,其口径为1m,高为0.25m的抛物面,则其轴截面所在抛物线的顶点到焦点的距离为( )
A.0.25 B.0.5 C.1 D.2
【答案】A
【分析】建立平面直角坐标系,设出抛物线标准方程,根据图形可得抛物线上一点坐标,代入可得p,然后可得.
【详解】如图,建立平面直角坐标系,
设抛物线的方程为,
由图可得点在抛物线上,即
,解得,
故轴截面所在抛物线的顶点到焦点的距离为.
故选:A.
【变式2】.(24-25高二上·全国·课后作业)如图①,上海黄浦江上的卢浦大桥,整体呈优美的弧形对称结构.如图②,将卢浦大桥的主拱看作抛物线,江面和桥面看作水平的直线,主拱的顶端P到江面的距离为100m,且,则顶端到桥面的距离为( )
A.50m B. C.55m D.
【答案】A
【分析】以为坐标原点建立坐标系,设抛物线方程为,表达出点坐标,设,其中为点到桥面的距离,将坐标代入抛物线方程,求出,得到答案.
【详解】以为坐标原点,建立如图平面直角坐标系,依题意可知,
设抛物线方程为,其中为点到桥面的距离,
则,解得.
故选:A
题型六:抛物线的参数问题
【例6】.(24-25高二下·上海金山·期中)在抛物线上点的纵坐标比横坐标大4,且点到焦点的距离为8,则 .
【答案】或
【分析】设点,得到,根据题意,结合焦半径公式和抛物线的方程,列出方程组,求得的值.
【详解】由抛物线上点的纵坐标比横坐标大4,
设点,其中,抛物线的焦点为,则,
因为点到焦点的距离为,可得,解得或,
所以实数的值为或.
故答案为: 或.
【变式1】.(23-24高二上·福建·月考)抛物线的焦点为,且抛物线与椭圆在第一象限的交点为A,若轴,则 .
【答案】
【分析】利用抛物线方程可知坐标,再结合椭圆方程计算坐标,计算即可.
【详解】由,所以,
又在椭圆上,代入可得.
故答案为:
【变式2】.(23-24高二上·辽宁·期中)已知抛物线,圆,在抛物线上任取一点,向圆作切线,切点为A,则的最小值 .
【答案】2
【分析】设,由切线长公式求得切线长后,结合二次函数知识得最小值.
【详解】由已知,圆半径为2,
设,,
所以时,,
故答案为:2.
题型七:抛物线的方程综合问题
【变式1】.(25-26高二上·江苏南通·期中)过定点的直线与圆交于,两点,,点为抛物线上一动点.
(1)求直线的方程;
(2)设为圆上一点,求的最小值.
【答案】(1)或 (2)4
【详解】(1)圆的圆心为,半径,
已知弦长,根据弦长公式(为圆心到直线的距离),得:,
①当直线的斜率不存在时,直线方程为,
圆心到直线的距离为,符合条件;
②当直线的斜率存在时,设直线方程为,即
圆心到直线的距离为:,解得,
所以直线方程为,化简得,
综上,直线的方程为或
(2)
因为为圆上的动点,所以的最小值为,
故,
抛物线的焦点为,准线为,
根据抛物线定义,,因此:,
问题转化为求的最小值,即点到准线的距离与到点的距离之和的最小值,
过作准线的垂线,方程为,与抛物线交于,
此时最小值为到准线的距离:,
因此,的最小值为.
【变式1】.(25-26高二上·江苏扬州·期中)开口向上的抛物线的焦点为,过点作直线与抛物线交于,两点,为坐标原点.当直线轴时,.
(1)求抛物线的标准方程及准线方程;
(2)若直线的斜率为1,求的面积.
【答案】(1)标准方程为.准线方程为 (2)
【详解】(1)由题可知:.当直线轴时,可得,.所以.
因为,所以,解得,
故抛物线的标准方程为.准线方程为.
(2)
由(1)知:,所以直线.
联立直线与抛物线方程,得,
设点,,则,,
所以.
所以的面积.
【变式2】.(25-26高二上·黑龙江大庆·期中)已知为坐标原点,为抛物线:的焦点,是上异于的一点,且点到的距离比到轴的距离大1.
(1)求抛物线的方程;
(2)若经过点的直线与抛物线相交于,两点,且,求的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据抛物线的定义进行求解即可;
(2)根据两点间距离公式,结合一元二次方程根与系数关系、判别式进行求解即可.
【详解】(1)设点,由题可知,由抛物线定义知,
所以,所以,则抛物线的方程为.
(2)易知的斜率一定存在,设的方程为,设.
由消去得,
则,且,
,
由,化简整理得,解得(舍去)或,
所以,即的方程为.
【高分达标】
一、单选题
1.(25-26高二上·陕西渭南·期中)抛物线的准线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由抛物线准线方程结构即可求解.
【详解】抛物线开口向上,,
所以准线方程为:,
故选:D
2.(25-26高二上·重庆·期中)已知 是抛物线 的焦点, 为抛物线 上一点, 为坐标原点,若 . 且 ,则抛物线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题可得,,将代入抛物线方程可得答案.
【详解】由题可得,如图,做垂直于x轴,因,,
则,,则,
将代入,
可得,
则抛物线的方程为:.
故选:C
3.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期中)已知直线和直线,抛物线上一动点到直线、直线的距离之和的最小值是( )
A.1 B.2 C. D.3
【答案】B
【分析】求出焦点,准线,设动点到直线的距离分别为,求出点到直线的距离为,由抛物线定义得到.
【详解】由题意可得,抛物线的焦点,准线.
点到直线的距离为.
点到直线的距离,
点到直线的距离为,
所以,
当且仅当点在点到直线的垂线上且在与之间,即时(如图),等号成立,
故动点到直线、直线的距离之和的最小值是2.
故选:B
4.(25-26高二上·陕西西安·期中)已知是抛物线上一点,若点到轴的距离为4,则点到该抛物线焦点的距离是( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【分析】由抛物线定义即可求解.
【详解】由题可得点横坐标为4,点P到准线距离为,
所以点到该抛物线焦点的距离是.
故选:C
5.(2025·陕西西安·三模)已知抛物线的焦点为为上一点,且的横坐标为2,则( )
A. B.3 C. D.
【答案】A
【分析】由焦半径公式计算即可.
【详解】由抛物线方程知,
由题意,
故选:A.
6.(25-26高二上·江苏连云港·期中)已知为坐标原点,抛物线:的焦点为,,为上两点,.则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据抛物线方程设坐标,然后根据列等式得到,最后利用抛物线定义和基本不等式求最小值.
【详解】设,,
因为,所以,
由题意知,则,整理得,
由抛物线的定义得,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为.
故选:B.
7.(25-26高二上·江苏连云港·期中)有一抛物线形拱桥,当水面离拱顶2米时,水面宽8米.若水面下降1米,水面宽度增加了( )
A.米 B.米 C.米 D.4米
【答案】C
【分析】根据题意设,求出,进而求解增加水面宽度.
【详解】以水面为轴,过拱顶的直线为轴建立如图所示的平面直角坐标系.
根据题意设,当,则,
所以
当,则,解得,
所以水面下降米,水面宽度增加米.
故选:C
8.(25-26高二上·河南濮阳·期中)已知抛物线C:()的焦点为F,过点F且倾斜角为的直线与C及其准线l分别交于点A,B(A在线段BF上),,则( )
A.1 B. C.2 D.4
【答案】B
【分析】利用平面几何知识可求得点F到准线的距离,进而可求得.
【详解】作出示意图如图所示:
因为直线BF的倾斜角为,所以,
过作垂直准线于,所以,因为,所以,
所以,所以,所以,所以.
故选:B.
9.(25-26高二上·河南·期中)已知点是抛物线上的一点,设点到直线和的距离分别为,,则的最小值为( )
A.5 B. C. D.
【答案】A
【分析】根据抛物线的定义得,从而转化为求的最小值,最后转化为计算点到直线的距离即可.
【详解】由题知的焦点,准线方程为.因为点在上,所以,
所以.联立方程组得,
则,
所以直线与无公共点,
如图所示,的最小值即为点到直线的距离,
所以最小值为,即的最小值为5.
故选:A.
二、多选题
10.(25-26高二上·陕西渭南·期中)顶点在原点,对称轴是坐标轴,并且经过点的抛物线的标准方程是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【分析】根据题意可得抛物线开口向左或开口向上,利用待定系数法求解即可.
【详解】因为抛物线经过,所以抛物线开口向左或开口向上,
设开口向左的抛物线方程为(),
将点代入,得,
所以开口向左的抛物线方程为,
故B正确,错误;
设开口向上的抛物线方程为(),
将点代入,得,
所以开口向上的抛物线方程为,
故C正确,错误.
故选:BC.
11.(25-26高二上·安徽合肥·期中)已知抛物线:的焦点为,准线为,点在抛物线上,,延长交抛物线于,则( )
A. B.
C. D.以为直径的圆与相切
【答案】AD
【分析】求出焦点坐标与准线方程,结合焦半径公式判断A,即可求出,从而判断B、C,根据抛物线的定义证明D.
【详解】对于A:抛物线:,则,准线方程为,由,解得,故A正确;
对于B:由,即,解得,故B错误;
对于C:,故C错误;
对于D:设,则,设的中点为,过作准线的垂线段,垂足分别为,
则,,
由梯形中位线定理知,
所以以为直径的圆与准线相切,故D正确.
故选:AD
12.(25-26高二上·江苏扬州·期中)已知抛物线的焦点为,准线为,过的一条直线交于,两点,过作的垂线,垂足为,过且与直线垂直的直线交于点,则( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【分析】A选项,根据抛物线的定义判断;B选项,设直线的方程,然后联立,利用韦达定理得到,然后求最值即可;C选项,利用距离公式得到,并结合的范围求值即可;D选项,取,计算得到,,从而得到.
【详解】如图,作出符合题意的图形,
由抛物线的定义可知,故A正确;
由抛物线的方程可知,准线方程为,
设直线的方程为,,,
联立得,
由韦达定理可得,,
则,
所以当时,最小,所以,故B正确;
因为,所以直线的方程为,则,
,
同理可得,
,故C正确;
当时,,,,故D错误.
故选:ABC.
13.(25-26高二上·江西萍乡·期中)已知抛物线的焦点与双曲线的一个焦点重合,点在上,则下列结论正确的为( )
A.的离心率为
B.的渐近线方程为
C.
D.点到的焦点的距离为5
【答案】BD
【分析】由双曲线离心率与渐近线方程定义计算可得A、B;由抛物线焦点与双曲线焦点定义可得C;借助抛物线定义可得D.
【详解】对A:的离心率,故A错误;
对B:的渐近线方程为,故B正确;
对C:的焦点为,的焦点为,
由,则有,故,故C错误;
对D:由抛物线定义可得,到的焦点的距离与其到准线的距离相等,
的准线方程为,则到的焦点的距离为,故D正确.
故选:BD.
14.(25-26高二上·湖南·期中)过抛物线的焦点作直线与交于两点,为坐标原点,直线分别与的准线交于点,则( )
A.的最小值为4 B.
C.以为直径的圆过点 D.以为直径的圆过点
【答案】BC
【分析】由抛物线的方程求得焦点,设直线的方程,联立抛物线的方程,得为定值.利用基本不等式可判断A;根据垂直直线斜率乘积为判断B;由圆周角为直角,根据向量垂直的坐标表示可判断C、D.
【详解】对于,由题得,设直线的方程为,与联立,
得,所以,
所以,当且仅当时取等号,故A错误;
对于B,抛物线C的准线方程为,设,由,
得.
所以,即,故B正确;
对于C,由上述分析知,同理有,
所以,故C正确;
对于D,因为,
所以为钝角,点在以为直径的圆内,故D错误.
故选:BC.
三、填空题
15.(25-26高二上·广西河池·月考)抛物线的焦点为,为坐标原点,点在抛物线上,且,则 .
【答案】
【分析】根据抛物线的定义得到点的横坐标,代入抛物线方程得到点的纵坐标,利用两点间距离公式求.
【详解】由抛物线方程可知,由抛物线的定义可得:,所以,
代入抛物线方程得,则.
故答案为:.
16.(25-26高二上·江西宜春·期中)设焦点为的椭圆上的一点也在抛物线上,抛物线的焦点为,若,则的面积是 .
【答案】
【分析】先算出点的坐标,进而求出椭圆的方程即可求得面积.
【详解】由对称性,不妨设点在轴的上方,由题意得,
,所以,即,
代入椭圆方程解得,所以,即,
所以,.
故答案为:
17.(25-26高二上·北京丰台·期中)已知点不在抛物线:上,抛物线的焦点为若对于抛物线上的一点,的最小值为4,则的值等于 .
【答案】2
【分析】分两种情况,若点在抛物线的开口外部,最小值为可求得;若点在抛物线的开口内部,则利用抛物线的定义转化求最小值,最小值为,最后再检验值即可.
【详解】①如图,若点在抛物线的开口外部,即,即,
则当点三点共线时,有最小值,最小值为,
因为,则,解得,
符合题意;
②如图,若点在抛物线的开口内部,即,即,
过点作,垂足为,其中直线为抛物线的准线,
则由抛物线的定义可知,,
所以当三点共线时,有最小值,
则,得,不符合符合题意,
故的值等于.
故答案为:
18.(25-26高二上·江苏徐州·期中)某数学爱好者在上海博物馆参观时,对一件清康熙款青花龙凤纹碗产生了兴趣.如图所示,该瓷碗水平置于桌面上,底座高1cm,碗口直径15cm,碗深7.5cm.若将碗身(不含底座)的轴截面轮廓近似看作抛物线,碗内有一根长度为10cm的木棒通过抛物线焦点,且两端紧贴碗的内壁.则木棒的中点离桌面的距离为 cm.
【答案】/
【分析】建立平面直角坐标系,设出抛物线的方程,代入点,求得抛物线的方程,利用抛物线的定义,即可求解.
【详解】建立平面直角坐标系,如图所示,
设抛物线的方程为,其焦点为,
碗口直径为,碗深,所以抛物线过点,
所以,解得,所以抛物线的方程为,
设,过中点作轴,
由抛物线的定义可得,解得,
所以,所以木棒的中点离桌面的距离为.
故答案为:.
19.(25-26高二上·江苏淮安·期中)已知,,三点,点P在抛物线上运动,则的最小值为 .
【答案】/
【分析】依题意,设点,根据两点间距离公式将所求式化成关于的二次函数,利用其配方法即可求得最小值.
【详解】由题意,设点,则
,
故当时,即当点的坐标为时,取得最小值.
故答案为:.
四、解答题
20.(25-26高二上·江西·期中)已知抛物线的焦点为,斜率为4的直线与抛物线交于点,与轴交于点.
(1)若,求直线的方程;
(2)若,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设直线的方程为,联立直线与抛物线的方程,得关于的一元二次方程,根据韦达定理,.由抛物线的定义,将,转化为,从而得到.
(2)由,得,结合(1)求得点的坐标,根据两点间距离公式求得.
【详解】(1)设直线的方程为.
由消去,整理得.
因为直线与抛物线有两个交点,所以,解得.
.
因为,所以,解得,
所以直线的方程为.
(2)设直线的方程为,则.
因为,所以,所以.
因为由(1)知,所以.
由,解得,所以,即.
所以.
21.(25-26高二上·江苏徐州·期中)已知双曲线C:的左、右焦点为,,点P在C上.
(1)求双曲线C的离心率及渐近线方程;
(2)若抛物线E的顶点、焦点分别是C的中心、左顶点,求抛物线E的方程;
(3)若,求的面积.
【答案】(1)离心率,渐近线方程;
(2);
(3)9.
【分析】(1)根据给定的双曲线方程直接求出离心率及渐近线方程.
(2)由(1)求出抛物线的顶点及焦点坐标,进而求出抛物线方程.
(3)利用双曲线定义,结合垂直关系求出三角形面积.
【详解】(1)双曲线C:的实半轴长,虚半轴长,则半焦距,
所以双曲线C的离心率,渐近线方程为.
(2)由(1)得抛物线E的顶点为,焦点为,
所以抛物线E的方程为.
(3)由(1)知,,,
由,得,
则,
所以的面积.
22.(25-26高三上·江西南昌·开学考试)已知抛物线C:(p>0)的焦点为F,过点F作直线l与抛物线C交于A,B两点O为坐标原点.当直线l⊥y轴时,|AB|=4.
(1)求抛物线C的标准方程;
(2)若直线AB的斜率为1,求△ABO的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意分析当直线l⊥y轴时,用表示A、B两点坐标,根据,可求得的值,进而得到抛物线C的标准方程.
(2)联立直线与抛物线方程,可得到两点坐标关系,进而求得△ABO的面积.
【详解】(1)由题可知:.
当直线l⊥y轴时,可得,.所以.
因为,所以2p=4,解得p=2,故抛物线C的标准方程为.
(2)由(1)知:,所以直线.
联立直线l与抛物线C方程,得,
设点A,B,则,,
所以.
所以△ABO的面积.
23.(25-26高三上·上海·开学考试)已知抛物线,点为的焦点,为上互异的三点.
(1)若,求的坐标;
(2)过点的直线交抛物线于、两点,求的值(其中为坐标原点);
(3)若为等腰直角三角形,求面积的最小值.
【答案】(1)或
(2)
(3)16
【分析】(1)根据焦半径公式求解即可;
(2)联立韦达代入即可;
(3)利用等腰直角三角形的特点设坐标,代入抛物线方程整理化简,结合基本不等式求最值即可,注意验证取等号条件.
【详解】(1)不妨设,因为,可得,解得,
则的坐标为 或 ;
(2)由题知,直线斜率不为0,故可设过焦点的直线为,设点,
联立得
则.
(3)若三角形为等腰直角三角形,
不妨设,因为,且,
不妨设,
此时,
代入抛物线方程可得:,
解得,
所以 ,
整理得,
由于 ,当且仅当 时等号成立,
,当且仅当 时等号成立,
则,即,
当且仅当时等号成立,
所以,
当且仅当,时,三个顶点坐标为,
此时三角形面积的最小值为16.
24.(24-25高二上·安徽黄山·期末)已知顶点在坐标原点,焦点在坐标轴上的抛物线过点.
(1)求抛物线的标准方程及其准线方程;
(2)过点作直线交抛物线于另一个交点(在第四象限),设直线的斜率分别为,若,求的面积.
【答案】(1)抛物线的标准方程为,准线方程为或抛物线的标准方程为,准线方程为.
(2)
【分析】(1)根据题意分开讨论抛物线的开口方向,求出抛物线的标准方程与准线方程.
(2)首先求出和直线的方程,然后求出点的纵坐标,最后根据面积公式求出的面积即可.
【详解】(1)根据题意,当抛物线开口向右时,设抛物线方程为,
将点代入方程可得,解得,
此时抛物线的标准方程为,准线方程为;
当抛物线开口向上时,设其方程为,
将点代入方程可得,解得,
此时抛物线的标准方程为,准线方程为.
综上,抛物线的标准方程为,准线方程为或,准线方程为.
(2)根据题意,因为点在第四象限,所以抛物线的标准方程为,准线方程为.
画出图象为:
由题意可知存在,,因为,所以.
设点,所以,解得(舍去)或.
直线的方程为,即.
所以点的坐标为.
所以的面积为.
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3.3.1抛物线及其标准方程
【考点梳理】
【知识梳理】
知识点一:抛物线的定义
1.定义:平面内与一定点F和一条定直线l(不经过点F)距离相等的点的轨迹.
2.焦点:定点F.
3.准线:定直线l.
知识点二:抛物线的标准方程
图形
标准方程
焦点坐标
准线方程
y2=2px(p>0)
x=-
y2=-2px(p>0)
x=
x2=2py(p>0)
y=-
x2=-2py(p>0)
y=
重难点技巧:p的几何意义是焦点到准线的距离.
【题型归纳】
题型一:抛物线的定义求轨迹方程
【例1】.(25-26高二上·江苏南通·期中)已知圆,直线,则与直线相切且与圆外切的圆的圆心的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【变式1】.(2025高二上·全国·专题练习)若点P到定点的距离比它到定直线的距离小1,则点P的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.或
【变式2】.(24-25高二上·安徽滁州·期中)在平面直角坐标系中,动点到直线的距离比它到定点的距离小2,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
题型二:抛物线的最值问题
【例2】.(25-26高二上·河北邢台·期中)已知点及抛物线上一动点,则的最小值是 .
【变式1】.(25-26高三上·上海宝山·月考)已知F是抛物线C:的焦点,P是抛物线C上一动点,Q是曲线上一动点,则的最小值为
【变式2】.(24-25高二下·上海·期末)已知点的坐标为,点为抛物线的焦点,若点在此抛物线上移动,求取得最小值时点的坐标是 .
题型三:抛物线焦半径的公式
【例3】.(25-26高二上·陕西榆林·期中)已知抛物线的焦点是,点在抛物线上,若,则( )
A. B. C. D.
【变式1】.(25-26高二上·广西柳州·期中)抛物线的焦点为,抛物线上一点在其对称轴的上方,若,则点的坐标是( )
A. B. C. D.
【变式2】.(25-26高二上·江苏宿迁·期中)已知抛物线的焦点为,点是抛物线上的一点,,过点作轴的垂线,垂足为,则( )
A.6 B.8 C. D.
题型四:抛物线的四种标准方程
【例4】.(25-26高二上·全国·单元测试)根据下列条件,求抛物线的标准方程:
(1)准线方程为;
(2)对称轴是轴,顶点到焦点的距离等于2;
(3)对称轴是轴,经过点.
【变式1】.(24-25高二下·黑龙江佳木斯·月考)求适合下列条件的抛物线的标准方程:
(1)顶点在原点,准线方程为;
(2)顶点在原点,且过点;
(3)顶点在原点,对称轴为x轴,焦点在直线上.
【变式2】.(24-25高二上·全国·课后作业)根据下列条件分别求出抛物线的标准方程:
(1)准线方程为;
(2)焦点在轴上,焦点到准线的距离为5;
(3)经过点;
(4)焦点为直线与坐标轴的交点.
题型五:抛物线在生活中的实际应用
【例5】.(24-25高二上·青海海南·期末)图中展示的是一座抛物线形拱桥,当水面在时,拱顶离水面2m,水面宽6m,水面上涨1m后,水面宽度为( )
A. B. C. D.8m
【变式1】.(2025·海南海口·一模)世界上第一个太阳灶设计者是法国的穆肖,1860年他奉拿破仑三世之命,研究用抛物面镜反射太阳能集中到悬挂的锅上,供驻在非洲的法军使用.目前世界上太阳灶的利用相当广泛,技术也比较成熟,它不仅可以节约煤炭、电力、天然气,而且十分干净,毫无污染,是一个可望得到大力推广的太阳能利用装置.如图是某学校数学小组制作了一个太阳灶模型,其口径为1m,高为0.25m的抛物面,则其轴截面所在抛物线的顶点到焦点的距离为( )
A.0.25 B.0.5 C.1 D.2
【变式2】.(24-25高二上·全国·课后作业)如图①,上海黄浦江上的卢浦大桥,整体呈优美的弧形对称结构.如图②,将卢浦大桥的主拱看作抛物线,江面和桥面看作水平的直线,主拱的顶端P到江面的距离为100m,且,则顶端到桥面的距离为( )
A.50m B. C.55m D.
题型六:抛物线的参数问题
【例6】.(24-25高二下·上海金山·期中)在抛物线上点的纵坐标比横坐标大4,且点到焦点的距离为8,则 .
【变式1】.(23-24高二上·福建·月考)抛物线的焦点为,且抛物线与椭圆在第一象限的交点为A,若轴,则 .
【变式2】.(23-24高二上·辽宁·期中)已知抛物线,圆,在抛物线上任取一点,向圆作切线,切点为A,则的最小值 .
题型七:抛物线的方程综合问题
【变式1】.(25-26高二上·江苏南通·期中)过定点的直线与圆交于,两点,,点为抛物线上一动点.
(1)求直线的方程;
(2)设为圆上一点,求的最小值.
【变式1】.(25-26高二上·江苏扬州·期中)开口向上的抛物线的焦点为,过点作直线与抛物线交于,两点,为坐标原点.当直线轴时,.
(1)求抛物线的标准方程及准线方程;
(2)若直线的斜率为1,求的面积.
【变式2】.(25-26高二上·黑龙江大庆·期中)已知为坐标原点,为抛物线:的焦点,是上异于的一点,且点到的距离比到轴的距离大1.
(1)求抛物线的方程;
(2)若经过点的直线与抛物线相交于,两点,且,求的方程.
【高分达标】
一、单选题
1.(25-26高二上·陕西渭南·期中)抛物线的准线方程是( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二上·重庆·期中)已知 是抛物线 的焦点, 为抛物线 上一点, 为坐标原点,若 . 且 ,则抛物线的方程为( )
A. B. C. D.
3.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期中)已知直线和直线,抛物线上一动点到直线、直线的距离之和的最小值是( )
A.1 B.2 C. D.3
4.(25-26高二上·陕西西安·期中)已知是抛物线上一点,若点到轴的距离为4,则点到该抛物线焦点的距离是( )
A.4 B.5 C.6 D.7
5.(2025·陕西西安·三模)已知抛物线的焦点为为上一点,且的横坐标为2,则( )
A. B.3 C. D.
6.(25-26高二上·江苏连云港·期中)已知为坐标原点,抛物线:的焦点为,,为上两点,.则的最小值为( )
A. B. C. D.
7.(25-26高二上·江苏连云港·期中)有一抛物线形拱桥,当水面离拱顶2米时,水面宽8米.若水面下降1米,水面宽度增加了( )
A.米 B.米 C.米 D.4米
8.(25-26高二上·河南濮阳·期中)已知抛物线C:()的焦点为F,过点F且倾斜角为的直线与C及其准线l分别交于点A,B(A在线段BF上),,则( )
A.1 B. C.2 D.4
9.(25-26高二上·河南·期中)已知点是抛物线上的一点,设点到直线和的距离分别为,,则的最小值为( )
A.5 B. C. D.
二、多选题
10.(25-26高二上·陕西渭南·期中)顶点在原点,对称轴是坐标轴,并且经过点的抛物线的标准方程是( )
A. B. C. D.
11.(25-26高二上·安徽合肥·期中)已知抛物线:的焦点为,准线为,点在抛物线上,,延长交抛物线于,则( )
A. B.
C. D.以为直径的圆与相切
12.(25-26高二上·江苏扬州·期中)已知抛物线的焦点为,准线为,过的一条直线交于,两点,过作的垂线,垂足为,过且与直线垂直的直线交于点,则( )
A. B. C. D.
13.(25-26高二上·江西萍乡·期中)已知抛物线的焦点与双曲线的一个焦点重合,点在上,则下列结论正确的为( )
A.的离心率为
B.的渐近线方程为
C.
D.点到的焦点的距离为5
14.(25-26高二上·湖南·期中)过抛物线的焦点作直线与交于两点,为坐标原点,直线分别与的准线交于点,则( )
A.的最小值为4 B.
C.以为直径的圆过点 D.以为直径的圆过点
三、填空题
15.(25-26高二上·广西河池·月考)抛物线的焦点为,为坐标原点,点在抛物线上,且,则 .
16.(25-26高二上·江西宜春·期中)设焦点为的椭圆上的一点也在抛物线上,抛物线的焦点为,若,则的面积是 .
17.(25-26高二上·北京丰台·期中)已知点不在抛物线:上,抛物线的焦点为若对于抛物线上的一点,的最小值为4,则的值等于 .
18.(25-26高二上·江苏徐州·期中)某数学爱好者在上海博物馆参观时,对一件清康熙款青花龙凤纹碗产生了兴趣.如图所示,该瓷碗水平置于桌面上,底座高1cm,碗口直径15cm,碗深7.5cm.若将碗身(不含底座)的轴截面轮廓近似看作抛物线,碗内有一根长度为10cm的木棒通过抛物线焦点,且两端紧贴碗的内壁.则木棒的中点离桌面的距离为 cm.
19.(25-26高二上·江苏淮安·期中)已知,,三点,点P在抛物线上运动,则的最小值为 .
四、解答题
20.(25-26高二上·江西·期中)已知抛物线的焦点为,斜率为4的直线与抛物线交于点,与轴交于点.
(1)若,求直线的方程;
(2)若,求.
21.(25-26高二上·江苏徐州·期中)已知双曲线C:的左、右焦点为,,点P在C上.
(1)求双曲线C的离心率及渐近线方程;
(2)若抛物线E的顶点、焦点分别是C的中心、左顶点,求抛物线E的方程;
(3)若,求的面积.
22.(25-26高三上·江西南昌·开学考试)已知抛物线C:(p>0)的焦点为F,过点F作直线l与抛物线C交于A,B两点O为坐标原点.当直线l⊥y轴时,|AB|=4.
(1)求抛物线C的标准方程;
(2)若直线AB的斜率为1,求△ABO的面积.
23.(25-26高三上·上海·开学考试)已知抛物线,点为的焦点,为上互异的三点.
(1)若,求的坐标;
(2)过点的直线交抛物线于、两点,求的值(其中为坐标原点);
(3)若为等腰直角三角形,求面积的最小值.
24.(24-25高二上·安徽黄山·期末)已知顶点在坐标原点,焦点在坐标轴上的抛物线过点.
(1)求抛物线的标准方程及其准线方程;
(2)过点作直线交抛物线于另一个交点(在第四象限),设直线的斜率分别为,若,求的面积.
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