内容正文:
专题2.5 抛物线 高中数学导学案
专题2.5 抛物线
考点预览
一、必备知识
1.抛物线的定义:平面内与一个定点和一条定直线的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点叫抛物线的焦点,定直线叫做抛物线的准线.注:若在定义中有,则动点的轨迹为的垂线,垂足为点.
2.抛物线的标准方程及其基本性质:
图形
标准
方程
顶点
范围
,
,
,
,
对称轴
轴
轴
焦点
离心率
准线方程
焦半径
3.焦点弦:若为抛物线的焦点弦,,,则有以下结论:
①;②;③焦点弦长,(为直线与对称轴的夹角).
④的面积公式:(为直线与对称轴的夹角).
4.抛物线的弦长:若AB为抛物线的任意一条弦,,弦的中点为,则
①弦长;
②斜率;
③直线AB的方程为;
④线段AB的垂直平分线方程为
⑤任意弦长公式: 斜率为的直线与二次曲线交于两点,则
或
5.抛物线常用二级结论:
(1)若直线与抛物线交于,两点,
且是线段AB的中点,如图,则.
证明:因为点,都在抛物线上,
所以(点在抛物线上),所以(作差),
所以,所以.
因为,,所以.
注:这里给出的都是焦点在x轴上的情形,焦点在y轴上时需要再根据点差法推导,不能直接套结论.点差法得到的结论在小题中可以直接用,在大题中要有推导过程.
(2)抛物线的切线:
①抛物线在点处的切线方程为.
②抛物线在点处的切线方程为.
(3)如果与抛物线有两个交点,.则
联立得到,判别式,由韦达定理得
弦长.
(4)如果直线与抛物线有两个交点,.则
联立得到,判别式,由韦达定理得
弦长.
(实际上与抛物线的硬解定理的区别就是把A,B对调了一下)
二、考点专练:
地 城
考点01
抛物线的标准方程
【经典例题】
1.(23-24高二上·广西三新学术联盟·期末)若点在抛物线上,则该抛物线的方程为 .
【答案】
【详解】由在上,代入可得,即抛物线的方程为.故答案为:.
2.(23-24高二上·广西百色·期末)如图是一座抛物线型拱桥,当桥洞内水面宽时,拱顶距离水面,当水面上升后,桥洞内水面宽为 ;
【答案】
【详解】以抛物线顶点为原点,对称轴为轴,建立如图所示的平面直角坐标系:
设抛物线方程为,由题意可得:因为桥洞内水面宽时,拱顶距离水面,所以在抛物线上,所以解得,所以抛物线方程为
当水面上升后,不妨设由图可知则,解得,
所以,所以当水面上升后,桥洞内水面宽为.故答案为:.
【变式训练】
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.
2.(2025·山西·二模)若点在以原点为顶点x轴为对称轴的抛物线C上,则C的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意可知,抛物线C的方程为,将代入,可得,故抛物线C的方程为.故选:A.
3.(24-25高二上·山西太原·期末)已知抛物线以圆的圆心为焦点,则其标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为的圆心为,所以,得到,又焦点在轴的正半轴上,所以抛物线的标准方程为,故选:D.
4.(24-25高二上·辽宁·期末)已知抛物线的顶点为原点,对称轴是轴,与直线相交所得线段的长为12,则的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意,设抛物线,因为抛物线与直线相交所得线段的长为12,
所以点在上,所以,解得,所以的标准方程为.故选:B
地 城
考点02
由方程研究基本性质
【经典例题】
1.抛物线的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由抛物线方程知其焦点在轴上且,其焦点坐标为.故选:C.
2.(24-25高二上·浙江宁波余姚中学·月考)抛物线的准线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由得,则,所以抛物线开口向下,所以准线方程为.故选:C
3.(21-22高二·3.3.2抛物线的简单几何性质(分层练习)-·)抛物线有如下光学性质:过焦点的光线经抛物线反射后平行于抛物线的对称轴;反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知抛物线y2=4x的焦点为F,一条平行于x轴的光线从点M(3,1)射出,经过抛物线上的点A反射后,再经抛物线上的另一点B射出,则直线AB的斜率为( )
A. B. C.± D.
【答案】A
【详解】将y=1代入y2=4x,得x=,即,由抛物线的光学性质可知,直线AB经过焦点F(1,0),所以直线AB的斜率为,故选:A.
【变式训练】
1.(22-23高二上·山西晋中部分学校·期中)抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】抛物线的标准方程为,所以所求准线方程为.故选:D
2.(23-24高二上·广西三新学术联盟·期末)抛物线的焦点坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由可知抛物线焦点在轴上,且,∴,所以焦点为.故选:B.
3.(24-25高二上·广西部分学校·)抛物线的焦点为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】的标准形式为,其焦点在轴负半轴上,坐标为.故选:C
4.(24-25高二上·内蒙古巴彦淖尔·期末)抛物线的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由得,,故抛物线的焦点坐标为.故选:A.
5.(25-26高三上·上海松江·期末)抛物线的焦点到其准线的距离为 .
【答案】4
【详解】抛物线的焦点坐标为,准线方程为,所以所求距离为.故答案为4
6.(24-25高三上·北京海淀·期末)设抛物线的焦点为F,已知点在C上,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【详解】因为点A满足,又,代入抛物线方程得,因为,可得,故选:C.
7.(24-25高二下·江苏南京·期末)已知抛物线上一点A的横坐标为4,则点A到抛物线焦点的距离为( )
A.5 B.6 C. D.4
【答案】A
【详解】抛物线的准线方程为,所以点A到抛物线焦点的距离为.故选:A
8.(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)设抛物线的焦点为F,准线为l,P为抛物线上一点,,A为垂足,如果直线的斜率为,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【详解】由抛物线,则焦点,准线:,又因为直线的斜率为,则直线的方程为:,因,所以可得点,又,所以,即得点,则.故选:C.
地 城
考点03
抛物线定义的简单应用
【经典例题】
1.(24-25高二上·广西桂林·期末)抛物线的焦点为,点在上,若.则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【详解】依题意,抛物线的焦点为,准线方程为,由于,根据抛物线的定义可知,则,所以的坐标为、.故选:AB
2.(21-22高二上·广东汕尾·期末)已知抛物线的焦点为F,A为抛物线C上一点.以F为圆心,FA为半径的圆交抛物线C的准线于B,D两点,A,F,B三点共线,且,则 .
【答案】2
【来源】广东省汕尾市2021-2022学年高二上学期期末数学试题
【详解】抛物线的焦点为,,准线方程为,因为,,三点共线,可得为圆的直径,如图示:设准线交x轴于E,所以,则 , 由抛物线的定义可得,又是的中点,所以到准线的距离为,故答案为:2.
【变式训练】
1.抛物线上一点到焦点的距离为3,则点的横坐标 .
【答案】2
【详解】由题意得抛物线的焦点,准线方程为,,解得.
2.(21-22高二上·陕西西安周至县第四中学·期末)抛物线,过焦点的弦AB长为8,则AB中点M的横坐标为 .
【答案】2
【详解】抛物线的准线的方程为:,焦点为,分别过,作,垂足为,在直角梯形中,,由抛物线的定义可知:,因此有,所以点的横坐标为.故答案为:2.
3.(23-24高二上·广西玉林·期末)已知抛物线的焦点为,准线与轴的交点为,点在抛物线上,且,则的面积为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】B
【详解】抛物线的焦点,准线,过点作,垂足为,由,得,于是,设,则,解得,所以的面积.故选:B
地 城
考点04
抛物线中距离和与差的最值问题
【经典例题】
1.(24-25高三上·贵州遵义第十五中学等校·月考)已知是抛物线上的动点,是抛物线的准线上的动点,,则的最小值是( )
A.5 B.4 C. D.
【答案】A
【详解】抛物线的焦点为,准线的方程为,当时,的值最小,此时,由抛物线的定义,可得,则.故选:A.
2.(23-24高二上·广西北海·期末)已知过抛物线的焦点的动直线交抛物线于两点,为线段的中点,为抛物线上任意一点,若的最小值为6,则( )
A.2 B.13 C.6 D.
【答案】C
【详解】如图所示,分别过四点向准线作垂线,垂足分别为,
设横坐标分别为,由抛物线定义及梯形中位线可知则,,易知,则,即的最小值为,设,,
联立抛物线得,即,
由基本不等式可知,当且仅当等号成立,故.
故选:C
【变式训练】
1.(25-26高二上·河南南阳·期中)已知P为抛物线上的任意一点,F为抛物线的焦点,点,则的最小值为( )
A.3 B. C.4 D.
【答案】C
【详解】由题意知抛物线的焦点为,准线的方程为.如图,过点P作抛物线准线l的垂线段,垂足为Q,过点作,垂足为.由抛物线的定义得,所以,当三点共线时取等号,故的最小值为.
故选:C
2.(24-25高二上·安徽黄山·期末)已知点是抛物线上的动点,定点,则到点的距离与到轴的距离之和的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】抛物线,焦点坐标为,准线方程为,设到轴的距离为,过点作⊥准线于点,由抛物线焦半径公式可得,, 则,当且仅当三点共线时,等号成立,其中,所以到点的距离与到轴的距离之和最小值为.故选:A
3.(24-25高二下·河南南阳·期末)已知抛物线的焦点为是该抛物线上一动点,且的最小值为1,点,则的最小值为( )
A. B.4 C.2 D.
【答案】B
【详解】抛物线上的点到抛物线焦点距离的最小值为1,则有,解得,在抛物线中,当时,,因此点在抛物线上方.过点作准线于,交抛物线于点,连接,过作准线于,连接,如图,显然,当且仅当点与点重合时取等号,所以.故选:B.
4.(23-24高二上·湖南浏阳·期末)已知点是抛物线上的一个动点,则点到点的距离与到该抛物线的准线的距离之和的最小值为( )
A. B.3 C. D.
【答案】C
【详解】抛物线中,当时,,则点在抛物线外,抛物线的焦点,准线,过作直线的垂线,垂足为,连接,则,于是,当且仅当点是线段与抛物线的交点时取等号,所以点到点的距离与到该抛物线的准线的距离之和的最小值为.故选:C
6.(24-25高二上·河北石家庄二中润德学校·期中)如图所示,点是抛物线的焦点,点分别在抛物线及圆的实线部分上运动,且总是平行于轴,则的周长的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】过点作准线的垂线,垂足为,则的周长为,由可得,故,故的周长的取值范围为,故选:D.
5.(24-25高二下·福建泉州·期末)已知抛物线的焦点为,为抛物线内侧一点,为上一动点,的最小值为6,则 ,该抛物线上一点(非顶点)处的切线与圆相切,则 .
【答案】 4 8
【详解】如图:设点在的准线上的射影为,则,要使得取得最小值,即取得最小值,当三点共线时,取得最小值,由4,得.
因为,所以.设,则切线的方程为,即.因为切线与圆相切,所以,化简得,解得(舍去)或,因为,所以.故答案为:4;8
地 城
考点05
与抛物线相关的轨迹问题
【经典例题】
1.过点且与直线相切的动圆圆心的轨迹方程为 .
【答案】
【详解】由题意可得,动圆的圆心到直线的距离与到点的距离相等,所以动圆的圆心是以点为焦点,直线为准线的抛物线,则其方程为.故答案为:
2.已知圆N:,直线,圆M与圆N外切,且与直线相切,则点M的轨迹方程为 .
【答案】
【详解】由题意得,直线l:,且圆N:,设圆M半径为r,则点M到l':与点M到点N的距离相等,都是,故点M的轨迹是以N为焦点,以l'为准线的抛物线,故方程为.故答案为:.
3.若一个动圆与定圆:相内切,且与定直线相切,则此动圆的圆心M的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设动圆M的半径为r,依题意:,点M到定直线的距离为,所以动点M到定点的距离等于到定直线的距离,即M的轨迹为以F为焦点,为准线的抛物线,所以此动圆的圆心M的轨迹方程是.故选:D.
【变式训练】
1.(24-25高二上·山东烟台·期末)在平面直角坐标系中,到轴的距离与到点的距离相等的点的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】设出动点坐标,由给定条件列出方程并化简即得.【详解】设动点坐标为,依题意,,两边平方整理得,所以所求轨迹方程为.
故答案为:
2.已知点F(0,2),过点且与y轴垂直的直线为,轴,交于点N,直线垂直平分FN,交于点M.则点M的轨迹方程为 .
【答案】
【详解】如图,由题意得,即动点M到点的距离和到直线的距离相等,所以点M的轨迹是以为焦点,直线为准线的抛物线,根据抛物线定义可知点M的轨迹方程为.故答案为: .
3.(24-25高二上·安徽蚌埠·期末)已知圆心在轴上移动的圆经过,且与轴,轴分别交于两个动点,过分别作轴,轴的垂线,两条垂线的交点记为,则点的轨迹为( )
A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线
【答案】D
【详解】设圆心坐标为,则圆的方程为,令,得或,则,令,得,则,所以,所以,
所以点的轨迹为抛物线,故选:D
地 城
考点06
抛物线中点弦问题
【经典例题】
1.(24-25高二下·陕西西安·期末)直线被抛物线截得的线段的中点坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】联立,则,设直线与抛物线交点,则,故,所以线段的中点坐标是.故选:B.
2.(24-25高二上·山西·期中)已知抛物线,过点的直线l与C相交于A,B两点,且M为弦的中点,则直线l的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】显然直线l不垂直于,设直线l的方程为,由消去得,,由弦的中点为,得,此时方程有两个不等实根,
所以直线的方程为,即.故选:D
【变式训练】
1.(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知直线交抛物线于两点,且的中点为,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】易知直线的斜率存在,设直线的斜率为,则两式相减得,整理得,因为的中点为,则,所以,即直线的斜率为.故选:D.
2.(24-25高二上·江西赣州·期末)已知动点P到定点的距离比它到直线的距离大1,直线与动点的轨迹交于A, B两点,且线段AB的中点为,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意动点P到定点的距离比它到直线的距离大1,则动点P到定点的距离与它到直线的距离相等,故动点P的轨迹为以F为焦点的抛物线,其方程为,设,则,则,则,由于线段AB的中点为且在抛物线含焦点的一侧区域内,则直线AB的斜率存在,,故,故直线的方程为,即,故选:D
地 城
考点07
直线与抛物线相交弦问题
【经典例题】
1.(24-25高三上·内蒙古赤峰·期末)已知抛物线过点,过且与(为坐标原点)垂直的直线与抛物线交于另一点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由抛物线过点,得,抛物线的方程为,直线的斜率为,则直线的方程为,即,由消去得,解得,,所以.故选:A
2.(24-25高二上·河南许昌·期末)已知抛物线的焦点为,准线与轴交于点,直线过且与交于两点,若直线的斜率为,则( )
A.5 B. C. D.
【答案】D
【详解】如图作垂直于准线,垂足为,可知设,直线的斜率为得,,则,由勾股定理得:,即,化简得:,解得或,
当直线斜率存在时,设为,与抛物线联立消元得:,设交点,则,
而,
当直线斜率不存在时,,
综上,,由得,此时.
由得,此时.故选:D.
【变式训练】
1.(24-25高二上·河南南阳·期末)过抛物线的焦点的直线交于两点,其中点在第一象限,且,则( )
A. B.6 C. D.8
【答案】A
【详解】易知的斜率存在,设,则,得,因为点在上,所以,又点在第一象限,故,所以,又,所以,所以直线的方程为,即.联立,得,则,由抛物线的定义,得.故选:A
2.(24-25高二上·云南昭通·联考)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
【详解】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.
3.(24-25高二上·江苏泰州·期末)点A(与原点O不重合)在抛物线上,直线与抛物线的准线交于点B,过点B且平行于x轴的直线交抛物线于点C,则的最小值为( )
A. B.4 C. D.8
【答案】B
【详解】令且,则,联立抛物线准线,可得,令,故,故,所以,令,当且仅当时等号成立,
所以在上单调递增,所以的最小值为.故选:B
地 城
考点08
解答题
【经典例题】
1.(21-22高二上·广东广州华南师大附中·期中)已知抛物线上的点到焦点F的距离为6.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点作直线l交抛物线C于A,B两点,且点P是线段的中点,求直线l方程.
【详解】(1)由题设,抛物线准线方程为,
∴抛物线定义知:,可得,
∴.
(2)由题设,直线l的斜率存在且不为0,设,联立抛物线方程,
有,整理得,则,又P是线段的中点,
∴,即,故.
2.已知抛物线的焦点为为坐标原点,为抛物线上一点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)过焦点的直线与抛物线交于两点,若点在抛物线的准线上,且为等边三角形,求直线的斜率.
【详解】(1)不妨设点在第一象限,因为,所以,则,
因为,所以,即抛物线的方程为
(2)当直线的斜率不存在时,,要使得为等边三角形,则,但是,,不满足边长相等,
当直线的斜率存在时,设直线的方程为:
由,化简得
则,
故线段的中点为
设,因为,所以,即,
因为为等边三角形,所以
即,即,
3.(23-24高二上·江苏宿迁泗阳县·期中)在平面直角坐标系中,点到点的距离与到直线的距离相等,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与相交异于坐标原点的两点,,若,证明:直线恒过定点,并求出定点坐标.
【详解】(1)法一因为到点的距离与到直线的距离相等;
所以的轨迹是以为焦点为准线的抛物线故可设的方程为,
则有 所以, 故的方程为.
法二设的坐标为则有,
所以. 即, 所以的方程为.
(2)法一设方程为,
因为,所以,即.
所以,即;
由得,所以.
所以,即,所以;
所以方程为,故恒过定点.
法二设,因为,所以;
所以,所以.
所以的方程为,整理得,
所以,即,
所以直线恒过定点.
【变式训练】
1.(24-25高二上·广西贵港·期末)已知动点到点的距离比它到直线的距离小2,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与相交于,两点,若线段的中点坐标为,求直线的方程.
【详解】(1)由题意知动点到点的距离等于到直线的距离,
则动点的轨迹是以为焦点,为准线的抛物线,
所以的方程为.
(2)设,,则,
两式相减得,整理可得.
因为线段的中点坐标为,所以,
所以直线的斜率,
故直线的方程为,即.
2.(24-25高二上·广西玉林·期末)在平面直角坐标系中,双曲线的右焦点与抛物线的焦点重合.
(1)求抛物线的方程:
(2)若直线与相交于、两点,是的焦点,求的周长.
【详解】(1)在双曲线中,,,所以,即,
在抛物线:中,由题意得,即,
所以抛物线的方程是.
(2)由消去并整理得,
设、,则,
由韦达定理可得,,
所以,
,
所以的周长为.
3.(23-24高二上·四川巴中·期末)已知抛物线:的焦点为点F,点M在第一象限,且在抛物线上,若,且点M到y轴的距离1,延长MF交抛物线点N.
(1)求抛物线的方程及线段MN的长;
(2)直线l与抛物线交于A,B两点,记直线MA的斜率为,直线MB的斜率为,当时,直线l是否过定点?若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.
【详解】(1),且点M到y轴的距离1,
由抛物线的定义得,即,解得.
抛物线E的方程为.
抛物线的焦点.又点M到y轴的距离为1,且在抛物线上,
点M的横坐标为1.直线MN的方程为.
联立,解之得或,
点M在第一象限,,,
;
(2)设,,
,,同理可得:,
,整理得,(*)
设直线AB的方程为,
联立方程,消去x,则,,
由韦达定理得,,
将其代入(*)式得,解得,
直线AB的方程为,当时,,
直线l过定点.
三、强化实训
1.(20-21高二上·陕西商洛·期末)抛物线的焦点坐标为 .
【答案】
【详解】将抛物线的方程整理为标准形式,得,则该抛物线的焦点在y轴正半轴,坐标为.故答案为:.
2.已知抛物线则抛物线的准线方程为 .
【答案】
【详解】由抛物线,得,所以,则抛物线的准线方程为.
故答案为:.
3.(24-25高二上·云南大理·期末)设抛物线的焦点为,直线与的一个交点为,,直线与的另一个交点为,则 .
【答案】/
【详解】联立消可得,解得或,即直线与抛物线的交点为或,∵,∴,又,直线:,即,联立,消可得,解得或,则,此时.故答案为:
4.(24-25高二上·云南保山·期末)已知点为抛物线的焦点,过点的直线交抛物线于两点,若的最小值为9,则 .
【答案】2
【详解】,设直线的方程为,将其代入中,得,设,则,,,当且仅当时等号成立,∴由的最小值为得.故答案为:2
5.(24-25高二上·河南新乡·期末)已知抛物线的准线为,直线,动点在上运动,记点到直线与的距离分别为,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设抛物线的焦点为,由抛物线的定义可知.设于点,则.当三点共线,且在中间时,取得最小值.由抛物线,得,所以的最小值为.故选:B.
6.(24-25高二上·江苏南通·期中)已知抛物线的焦点为,为圆上的动点,点,则 ;若为上的动点,则的最小值为 .
【答案】 /0.5 5
【详解】由题意可知:抛物线的焦点为,准线为,设,圆,即为,则;
因为,则,当且仅当三点共线时,等号成立,设点到准线的距离为,则,当且仅当为坐标原点时,等号成立,综上所述:,当且仅当为坐标原点,为时,等号成立,所以的最小值为5.故答案为:;5.
7.(23-24高二上·广西玉林·期末)(多选)已知抛物线的焦点为,过点的直线交抛物线于两点,则下列结论正确的是( )
A.抛物线的焦点坐标是
B.焦点到准线的距离是2
C.若点的坐标为,则的最小值为2
D.若为线段中点,则的坐标可以是
【答案】BD
【详解】由题意,故A错误;焦点到准线的距离是,B正确;对于,过点作垂直于准线,垂足为,则,当且仅当三点共线时取等号,所以的最小值为3,故C错误;对于D,假设的坐标是,设,则,由,两式相减得,即,所以,即,所以直线的方程为,即,将代入得,所以直线过点,符合题意,所以的坐标可以是,故D正确.故选:BD.
8.(24-25高二上·云南昆明·期末) (多选)设抛物线C:的焦点为F,M为C上一动点,为定点,则下列结论正确的是( )
A.准线l的方程是 B.的最小值为4
C.所在直线被抛物线所截得的弦长为 D.以线段为直径的圆与y轴相切
【答案】BD
【详解】对于A,由抛物线,则,所以准线的方程为,故A错误;
对于B,由题意,过作,垂足为,设点到直线的距离为,由图可知,故B正确;
对于C,由,则直线的方程为,代入,可得,整理可得,由,设直线与抛物线的两个交点分别为和,
则,,所以弦长为,故C错误;
对于D,取的中点为,并过作,垂足为,记准线与轴交点为,如下图,设以为直径的圆的半径为,由图可知其圆心为,由图可知,易知到轴的距离为,则圆与相切,故D正确.
故选:BD.
9.(22-23高二下·浙江·) (多选)已知抛物线的焦点为,,是抛物线上两点,则下列结论正确的( )
A.点的坐标为
B.若直线经过焦点,则
C.若,则线段的中点到轴的距离为
D.若直线经过焦点且满足,则直线的倾斜角为
【答案】BC
【来源】浙江省新阵地教育联盟2022-2023学年高二下学期第一次联考数学试题
【详解】抛物线的焦点为,故A错误;过作直线交抛物线于两点,显然的斜率存在,设的方程为,与联立消去整理得0恒成立.设,则,故B正确;∵,根据抛物线定义得,则,而由中点坐标公式得点P的纵坐标,即为点P到x轴的距离为,故C正确;由得,又
当,解得:,则直线的倾斜角为,当,解得,则直线的倾斜角为, 故D错误.
故选:BC
10.(23-24高二上·山西吕梁·期末) (多选)设抛物线的焦点为,准线为,点是抛物线上不同的两点,且,则( )
A. B.以线段为直径的圆必与准线相切
C.线段的长为定值 D.线段的中点到轴的距离为定值
【答案】AD
【详解】对于A中,由抛物线的准线为,可得,解得,所以抛物线的焦点为 且,所以A正确;对于B中,如图,当线段过焦点时,过作,取的中点作,可得,此时以线段为直径的圆与准线相切,因为直线不一定过抛物线的焦点,则不一定成立,故B错误.对于C中,设,由抛物线得的定义得,所以,当直线过原点时,设,则,此时,可得,
当直线为时,可得,不妨设,可得,所以的长不是定值,所以C错误;对于D中,由,则线段的中点到轴的距离为,所以D正确.故选:AD.
11.(24-25高二上·广西部分学校·)已知动点到点的距离比它到直线的距离小2,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与相交于两点,若线段的中点坐标为,求直线的方程.
【详解】(1)由题意知根据已知得到动点到的距离等于到直线的距离,
即动点的轨迹是以为焦点,为准线的抛物线,
所以轨迹的方程为.
(2)设,则
两式相减得,整理可得.
因为线段的中点坐标为,所以,
所以直线的斜率,
故直线的方程为,即,经检验满足题意.
12.(23-24高二上·广西桂林·期末)在平面直角坐标系中,为坐标原点,已知直线与抛物线相交于、两点.
(1)求的焦点坐标及准线方程;
(2)求的面积.
【详解】(1)解:对于抛物线,,则,,
所以,抛物线的焦点坐标为,准线方程为.
(2)解:设点、,易知直线过抛物线的焦点,
联立可得,由韦达定理可得,
由抛物线的焦点弦长公式可得,
原点到直线的距离为,
因此,的面积为.
13.(24-25高二上·河南开封·期末)已知A,B两点的坐标分别是,,直线AM,BM相交于点M,且直线AM的斜率与直线BM的斜率的差是
(1)求点M的轨迹方程;
(2)若经过点的直线l与点M的轨迹相交于C,D两点,,O为坐标原点,求线段CD的长.
【详解】(1)设,则,,
所以,化简得
(2)易知直线l的斜率存在,记为k,设直线l的方程为:,,,
联立得,所以①
因为,所以即,即,
整理可得,将①代入,得,即,
所以
14.(24-25高二上·河北沧州·期中)已知,点与点的横坐标相等,点在直线上,且.
(1)求点的轨迹方程;
(2)若,求的最小值.
【详解】(1)设,则,而,则,
由,得,整理得,
所以点的轨迹方程是.
(2)点,由(1)知,
所以当时,取得最小值.
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$专题2.5 抛物线 高中数学导学案
专题2.5 抛物线
考点预览
一、必备知识
1.抛物线的定义:平面内与一个定点和一条定直线的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点叫抛物线的焦点,定直线叫做抛物线的准线.注:若在定义中有,则动点的轨迹为的垂线,垂足为点.
2.抛物线的标准方程及其基本性质:
图形
标准
方程
顶点
范围
,
,
,
,
对称轴
轴
轴
焦点
离心率
准线方程
焦半径
3.焦点弦:若为抛物线的焦点弦,,,则有以下结论:
①;②;③焦点弦长,(为直线与对称轴的夹角).
④的面积公式:(为直线与对称轴的夹角).
4.抛物线的弦长:若AB为抛物线的任意一条弦,,弦的中点为,则
①弦长;
②斜率;
③直线AB的方程为;
④线段AB的垂直平分线方程为
⑤任意弦长公式: 斜率为的直线与二次曲线交于两点,则
或
5.抛物线常用二级结论:
(1)若直线与抛物线交于,两点,
且是线段AB的中点,如图,则.
证明:因为点,都在抛物线上,
所以(点在抛物线上),所以(作差),
所以,所以.
因为,,所以.
注:这里给出的都是焦点在x轴上的情形,焦点在y轴上时需要再根据点差法推导,不能直接套结论.点差法得到的结论在小题中可以直接用,在大题中要有推导过程.
(2)抛物线的切线:
①抛物线在点处的切线方程为.
②抛物线在点处的切线方程为.
(3)如果与抛物线有两个交点,.则
联立得到,判别式,由韦达定理得
弦长.
(4)如果直线与抛物线有两个交点,.则
联立得到,判别式,由韦达定理得
弦长.
(实际上与抛物线的硬解定理的区别就是把A,B对调了一下)
二、考点专练:
地 城
考点01
抛物线的标准方程
【经典例题】
1.(23-24高二上·广西三新·期末)若点在抛物线上,则该抛物线的方程为 .
2.(23-24高二上·广西百色·期末)如图是一座抛物线型拱桥,当桥洞内水面宽时,拱顶距离水面,当水面上升后,桥洞内水面宽为 ;
【变式训练】
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.
2.(2025·山西·二模)若点在以原点为顶点x轴为对称轴的抛物线C上,则C的方程为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·山西太原·期末)已知抛物线以圆的圆心为焦点,则其标准方程为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·辽宁·期末)已知抛物线的顶点为原点,对称轴是轴,与直线相交所得线段的长为12,则的标准方程为( )
A. B. C. D.
地 城
考点02
由方程研究基本性质
【经典例题】
1.抛物线的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·浙江宁波余姚中学·月考)抛物线的准线方程是( )
A. B. C. D.
3.(21-22高二·3.3.2抛物线的简单几何性质(分层练习)-·)抛物线有如下光学性质:过焦点的光线经抛物线反射后平行于抛物线的对称轴;反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知抛物线y2=4x的焦点为F,一条平行于x轴的光线从点M(3,1)射出,经过抛物线上的点A反射后,再经抛物线上的另一点B射出,则直线AB的斜率为( )
A. B. C.± D.
【变式训练】
1.(22-23高二上·山西晋中部分学校·期中)抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·广西三新学术联盟·期末)抛物线的焦点坐标是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·广西部分学校·)抛物线的焦点为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·内蒙古巴彦淖尔·期末)抛物线的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
5.(25-26高三上·上海松江·期末)抛物线的焦点到其准线的距离为 .
6.(24-25高三上·北京海淀·期末)设抛物线的焦点为F,已知点在C上,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
7.(24-25高二下·江苏南京·期末)已知抛物线上一点A的横坐标为4,则点A到抛物线焦点的距离为( )
A.5 B.6 C. D.4
8.(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)设抛物线的焦点为F,准线为l,P为抛物线上一点,,A为垂足,如果直线的斜率为,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
地 城
考点03
抛物线定义的简单应用
【经典例题】
1.(24-25高二上·广西桂林·期末)抛物线焦点为,点在上,若.则点的坐标为( )
A. B. C. D.
2.(21-22高二上·广东汕尾·期末)已知抛物线的焦点为F,A为抛物线C上一点.以F为圆心,FA为半径的圆交抛物线C的准线于B,D两点,A,F,B三点共线,且,则 .
【变式训练】
1.抛物线上一点到焦点的距离为3,则点的横坐标 .
2.(21-22高二上·陕西西安周至县第四中学·期末)抛物线,过焦点的弦AB长为8,则AB中点M的横坐标为 .
3.(23-24高二上·广西玉林·期末)已知抛物线的焦点为,准线与轴的交点为,点在抛物线上,且,则的面积为( )
A. B. C.1 D.2
地 城
考点04
抛物线中距离和与差的最值问题
【经典例题】
1.(24-25高三上·贵州遵义第十五中学等校·月考)已知是抛物线上的动点,是抛物线的准线上的动点,,则的最小值是( )
A.5 B.4 C. D.
2.(23-24高二上·广西北海·期末)已知过抛物线的焦点的动直线交抛物线于两点,为线段的中点,为抛物线上任意一点,若的最小值为6,则( )
A.2 B.13 C.6 D.
【变式训练】
1.(25-26高二上·河南南阳·期中)已知P为抛物线上的任意一点,F为抛物线的焦点,点,则的最小值为( )
A.3 B. C.4 D.
2.(24-25高二上·安徽黄山·期末)已知点是抛物线上的动点,定点,则到点的距离与到轴的距离之和的最小值为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二下·河南南阳·期末)已知抛物线的焦点为是该抛物线上一动点,且的最小值为1,点,则的最小值为( )
A. B.4 C.2 D.
4.(23-24高二上·湖南浏阳·期末)已知点是抛物线上的一个动点,则点到点的距离与到该抛物线的准线的距离之和的最小值为( )
A. B.3 C. D.
6.(24-25高二上·河北石家庄二中润德学校·期中)如图所示,点是抛物线的焦点,点分别在抛物线及圆的实线部分上运动,且总是平行于轴,则的周长的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二下·福建泉州·期末)已知抛物线的焦点为,为抛物线内侧一点,为上一动点,的最小值为6,则 ,该抛物线上一点(非顶点)处的切线与圆相切,则 .
地 城
考点05
与抛物线相关的轨迹问题
【经典例题】
1.过点且与直线相切的动圆圆心的轨迹方程为 .
2.已知圆N:,直线,圆M与圆N外切,且与直线相切,则点M的轨迹方程为 .
3.若一个动圆与定圆:相内切,且与定直线相切,则此动圆的圆心M的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【变式训练】
1.(24-25高二上·山东烟台·期末)在平面直角坐标系中,到轴的距离与到点的距离相等的点的轨迹方程为 .
2.已知点F(0,2),过点且与y轴垂直的直线为,轴,交于点N,直线垂直平分FN,交于点M.则点M的轨迹方程为 .
3.(24-25高二上·安徽蚌埠·期末)已知圆心在轴上移动的圆经过,且与轴,轴分别交于两个动点,过分别作轴,轴的垂线,两条垂线的交点记为,则点的轨迹为( )
A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线
地 城
考点06
抛物线中点弦问题
【经典例题】
1.(24-25高二下·陕西西安·期末)直线被抛物线截得的线段的中点坐标是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·山西·期中)已知抛物线,过点的直线l与C相交于A,B两点,且M为弦的中点,则直线l的方程为( )
A. B. C. D.
【变式训练】
1.(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知直线交抛物线于两点,且的中点为,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·江西赣州·期末)已知动点P到定点的距离比它到直线的距离大1,直线与动点的轨迹交于A, B两点,且线段AB的中点为,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
地 城
考点07
直线与抛物线相交弦问题
【经典例题】
1.(24-25高三上·内蒙古赤峰·期末)已知抛物线过点,过且与(为坐标原点)垂直的直线与抛物线交于另一点,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·河南许昌·期末)已知抛物线的焦点为,准线与轴交于点,直线过且与交于两点,若直线的斜率为,则( )
A.5 B. C. D.
【变式训练】
1.(24-25高二上·河南南阳·期末)过抛物线的焦点的直线交于两点,其中点在第一象限,且,则( )
A. B.6 C. D.8
2.(24-25高二上·云南昭通·联考)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.
3.(24-25高二上·江苏泰州·期末)点A(与原点O不重合)在抛物线上,直线与抛物线的准线交于点B,过点B且平行于x轴的直线交抛物线于点C,则的最小值为( )
A. B.4 C. D.8
地 城
考点08
解答题
【经典例题】
1.(21-22高二上·广东广州华南师大附中·期中)已知抛物线上的点到焦点F的距离为6.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点作直线l交抛物线C于A,B两点,且点P是线段的中点,求直线l方程.
2.已知抛物线的焦点为为坐标原点,为抛物线上一点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)过焦点的直线与抛物线交于两点,若点在抛物线的准线上,且为等边三角形,求直线的斜率.
3.(23-24高二上·江苏宿迁泗阳县·期中)在平面直角坐标系中,点到点的距离与到直线的距离相等,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与相交异于坐标原点的两点,,若,证明:直线恒过定点,并求出定点坐标.
【变式训练】
1.(24-25高二上·广西贵港·期末)已知动点到点的距离比它到直线的距离小2,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与相交于,两点,若线段的中点坐标为,求直线的方程.
2.(24-25高二上·广西玉林·期末)在平面直角坐标系中,双曲线的右焦点与抛物线的焦点重合.
(1)求抛物线的方程:
(2)若直线与相交于、两点,是的焦点,求的周长.
3.(23-24高二上·四川巴中·期末)已知抛物线:的焦点为点F,点M在第一象限,且在抛物线上,若,且点M到y轴的距离1,延长MF交抛物线点N.
(1)求抛物线的方程及线段MN的长;
(2)直线l与抛物线交于A,B两点,记直线MA的斜率为,直线MB的斜率为,当时,直线l是否过定点?若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.
三、强化实训
1.(20-21高二上·陕西商洛·期末)抛物线的焦点坐标为 .
2.已知抛物线则抛物线的准线方程为 .
3.(24-25高二上·云南大理·期末)设抛物线的焦点为,直线与的一个交点为,,直线与的另一个交点为,则 .
4.(24-25高二上·云南保山·期末)已知点为抛物线的焦点,过点的直线交抛物线于两点,若的最小值为9,则 .
5.(24-25高二上·河南新乡·期末)已知抛物线的准线为,直线,动点在上运动,记点到直线与的距离分别为,则的最小值为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高二上·江苏南通·期中)已知抛物线的焦点为,为圆上的动点,点,则 ;若为上的动点,则的最小值为 .
7.(23-24高二上·广西玉林·期末)(多选)已知抛物线的焦点为,过点的直线交抛物线于两点,则下列结论正确的是( )
A.抛物线的焦点坐标是
B.焦点到准线的距离是2
C.若点的坐标为,则的最小值为2
D.若为线段中点,则的坐标可以是
8.(24-25高二上·云南昆明·期末) (多选)设抛物线C:的焦点为F,M为C上一动点,为定点,则下列结论正确的是( )
A.准线l的方程是 B.的最小值为4
C.所在直线被抛物线所截得的弦长为 D.以线段为直径的圆与y轴相切
9.(22-23高二下·浙江·) (多选)已知抛物线的焦点为,,是抛物线上两点,则下列结论正确的( )
A.点的坐标为
B.若直线经过焦点,则
C.若,则线段的中点到轴的距离为
D.若直线经过焦点且满足,则直线的倾斜角为
10.(23-24高二上·山西吕梁·期末) (多选)设抛物线的焦点为,准线为,点是抛物线上不同的两点,且,则( )
A. B.以线段为直径的圆必与准线相切
C.线段的长为定值 D.线段的中点到轴的距离为定值
11.(24-25高二上·广西部分学校·)已知动点到点的距离比它到直线的距离小2,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与相交于两点,若线段的中点坐标为,求直线的方程.
12.(23-24高二上·广西桂林·期末)在平面直角坐标系中,为坐标原点,已知直线与抛物线相交于、两点.
(1)求的焦点坐标及准线方程;
(2)求的面积.
13.(24-25高二上·河南开封·期末)已知A,B两点的坐标分别是,,直线AM,BM相交于点M,且直线AM的斜率与直线BM的斜率的差是
(1)求点M的轨迹方程;
(2)若经过点的直线l与点M的轨迹相交于C,D两点,,O为坐标原点,求线段CD的长.
14.(24-25高二上·河北沧州·期中)已知,点与点的横坐标相等,点在直线上,且.
(1)求点的轨迹方程;
(2)若,求的最小值.
试卷第1页,共3页
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