内容正文:
第11讲 抛物线(知识详解+8典例精讲+课后作业)
知识详解·核心内容
知识点01:抛物线的定义
知识点02:抛物线的标准方程
知识点03:抛物线的几何性质
典例精讲·例题解析
(举一反三)
题型01:抛物线定义的理解
题型02:抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值
题型03:根据抛物线方程求焦点或准线
题型04:抛物线的焦半径公式
题型05:求抛物线的标准方程
题型06:抛物线的顶点、开口方向
题型07:抛物线的范围
题型08:抛物线的对称性
课后作业·巩固延伸
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
【知识点01】抛物线的定义
抛物线的定义
平面内到一个定点F和一条定直线l(F不在l上)的距离相等的点的轨迹叫作抛物线,定点F叫作抛物线的焦点,定直线l叫作抛物线的准线.
温馨提示 1.定义中的条件:定点F不在定直线l上不能忽略.
2.当直线l经过点F时,点的轨迹是过定点F且垂直于定直线l的一条直线.
【例1】已知平面内定点,定直线,动点满足到与直线的距离相等,求证:动点的轨迹为抛物线。
【知识点02】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 =
温馨提示 (1)p的几何意义是焦点到准线的距离(也叫焦准距).
(2)焦点位置:一次项变量为x(或y),则焦点在x轴(或y轴)上;若系数为正,则焦点在正半轴上;系数为负,则焦点在负半轴上.焦点确定,开口方向也随之确定.
(3)由抛物线的定义可知,抛物线上的点到焦点的距离等于到准线的距离,能实现点点距与点线距之间的转化.
【例2】已知抛物线焦点为,求该抛物线的标准方程及准线方程。
【知识点03】抛物线的几何性质
1.抛物线的几何性质
标准方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
图形
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
对称轴
x轴
x轴
y轴
y轴
焦点坐标
F
F
F
F
准线方程
x=-
x=
y=-
y=
顶点坐标
O(0,0)
离心率
e==1(其中M是抛物线上一点,d表示M到准线的距离)
2.通径:过焦点且与对称轴垂直的弦叫通径,通径长等于2p.
温馨提示 (1)只有焦点在坐标轴上,顶点在坐标原点的抛物线的方程才是标准方程;
(2)抛物线与双曲线不同,抛物线没有渐近线;
(3)抛物线只有一条对称轴、一个顶点、一个焦点、一条准线;
(4)所有抛物线的离心率均为1.
(5)利用顶点和通径即可作出抛物线的简图.
【例3】已知抛物线,点在抛物线上,求点到抛物线焦点的距离(焦半径长)。
【题型01】抛物线定义的理解
【典例1-1】(25-26高二上·陕西汉中·阶段检测)已知抛物线的焦点为F,点M在C上,,则点M到直线的距离为( )
A.7 B.6 C.5 D.4
【变式1-1】(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
【变式1-2】(24-25高三上·江苏淮安·阶段检测)已知抛物线的焦点为,点为抛物线上一点,若,则点的横坐标为______.
【变式1-3】(24-25高二上·江苏扬州·阶段检测)已知抛物线的焦点为F,准线为,过抛物线上一点P作准线的垂线,垂足为Q,若,则的值为_________.
【题型02】抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值
【典例2-1】抛物线上一点到直线的距离与到点的距离之差的最大值为( )
A. B. C. D.
【变式2-1】抛物线的焦点为F,点为该抛物线上的动点,点,则的最大值是__________.
【变式2-2】(24-25高二上·江苏泰州·阶段检测)已知抛物线的焦点为,定点,点是抛物线上一个动点,则的最小值为__________.
【变式2-3】求抛物线上一点到两点的距离之和的最小值.
【题型03】根据抛物线方程求焦点或准线
【典例3-1】(25-26高二上·江苏常州·期中)抛物线的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【变式3-1】(25-26高二上·江苏苏州·期末)在平面直角坐标系中,抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
【变式3-2】(多选)抛物线的方程为,则( )
A.其焦点坐标是
B.其焦点坐标是
C.其准线方程是
D.其准线方程是
【变式3-3】(24-25高二上·全国·课堂例题)求下列抛物线的焦点坐标和准线方程:
(1);
(2);
(3).
【题型04】抛物线的焦半径公式
【典例4-1】(24-25高二上·江苏南通·阶段检测)已知抛物线的焦点是是抛物线上一点,若,则点的横坐标为( )
A.9 B.12 C.3 D.6
【变式4-1】(24-25高二上·辽宁锦州·期末)已知为抛物线上一点,为抛物线的焦点,则( )
A. B. C. D.
【变式4-2】(25-26高二上·江苏南京·期末)已知抛物线上一点P到焦点F的距离为12,则点P的横坐标为________.
【变式4-3】已知抛物线上一点到焦点的距离为,求该点的坐标.
【题型05】求抛物线的标准方程
【典例5-1】(25-26高二上·江苏常州·期末)以双曲线的右焦点为焦点的抛物线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【变式5-1】(24-25高二上·江苏淮安·期中)准线为的抛物线的标准方程是_______________
【变式5-2】(多选)(24-25高二上·江苏常州·期中)顶点在原点,且过点的拋物线的标准方程是( )
A. B. C. D.
【变式5-3】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;
(4)焦点在x轴上,且抛物线上一点到焦点的距离为5.
【题型06】抛物线的顶点、开口方向
【典例6-1】对抛物线,下列描述正确的是( )
A.开口向上,焦点为 B.开口向上,焦点为
C.开口向右,焦点为 D.开口向右,焦点为
【变式6-1】下列关于抛物线的图象描述正确的是( )
A.开口向上,焦点为 B.开口向右,焦点为
C.开口向上,焦点为 D.开口向右,焦点为
【变式6-2】(多选)(24-25高二下·甘肃定西·期末)若方程表示的曲线是抛物线,则( )
A.
B.的顶点坐标为
C.的焦点坐标为
D.直线为的准线
【变式6-3】在同一坐标系中画出下列抛物线:
(1)
(2);
(3).
再比较这些图形,说明抛物线开口的大小与方程中x的系数之间的关系.
【题型07】抛物线的范围
【典例7-1】一个酒杯的轴截面是抛物线的一部分,它的方程是x2=2y(0≤y≤20).在杯内放入一个玻璃球,要使球触及酒杯底部,则玻璃球的半径r的范围为
【变式7-1】若抛物线y2=2px(p>0)上任意一点到焦点的距离恒大于1,则p的取值范围是( )
A.p<1 B.p>1 C.p<2 D.p>2
【变式7-2】已知轴上一定点,和抛物线上的一动点,若恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式7-3】已知过点的直线与抛物线相交于,两点,点,若直线,的斜率分别为,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【题型08】抛物线的对称性
【典例8-1】抛物线的对称轴是直线
A. B.
C. D.
【变式8-1】已知为坐标原点,垂直抛物线的轴的直线与抛物线交于两点,,则,则( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【变式8-2】已知边长为的等边三角形的一个顶点位于原点O,另外两个顶点A,B在抛物线上,则__________.
【变式8-3】(25-26高二上·江苏南通·阶段检测)已知抛物线C关于x轴对称,它的顶点在原点,并且经过点,
(1)求C的标准方程.
(2)设正三角形的一个顶点位于坐标原点,另外两个顶点在C上,求这个正三角形的边长.
知识点01 抛物线的定义(核心解题依据)
1. 严格定义
平面内,到定点(焦点)与定直线(准线)距离相等,且定点不在定直线上的点的轨迹叫做抛物线。
2. 定义核心公式(万能转化公式)
设抛物线上任意一点,点到准线距离为,则:
3. 关键限定条件
若定点,动点轨迹为直线,不是抛物线,此为判定轨迹的核心前提。
4. 定义核心用途
实现抛物线上点到焦点距离与点到准线距离的相互转化,简化距离计算。
知识点02 抛物线的标准方程
1. 基础参数说明
规定,的几何意义:焦点到准线的垂直距离。
2. 四大标准方程(必背微软公式)
1. 开口向右:,焦点,准线
2. 开口向左:,焦点,准线
3. 开口向上:,焦点,准线
4. 开口向下:,焦点,准线
3. 快速判定规律
① 一次项对应对称轴:为一次项,对称轴为轴;为一次项,对称轴为轴;
② 一次项系数正负决定开口方向:正半轴开口正向,负半轴开口负向;
③ 恒为正数,方程符号仅改变开口方向,不改变正负。
知识点03 抛物线的几何性质
以原点为顶点、对称轴为坐标轴的标准抛物线通用性质:
1. 基础通用性质
① 顶点:所有标准抛物线唯一顶点为坐标原点;
② 离心率:抛物线为单离心率曲线,恒满足 ;
③ 对称性:仅一条对称轴,无对称中心。
2. 分类型定义域与值域
① :定义域,值域;
② :定义域,值域;
③ :定义域,值域;
④ :定义域,值域。
3. 核心焦半径公式(高频考点)
设抛物线上任意一点:
① 开口向右:
② 开口向左:
③ 开口向上:
④ 开口向下:
知识点04本节高频易错点总结
易错点1:忽略抛物线定义前提,未验证“定点不在定直线上”,盲目判定轨迹为抛物线。
易错点2:混淆与,由方程求参数时,误将一次项系数直接当作。
易错点3:记错焦半径公式,不分开口方向统一套用公式,导致距离计算错误。
易错点4:混淆对称轴与一次项关系,无法快速判断抛物线开口方向与焦点位置。
易错点5:误以为抛物线有对称中心,实际抛物线只有对称轴、无对称中心。
一、单选题
1.关于抛物线,下列说法正确的是( )
A.开口向右 B.焦点坐标为 C.准线为 D.对称轴为x轴
2.(25-26高二上·江苏宿迁·期末)抛物线的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
3.对抛物线,下列描述正确的是 ( )
A.开口向上,焦点为(0,2) B.开口向上,焦点为
C.开口向右,焦点为(2,0) D.开口向上,焦点为
4.点到抛物线的准线的距离为6,那么抛物线的标准方程是( )
A. B.或
C. D.或
5.(25-26高二上·江苏徐州·期末)若抛物线上一点到直线的距离为5,则点到该抛物线焦点的距离为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
6.(25-26高二上·江苏南通·期末)在平面直角坐标系中,已知抛物线的焦点为,准线方程为,且经过原点,则( )
A. B. C. D.
7.已知线段AB是抛物线的一条弦,且AB中点M在上,则点A横坐标( )
A.有最大值,无最小值 B.无最大值,有最小值
C.无最大值,无最小值 D.有最大值,有最小值
8.(25-26高二上·江苏·期中)已知过抛物线的焦点的直线垂直于轴,且与抛物线交于,两点,点在轴上,且.若(为坐标原点),则的准线方程为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.已知抛物线的焦点为F,点在C上,则( )
A.抛物线C的准线方程为 B.F的坐标为
C.若,则 D.
10.已知抛物线的焦点为F,点P为C上任意一点,若点,下列结论错误的是( )
A.的最小值为2
B.抛物线C关于x轴对称
C.过点M与抛物线C有一个公共点的直线有且只有一条
D.点P到点M的距离与到焦点F距离之和的最小值为4
11.已知抛物线的焦点为,点为上任意一点,点,下列结论正确的是( )
A.的最小值为2 B.抛物线关于轴对称
C.的最小值为4 D.过点且与抛物线有一个公共点的直线有且只有一条
三、填空题
12.(25-26高二上·江苏盐城·期中)若曲线上一点P到焦点的距离为4,则点P到y轴的距离为______.
13.(25-26高二上·广东珠海·阶段检测)已知抛物线上一点,则点到该抛物线焦点的距离为___________.
14.已知抛物线的焦点在y轴上,点 是抛物线上的一点,M到焦点的距离是5,则m的值为_______抛物线的标准方程为_______,准线方程为_______.
四、解答题
15.求适合下列条件的抛物线的标准方程:
(1)焦点为;
(2)准线方程是;
(3)对称轴为x轴,焦点到准线的距离是4.
16.在同一平面直角坐标系中画出下列抛物线.
(1);
(2);
(3).
通过观察这些图形,说明抛物线开口的大小与方程中x的系数有怎样的关系.
17.若动圆与圆外切,又与直线相切,求动圆圆心的轨迹方程.
18.已知点是抛物线的焦点,动点在抛物线上.
(1)写出抛物线的焦点坐标和准线方程;
(2)设点 ,求的最小值:
19.已知一条曲线在轴右侧,上的任意点到点的距离减去它到轴的距离的差都是1.
(1)求曲线的方程;
(2)若曲线上总存在不同两点关于直线对称,求实数的取值范围.
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第11讲 抛物线(知识详解+8典例精讲+课后作业)
知识详解·核心内容
知识点01:抛物线的定义
知识点02:抛物线的标准方程
知识点03:抛物线的几何性质
典例精讲·例题解析
(举一反三)
题型01:抛物线定义的理解
题型02:抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值
题型03:根据抛物线方程求焦点或准线
题型04:抛物线的焦半径公式
题型05:求抛物线的标准方程
题型06:抛物线的顶点、开口方向
题型07:抛物线的范围
题型08:抛物线的对称性
课后作业·巩固延伸
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
【知识点01】抛物线的定义
抛物线的定义
平面内到一个定点F和一条定直线l(F不在l上)的距离相等的点的轨迹叫作抛物线,定点F叫作抛物线的焦点,定直线l叫作抛物线的准线.
温馨提示 1.定义中的条件:定点F不在定直线l上不能忽略.
2.当直线l经过点F时,点的轨迹是过定点F且垂直于定直线l的一条直线.
【例1】已知平面内定点,定直线,动点满足到与直线的距离相等,求证:动点的轨迹为抛物线。
解:步骤1:列出距离公式
动点到焦点的距离:
动点到准线的距离:
步骤2:根据抛物线定义列等式
由得:
步骤3:等式化简
两边平方去根号:
展开整理:
消项化简得:
步骤4:结论判定
定点不在定直线上,且动点轨迹符合抛物线特征,故动点的轨迹为抛物线。
最终结论:轨迹为抛物线,方程为。
【知识点02】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 =
温馨提示 (1)p的几何意义是焦点到准线的距离(也叫焦准距).
(2)焦点位置:一次项变量为x(或y),则焦点在x轴(或y轴)上;若系数为正,则焦点在正半轴上;系数为负,则焦点在负半轴上.焦点确定,开口方向也随之确定.
(3)由抛物线的定义可知,抛物线上的点到焦点的距离等于到准线的距离,能实现点点距与点线距之间的转化.
【例2】已知抛物线焦点为,求该抛物线的标准方程及准线方程。
解:步骤1:判断抛物线类型
焦点在轴正半轴,抛物线开口向上,标准方程形式为。
步骤2:求参数
由焦点坐标,得:
步骤3:代入写出标准方程
将代入得:
步骤4:求准线方程
开口向上抛物线准线公式:
代入得准线:
最终答案:标准方程,准线方程。
【知识点03】抛物线的几何性质
1.抛物线的几何性质
标准方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
图形
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
对称轴
x轴
x轴
y轴
y轴
焦点坐标
F
F
F
F
准线方程
x=-
x=
y=-
y=
顶点坐标
O(0,0)
离心率
e==1(其中M是抛物线上一点,d表示M到准线的距离)
2.通径:过焦点且与对称轴垂直的弦叫通径,通径长等于2p.
温馨提示 (1)只有焦点在坐标轴上,顶点在坐标原点的抛物线的方程才是标准方程;
(2)抛物线与双曲线不同,抛物线没有渐近线;
(3)抛物线只有一条对称轴、一个顶点、一个焦点、一条准线;
(4)所有抛物线的离心率均为1.
(5)利用顶点和通径即可作出抛物线的简图.
【例3】已知抛物线,点在抛物线上,求点到抛物线焦点的距离(焦半径长)。
解:步骤1:提取抛物线参数
抛物线方程,对应标准式,
可得。
步骤2:明确焦半径公式
开口向右抛物线焦半径公式:
已知点横坐标,。
步骤3:代入计算
最终答案:点到焦点的距离为。
【题型01】抛物线定义的理解
【典例1-1】(25-26高二上·陕西汉中·阶段检测)已知抛物线的焦点为F,点M在C上,,则点M到直线的距离为( )
A.7 B.6 C.5 D.4
【答案】A
【分析】根据抛物线方程的定义即可得到答案.
【详解】因为点在上,,所以点到的准线的距离为5,
所以点到直线的距离为7.
故选:A.
【变式1-1】(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
【变式1-2】(24-25高三上·江苏淮安·阶段检测)已知抛物线的焦点为,点为抛物线上一点,若,则点的横坐标为______.
【答案】4
【分析】根据抛物线的定义计算可得结果.
【详解】由题意得,抛物线准线方程为.
设,根据抛物线定义得,
∴.
故答案为:4.
【变式1-3】(24-25高二上·江苏扬州·阶段检测)已知抛物线的焦点为F,准线为,过抛物线上一点P作准线的垂线,垂足为Q,若,则的值为_________.
【答案】4
【分析】由抛物线的定义知,且,得为等边三角形,从而,在直角三角形求解即可.
【详解】如图,
由抛物线的定义可知:,
又∵,
∴,则为等边三角形,
又,则,
∴,则.
故答案为:4.
【题型02】抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值
【典例2-1】抛物线上一点到直线的距离与到点的距离之差的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】过作与抛物线的准线垂直,垂足为,,当P,Q,F共线时,取得最大值,由此计算可得.
【详解】如图,过作与抛物线的准线垂直,垂足为,连接,则抛物线上一点P到直线的距离,
∴当P,Q,F(Q在P,F之间)共线时,取得最大值,
∵,
∴,
故选:B.
【变式2-1】抛物线的焦点为F,点为该抛物线上的动点,点,则的最大值是__________.
【答案】4
【分析】作准线l,M为垂足,由抛物线的定义可得,故当P,A,M三点共线时取最大值.
【详解】根据抛物线方程,可得,准线方程为,
作准线l,M为垂足,又知,
由抛物线的定义可得,
故当P,A,M三点共线时,取最大值,
最大值为.
故答案为:4.
【变式2-2】(24-25高二上·江苏泰州·阶段检测)已知抛物线的焦点为,定点,点是抛物线上一个动点,则的最小值为__________.
【答案】
【分析】利用抛物线的定义可求的最小值.
【详解】设抛物线的准线为,则.
如图,过作的垂线,垂足为,过作的垂线,垂足为,
则,又,
当且仅当共线且在之间时等号成立,
故的最小值为12,
故答案为:.
【变式2-3】求抛物线上一点到两点的距离之和的最小值.
【答案】
【分析】数形结合,根据抛物线的定义,结合两点间线段最短进行求解即可.
【详解】由抛物线的标准方程可知,点是该抛物线的焦点,准线方程为,
过作直线的垂线,垂足为,
由抛物线的定义可知:,
于是,
所以当三点共线时,到两点的距离之和最小,最小值为.
【题型03】根据抛物线方程求焦点或准线
【典例3-1】(25-26高二上·江苏常州·期中)抛物线的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据抛物线的方程可得答案.
【详解】因为抛物线的开口向左,
所以抛物线的焦点坐标为.
故选:A.
【变式3-1】(25-26高二上·江苏苏州·期末)在平面直角坐标系中,抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据抛物线的几何性质计算准线方程即可;
【详解】因为抛物线焦点在轴正半轴上,且,
所以准线方程为.
故选:A.
【变式3-2】(多选)抛物线的方程为,则( )
A.其焦点坐标是
B.其焦点坐标是
C.其准线方程是
D.其准线方程是
【答案】AC
【分析】将抛物线方程化为标准方程,即可判断出答案,
【详解】由,得,
故准线方程为,其焦点坐标是,故A,C正确,B,D错误,
故选:AC
【变式3-3】(24-25高二上·全国·课堂例题)求下列抛物线的焦点坐标和准线方程:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)焦点坐标为,准线方程为.
(2)焦点坐标为,准线方程为.
(3)焦点坐标为,准线方程为.
【分析】(1)(2)(3)根据抛物线的焦点坐标和准线方程的求法即可得到答案.
【详解】(1)对于,焦点在轴正半轴上,
则焦点坐标为,准线方程为.
(2)对于,焦点在轴负半轴上,
则焦点坐标为,准线方程为.
(3)对于,即,焦点在轴负半轴上,
则焦点坐标为,准线方程为.
【题型04】抛物线的焦半径公式
【典例4-1】(24-25高二上·江苏南通·阶段检测)已知抛物线的焦点是是抛物线上一点,若,则点的横坐标为( )
A.9 B.12 C.3 D.6
【答案】D
【分析】由抛物线的焦半径公式求解.
【详解】,则,
设的横坐标为,根据抛物线的焦半径公式,,解得.
故选:D
【变式4-1】(24-25高二上·辽宁锦州·期末)已知为抛物线上一点,为抛物线的焦点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由抛物线的焦半径公式可求得的值.
【详解】由题意可知,抛物线的焦点为,准线方程为,
因为为该抛物线上一点,由抛物线的定义可得.
故选:A.
【变式4-2】(25-26高二上·江苏南京·期末)已知抛物线上一点P到焦点F的距离为12,则点P的横坐标为________.
【答案】9
【分析】根据焦半径公式即可求解.
【详解】抛物线的焦点,准线.
因为点到焦点的距离为12,
所以点到准线的距离为,则.
所以点的横坐标为.
故答案为:
【变式4-3】已知抛物线上一点到焦点的距离为,求该点的坐标.
【答案】或
【分析】根据焦半径公式代入求解横坐标,再代入抛物线方程求解纵坐标,即可得该点的坐标.
【详解】由抛物线方程得,,因为抛物线上一点到焦点的距离为,由焦半径公式可得,代入抛物线方程得,所以该点的坐标为或.
【题型05】求抛物线的标准方程
【典例5-1】(25-26高二上·江苏常州·期末)以双曲线的右焦点为焦点的抛物线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先求出双曲线的右焦点坐标进而得抛物线的焦点坐标,即可得抛物线方程.
【详解】双曲线的右焦点为,所以抛物线的焦点为,
所以抛物线的方程为:,
故选:C
【变式5-1】(24-25高二上·江苏淮安·期中)准线为的抛物线的标准方程是_______________
【答案】
【分析】根据准线方程写出抛物线方程即可.
【详解】由抛物线的准线为,故,则抛物线方程为.
所以抛物线标准方程为.
故答案为:
【变式5-2】(多选)(24-25高二上·江苏常州·期中)顶点在原点,且过点的拋物线的标准方程是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】根据点的位置,确定拋物线的焦点位置,设出抛物线的标准方程,代入点坐标计算即可.
【详解】∵点在第二象限,
∴拋物线的焦点在轴的负半轴上,或在轴的正半轴上.
当拋物线的焦点在轴的负半轴上时,
设抛物线的标准方程为,
∵点在抛物线上,则,解得,
∴抛物线的标准方程是;
当拋物线的焦点在轴的正半轴上时,
设抛物线的标准方程为,
∵点在抛物线上,则,解得,
∴抛物线的标准方程是.
综上,抛物线的标准方程是或.
故选:AC.
【变式5-3】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;
(4)焦点在x轴上,且抛物线上一点到焦点的距离为5.
【答案】(1)
(2)或
(3)
(4)
【分析】根据题意可确定抛物线焦点的位置,继而求出焦准距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;
(4)由题意抛物线焦点在x轴上,且抛物线上一点到焦点的距离为5,
则设抛物线方程为,焦点为,准线为,
故,
故抛物线标准方程为.
【题型06】抛物线的顶点、开口方向
【典例6-1】对抛物线,下列描述正确的是( )
A.开口向上,焦点为 B.开口向上,焦点为
C.开口向右,焦点为 D.开口向右,焦点为
【答案】A
【解析】将抛物线方程改写为标准方程形式,则可根据该方程判断开口方向,以及焦点坐标.
【详解】由题知,该抛物线的标准方程为,
则该抛物线开口向上,焦点坐标为.
故选:A.
【变式6-1】下列关于抛物线的图象描述正确的是( )
A.开口向上,焦点为 B.开口向右,焦点为
C.开口向上,焦点为 D.开口向右,焦点为
【答案】A
【分析】利用抛物线方程,判断开口方向以及焦点坐标即可.
【详解】抛物线,即,
可知抛物线的开口向上,焦点坐标为.
故选:A.
【点睛】本题考查了抛物线的简单性质的应用,属于基础题.
【变式6-2】(多选)(24-25高二下·甘肃定西·期末)若方程表示的曲线是抛物线,则( )
A.
B.的顶点坐标为
C.的焦点坐标为
D.直线为的准线
【答案】ABD
【分析】方程可化为,几何意义为点到的距离与点到直线的距离之比为,结合题意知为抛物线,即可求出,利用抛物线定义及图象即可判断其它选项.
【详解】由方程易得,方程可化为,
即,几何意义为点到的距离与点到直线的距离之比为,
由题意知方程表示的曲线为抛物线,则,解得,所以A正确;
由抛物线定义可知,的焦点坐标为,所以C错误;
由抛物线定义可知,的准线方程为,所以D正确;
经过焦点且与直线垂直的直线方程为,
即曲线的对称轴为,设直线与直线的交点为,
联立,解得,所以点坐标为,
的顶点为点与点的中点,所以的顶点坐标为,所以B正确.
故选:ABD.
【变式6-3】在同一坐标系中画出下列抛物线:
(1)
(2);
(3).
再比较这些图形,说明抛物线开口的大小与方程中x的系数之间的关系.
【答案】答案见解析
【分析】在同一坐标系下画出抛物线,和图象,结合图象,即可求解.
【详解】如图所示,在同一坐标系下画出抛物线,和图象,
由图象可得,当方程中的系数越大,抛物线的开口就越大.
【题型07】抛物线的范围
【典例7-1】一个酒杯的轴截面是抛物线的一部分,它的方程是x2=2y(0≤y≤20).在杯内放入一个玻璃球,要使球触及酒杯底部,则玻璃球的半径r的范围为
【答案】0<r≤1
【详解】设小球圆心(0,y0)
抛物线上点(x,y)
点到圆心距离平方
r2=x2+(y﹣y0)2=2y+(y﹣y0)2=y2+2(1﹣y0)y+y02
若r2最小值在(0,0)时取到,则小球触及杯底,
此二次函数对称轴在纵轴左边,
所以1﹣y0≥0
所以0<y0≤1
所以0<r≤1
故答案为0<r≤1
点评:本题主要考查了抛物线的应用.考查了学生利用抛物线的基本知识解决实际问题的能力.
【变式7-1】若抛物线y2=2px(p>0)上任意一点到焦点的距离恒大于1,则p的取值范围是( )
A.p<1 B.p>1 C.p<2 D.p>2
【答案】D
【解析】根据抛物线的几何性质当P为抛物线的顶点时,P到准线的距离取得最小值,列不等式求解.
【详解】∵设P为抛物线的任意一点,
则P到焦点的距离等于到准线:x的距离,
显然当P为抛物线的顶点时,P到准线的距离取得最小值.
∴,即p>2.
故选:D.
【点睛】此题考查抛物线的几何性质,根据几何性质解决抛物线上的点到焦点距离的取值范围问题.
【变式7-2】已知轴上一定点,和抛物线上的一动点,若恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设 ,表示出,依题意可得恒成立,分和两种情况讨论,当时恒成立,即可得到,从而求出的取值范围.
【详解】设 ,则,所以
,
因为恒成立,所以恒成立,
所以恒成立,
当时显然恒成立,当时恒成立,
所以,则,又,所以,即实数的取值范围为.
故选:B
【变式7-3】已知过点的直线与抛物线相交于,两点,点,若直线,的斜率分别为,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先由题意,设,,直线的方程为:,联立直线与抛物线方程,由韦达定理,得出,,再由题意,表示出,根据基本不等式,即可求出结果.
【详解】因为过点的直线与抛物线相交于,两点,
所以可设,,直线的方程为:,
由得,因此,,
且,
又直线,的斜率分别为,,点,
所以,,
因此,
当时,;
当时,,
且,
当且仅当,即时,等号成立;
所以;
当时,,
且,
当且仅当,即时,等号成立;
所以,
综上.
故选:C.
【点睛】本题主要考查抛物线中的范围问题,涉及基本不等式求最值,属于常考题型.
【题型08】抛物线的对称性
【典例8-1】抛物线的对称轴是直线
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据抛物线的简单几何性质即可求出.
【详解】因为抛物线:,所以其关于轴对称,即对称轴为直线.
故选:D.
【点睛】本题主要考查抛物线的简单几何性质的应用,属于基础题.
【变式8-1】已知为坐标原点,垂直抛物线的轴的直线与抛物线交于两点,,则,则( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】D
【分析】由题知为等腰直角三角形,进而得,再代入方程求解即可.
【详解】解:∵,∴,∴,
∵,且轴,
∴由抛物线的对称性为等腰直角三角形,
设与轴的交点为,
∴,即,
∴将代入得,解得.
故选:D.
【变式8-2】已知边长为的等边三角形的一个顶点位于原点O,另外两个顶点A,B在抛物线上,则__________.
【答案】2
【分析】利用两点间距离公式,结合抛物线对称性求得,再求出长即可求解.
【详解】设抛物线上的点,即有,,
由是正三角形,得,则,即,
整理得,而,,,
因此,由抛物线对称性得点关于轴对称,即垂直于轴,且,不妨令,
则,而,于是,即,
因此,所以.
故答案为:2
【变式8-3】(25-26高二上·江苏南通·阶段检测)已知抛物线C关于x轴对称,它的顶点在原点,并且经过点,
(1)求C的标准方程.
(2)设正三角形的一个顶点位于坐标原点,另外两个顶点在C上,求这个正三角形的边长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意利用待定系数法求解;
(2)设,,结合可得线段关于x轴对称,得,求得,得解.
【详解】(1)因为抛物线关于x轴对称,它的顶点在原点,并且经过点,
所以可设它的标准方程为
因为点M在抛物线上,所以,解得
因此,所求抛物线的标准方程是
(2)设正三角形的顶点A、B在抛物线上,且设点,,
则,,又,
,即,
,又,,,
由此可得,即线段关于x轴对称,
轴垂直于,且,,
,,
知识点01 抛物线的定义(核心解题依据)
1. 严格定义
平面内,到定点(焦点)与定直线(准线)距离相等,且定点不在定直线上的点的轨迹叫做抛物线。
2. 定义核心公式(万能转化公式)
设抛物线上任意一点,点到准线距离为,则:
3. 关键限定条件
若定点,动点轨迹为直线,不是抛物线,此为判定轨迹的核心前提。
4. 定义核心用途
实现抛物线上点到焦点距离与点到准线距离的相互转化,简化距离计算。
知识点02 抛物线的标准方程
1. 基础参数说明
规定,的几何意义:焦点到准线的垂直距离。
2. 四大标准方程(必背微软公式)
1. 开口向右:,焦点,准线
2. 开口向左:,焦点,准线
3. 开口向上:,焦点,准线
4. 开口向下:,焦点,准线
3. 快速判定规律
① 一次项对应对称轴:为一次项,对称轴为轴;为一次项,对称轴为轴;
② 一次项系数正负决定开口方向:正半轴开口正向,负半轴开口负向;
③ 恒为正数,方程符号仅改变开口方向,不改变正负。
知识点03 抛物线的几何性质
以原点为顶点、对称轴为坐标轴的标准抛物线通用性质:
1. 基础通用性质
① 顶点:所有标准抛物线唯一顶点为坐标原点;
② 离心率:抛物线为单离心率曲线,恒满足 ;
③ 对称性:仅一条对称轴,无对称中心。
2. 分类型定义域与值域
① :定义域,值域;
② :定义域,值域;
③ :定义域,值域;
④ :定义域,值域。
3. 核心焦半径公式(高频考点)
设抛物线上任意一点:
① 开口向右:
② 开口向左:
③ 开口向上:
④ 开口向下:
知识点04本节高频易错点总结
易错点1:忽略抛物线定义前提,未验证“定点不在定直线上”,盲目判定轨迹为抛物线。
易错点2:混淆与,由方程求参数时,误将一次项系数直接当作。
易错点3:记错焦半径公式,不分开口方向统一套用公式,导致距离计算错误。
易错点4:混淆对称轴与一次项关系,无法快速判断抛物线开口方向与焦点位置。
易错点5:误以为抛物线有对称中心,实际抛物线只有对称轴、无对称中心。
一、单选题
1.关于抛物线,下列说法正确的是( )
A.开口向右 B.焦点坐标为 C.准线为 D.对称轴为x轴
【答案】D
【分析】根据抛物线的方程结合抛物线的性质逐项分析判断.
【详解】因为抛物线方程为,则,即,
所以开口向左,焦点坐标为,准线为,对称轴为x轴,
即D正确,ABC错误.
故选:D.
2.(25-26高二上·江苏宿迁·期末)抛物线的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由焦点坐标公式直接求解即可.
【详解】由题意得,由焦点坐标公式知焦点坐标为,即
故选:D
3.对抛物线,下列描述正确的是 ( )
A.开口向上,焦点为(0,2) B.开口向上,焦点为
C.开口向右,焦点为(2,0) D.开口向上,焦点为
【答案】A
【分析】先将抛物线化成标准形式,然后给找到开口方向和焦点.
【详解】抛物线方程,化成标准方程形式,可得其开口向上,焦点坐标为.
故选A项.
【点睛】本题考查由抛物线方程求其图像的开口和焦点坐标.属于简单题.
4.点到抛物线的准线的距离为6,那么抛物线的标准方程是( )
A. B.或
C. D.或
【答案】D
【解析】将转化为,分类讨论和两种情况,利用抛物线性质,列出关于a的方程求解即可.
【详解】将转化为,
当时,抛物线开口向上,准线方程,点到准线的距离为,解得,所以抛物线方程为,即;
当时,抛物线开口向下,准线方程,点到准线的距离为,解得或(舍去),所以抛物线方程为,即.
所以抛物线的方程为或
故选:D
【点睛】易错点睛:本题考查求抛物线的标准方程,解题时要注意,已知抛物线方程,求它的焦点坐标,准线方程等,一定要注意所给方程是不是标准形式,若不是,一定要先转化为标准形式,然后根据标准形式的类型,确定参数p的值及抛物线的开口方向等,然后给出结论.
5.(25-26高二上·江苏徐州·期末)若抛物线上一点到直线的距离为5,则点到该抛物线焦点的距离为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】B
【分析】由抛物线的定义知:点到抛物线焦点的距离等于点到准线的距离.
【详解】因为抛物线方程为,所以该抛物线准线方程为,
设,
因为点到直线的距离为5,所以,解得或,
又因为点在抛物线上,所以,故
所以点到准线的距离为,即到抛物线焦点的距离为.
故选:B.
6.(25-26高二上·江苏南通·期末)在平面直角坐标系中,已知抛物线的焦点为,准线方程为,且经过原点,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据抛物线的性质,利用原点到焦点的距离等于原点到准线的距离,再利用点到直线的距离公式求解.
【详解】已知原点在抛物线上,则到焦点的距离等于到准线的距离,
即,故B正确.
故选:B.
7.已知线段AB是抛物线的一条弦,且AB中点M在上,则点A横坐标( )
A.有最大值,无最小值 B.无最大值,有最小值
C.无最大值,无最小值 D.有最大值,有最小值
【答案】D
【分析】由题意,可知当点A在原点时横坐标有最小值0,由于AB中点M在上,从而最大值为2.
【详解】
由题意,设
由抛物线范围可知,,
所以如图1,当点A在原点时横坐标有最小值,为0,
由AB中点M在上,可知,即,
所以,
即如图2,当点B在原点时,点A横坐标有最大值,为2.
故选:D.
8.(25-26高二上·江苏·期中)已知过抛物线的焦点的直线垂直于轴,且与抛物线交于,两点,点在轴上,且.若(为坐标原点),则的准线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意设,,讨论点的坐标为或者,即可根据,求出p的值,即可求得答案.
【详解】由抛物线的方程,得,
由抛物线的对称性,不妨设,,
当点的坐标为时,,,
因为,所以,则(不合题意,舍去);
当点的坐标为时,,
因为,所以,则,
所以抛物线的准线方程为,
故选:A.
二、多选题
9.已知抛物线的焦点为F,点在C上,则( )
A.抛物线C的准线方程为 B.F的坐标为
C.若,则 D.
【答案】BC
【分析】对A,B,根据抛物线的标准方程求出焦点,准线方程,判断;对C,D,根据抛物线的定义求解判断.
【详解】对于A,B,由抛物线方程为,则焦点,准线方程为,故A错误,B正确;
对于C,将代入,得,则,故C正确;
对于D,由抛物线定义得,当时,取等号,故D错误.
故选:BC.
10.已知抛物线的焦点为F,点P为C上任意一点,若点,下列结论错误的是( )
A.的最小值为2
B.抛物线C关于x轴对称
C.过点M与抛物线C有一个公共点的直线有且只有一条
D.点P到点M的距离与到焦点F距离之和的最小值为4
【答案】AB
【分析】根据焦半径公式结合条件判断A,由抛物线的对称性判断B,由直线与抛物线的位置关系判断C,结合抛物线的定义,把转化为到准线的距离后可求得题中距离和的最小值判断D.
【详解】设,则,,又抛物线的焦点为,
对A,由题可知,时,等号成立,所以的最小值是1,A错;
对B,抛物线的焦点在轴上,抛物线关于轴对称,B错;
对C,由题知点在抛物线的内部(含有焦点的部分),因此过与对称轴平行的直线与抛物线只有一个公共点,其他直线与抛物线都有两个公共点,C正确;
对D,记抛物线的准线为,准线方程为,
过作于,过作于,则,,
所以当三点共线,即与重合时,最小,最小值为.D正确.
故选:AB.
11.已知抛物线的焦点为,点为上任意一点,点,下列结论正确的是( )
A.的最小值为2 B.抛物线关于轴对称
C.的最小值为4 D.过点且与抛物线有一个公共点的直线有且只有一条
【答案】CD
【分析】根据抛物线的定义得到,然后根据抛物线的图象即可得到当在原点时,最小,即可判断A选项;根据抛物线的图象即可判断BD选项;根据抛物线的定义和几何知识可以得到当三点共线时最小,然后求最小值即可判断C选项.
【详解】
作出抛物线的准线,过作的垂线,垂足为,则.
当在原点时,最小为1,A错误;
易知抛物线关于轴对称,B错误;
,∴当三点共线时最小,最小值为到准线的距离为4,C正确.
点在抛物线内,故只有当过的直线平行于对称轴轴时,过的直线与抛物线有一个公共点,D正确.
故选:CD.
三、填空题
12.(25-26高二上·江苏盐城·期中)若曲线上一点P到焦点的距离为4,则点P到y轴的距离为______.
【答案】
【分析】确定准线方程,结合抛物线的定义确定点P的纵坐标,代入即可求解.
【详解】由题可知抛物线即的准线方程为.
设点,根据抛物线的定义可知,即.
由抛物线方程可得,即,所以点P到y轴的距离为.
故答案为:
13.(25-26高二上·广东珠海·阶段检测)已知抛物线上一点,则点到该抛物线焦点的距离为___________.
【答案】
【分析】根据抛物线方程得抛物线标准方程,从而得抛物线的焦准距的值,再根据抛物线的定义得所求即可.
【详解】抛物线的标准方程为:,
则抛物线中,
由抛物线的定义可得抛物线上的点 到该抛物线焦点的距离为.
故答案为:.
14.已知抛物线的焦点在y轴上,点 是抛物线上的一点,M到焦点的距离是5,则m的值为_______抛物线的标准方程为_______,准线方程为_______.
【答案】
【详解】设抛物线方程为 ,因为M到焦点的距离是5,所以 ,所以抛物线的标准方程为,准线方程为;因为
四、解答题
15.求适合下列条件的抛物线的标准方程:
(1)焦点为;
(2)准线方程是;
(3)对称轴为x轴,焦点到准线的距离是4.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)由题意设出抛物线的方程,再根据焦点坐标求出即可得出答案.
(2) 由题意设出抛物线的方程,再根据准线方程求出即可得出答案.
(3) 由题意设出抛物线的方程,再根据的几何意义即可得出答案.
【详解】(1)由题意设抛物线的方程为
由焦点为,则,则
所以抛物线的方程为:
(2)由题意设抛物线的方程为
由抛物线的准线方程是,即,则
所以抛物线的方程为:
(3)由题意设抛物线的方程为或
由焦点到准线的距离是4,则
所以抛物线的方程为:或
16.在同一平面直角坐标系中画出下列抛物线.
(1);
(2);
(3).
通过观察这些图形,说明抛物线开口的大小与方程中x的系数有怎样的关系.
【答案】答案见解析.
【分析】做出抛物线,根据图象得出结论.
【详解】在同一平面直角坐标系内做出抛物线,如图,
通过图象可以看出来,当x的系数为正数且越大时,抛物线的开口向右且开口越大.
17.若动圆与圆外切,又与直线相切,求动圆圆心的轨迹方程.
【答案】
【分析】根据抛物线的定义求得正确答案.
【详解】设动圆圆心为,半径为,
由已知可得圆的圆心为,半径.
因为两圆外切,所以.
又动圆与已知直线相切,
所以圆心到直线的距离,
所以,
即动点到定点的距离等于它到定直线的距离.
由抛物线的定义可知,点的轨迹是以为焦点,为准线的抛物线,
且,故动圆圆心的轨迹方程为.
18.已知点是抛物线的焦点,动点在抛物线上.
(1)写出抛物线的焦点坐标和准线方程;
(2)设点 ,求的最小值:
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)利用抛物线定义求解.
(2)利用两点间距离公式,讨论参数求解.
【详解】(1)由可知,,则,所以焦点,准线为.
(2)设点,则有,
则.
因为,
所以当,即时,, ;
当,即时,, .
综上所述,.
19.已知一条曲线在轴右侧,上的任意点到点的距离减去它到轴的距离的差都是1.
(1)求曲线的方程;
(2)若曲线上总存在不同两点关于直线对称,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由题意可得上的任意点到点的距离等于它到直线的距离,根据抛物线的定义即可求解;
(2)由题意可设直线方程为,由题可得与有两个不同交点,根据韦达定理及根的判别式可得的中点坐标及的取值范围,根据的中点坐标在直线上即可求解.
【详解】(1)因为上的任意点到点的距离减去它到轴的距离的差都是1,
所以上的任意点到点的距离等于它到直线的距离,
所以曲线是以为焦点的抛物线.
因为曲线在轴右侧,
所以曲线的方程是.
(2)设关于直线对称,所以.
设直线方程为,
代入,得.
因为与有两个不同交点,
所以,解得.
当直线经过原点时,,
所以且.
所以,
,
所以中点坐标为.
又中点坐标为在直线上,
所以,即,
因为且,所以且.
所以的取值范国是.
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