内容正文:
3.3 专题:抛物线的焦点弦性质
【基础回顾】
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如图, 为抛物线 的焦点弦,设点 ,焦点 ,准线 ,准线与 轴交点为 ,作 且 分别为线段 的中点,则有以下结论:
结论 1: 焦点弦的坐标形式:
证明: 根据抛物线定义, 抛物线上的点到焦点距离等于到准线距离, 可得 ,故
结论 ,以 为直径的圆与准线相切
证明: 是梯形 的中位线,所以有 ,即 ,故以 为直径的圆与准线相切.
结论 3: 焦半径公式 (角度形式)
为 倾斜角)
证明: 设准线 交 轴于 点,过点 作 轴于 ,作 于 . 设 为点 到准线 的距离,于是 .
其中 ,
故 ,即 ,
故 . 同理
结论 4: 焦点弦的角度形式: ( 为 的倾斜角)
证明: 根据焦半径公式: ,所以 .
结论 5: 通径最短,其长度为
证明: 因为 ,故当 ,即 轴时, ,焦点弦取最小值 ,即所有焦点弦中通径最短,其长度为 .
结论 (定值)
证明: 根据焦半径公式: ,可得
结论
证明: 当 的斜率不存在时,依题意 ,所以 . 当 的斜率存在时,设为 ,则 ,与抛物线 联立可得 . 所以 . 因为 ,所以 ,但 , 所以 .
另证: 设直线 的方程为: ,与 联立,得 ,故 . 综上可知:
结论 8: 面积公式:
证明: 根据结论 7 可得, ,
所以
故 .
结论 9: 三个垂直
证明: 由题意知 故可得
,
根据结论 ,得 ,故 .
设点 ,故可得 ,
因为 ,
故 ,
因为 代入 ,
故 .
因为 ,
故 ,
因为 代入原式化简得 ,故 .
结论 10: 四个相切圆 (均可通过上述结论证明)
①以 为直径的圆必与准线相切.
②以 为直径的圆与 相切.
③以 为直径的圆与 轴相切.
④以 为直径的圆与 轴相切.
【题型专练 】
一.选择题
1.过抛物线C:y2=4x的焦点F,作直线与C交于A,B两点,若点A的横坐标为4,则|AB|=( )
A.5 B. C. D.
2.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,过点F的直线l与抛物线C交于不同的两点A,B.且与准线交于点D.若点B为线段AD的中点,|BF|=2,则p的值为( )
A. B.2 C. D.4
3.设F为抛物线C:y2=5x的焦点,过C上一点M作其准线的垂线,垂足为N,若|MF|=5,则∠MFN=( )
A.120° B.90° C.60° D.30°
4.已知抛物线y2=4x的焦点为F,直线l过点F与抛物线交于A、B两点,若|AF|=3|BF|,则|AB|=( )
A.4 B. C. D.
5.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,过F的直线l与C交于A,B两点,若|AF|=3,则|BF|=( )
A. B.2 C. D.3
6.已知F是抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,A,B是C上不同的两点,且都在第一象限,若AF⊥x轴,|BF|=5|AF|,,则p=( )
A. B.1 C.2 D.4
7.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线的距离为2,过点F的直线与抛物线C交于A,B两点,点A,B在准线上的射影分别为点A1,B1,给出下列三个结论:
①A1F⊥B1F;
②若M为线段AB的中点且|AB|=8,则点M到y轴的距离为3;
③若,则.
其中正确结论的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
8.已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,过点F的直线l与C交于A,B两点,则下列说法正确的是( )
A.焦点F到抛物线C的准线的距离为8
B.
C.若AB的中点的纵坐标为4,则|AF||BF|=8
D.若2|BF|=|AF|,则
9.已知抛物线C:y2=4x的准线与x轴交于点P,过焦点F的直线与抛物线C交于A,B两点,若,则|AF||BF|=( )
A.12 B. C.6 D.8
10.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线的距离为2,过焦点F的直线l与抛物线交于A,B两点,则3|AF|+4|BF|的最小值为( )
A. B. C. D.
11.已知过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的直线与该抛物线交于A,B两点,若|AF|+4|BF|=9,则p的最大值为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
12.已知抛物线y2=2px(p>0),过焦点F的弦交抛物线于A,B两点,且有,准线与x轴交于点C,作A到准线的垂线,垂足为A1,则当四边形CFAA1的面积为时,p的值为( )
A. B.4 C.8 D.
13.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线的距离为4,过焦点F的直线l与抛物线交于A,B两点,则3|AF|+2|BF|的最小值为( )
A. B. C. D.22
14.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,过点F的直线与C交于A,B两点,若|AF|=2|FB|,则|AB|=( )
A. B.3 C.4 D.
二.多选题
15.(多选)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F与椭圆的一个焦点重合,过F的直线交C于A,B两点,交C的准线于点P.若|AF|=3,则下列说法中正确的有( )
A.抛物线C的方程为:y2=4x
B.|AB|=4
C.|PB|=|AB|
D.△AOB的面积为
16.(多选)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点A(3,1)在C的内侧,点B是抛物线C上的一个动点,且△ABF的周长的最小值为,过点F的直线与抛物线交于M,N两点,P为线段MN的中点,则下列结论正确的是( )
A.p=2
B.若|BF|=3,则B点的坐标为(4,4)或(4,﹣4)
C.若|MN|=8,则点P到y轴的距离为3
D.
17.(多选)抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l,过F作斜率大于0的直线m与抛物线交于点A(位于第一象限)和点B,交l于点R,AP⊥l,垂足为P,|PF|=|AF|,下列说法正确的是( )
A.直线m的斜率为 B.|PF|=|RF|
C.|AF|=2|BF| D.
18.(多选)设O为坐标原点,直线过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F,且与C交于A,B两点(其中A在第一象限),则( )
A.p=2 B.
C.|AF|=3|BF| D.△OAB为直角三角形
19.(多选)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,点M(x0,y0)在抛物线C上,则下列说法正确的是( )
A.准线为x=﹣1
B.若|MF|=4,则
C.若|MF|=4,则
D.M到(3,0)距离最小为3
20.(多选)M是抛物线C:y2=4x上的一点,F是抛物线的焦点,以Fx为始边、FM为终边的角∠xFM=60°,过M作C的准线的垂线,交准线于点B.则( )
A.|FM|=4
B.△FMB的面积为
C.∠FMB的角分线过C的准线与x轴的交点
D.以FM为直径的圆与y轴相切
21.(多选)已知抛物线y2=2px(p>0),过其焦点F且斜率为的直线l与抛物线交于A,B两点(点A在第一象限),与抛物线的准线交于点C,若|AF|=4,则下列说法正确的是( )
A.p=2 B.|AF|=3|BF| C.|AF|=|BC| D.|BC|=2|BF|
22.(多选)已知抛物线y2=2px(p>0),过其焦点F且斜率为的直线l与抛物线交于A,B两点(点A在第一象限),与抛物线的准线交于点C,若|AF|=4,则下列说法正确的是( )
A.p=2
B.|AF|=3|BF|
C.|AF|=|BC|
D.以线段AF为直径的圆与y轴相切
23.(多选)设A(x1,y1),B(x2,y2)是抛物线C:x2=8y上两个不同的点,以A,B为切点的切线交于点P(x0,y0).若弦AB过焦点F,则( )
A.x1+x2=2x0
B.若PA的方程为x﹣2y﹣1=0,则x2=﹣4
C.点P始终满足
D.△PAB面积的最小值为16
24.(多选)已知抛物线C:y2=2px(p>0)与圆O:x2+y2=20交于A,B两点,且|AB|=8.过焦点F的直线l与抛物线C交于M,N两点,点P是抛物线C上异于顶点的任意一点,点Q是抛物线C的准线与坐标轴的交点,则( )
A.若,则直线l的斜率为
B.|MF|+4|NF|的最小值为18
C.∠MON为钝角
D.点P与点F的横坐标相同时,最小
25.(多选)已知抛物线C:y2=4x,过焦点F的直线l与抛物线C交于A,B两点(点A在第一象限),M(﹣1,0),则( )
A.|MF|=4
B.
C.|AB|最小值为4
D.当直线l的倾斜角为60°时,△AFM与△BFM面积之比为3
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3.3 专题:抛物线的焦点弦性质
【基础回顾】
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如图, 为抛物线 的焦点弦,设点 ,焦点 ,准线 ,准线与 轴交点为 ,作 且 分别为线段 的中点,则有以下结论:
结论 1: 焦点弦的坐标形式:
证明: 根据抛物线定义, 抛物线上的点到焦点距离等于到准线距离, 可得 ,故
结论 ,以 为直径的圆与准线相切
证明: 是梯形 的中位线,所以有 ,即 ,故以 为直径的圆与准线相切.
结论 3: 焦半径公式 (角度形式)
为 倾斜角)
证明: 设准线 交 轴于 点,过点 作 轴于 ,作 于 . 设 为点 到准线 的距离,于是 .
其中 ,
故 ,即 ,
故 . 同理
结论 4: 焦点弦的角度形式: ( 为 的倾斜角)
证明: 根据焦半径公式: ,所以 .
结论 5: 通径最短,其长度为
证明: 因为 ,故当 ,即 轴时, ,焦点弦取最小值 ,即所有焦点弦中通径最短,其长度为 .
结论 (定值)
证明: 根据焦半径公式: ,可得
结论
证明: 当 的斜率不存在时,依题意 ,所以 . 当 的斜率存在时,设为 ,则 ,与抛物线 联立可得 . 所以 . 因为 ,所以 ,但 , 所以 .
另证: 设直线 的方程为: ,与 联立,得 ,故 . 综上可知:
结论 8: 面积公式:
证明: 根据结论 7 可得, ,
所以
故 .
结论 9: 三个垂直
证明: 由题意知 故可得
,
根据结论 ,得 ,故 .
设点 ,故可得 ,
因为 ,
故 ,
因为 代入 ,
故 .
因为 ,
故 ,
因为 代入原式化简得 ,故 .
结论 10: 四个相切圆 (均可通过上述结论证明)
①以 为直径的圆必与准线相切.
②以 为直径的圆与 相切.
③以 为直径的圆与 轴相切.
④以 为直径的圆与 轴相切.
【题型专练 】
一.选择题
1.过抛物线C:y2=4x的焦点F,作直线与C交于A,B两点,若点A的横坐标为4,则|AB|=( )
A.5 B. C. D.
【答案】D
【解答】解:由题焦点F(1,0),准线x=﹣1.
已知A点横坐标为4,代入抛物线方程得y2=16,即y=±4,故A有两种情况:A(4,4)或A(4,﹣4),
根据抛物线定义,焦点弦长公式|AB|=xA+xB+p,
情况一:A(4,4),直线AF斜率,方程,
联立消去y整理得4x2﹣17x+4=0,
由韦达定理,;
情况二:A(4,﹣4),直线AF斜率,方程,
联立,消去y整理得4x2﹣17x+4=0,
由韦达定理,,
两种情况结果一致,代入弦长公式:.
故选:D.
2.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,过点F的直线l与抛物线C交于不同的两点A,B.且与准线交于点D.若点B为线段AD的中点,|BF|=2,则p的值为( )
A. B.2 C. D.4
【答案】C
【解答】解:已知点B为线段AD的中点,
则,
设AA1垂直准线交准线交于点A1,设BB1垂直准线交准线交于点B1,
则,
又|BB1|=|BF|=2,
则|AA1|=|AF|=4,
由抛物线的性质可得:,
即.
故选:C.
3.设F为抛物线C:y2=5x的焦点,过C上一点M作其准线的垂线,垂足为N,若|MF|=5,则∠MFN=( )
A.120° B.90° C.60° D.30°
【答案】C
【解答】解:已知F为抛物线C:y2=5x的焦点,
又,
所以抛物线焦点为,准线方程为:,
又过C上一点M作其准线的垂线,垂足为N,且|MF|=5,
则|MF|=|MN|=5,
所以,
由,
取,则,
由MN垂直准线,则,
又,
所以,
所以|MF|=|MN|=|NF|=5,
所以△MFN为等边三角形,
故∠MFN=60°.
故选:C.
4.已知抛物线y2=4x的焦点为F,直线l过点F与抛物线交于A、B两点,若|AF|=3|BF|,则|AB|=( )
A.4 B. C. D.
【答案】D
【解答】解:已知抛物线y2=4x,
则,
即焦点为F(1,0),
又直线l过点F与抛物线交于A、B两点,且|AF|=3|BF|,
设直线l的方程为x=my+1,设点A(x1,y1)、B(x2,y2),
将直线l的方程与抛物线的方程联立,得y2﹣4my﹣4=0.
由韦达定理得y1+y2=4m,y1y2=﹣4,
又|AF|=3|BF|,
则,即(1﹣x1,﹣y1)=3(x2﹣1,y2),
即﹣y1=3y2,即y1=﹣3y2.
则y1+y2=﹣2y2=4m,得y2=﹣2m,由,所以.
由抛物线的定义得.
故选:D.
5.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,过F的直线l与C交于A,B两点,若|AF|=3,则|BF|=( )
A. B.2 C. D.3
【答案】A
【解答】解:已知抛物线C:y2=4x,
则抛物线C的焦点为F(1,0),准线方程为x=﹣1,
又过F的直线l与C交于A,B两点,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由抛物线定义可知|AF|=x1+1=3,则x1=2,,则,
不妨取,则,y2<0,
直线l的斜率为,则直线l的方程为,
直线l与抛物线C联立方程组,
得2x2﹣5x+2=0,解得x1=2(为A点),,
所以.
故选:A.
6.已知F是抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,A,B是C上不同的两点,且都在第一象限,若AF⊥x轴,|BF|=5|AF|,,则p=( )
A. B.1 C.2 D.4
【答案】A
【解答】解:因为AF⊥x轴,所以A为抛物线通径的上端点,所以,
又|BF|=5|AF|,所以,
所以,所以,
因为,所以,所以.
故选:A.
7.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线的距离为2,过点F的直线与抛物线C交于A,B两点,点A,B在准线上的射影分别为点A1,B1,给出下列三个结论:
①A1F⊥B1F;
②若M为线段AB的中点且|AB|=8,则点M到y轴的距离为3;
③若,则.
其中正确结论的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【解答】解:由抛物线C:y2=2px的焦点F到准线的距离为2,得p=2,
故抛物线方程为y2=4x,焦点F(1,0),准线x=﹣1,
设A(x1,y1)、B(x2,y2),则A1(﹣1,y1),B1(﹣1,y2),
结论①:设过F(1,0)的直线为x=my+1,
代入抛物线方程得y2﹣4my﹣4=0,由韦达定理得y1y2=﹣4,
向量,,
则4+y1y2=4﹣4=0,故A1F⊥B1F,故①正确;
结论②:由抛物线定义,|AB|=|AF|+|BF|=(x1+1)+(x2+1)=x1+x2+2,
若|AB|=8,则x1+x2=6,中点M的横坐标为,
故M到y轴的距离为3,故②正确;
结论③:由,得(1﹣x1,﹣y1)=3(x2﹣1,y2),
故1﹣x1=3(x2﹣1)且y1=﹣3y2,
代入抛物线方程,得x1=9x2,
结合1﹣9x2=3(x2﹣1),解得,x1=3,
故,,即,,
因此,故③错误;
故正确结论的个数为2个.
故选:C.
8.已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,过点F的直线l与C交于A,B两点,则下列说法正确的是( )
A.焦点F到抛物线C的准线的距离为8
B.
C.若AB的中点的纵坐标为4,则|AF||BF|=8
D.若2|BF|=|AF|,则
【答案】D
【解答】解:抛物线C:y2=8x的焦点为F(2,0),准线l:x=﹣2,
所以焦点F到抛物线C的准线的距离为p=4,故A错误;
设A(x1,y1),B(x2,y2),
当直线AB垂直于x轴时,可得x1=x2=2,
此时|AF|=|BF|=4,得;
当直线AB不垂直于x轴,设方程为x=my+2,
由,得y2﹣8my﹣16=0,
则y1y2=8m,y1y2=﹣16,,
,故B错误;
由AB的中点的纵坐标为4,可得y1+y2=8m=8,则m=1,
得x1+x2=y1+2+y2+2=8+4=12,则|AF|+|BF|=x1+x2+4=16,
由,
得|AF||BF|=32,故C错误;
不妨设点A在第一象限,分别过点A,B作AA1,BB1垂直于准线,垂足分别为A1,B1,
直线AB与准线交于点E,准线与x轴交于点H,
设|AF|=2|FB|=2m,则|BB1|=m,|AA1|=2m,
因为BB1∥AA1,所以,得|BE|=3m,
则,可得,
即直线AB的斜率为,直线AB的方程为,
联立,得,
解得,
所以x1=4,可得,
可得△AOF,D正确.
故选:D.
9.已知抛物线C:y2=4x的准线与x轴交于点P,过焦点F的直线与抛物线C交于A,B两点,若,则|AF||BF|=( )
A.12 B. C.6 D.8
【答案】A
【解答】解:设直线AB方程为x=ty+1,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,消去x并整理得y2﹣4ty﹣4=0,
由韦达定理得y1+y2=4t,y1y2=﹣4,
因为,P(﹣1,0),
所以,
即||,
整理得,
即|2(y1﹣y2)||(t2+1)y1y2+2t(y1+y2)+4|,
因为y1+y2=4t,y1y2=﹣4,
所以,
解得,
因为,
所以16t2+16=12t4,
解得t2=2,
则|AF||BF|=(x1+1)(x2+1)=(ty1+2)(ty2+2).
故选:A.
10.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线的距离为2,过焦点F的直线l与抛物线交于A,B两点,则3|AF|+4|BF|的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解答】解:已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线的距离为2,
则p=2,
即抛物线C的方程为y2=4x,
不妨设直线AB的方程为x=ky+1,
联立,
消x可得:y2﹣4ky﹣4=0,
则yA+yB=4k,yAyB=﹣4,
则3|AF|+4|BF|=3xA+4xB+7,
当且仅当时取等号,
即3|AF|+4|BF|的最小值为.
故选:A.
11.已知过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的直线与该抛物线交于A,B两点,若|AF|+4|BF|=9,则p的最大值为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
【答案】A
【解答】解:已知过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的直线与该抛物线交于A,B两点,
由抛物线的性质可得:,
又|AF|+4|BF|=9,
则9,当且仅当|AF|=2|BF|时取等号,
即p≤2,
即p的最大值为2.
故选:A.
12.已知抛物线y2=2px(p>0),过焦点F的弦交抛物线于A,B两点,且有,准线与x轴交于点C,作A到准线的垂线,垂足为A1,则当四边形CFAA1的面积为时,p的值为( )
A. B.4 C.8 D.
【答案】D
【解答】解:已知抛物线y2=2px(p>0),过焦点F的弦交抛物线于A,B两点,
设直线AB的倾斜角为θ,不妨设A在第一象限,过A作AD⊥x轴,垂足为D,
则|AF|=|AA1|=p+|FD|=p+|AF|cosθ,可得,
同理可得,
因为,则,解得,
又θ∈[0,π),
所以,
则,,
可得四边形CFAA1的面积,
解得.
故选:D.
13.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线的距离为4,过焦点F的直线l与抛物线交于A,B两点,则3|AF|+2|BF|的最小值为( )
A. B. C. D.22
【答案】C
【解答】解:已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线的距离为4,
则p=4,
又过焦点F的直线l与抛物线交于A,B两点,
由抛物线的性质可得:,
则3|AF|+2|BF|=2(3|AF|+2|BF|)()
,当且仅当时取等号,
即3|AF|+2|BF|的最小值为.
故选:C.
14.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,过点F的直线与C交于A,B两点,若|AF|=2|FB|,则|AB|=( )
A. B.3 C.4 D.
【答案】D
【解答】解:因为抛物线C:y2=4x的焦点为F(1,0),
所以可设直线AB的方程为x=my+1,设A(x1,y1),B(x2,y2),且x1>x2,
联立,得y2﹣4my﹣4=0,
所以y1y2=﹣4,所以,
所以,,
因为|AF|=2|FB|,所以x1+1=2(x2+1),
联立方程组,解得或(舍去),
则.
故选:D.
二.多选题
15.(多选)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F与椭圆的一个焦点重合,过F的直线交C于A,B两点,交C的准线于点P.若|AF|=3,则下列说法中正确的有( )
A.抛物线C的方程为:y2=4x
B.|AB|=4
C.|PB|=|AB|
D.△AOB的面积为
【答案】ACD
【解答】解:由于椭圆的焦点坐标为(﹣1,0),(1,0),
所以,
解得p=2,
则抛物线C的方程为y2=4x,
故选项A正确;
因为抛物线的焦点F(1,0),
设A(x1,y1),
此时,
解得x1=2,
又,
解得,
取,
此时,
所以直线AB的方程为,
即,
联立,
解得或,
即,
所以,故选项B错误;
,故选项C正确;
又点O到直线AB的距离为,
则,故选项D正确.
故选:ACD.
16.(多选)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点A(3,1)在C的内侧,点B是抛物线C上的一个动点,且△ABF的周长的最小值为,过点F的直线与抛物线交于M,N两点,P为线段MN的中点,则下列结论正确的是( )
A.p=2
B.若|BF|=3,则B点的坐标为(4,4)或(4,﹣4)
C.若|MN|=8,则点P到y轴的距离为3
D.
【答案】ACD
【解答】解:如图,过点B作准线的垂线,垂足为M′,过点A作准线的垂线,垂足为H,
由抛物线C:y2=2px(p>0),得准线l的方程为,
则由抛物线的定义可知|BF|=|BM′|,
所以△ABF的周长为,
当且仅当A,B,M′三点共线,即点M′与点H重合时取等号,
因为,,
所以,即,
两边平方,整理得,解得p=2,故A正确;
设B点的坐标为(x0,y0),且|BF|=3,
所以x0+1=3,解得x0=2,
则,解得,
所以B点的坐标是或,故B错误;
设点M(x1,y1),N(x2,y2),
则|MN|=|MF|+|NF|=x1+x2+2=8,解得x1+x2=6,
又P为线段MN的中点,则,
所以点P到y轴的距离为,故C正确;
依题意,过点F的直线的斜率不为0,设过点F的直线方程为x=my+1,
由消去x,得y2﹣4my﹣4=0,
显然Δ=16m2+16>0,且y1+y2=4m,y1y2=﹣4,
则,
所以
,故D正确.
故选:ACD.
17.(多选)抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l,过F作斜率大于0的直线m与抛物线交于点A(位于第一象限)和点B,交l于点R,AP⊥l,垂足为P,|PF|=|AF|,下列说法正确的是( )
A.直线m的斜率为 B.|PF|=|RF|
C.|AF|=2|BF| D.
【答案】ABD
【解答】解:抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l,过F作斜率大于0的直线m与抛物线交于点A(位于第一象限)和点B,交l于点R,AP⊥l,垂足为P,|PF|=|AF|,
选项A:由抛物线的定义得|AF|=|AP|,又|PF|=|AF|,
所以|AF|=|AP|=|PF|,所以△APF为等边三角形,
所以∠PAF=60°,
因为AP⊥l,所以∠PAF=∠AFx=60°,即直线m的倾斜角为60°,
所以直线m的斜率,故A正确;
选项B:设准线l交x轴于点C,
因为AP⊥l,所以∠APF=∠PFC=60°,
又∠AFx=∠RFC=60°,|CF|=|CF|,
所以Rt△PFC≌Rt△RFC,所以|PF|=|RF|,故B正确;
选项C:因为直线m的斜率为,且过点F(1,0),
所以直线m的方程为,
与抛物线联立y2=4x,得3x2﹣10x+3=0,解得x=3或,
因为点A位于第一象限,所以xA>xB,则,
所以,
所以|AF|=3|BF|,故C错误;
选项D:在Rt△PFC中,|PF|=|AP|=|AF|=4,∠PFC=60°,
所以,即,
由抛物线的定义得,点B到准线l的距离等于,
所以,故D正确.
故选:ABD.
18.(多选)设O为坐标原点,直线过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F,且与C交于A,B两点(其中A在第一象限),则( )
A.p=2 B.
C.|AF|=3|BF| D.△OAB为直角三角形
【答案】ABC
【解答】解:已知O为坐标原点,直线过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F,且与C交于A,B两点,且A在第一象限,
对于A,抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,
又直线过抛物线的焦点F,所以,
解得p=2,所以A正确;
对于B,C,由p=2可知抛物线y2=4x,焦点F(1,0),准线方程为x=﹣1,
联立y2=4x,消去y并整理得:3x2﹣10x+3=0,解得,
则|AF|=x1+1=4,,|AF|=3|BF|
所以,|AF|=3|BF|,所以B,C正确;
对于D,因为A在第一象限,x1=3,,
所以,,
即,
则,
所以,
所以∠AOB为钝角,故D错误.
故选:ABC.
19.(多选)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,点M(x0,y0)在抛物线C上,则下列说法正确的是( )
A.准线为x=﹣1
B.若|MF|=4,则
C.若|MF|=4,则
D.M到(3,0)距离最小为3
【答案】AC
【解答】解:已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,点M(x0,y0)在抛物线C上,
对于A,由抛物线C的方程可得:抛物线的准线方程为:x=﹣1,故A正确;
对于B,若|MF|=4,则x0+1=4,故x0=3,代入抛物线方程可得:,故,故B错误;
对于C,由B选项可知,,则,故C正确;
对于D,M到(3,0)的距离为,当x0=1时,距离有最小值,故D不正确.
故选:AC.
20.(多选)M是抛物线C:y2=4x上的一点,F是抛物线的焦点,以Fx为始边、FM为终边的角∠xFM=60°,过M作C的准线的垂线,交准线于点B.则( )
A.|FM|=4
B.△FMB的面积为
C.∠FMB的角分线过C的准线与x轴的交点
D.以FM为直径的圆与y轴相切
【答案】ABD
【解答】解:如下图所示:
对于A选项,对于抛物线C,焦点为F(1,0),
准线方程为x=﹣1,准线与x轴的交点为E(﹣1,0),所以|EF|=2,
因为∠xFM=60°,BM⊥BE,易知MB∥x轴,所以∠FMB=∠xFM=60°,
由抛物线的定义可知|BM|=|FM|,故△BFM为等边三角形,故∠FBM=60°,
所以∠EBF=30°,故|BF|=2|EF|=4,所以|FM|=|BF|=4,A对;
对于B选项,,B对;
对于C选项,不妨设点M(x0,y0)在第一象限,
由抛物线的定义可得|FM|=x0+1=4,可得x0=3,
故,即点,
于是点,故线段BF的中点为,
因为△BFM为等边三角形,则MQ⊥BF,
若∠FMB的角平分线过C的准线与x轴的交点E,则E、Q、M三点共线,
因为,,
所以kMQ≠kEQ,故E、Q、M三点不共线,C错;
对于D选项,线段FM的中点为N),
点N到y轴的距离为d=2,故,
所以以FM为直径的圆与y轴相切,D对.
故选:ABD.
21.(多选)已知抛物线y2=2px(p>0),过其焦点F且斜率为的直线l与抛物线交于A,B两点(点A在第一象限),与抛物线的准线交于点C,若|AF|=4,则下列说法正确的是( )
A.p=2 B.|AF|=3|BF| C.|AF|=|BC| D.|BC|=2|BF|
【答案】ABD
【解答】解:已知抛物线y2=2px(p>0),
则,
又直线l过抛物线的焦点F且斜率为,
所以直线l的方程为,
联立抛物线方程消去y得12x2﹣20px+3p2=0,解得,
又|AF|=4,根据抛物线的定义可知,所以p=2,故A正确;
又,所以|AF|=3|BF|,故B正确;
过点B作准线的垂线,垂足为M,
根据抛物线的定义|BF|=|BM|,又直线l的斜率为,
所以∠OFB=∠AFx=60°,
所以∠BCM=30°,
故|BC|=2|BM|,即|BC|=2|BF|,所以|AF|≠|BC|,故C不正确;D正确.
故选:ABD.
22.(多选)已知抛物线y2=2px(p>0),过其焦点F且斜率为的直线l与抛物线交于A,B两点(点A在第一象限),与抛物线的准线交于点C,若|AF|=4,则下列说法正确的是( )
A.p=2
B.|AF|=3|BF|
C.|AF|=|BC|
D.以线段AF为直径的圆与y轴相切
【答案】ABD
【解答】解:由题可得,直线l的方程为,
联立,化简得12x2﹣20px+3p2=0,
解得,
对于A,|AF|,解得:p=2,故A正确;
对于B,所以,所以|AF|=3|BF|,故B正确;
对于C,如图,过点B作准线的垂线,垂足为M,
所以|BF|=|BM|,又直线l的斜率为,
所以∠OFB=∠AFx=60°,所以∠BCM=30°,
故|BC|=2|BM|,即|BC|=2|BF|,所以|AF|≠|BC|,故C错误;
对于D,因为xA=3,xF=1,所以线段AF的中点到y轴的距离为,
所以以线段AF为直径的圆与y轴相切,故D正确.
故选:ABD.
23.(多选)设A(x1,y1),B(x2,y2)是抛物线C:x2=8y上两个不同的点,以A,B为切点的切线交于点P(x0,y0).若弦AB过焦点F,则( )
A.x1+x2=2x0
B.若PA的方程为x﹣2y﹣1=0,则x2=﹣4
C.点P始终满足
D.△PAB面积的最小值为16
【答案】ACD
【解答】解:依题意设A(x1,y1),B(x2,y2),由方程x2=8y,
可得,则,
由导数的几何意义知,直线AP的斜率为,同理直线BP的斜率为,
可得A处的切线方程为:,即,
化简可得,所以直线AP的方程为,
同理可得:直线BP的方程为,
联立两直线方程得,,
则,
因为x1≠x2,解得,,
即x1+x2=2x0,所以A正确;
若PA的方程为x﹣2y﹣1=0,根据直线AP的方程为,可得x1=2,
设直线AB:y=kx+2,联立方程组,
整理得x2﹣8kx﹣16=0,
则Δ=(﹣8k)2+64=64(k2+1)>0,
且x1+x2=8k,x1x2=﹣16,
所以x2=﹣8,y0=﹣2,所以B错误;
因为,所以,故C正确;
取AB的中点H,连接PH,根据中点坐标公式得,
从而PH平行y轴,由前可知,
所以
,
因为x1+x2=8k,x1x2=﹣16,所以,
,
代入可得,
当k=0时,Smin=16,所以D正确.
故选:ACD.
24.(多选)已知抛物线C:y2=2px(p>0)与圆O:x2+y2=20交于A,B两点,且|AB|=8.过焦点F的直线l与抛物线C交于M,N两点,点P是抛物线C上异于顶点的任意一点,点Q是抛物线C的准线与坐标轴的交点,则( )
A.若,则直线l的斜率为
B.|MF|+4|NF|的最小值为18
C.∠MON为钝角
D.点P与点F的横坐标相同时,最小
【答案】BCD
【解答】解:因为抛物线C:y2=2px(p>0)与圆O:x2+y2=20交于A,B两点,且|AB|=8,
不妨设A在第一象限,
即A(2,4),
代入到抛物线方程可得42=4p,
即p=4,
即抛物线方程为y2=8x,
则抛物线的焦点为F(2,0).
设M(x1,y1),N(x2,y2),
对选项A,
由得(2﹣x1,﹣y1)=3(x2﹣2,y2),
则,
又因为,
解得,
所以直线l的斜率为,
故A选项错误;
对选项B,由抛物线定义得,
所以 ,
当且仅当,即|MF|=2|NF|时等号成立,
因此|MF|+4|NF|的最小值为18,
故B选项正确;
对选项C,如图,不妨设M在第一象限,
设M(x1,y1),N(x2,y2),
直线l:x=my+2,
联立直线l与抛物线的方程消x得y2﹣8my﹣16=0,
又Δ=(﹣8m)2+4×16>0,
所以y1y2=﹣16,x1x2=4,
所以x1x2+y1y2=4﹣16=﹣12<0,
所以,
则∠MON为钝角.
故C选项正确;
对选项D,
Q(﹣2,0),F(2,0),
设P(x0,y0),
则,
由抛物线的定义可得|PF|=x0+2,
,
又x0>0,
则
,
当且仅当,即x0=2时取等号,
即点P与点F的横坐标相同时,最小,
故D选项正确.
故选:BCD.
25.(多选)已知抛物线C:y2=4x,过焦点F的直线l与抛物线C交于A,B两点(点A在第一象限),M(﹣1,0),则( )
A.|MF|=4
B.
C.|AB|最小值为4
D.当直线l的倾斜角为60°时,△AFM与△BFM面积之比为3
【答案】BCD
【解答】解:由题意可知,F(1,0),所以|MF|=2,故A错误;
当直线l的斜率存在时,设直线l:y=k(x﹣1),A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,得k2x2﹣(2k2+4)x+k2=0,
其中,x1x2=1,
,
当直线l的斜率不存在时,|AF|=|BF|=2,此时,故B正确;
直线l的斜率存在时,,
当直线l的斜率不存在时,|AB|=2p=4,所以|AB|最小值为4,故C正确;
设直线,
联立,得3x2﹣10x+3=0,得x1=3或,
由题意可知,,,
所以,故D正确.
故选:BCD.
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