内容正文:
第15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:抛物线的定义与标准方程
知识点02: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:根据焦点或准线写出抛物线的标准方程
题型06:根据抛物线上的点求标准方程
题型07:抛物线的顶点、开口方向
题型08:抛物线的范围、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】抛物线的定义与标准方程
平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.
注意点:
(1)“一动三定”:一动点M;一定点F(即焦点),一定直线l(即准线),一定值1(即动点M到定点F的距离与到定直线l的距离之比为1).
(2)若点F在直线l上,则点的轨迹是过点F且垂直于直线l的直线.
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=
注意点:
(1)p的几何意义是焦点到准线的距离.
(2)标准方程的结构特征:顶点在坐标原点、焦点在坐标轴上.
(3)抛物线的开口方向:抛物线的开口方向取决于标准方程中一次项系数的正负.
【例1】已知抛物线的焦点为,求该抛物线的标准方程、准线方程。
解:步骤1:判断抛物线开口方向与方程形式
焦点在轴正半轴,因此抛物线开口向右,标准方程形式为。
步骤2:求解参数
由焦点坐标公式,解得:。
步骤3:代入写出标准方程与准线方程
将代入标准式:
准线方程:
最终答案:抛物线标准方程为,准线方程为。
【知识点02】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
注意点:
只有焦点在坐标轴上,顶点是原点的抛物线的方程才是标准方程.
【例2】已知抛物线方程为,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:确定参数
由抛物线标准方程,对比,得,即。
步骤2:选用对应焦半径公式
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
拓展验证(定义法):该抛物线准线,点到准线距离,由抛物线定义,结果一致。
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高二下·湖南长沙·期中)抛物线C:的焦点为F,C上的点到F的距离等于到直线的距离,则( )
A.8 B.4 C.2 D.1
【答案】B
【分析】根据抛物线的定义列方程,由此求得的值.
【详解】根据抛物线的定义,是其准线,
因为的准线方程为,
所以,解得.
【变式1-1】(25-26高二上·浙江台州·期末)已知抛物线的焦点为,点在抛物线上,则线段的长度为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】根据抛物线的性质即可求解.
【详解】可知抛物线的焦点为,准线方程为,
点在抛物线上,则点A到准线的距离即为AF的长,
所以.
故选:B.
【变式1-2】(25-26高二上·山东潍坊·阶段检测)抛物线上一点M与焦点F的距离,则点M的坐标为________.
【答案】
【分析】根据抛物线的定义求得的横坐标,进而求得的坐标.
【详解】抛物线对应,
,
所以,
所以的坐标为.
故答案为:
【变式1-3】(多选)(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
【分析】根据抛物线的定义求得的横坐标,进而求得的坐标.
【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
【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】(25-26高二上·安徽阜阳·期末)若点A在焦点为F的抛物线上,点,则的最小值为( )
A.2 B.2+ C.2+2 D.4
【答案】D
【分析】根据题意,可得准线方程,根据抛物线定义可得,根据点P坐标,即可求得答案.
【详解】抛物线准线方程为,过点A作准线的垂线,垂足为B,
根据抛物线的定义可得,所以,
当P,A,B三点共线时,等号成立,所以的最小值为3+1=4.
故选:D
【变式2-1】(25-26高二下·湖南长沙·期中)已知是抛物线上任意一点,点在轴上的射影为点,点的坐标为,则的最小值是( )
A.13 B.12 C.11 D.10
【答案】B
【分析】先利用抛物线定义,将 “点到坐标轴的距离” 转化为 “点到焦点的距离”,消去动点到坐标轴的距离;再将原目标式转化为 “动点到两个定点的距离和(差)” 的形式,最后利用 “两点之间线段最短”,通过三点共线求出转化后式子的最值,并还原为原问题的答案即可.
【详解】因为抛物线方程的标准形式为,
所以焦点,准线方程为:,延长交准线于,连接,如图:
根据抛物线的定义得,
当且仅当,,三点共线时,
,的最小值为.
【变式2-2】在平面直角坐标系中,已知点,记抛物线:上的动点到准线的距离为,则的最大值为______.
【答案】
【分析】将到抛物线的准线的距离转化为到抛物线焦点F的距离,再根据三角形三边关系将的最大值表示为
【详解】由抛物线的定义知,,所以
所以,当点位于射线与抛物线交点时,取最大值.
故答案为:
【变式2-3】已知抛物线的焦点为,准线为,点是直线上的动点.若点在抛物线上,且为坐标原点,求的最小值.
【答案】
【分析】作点关于的对称点,确定,根据计算得到答案.
【详解】如图所示,作点关于的对称点,连接,设点,不妨设,
,直线方程为,,,
即,由,
当且仅当三点共线时取等号,
又 ,
故的最小值为.
【题型03】根据抛物线方程求焦点或准线
【典例3-1】(25-26高二下·广西河池·期末)抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】抛物线的准线方程为.
【变式3-1】(25-26高二上·河南·期中)抛物线的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先确定抛物线类型,计算焦点坐标即可.
【详解】抛物线的开口向左,焦点在轴的负半轴,
因为,所以焦点坐标为,
故选:C.
【变式3-2】(25-26高二上·天津·期中)抛物线的焦点坐标是______;准线方程______
【答案】
【分析】化简得到抛物线的标准方程,结合抛物线的几何性质,即可求得其准线和焦点坐标,得到答案.
【详解】由抛物线,可得,则抛物线的焦点在轴上,且,即,
所以抛物线焦点坐标为,准线方程为,
故答案为:;.
【变式3-3】指出下列抛物线的焦点坐标和准线方程.
(1);
(2);
(3)().
【答案】(1)焦点坐标是,准线方程是
(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)将抛物线方程化为标准形式,即可根据焦点坐标公式以及准线方程求解.
【详解】(1)抛物线的标准方程为,∴,
∴焦点坐标是,准线方程是.
(2)抛物线的标准方程为,
∴,抛物线开口向左,∴焦点坐标为,准线方程为.
(3)抛物线()的标准方程为,∴.
①当时,,抛物线开口向右,∴焦点坐标是,准线方程是;
②当时,,抛物线开口向左,∴焦点坐标是,准线方程是.
综上所述,当时,抛物线的焦点坐标为,准线方程为
【题型04】抛物线的焦半径公式
【典例4-1】(25-26高二上·湖北孝感·期末)已知抛物线上的点到焦点的距离为8,则点到轴的距离为( )
A.4 B. C. D.6
【答案】C
【分析】首先求出抛物线的焦点坐标与准线方程,设点的坐标为,根据焦半径公式求出,从而求出,即可得解.
【详解】抛物线的焦点,准线方程为,
设点的坐标为,点到焦点的距离等于它到准线的距离,
因此,解得,因此,则,
所以点到轴的距离为.
故选:C.
【变式4-1】(25-26高二上·河南郑州·期末)抛物线上一点到焦点的距离,则点的坐标是( )
A.或 B.或
C.或 D.或
【答案】D
【分析】根据抛物线的焦半径公式即可求解.
【详解】设,
焦点,故,故,
则,故,
因此 或.
【变式4-2】(25-26高二上·安徽马鞍山·期末)设抛物线()的焦点为,为抛物线上一点,若,则的值为______.
【答案】4
【分析】根据抛物线的焦半径公式可求得结果.
【详解】因为为抛物线上一点,,
所以.
故答案为:4.
【变式4-3】(多选)(25-26高二上·内蒙古·期末)已知抛物线的焦点为,点在上,且,则的值可能是( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】AD
【分析】先应用点在抛物线上得出,再应用焦半径公式计算求解即可.
【详解】由点在抛物线上,可得点的横坐标,
因为,由抛物线的定义,得,
解得或.
故选:AD.
【题型05】根据焦点或准线写出抛物线的标准方程
【典例5-1】(25-26高二上·山西太原·期末)以椭圆的右顶点为焦点的抛物线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出椭圆的右顶点,得抛物线的焦点坐标,从而得抛物线方程.
【详解】椭圆中心是原点,右顶点是,
它是抛物线的焦点,则,,
所以抛物线标准方程是.
故选:D.
【变式5-1】(25-26高二上·四川资阳·期末)已知顶点在坐标原点、准线方程为的抛物线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据抛物线标准方程及准线方程的定义可得.
【详解】因为抛物线准线方程为,
所以可设抛物线的标准方程为,其准线方程为,
则,即,
所以抛物线的标准方程为.
故选:B
【变式5-2】(25-26高二下·四川南充·期中)以直线为准线的拋物线的标准方程为________.
【答案】
【分析】根据已知条件求得,进而求得抛物线的标准方程.
【详解】因为拋物线的准线为,
所以,解得,
所以抛物线方程为.
【变式5-3】(24-25高二上·黑龙江牡丹江·期中)分别求满足下列条件的抛物线的标准方程.
(1)焦点为;
(2)焦点到准线的距离为.
【答案】(1)
(2)或或或.
【分析】(1)根据条件确定焦点的位置,求出的值,得抛物线的标准方程;
(2)根据条件求出的值,得抛物线的标准方程.
【详解】(1)由于焦点在轴的负半轴上,且,,
抛物线的标准方程为.
(2)由焦点到准线的距离为,可知.
所求抛物线的标准方程为或或或.
【题型06】根据抛物线上的点求标准方程
【典例6-1】(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
【分析】设抛物线 ,根据点在上,代入抛物线方程,求出的值,即可得解.
【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
【变式6-1】(25-26高二上·广西百色·期末)已知抛物线经过点,则抛物线的标准方程为_______.
【答案】
【分析】将点坐标代入抛物线方程,求得,得解.
【详解】把点代入抛物线方程得,
∴,则抛物线的标准方程为.
故答案为:.
【变式6-2】(多选)(24-25高二上·河北石家庄·期末)经过点的抛物线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】根据点的坐标,确定抛物线的开口方向,有两种情况,设出抛物线方程,代入点的坐标即可求解.
【详解】因为点在第四象限,所以抛物线有开口向右或开口向下两种情况,
若抛物线开口向右,设抛物线方程为,代入抛物线方程,
有,解得,所以抛物线方程为,所以A正确;
若抛物线开口向下,设抛物线方程为,代入抛物线方程,
有,解得,所以抛物线方程为,所以D正确.
故选:AD
【变式6-3】(24-25高二上·山西太原·阶段检测)求适合下列条件的曲线的方程.
(1)顶点在原点,且过点的抛物线的标准方程;
(2)焦点为,且经过点的双曲线的标准方程.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)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.
(2)根据焦点坐标,可得c值及焦点在y轴,根据双曲线定义,可得值,根据c的关系,可得,即可得答案.
【详解】(1)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;
(2)因为焦点为,,所以,且焦点在轴,
因为双曲线经过点,
根据双曲线定义可得,
解得,
又,
所以双曲线方程为:.
【题型07】抛物线的顶点、开口方向
【典例7-1】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7-1】已知圆的圆心为抛物线的顶点,且圆经过点,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意得到圆的圆心坐标为,再根据圆经过点求得半径即可.
【详解】解:因为抛物线的顶点坐标为,
所以圆的圆心坐标为,
又圆经过点,所以圆的半径,
所以圆的方程为
故选:B
【变式7-2】(多选)(25-26高二上·宁夏固原·期末)对于抛物线,下列说法正确的是( ).
A.开口向上,焦点为 B.开口向上,焦点为
C.焦点到准线的距离为4 D.准线方程是
【答案】AC
【分析】根据抛物线的方程,求出的值,得出开口方向,即可得出答案.
【详解】A、B,由已知得,,且抛物线开口向上,所以焦点坐标为,故A正确、B错误;
C,根据抛物线的定义可知,焦点到准线的距离为,故C正确;
D,根据抛物线的方程可知,准线方程为,故D错误.
故选:AC.
【变式7-3】在同一坐标系中画出下列抛物线,观察它们开口的大小,并说明抛物线开口大小与方程中x的系数的关系:
(1); (2);
(3); (4).
【答案】图象如图,x的系数的绝对值越大,抛物线的开口越大.
【分析】作出抛物线图象,得x的系数的绝对值越大,抛物线的开口越大.
【详解】解:抛物线如图,x的系数的绝对值越大,抛物线的开口越大.
【题型08】抛物线的范围、对称性
【典例8-1】(25-26高二下·湖南·期末)已知抛物线,点 ,点P在C上,的最小值是,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】设出 ,利用,可得,由此可求解范围.
【详解】设点的坐标为,
因为的最小值是,所以,
所以,整理得,,
因为,所以,
所以,又,
所以.
【变式8-1】(24-25高二下·云南曲靖·阶段检测)已知抛物线:与圆:()交于,两点,且,则( )
A. B. C.2 D.1
【答案】A
【分析】利用抛物线与圆的对称性,得出即可求解.
【详解】设,(),
由,得,所以.
因为在圆上,所以,得,
故选:A.
【变式8-2】是否存在实数a,使抛物线上总有关于直线对称的两个点?若不存在,说明理由;若存在,求a的取值范围.
【答案】存在,.
【分析】本题的解法有两种:一是如果存在对称的两点A、B满足题设要求,显然的中点在抛物线内部,构成一个含有a的不等式,从而确定a的取值范围;
二是按照对称问题的一般处理方法,即A、B两点连线与对称轴垂直,的中点在对称轴上,且直线与抛物线必有两个交点,消元后的一元二次方程必有两个不等的实根,判别式应大于0.
【详解】解法一:假设存在抛物线上两点,关于直线对称,记线段的中点为,则点在上,即.又由相减,得.
直线垂直于,.
又,由得,.
(1)若,如果点在抛物线内部.则有关系式,由不等式组解得.
(2)若,如果点在抛物线内部,则有关系.由不等式组整理,得此时无解.
综上所述,a的取值范围为.
解法二:设,是抛物线上关于直线对称的两个点,则即,①
又,即.
,,②
联立①②得即、为方程的两个实根,,解不等式,得.
故当时,抛物线上总存在关于直线对称的两个点.
【变式8-3】已知抛物线与直线相交于A,B两点,O为坐标原点,.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若点F是抛物线C的焦点,点P是抛物线C上任意一点,点Q是线段PF的中点,求直线OQ斜率的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)令,,利用向量数量积的坐标表示列方程求参数m,再将点代入抛物线求p,即可得抛物线方程.
(2)令,应用中点坐标公式及斜率的两点式求直线OQ的斜率,讨论分别求出对应k的范围,最后取并.
【详解】(1)由题意,设,,则,解得.
将点A或点B坐标代入抛物线方程得:,所以.
所以抛物线C的方程为.
(2)由抛物线C的方程可知:,不妨设.
因为Q是线段PF的中点,则.
所以直线OQ的斜率.
当时,;
当时,(当且仅当时等号成立),又,
所以.
当时,(当且仅当时等号成立),又,
所以.
综上,直线OQ斜率的取值范围是.
知识点01抛物线的定义
平面内,到定点(焦点)与定直线(准线,)距离相等的动点轨迹称为抛物线。
核心定义公式:
为抛物线上任意一点,为点到焦点距离,为点到准线的垂直距离。
关键前提:定点不在定直线上,否则轨迹为过定点且垂直于定直线的直线,不是抛物线。
知识点02抛物线标准方程(核心必考)
规定:,为焦点到准线的距离,四种标准方程及对应要素:
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
速记规律:变量一次项对应对称轴,正负号决定开口方向。
知识点03抛物线核心几何性质
1. 顶点:所有抛物线顶点均为坐标原点,是抛物线上到焦点、准线距离最小的点。
2. 对称性:关于轴对称;关于轴对称,无中心对称性。
3. 离心率:抛物线离心率为定值 ,是区别于椭圆、双曲线的核心特征。
4. 通径:过焦点且垂直于对称轴的弦,通径长通用公式:,通径端点坐标可直接用于快速解题。
知识点04焦半径公式(高频解题公式)
设抛物线上任意一点,点到焦点的距离为焦半径:
1. :
2. :
3. :
4. :
核心思想:焦半径计算可替代距离公式,简化运算,本质依托抛物线定义。
知识点05本节高频易错点小结
1. 务必牢记,是焦点到准线的距离,不可为负数;
2. 区分一次项与对称轴、开口方向,避免标准方程混用;
3. 焦半径公式需匹配对应抛物线方程,符号不可出错;
4. 抛物线只有一条对称轴、一个焦点、一条准线,无对称中心;
5. 离心率为抛物线专属定值,不可与椭圆、双曲线混淆。
一、单选题
1.(25-26高二下·云南昭通·期中)抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由抛物线,得抛物线的焦点在x轴正半轴上,所以抛物线的准线方程为.
2.(25-26高二下·河南许昌·期末)若抛物线的焦点关于准线的对称点为,则的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】,准线为,关于的对称点为,
故,解得,故的标准方程为.
3.(25-26高二上·安徽亳州·期末)已知点为抛物线上一动点,则的最小值为( )
A. B. C.1 D.4
【答案】B
【分析】依题意可得,从而转化为关于的二次函数,结合二次函数的性质计算可得.
【详解】因为点为抛物线上一动点,
所以,即,
所以,当且仅当时取等号,
所以的最小值为,此时,.
故选:B
4.(2025高三上·河南安阳·专题练习)已知抛物线的焦点为,若的准线被以为圆心的圆截得的弦长为2,则该圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由题设写出抛物线焦点和准线方程可得圆心到准线距离,再结合圆截准线的长即可求出圆的半径,进而由圆的标准方程得解.
【详解】由题得抛物线焦点,准线方程为,
F到准线距离为,所以圆的半径为,
所以该圆的方程为.
故选:D.
5.(25-26高二下·广东·期末)设为坐标原点,点在抛物线上,若点到的准线的距离为3,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】应用抛物线定义得出,进而得出抛物线方程得出点,再根据两点间距离公式计算.
【详解】由于,则,
于是,则,于是.
6.(25-26高二下·重庆·期末)点、在抛物线上,且,记线段的中点为,则到轴的最短距离为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】A
【详解】焦点,准线方程为,
分别过作轴的垂线,垂足为,
则,
等号成立时三点共线,
故到轴的最短距离为
7.已知抛物线的焦点为,是上一点,且到的距离与到的对称轴的距离之差为2,则( )
A. B.1 C.2或4 D.4或36
【答案】D
【分析】利用抛物线定义结合已知计算即可.
【详解】因为是上一点,
所以,所以,
由抛物线的定义可得到的距离为,
点到的对称轴的距离为,
则,解得或.
故选:D.
8.(25-26高二上·广东湛江·期末)已知是抛物线上任意一点,点在轴上的射影为点,点的坐标为,则的最小值是( )
A. B.12 C.11 D.10
【答案】B
【分析】先求出抛物线焦点 和准线方程,延长交准线于,连接,由抛物线定义得到即可数形结合得解.
【详解】抛物线方程的标准形式为,
所以焦点 ,准线方程为,延长交准线于,连接,如图:
根据抛物线的定义得,
当且仅当三点共线时,
,
的最小值为.
故选:B .
二、多选题
9.(25-26高二上·山西太原·期末)已知抛物线:与:,则下列结论正确的是( )
A.与的焦点相同 B.与的离心率相同
C.与的准线相同 D.与的焦点到准线的距离相同
【答案】BD
【分析】根据抛物线的性质判断即可.
【详解】抛物线的焦点为,准线为,焦点到准线的距离为,离心率为1.
抛物线的焦点为,准线为,焦点到准线的距离为,离心率为1.
故选:BD.
10.已知抛物线C:的焦点为F,点,P为C上的动点,则( )
A.满足的点P恰有两个 B.的最小值为3
C.的最小值为 D.的最大值为3
【答案】BCD
【分析】先求出抛物线焦点坐标,再利用抛物线的定义,结合平面几何知识求解即可.
【详解】因为,所以焦点为,
因为,所以点位于线段的垂直平分线上,其直线方程为,
与抛物线C仅有一个交点,故A错误;
如图1,点在抛物线外,故的最小值为,故B正确;
如图2,过作轴的平行线,与准线交于点,与抛物线交于点,
根据抛物线定义,此时有最小值,故C正确;
因为,当且仅当三点共线且在之间时取等号,故D正确.
11.(25-26高二下·陕西西安·期末)已知点均在抛物线上,是的焦点,则( )
A.
B.直线轴
C.若,则
D.若,则
【答案】ABD
【分析】利用点求出,得到抛物线的方程,求出焦点坐标,得到直线轴,由点在抛物线上得到,利用抛物线的定义求出,由的范围得到的范围,从而得到的范围,继而求出,由得到,由得到,计算得到的范围,从而得到.
【详解】因为点在抛物线上,
所以,
解得,选项A正确.
则抛物线的标准方程为,
则焦点,,两点横坐标相等,纵坐标不同,
因此直线垂直于轴,平行于轴,选项B正确.
因为点在抛物线上,所以,
则,
因为,所以,则,即,
则,
因为,所以,选项C错误.
因为,所以,
因为,所以,
即,解得,
因为,所以,
则,即,选项D正确.
三、填空题
12.(25-26高二上·安徽·阶段检测)抛物线的焦点为,点在此抛物线上,,则点的横坐标为___________.
【答案】5
【分析】根据抛物线的焦半径公式求点的横坐标.
【详解】因为抛物线方程为,所以 .
由,故.
故答案为:5
13.(25-26高二上·广西河池·期末)已知抛物线的焦点在轴的负半轴上,且抛物线的焦点到其准线的距离为,则抛物线的标准方程为______.
【答案】
【分析】设抛物线方程为,再根据的几何意义求出,即可得解.
【详解】依题意设抛物线方程为,
因为抛物线的焦点到其准线的距离为,所以,
所以抛物线的标准方程为.
故答案为:
14.(25-26高二下·云南昆明·期末)已知抛物线: 的焦点为F,点P在C上,P在C准线上的投影为Q,若,则________.
【答案】2
【分析】根据抛物线的定义及两点间的距离公式求解即可.
【详解】由题意及抛物线定义可得,,则为等边三角形.
设,则.
因为,所以,则.
又,,则,即.
因为点P在C上,所以,
代入上式得,即,解得.
四、解答题
15.根据下列条件,求抛物线的标准方程,并画图:
(1)准线方程为;
(2)焦点在x轴上且其到准线的距离为6;
(3)对称轴是x轴,顶点到焦点的距离等于2;
(4)对称轴是y轴,经过点.
【答案】(1)答案见解析;
(2)答案见解析;
(3)答案见解析;
(4)答案见解析.
【分析】(1)根据抛物线的准线方程为,得到且焦点在y轴上求解;
(2)根据焦点在x轴上且其到准线的距离为6,得到求解;
(3)根据对称轴是x轴,顶点到焦点的距离等于2,得到求解;
(4)根据对称轴是y轴,设抛物线方程为,将点代入求解.
【详解】(1)解:因为抛物线的准线方程为,
所以,p=3,
所以抛物线的方程是;其图象如下:
(2)因为焦点在x轴上且其到准线的距离为6,
所以,
所以抛物线的方程是或;其图象如下:
(3)因为对称轴是x轴,顶点到焦点的距离等于2
所以,p=4,
所以抛物线的方程是或;其图象如下:
(4)因为对称轴是y轴,
设抛物线方程为,
因为抛物线经过点,
所以,解得,
所以抛物线的方程是,其图象如下:
16.已知F为抛物线C:的焦点,且C上一点到点F的距离为4.
(1)求C的方程;
(2)若斜率为2的直线l与C交于A,B两点,且,求l的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据抛物线方程的定义即可由焦半径求解,
(2)联立直线与抛物线方程,利用焦半径公式即可求解.
【详解】(1)C上一点到点F的距离为4,
由抛物线定义可得,,抛物线的方程为.
(2)设直线,,设,,,,
将方程代入方程整理得,需满足,
,
故,解得,
当时,满足,故符合题意,
故直线方程为
17.已知F是抛物线的焦点,是该抛物线上的动点.
(1)是一个定点,求的最小值:
(2)若焦点F是的垂心,求点A、B的坐标
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)由抛物线的定义,得,结合图形得最小值;
(2)垂心为三条高线的交点,由对称性知关于轴对称,设点,再利用垂直关系建立方程求解坐标.
【详解】(1)由抛物线知焦点,准线,
过作,垂足为,过点作,垂足为,,
由抛物线的定义,,
当且仅当三点共线时取等号,此时,
所以的最小值为.
(2)由焦点是的垂心,则,
即关于轴对称,且,
设,由,
得,化简得,解得,
所以点的坐标为或.
18.(25-26高二上·山东菏泽·期末)已知抛物线的准线与圆相切,是上一点.
(1)若是抛物线的焦点,为坐标原点,且满足,求;
(2)若点的坐标为,求点到点的距离与到轴的距离之和的最小值.
【答案】(1)4;
(2)12.
【分析】(1)根据给定条件,利用圆的切线性质求出,再作出几何图形,数形结合求解.
(2)由(1)中信息,利用抛物线的定义,结合线段和差关系求出最小值.
【详解】(1)抛物线的准线方程为,圆的圆心为,半径为1,
由抛物线的准线与圆相切,得,解得,
抛物线的准线为,焦点,
过点作准线的垂线,垂足为,过作于,
由,得,在中,,
所以.
(2)在抛物线的方程中,令,得,则点与焦点在抛物线的两侧,
设点到轴距离为,则
,当且仅当是线段与抛物线的交点时取等号,
所以点到点的距离与到轴的距离之和的最小值为12.
19.(25-26高二上·上海·期末)椭圆 上有一点在抛物线 的准线上,抛物线的焦点也是椭圆焦点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若点在抛物线上,过作准线的垂线,垂足为,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据点在抛物线准线上求出的值,得到抛物线焦点坐标,根据抛物线的焦点也是椭圆焦点得到的值,结合点在椭圆上及求解即可.
(2)根据抛物线的定义,结合两点间距离公式求解即可.
【详解】(1)抛物线 的准线的方程为:.
因为点在抛物线的准线上,所以,解得.
故抛物线方程为,焦点为.
因为抛物线的焦点也是椭圆焦点,所以.
因为点在椭圆上,所以,
又,所以.
整理得,即,
解得或(舍去),所以.
故椭圆的标准方程为.
(2)由(1)知,抛物线方程为,准线方程为,焦点.
根据抛物线的定义可知,,则.
根据几何性质,当,,三点共线时,取得最小值,即最小值为.
已知,,
根据两点间距离公式可得,,
因此的最小值为.
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第15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:抛物线的定义与标准方程
知识点02: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:根据焦点或准线写出抛物线的标准方程
题型06:根据抛物线上的点求标准方程
题型07:抛物线的顶点、开口方向
题型08:抛物线的范围、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】抛物线的定义与标准方程
平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.
注意点:
(1)“一动三定”:一动点M;一定点F(即焦点),一定直线l(即准线),一定值1(即动点M到定点F的距离与到定直线l的距离之比为1).
(2)若点F在直线l上,则点的轨迹是过点F且垂直于直线l的直线.
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=
注意点:
(1)p的几何意义是焦点到准线的距离.
(2)标准方程的结构特征:顶点在坐标原点、焦点在坐标轴上.
(3)抛物线的开口方向:抛物线的开口方向取决于标准方程中一次项系数的正负.
【例1】已知抛物线的焦点为,求该抛物线的标准方程、准线方程。
【知识点02】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
注意点:
只有焦点在坐标轴上,顶点是原点的抛物线的方程才是标准方程.
【例2】已知抛物线方程为,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高二下·湖南长沙·期中)抛物线C:的焦点为F,C上的点到F的距离等于到直线的距离,则( )
A.8 B.4 C.2 D.1
【变式1-1】(25-26高二上·浙江台州·期末)已知抛物线的焦点为,点在抛物线上,则线段的长度为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【变式1-2】(25-26高二上·山东潍坊·阶段检测)抛物线上一点M与焦点F的距离,则点M的坐标为________.
【变式1-3】(多选)(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.
【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】(25-26高二上·安徽阜阳·期末)若点A在焦点为F的抛物线上,点,则的最小值为( )
A.2 B.2+ C.2+2 D.4
【变式2-1】(25-26高二下·湖南长沙·期中)已知是抛物线上任意一点,点在轴上的射影为点,点的坐标为,则的最小值是( )
A.13 B.12 C.11 D.10
【变式2-2】在平面直角坐标系中,已知点,记抛物线:上的动点到准线的距离为,则的最大值为______.
【变式2-3】已知抛物线的焦点为,准线为,点是直线上的动点.若点在抛物线上,且为坐标原点,求的最小值.
【题型03】根据抛物线方程求焦点或准线
【典例3-1】(25-26高二下·广西河池·期末)抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
【变式3-1】(25-26高二上·河南·期中)抛物线的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【变式3-2】(25-26高二上·天津·期中)抛物线的焦点坐标是______;准线方程______
【变式3-3】指出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】(25-26高二上·湖北孝感·期末)已知抛物线上的点到焦点的距离为8,则点到轴的距离为( )
A.4 B. C. D.6
【变式4-1】(25-26高二上·河南郑州·期末)抛物线上一点到焦点的距离,则点的坐标是( )
A.或 B.或
C.或 D.或
【变式4-2】(25-26高二上·安徽马鞍山·期末)设抛物线()的焦点为,为抛物线上一点,若,则的值为______.
【变式4-3】(多选)(25-26高二上·内蒙古·期末)已知抛物线的焦点为,点在上,且,则的值可能是( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【题型05】根据焦点或准线写出抛物线的标准方程
【典例5-1】(25-26高二上·山西太原·期末)以椭圆的右顶点为焦点的抛物线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【变式5-1】(25-26高二上·四川资阳·期末)已知顶点在坐标原点、准线方程为的抛物线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【变式5-2】(25-26高二下·四川南充·期中)以直线为准线的拋物线的标准方程为________.
【变式5-3】(24-25高二上·黑龙江牡丹江·期中)分别求满足下列条件的抛物线的标准方程.
(1)焦点为;
(2)焦点到准线的距离为.
【题型06】根据抛物线上的点求标准方程
【典例6-1】(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.
【变式6-1】(25-26高二上·广西百色·期末)已知抛物线经过点,则抛物线的标准方程为_______.
【变式6-2】(多选)(24-25高二上·河北石家庄·期末)经过点的抛物线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【变式6-3】(24-25高二上·山西太原·阶段检测)求适合下列条件的曲线的方程.
(1)顶点在原点,且过点的抛物线的标准方程;
(2)焦点为,且经过点的双曲线的标准方程.
【题型07】抛物线的顶点、开口方向
【典例7-1】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7-1】已知圆的圆心为抛物线的顶点,且圆经过点,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式7-2】(多选)(25-26高二上·宁夏固原·期末)对于抛物线,下列说法正确的是( ).
A.开口向上,焦点为 B.开口向上,焦点为
C.焦点到准线的距离为4 D.准线方程是
【变式7-3】在同一坐标系中画出下列抛物线,观察它们开口的大小,并说明抛物线开口大小与方程中x的系数的关系:
(1); (2);
(3); (4).
【题型08】抛物线的范围、对称性
【典例8-1】(25-26高二下·湖南·期末)已知抛物线,点 ,点P在C上,的最小值是,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式8-1】(24-25高二下·云南曲靖·阶段检测)已知抛物线:与圆:()交于,两点,且,则( )
A. B. C.2 D.1
【变式8-2】是否存在实数a,使抛物线上总有关于直线对称的两个点?若不存在,说明理由;若存在,求a的取值范围.
【变式8-3】已知抛物线与直线相交于A,B两点,O为坐标原点,.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若点F是抛物线C的焦点,点P是抛物线C上任意一点,点Q是线段PF的中点,求直线OQ斜率的取值范围.
知识点01抛物线的定义
平面内,到定点(焦点)与定直线(准线,)距离相等的动点轨迹称为抛物线。
核心定义公式:
为抛物线上任意一点,为点到焦点距离,为点到准线的垂直距离。
关键前提:定点不在定直线上,否则轨迹为过定点且垂直于定直线的直线,不是抛物线。
知识点02抛物线标准方程(核心必考)
规定:,为焦点到准线的距离,四种标准方程及对应要素:
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
速记规律:变量一次项对应对称轴,正负号决定开口方向。
知识点03抛物线核心几何性质
1. 顶点:所有抛物线顶点均为坐标原点,是抛物线上到焦点、准线距离最小的点。
2. 对称性:关于轴对称;关于轴对称,无中心对称性。
3. 离心率:抛物线离心率为定值 ,是区别于椭圆、双曲线的核心特征。
4. 通径:过焦点且垂直于对称轴的弦,通径长通用公式:,通径端点坐标可直接用于快速解题。
知识点04焦半径公式(高频解题公式)
设抛物线上任意一点,点到焦点的距离为焦半径:
1. :
2. :
3. :
4. :
核心思想:焦半径计算可替代距离公式,简化运算,本质依托抛物线定义。
知识点05本节高频易错点小结
1. 务必牢记,是焦点到准线的距离,不可为负数;
2. 区分一次项与对称轴、开口方向,避免标准方程混用;
3. 焦半径公式需匹配对应抛物线方程,符号不可出错;
4. 抛物线只有一条对称轴、一个焦点、一条准线,无对称中心;
5. 离心率为抛物线专属定值,不可与椭圆、双曲线混淆。
一、单选题
1.(25-26高二下·云南昭通·期中)抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二下·河南许昌·期末)若抛物线的焦点关于准线的对称点为,则的标准方程为( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高二上·安徽亳州·期末)已知点为抛物线上一动点,则的最小值为( )
A. B. C.1 D.4
4.(2025高三上·河南安阳·专题练习)已知抛物线的焦点为,若的准线被以为圆心的圆截得的弦长为2,则该圆的方程为( )
A. B.
C. D.
5.(25-26高二下·广东·期末)设为坐标原点,点在抛物线上,若点到的准线的距离为3,则( )
A. B. C. D.
6.(25-26高二下·重庆·期末)点、在抛物线上,且,记线段的中点为,则到轴的最短距离为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
7.已知抛物线的焦点为,是上一点,且到的距离与到的对称轴的距离之差为2,则( )
A. B.1 C.2或4 D.4或36
8.(25-26高二上·广东湛江·期末)已知是抛物线上任意一点,点在轴上的射影为点,点的坐标为,则的最小值是( )
A. B.12 C.11 D.10
二、多选题
9.(25-26高二上·山西太原·期末)已知抛物线:与:,则下列结论正确的是( )
A.与的焦点相同 B.与的离心率相同
C.与的准线相同 D.与的焦点到准线的距离相同
10.已知抛物线C:的焦点为F,点,P为C上的动点,则( )
A.满足的点P恰有两个 B.的最小值为3
C.的最小值为 D.的最大值为3
11.(25-26高二下·陕西西安·期末)已知点均在抛物线上,是的焦点,则( )
A.
B.直线轴
C.若,则
D.若,则
三、填空题
12.(25-26高二上·安徽·阶段检测)抛物线的焦点为,点在此抛物线上,,则点的横坐标为___________.
13.(25-26高二上·广西河池·期末)已知抛物线的焦点在轴的负半轴上,且抛物线的焦点到其准线的距离为,则抛物线的标准方程为______.
14.(25-26高二下·云南昆明·期末)已知抛物线: 的焦点为F,点P在C上,P在C准线上的投影为Q,若,则________.
四、解答题
15.根据下列条件,求抛物线的标准方程,并画图:
(1)准线方程为;
(2)焦点在x轴上且其到准线的距离为6;
(3)对称轴是x轴,顶点到焦点的距离等于2;
(4)对称轴是y轴,经过点.
16.已知F为抛物线C:的焦点,且C上一点到点F的距离为4.
(1)求C的方程;
(2)若斜率为2的直线l与C交于A,B两点,且,求l的方程.
17.已知F是抛物线的焦点,是该抛物线上的动点.
(1)是一个定点,求的最小值:
(2)若焦点F是的垂心,求点A、B的坐标
18.(25-26高二上·山东菏泽·期末)已知抛物线的准线与圆相切,是上一点.
(1)若是抛物线的焦点,为坐标原点,且满足,求;
(2)若点的坐标为,求点到点的距离与到轴的距离之和的最小值.
19.(25-26高二上·上海·期末)椭圆 上有一点在抛物线 的准线上,抛物线的焦点也是椭圆焦点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若点在抛物线上,过作准线的垂线,垂足为,求的最小值.
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