内容正文:
第18讲 直线与抛物线的位置关系
(知识详解+10典例精讲+课后作业)
知识详解·核心内容
知识点01:直线与抛物线的位置关系
知识点02:弦长问题
知识点03:抛物线的中点弦问题
典例精讲·例题解析
(举一反三)
题型01:判断直线与抛物线的位置关系
题型02:求抛物线的切线方程
题型03:直线与抛物线交点相关问题
题型04:根据韦达定理求参数
题型05:求直线与抛物线相交所得弦的弦长
题型06:抛物线中的三角形或四边形面积问题
题型07:抛物线的中点弦
题型08:抛物线焦点弦的性质
题型09:抛物线中的参数范围及最值
题型10:抛物线中的定点、定值
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】直线与抛物线的位置关系
设直线l:y=kx+m,抛物线:y2=2px(p>0),将直线方程与抛物线方程联立整理成关于x的方程k2x2+2(km-p)x+m2=0.
(1)若k≠0,当Δ>0时,直线与抛物线相交,有两个交点;
当Δ=0时,直线与抛物线相切,有一个切点;
当Δ<0时,直线与抛物线相离,没有公共点.
(2)若k=0,直线与抛物线有一个交点,此时直线平行于抛物线的对称轴或与对称轴重合.
注意点:
(1)直线与抛物线有一个公共点是直线与抛物线相切的必要不充分条件.
(2)研究直线与抛物线的关系时要注意直线斜率不存在的情况.
【例1】判断直线与抛物线的位置关系。
解:第一步:联立直线与抛物线方程
第二步:代入消元
将代入得:
展开整理:
第三步:计算判别式
方程为一元二次方程,其中
第四步:判定结论
,因此直线与抛物线相切,有且仅有一个公共点。
答:直线与抛物线相切。
【知识点02】弦长问题
设直线与抛物线交于两点,联立方程消元得二次方程,弦长通用公式:
1. 以为变量:
2. 以为变量:
抛物线专属结论:过抛物线焦点的弦,焦点弦长 。
【例2】已知直线与抛物线交于两点,求弦的长度。
解:第一步:联立方程消元
代入得:
整理得:
第二步:韦达定理求值
,直线斜率
第三步:代入弦长公式
答:弦长
【知识点03】抛物线的中点弦问题
设抛物线弦,端点,弦中点,满足。
以抛物线为例:
两式作差:
因式分解:
整理得中点弦斜率公式:
【例3】已知抛物线的一条弦的中点为,求弦所在直线的方程。
解:第一步:设点并代入抛物线方程
设,两点在抛物线上:
第二步:点差法作差变形
两式相减:
第三步:代入中点条件求斜率
由中点得:
直线斜率:
第四步:求直线方程
由点斜式:
整理得:
答:弦所在直线方程为
【题型01】判断直线与抛物线的位置关系
【典例1-1】直线与抛物线的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不能确定
【答案】A
【分析】直线过点,在抛物线内部,即可得出结论.
【详解】直线过点,∵,
∴在抛物线内部,
∴直线与抛物线相交,
故选:A.
【变式1-1】已知直线与抛物线只有一个公共点,则直线与抛物线的位置关系是( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.相交或相切
【答案】D
【分析】根据直线和抛物线只有一个公共点确定正确答案.
【详解】直线与抛物线的对称轴平行或与抛物线相切时有一个公共点,
所以D选项正确.
故选:D
【变式1-2】过点且倾斜角为的直线与抛物线的位置关系是( )
A.相交且有两公共点 B.相交且有一公共点
C.有一公共点且相切 D.无公共点
【答案】C
【分析】先求出直线方程,然后再联立直线与抛物线方程,通过零点的个数,判断两者之间的位置关系即可.
【详解】因为直线过点且倾斜角为,所以直线方程为,
将与联立可得,
所以且有重根,
所以该直线与抛物线有唯一公共点且相切.
故选:C.
【点睛】本题考查直线与抛物线的位置关系的应用,属于基础题.
【变式1-3】已知直线上有一个动点Q,过Q作直线l垂直于x轴,动点P在直线l上,且 ,记点P的轨迹为C.
(1)求曲线C的方程.
(2)设直线l与x轴交于点A,且.试判断直线PB与曲线C的位置关系,并证明你的结论.
【答案】(1) ;
(2)直线PB与曲线C相切,证明见解析.
【分析】(1)根据设点法和向量垂直的坐标表示即可求解;
(2)根据向量的坐标计算和直线与曲线的联立即可求解.
【详解】(1)设P的坐标为,则点Q的坐标为.
因为 ,
所以.
所以.
∴点P的轨迹方程为 .
(2)
直线PB与曲线C相切,设点P的坐标为,
点A的坐标为.
因为,
所以.
所以点B的坐标为.
所以直线PB的斜率为.
因为
所以.
所以直线PB的方程为
代入,
得.
因为
所以直线PB与曲线C相切.
【题型02】求抛物线的切线方程
【典例2-1】(25-26高二下·天津南开·阶段检测)求曲线过点的切线方程为( )
A. B.或
C. D.或
【答案】B
【分析】设切线方程为,与抛物线方程联立方程组,消元,然后由判别式等于0求得,得切线方程.
【详解】设切线方程为,
由得,
所以,解得或,
所以切线方程为或,即或.
【变式2-1】抛物线在处的切线方程为______.
【答案】
【分析】设出切线,联立抛物线与切线消x得一元二次方程,由解出参数即可得切线方程.
【详解】设切线为,联立抛物线与切线消x得,由得,故切线为.
故答案为:.
【变式2-2】(25-26高二上·陕西西安·期中)已知抛物线,过点作抛物线的切线,则切线方程为_____.
【答案】或
【分析】设切线方程,再联立令求解即可.
【详解】由题知切线斜率存在,设,
联立,得到,
,解得或,
则切线方程为或.
【变式2-3】已知抛物线的一条切线的斜率为3,求这条切线方程.
【答案】.
【分析】设出切线方程,联立抛物线方程后利用求出,得到切线方程.
【详解】设切线方程为,与抛物线方程联立得:,
由得:,
所以这条切线方程为,即.
【题型03】直线与抛物线交点相关问题
【典例3-1】(25-26高二上·河南焦作·期中)已知抛物线的焦点为,过点作直线与交于,两点,线段的中点为,过点作轴的垂线交于点,若,则的斜率为( )
A. B.±1 C. D.±2
【答案】B
【分析】由题可得轴,得,设出直线方程与抛物线方程联立,得,进而求得答案.
【详解】由可得,将代入方程,解得,
,可得轴,从而点的纵坐标为2或,
显然直线的斜率存在,设直线,,,
将直线方程代入抛物线,消去,整理得,
,依题意,即,解得.
所以直线的斜率为.
【变式3-1】(24-25高二下·四川凉山·期末)已知抛物线的焦点为,过点斜率为的直线与交于,两点,过的中点作轴的垂线交于点,则__________.
【答案】/0.25
【分析】由题意可得直线的方程为,与抛物线方程联立方程组,求得的坐标,进而求得中点的坐标,进而可得的坐标,计算可求值.
【详解】由抛物线,可得焦点坐标为,直线的方程为,
由,可得,整理得,
解得或,当时,,当时,,
所以,,所以,
又中点,所以,所以,
所以.
故答案为:.
【变式3-2】(多选)(25-26高二上·四川成都·期末)已知直线与抛物线有且只有一个公共点,则k的值可以是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】先判断直线经过定点,结合图象可得时直线与抛物线相交于一点,再由直线与抛物线方程联立,利用根的判别式等于0即可求得.
【详解】由直线方程可知直线经过定点,
而该点恰在抛物线的对称轴上,故时, 两者有且仅有一个公共点;
联立,消去,可得,
由,可得.
此时直线方程为与,恰与抛物线相切,两者有且仅有一个公共点.
故k的值可以是0,.
故选:ACD.
【变式3-3】(25-26高二上·河南漯河·期中)已知抛物线:()经过点.
(1)求抛物线的焦点的坐标;
(2)设直线经过点,且斜率为,若与有2个交点,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)将点代入抛物线方程计算求出即可求解;
(2)设直线的方程为点斜式,联立直线和抛物线,消去,整理得到关于的一元二次方程,利用计算得解.
【详解】(1)抛物线:()经过点,
,,,
抛物线的焦点的坐标为;
(2)设直线经过点,且斜率为,设直线的方程为,
联立,消去整理得到,
与有2个交点,,或.
实数的取值范围为或.
【题型04】根据韦达定理求参数
【典例4-1】抛物线与直线交于A,B两点,且这两点的横坐标分别为,直线与x轴交点的横坐标是,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】联立抛物线与直线方程,根据韦达定理得到两根之和,两根之积,结合,求出答案.
【详解】,消去y得,可知,
令得,所以,其他选项均不正确.
故选:B
【变式4-1】已知抛物线的焦点为F,过点的直线l与抛物线C交于,P,Q两点,则的最小值是( )
A.8 B.10 C.13 D.15
【答案】C
【分析】利用韦达定理和抛物线的定义表示出,利用基本不等式求解.
【详解】设直线,,,
联立,整理得,
则,故.
因为,,
所以,
当且仅当即时,等号成立.
故选:C.
【变式4-2】抛物线的焦点为,过且斜率为的直线与交于两点,且线段的中点的横坐标为,则的值为______.
【答案】
【分析】设,与抛物线方程联立可得,由可构造方程求得结果.
【详解】由抛物线方程知:,可设,,,
由得:,,
又线段中点横坐标为,,又,.
故答案为:.
【变式4-3】已知抛物线,其准线方程为.
(1)求抛物线的方程;
(2)不过原点的直线与抛物线交于不同的两点,且,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由抛物线的准线方程求出,可得抛物线的方程;
(2)设,联立直线和抛物线的方程,消元写出韦达定理,将用坐标表示,代入韦达定理化简计算,可得的值.
【详解】(1)准线为,,抛物线的方程为;
(2)设,联立,得,
,得,则,
因为,则,
则,即,或,经检验,当时,直线过坐标原点,不合题意,又,符合题意;
综上,m的值为.
【题型05】求直线与抛物线相交所得弦的弦长
【典例5-1】(24-25高二上·全国·课前预习)若抛物线与直线交于,两点,则等于( )
A. B.12 C. D.13
【答案】C
【分析】联立直线与抛物线方程,利用弦长公式计算即得.
【详解】由消去y并整理得,,
设,,则,,
.
故选:C
【变式5-1】(25-26高二上·江苏淮安·阶段检测)已知抛物线的焦点到准线的距离为,过的直线与交于,两点.若直线的倾斜角为45°,则=_____
【答案】
【分析】由抛物线性质求解抛物线方程;解得焦点坐标,表示出直线方程,联立直线与抛物线,由韦达定理结合抛物线性质求解.
【详解】由抛物线的性质,故抛物线.焦点坐标为
由直线的倾斜角为45°,则斜率为1,直线方程为,
设,联立,
所以,故.
故答案为:.
【变式5-2】(25-26高二上·天津西青·阶段检测)已知抛物线的焦点为,过点且斜率为的直线l交抛物线于两点,则线段的长为________.
【答案】13
【分析】求出抛物线的方程,利用弦长公式求解即可.
【详解】由抛物线 的焦点为 ,可得 ,即 ,
抛物线方程为 ,
过焦点 且斜率为 的直线 方程为 ,
联立抛物线方程与直线方程:,
得 ,整理得 ,
设 , ,则 , ,
弦长公式为:
故答案为:
【变式5-3】(25-26高二下·福建泉州·阶段检测)已知抛物线的焦点为,为抛物线上的点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线与抛物线相交于,两点,求,中点坐标及弦长.
【答案】(1)
(2),
【分析】(1)根据抛物线的定义列式计算即可求解;
(2)设,直线与抛物线联立方程组,由韦达定理结合中点坐标公式及弦长公式计算即可求解.
【详解】(1)由抛物线的定义可知,所以,
即抛物线的方程为;
(2)设,
直线与抛物线联立方程组可得,
则,,
所以,,
所以,中点坐标为,.
【题型06】抛物线中的三角形或四边形面积问题
【典例6-1】已知O为坐标原点,F为抛物线C:的焦点,P为抛物线C上一点,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由,利用抛物线的定义求得点P的横坐标,进而求得纵坐标,然后由求解.
【详解】因为抛物线C:,
故由,解得,
所以,
所以的面积为.
故选:D
【变式6-1】(24-25高二下·贵州贵阳·阶段检测)设点为抛物线的焦点,过的直线交抛物线于两点,若,则的面积是__________.
【答案】
【分析】设直线方程,设,,联立直线和抛物线方程,结合抛物线定义以及韦达定理,得出坐标,以及直线方程,利用两点之间距离公式和点到直线的距离公式,即可求出结果.
【详解】由题知,设直线为,
联立,得,
设,,则,
所以,,不妨令,
则,,
所以,,
所以,直线为,即,
所以,
又到直线距离为,
所以的面积为.
故答案为:
【变式6-2】已知抛物线:的焦点为,点在上,且.
(1)求的方程;
(2)过点作两条互相垂直的直线,若点分别为弦的中点,当取最小值时,求四边形的面积.
【答案】(1)
(2)128
【分析】(1)根据已知条件列出方程,解方程即可得出结果;
(2)设出直线方程,与抛物线联立,表示出相关点的坐标,进而利用基本不等式计算最小值,最后求解四边形的面积.
【详解】(1)由抛物线的定义得,
因为,所以,解得,所以的方程为.
(2)由(1)知,直线的斜率存在且不为0.
设直线的方程为,,,
由消去得,则,
所以,因为点G是AB的中点,
所以,同理得,
所以
,
当且仅当且,即时,等号成立,所以的最小值为8.
根据对称性,不妨取,即直线AB的方程为,
则,同理得,故.
【变式6-3】(25-26高二下·福建厦门·期末)已知抛物线的焦点为F,点在C上,且.
(1)求C的方程;
(2)过F的直线与C交于A,B两点,若P在以为直径的圆上,求的面积.
【答案】(1);
(2);
【分析】(1)由点P在抛物线上及,结合抛物线定义求p,得到方程;
(2)联立直线AB:与抛物线方程,结合韦达定理与,可解得的值,再利用弦长公式和点到直线的距离求解.
【详解】(1)
因为点在抛物线上,所以,得,
因为抛物线的准线方程为,且,
由抛物线的定义可得,解得,
所以抛物线的方程为;
(2)由(1)知,,,
易知过点F的直线斜率不为0,设其方程为,
将代入,得到,
设,,则,,
,
,
,,
因为P在以为直径的圆上,
所以,
即,
化简得:,解得:或.
当时,直线为,此时 但与重合,舍去.
当时,直线为,此时,,
则,
点到直线的距离:,
所以的面积为.
【题型07】抛物线的中点弦
【典例7-1】(25-26高二上·河北邢台·期中)已知过点且斜率为的直线与抛物线交于,两点,且为线段的中点,则( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】A
【分析】设,,由点差法即可求解.
【详解】设,,则,
由:作差得,
得.
故选:A
【变式7-1】(24-25高二上·重庆铜梁·阶段检测)已知抛物线,过点作弦,弦恰被点平分,则弦所在直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用点差法可求得直线的斜率.
【详解】设点、,
因为点为线段的中点,则,,
若直线轴,则线段的中点在轴上,不合乎题意,
由题意可得,将这两个等式作差可得,
即,所以,直线的斜率为.
故选:D.
【变式7-2】若点是抛物线的弦的中点,则弦的长为_______
【答案】
【解析】设出点的坐标,分别代入抛物线的方程,两式相减,利用中点纵坐标求得直线的斜率,从而求得的方程,最后联立方程组,利用弦长公式,即可求解.
【详解】设,代入抛物线,可得,
两式相减,可得,
所以直线的方程为,即,
代入抛物线的方程得,则,
则,
即弦的长为.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了直线与抛物线的位置关系的应用,其中解答中涉及到曲线的弦的中点和斜率时,可采用“点差法”求解,得出直线的方程式解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于中档试题.
【变式7-3】(2025高二上·浙江温州·专题练习)过点作抛物线的弦,恰被点平分,求的所在直线方程及弦的长度.
【答案】,
【分析】解法1、利用点差法,设,得,则,根据点斜式即可求直线方程;解法2、设,联立曲线方程,根据韦达定理即可求得斜率,得到直线方程及弦长.
【详解】解法1:设以为中点的弦端点坐标为,
则有,两式相减,得.
又,
则,
所以所求直线的方程为,即,
点在抛物线内,所以直线符合条件,
由整理得,,则.
由弦长公式得,.
解法2:设所在的直线方程为
由,整理得.
设,由韦达定理得,
又是的中点,,
所以所求直线的方程为.
由整理得,,则.
由弦长公式得,.
【题型08】抛物线焦点弦的性质
【典例8-1】(24-25高二上·湖北·期末)已知是过抛物线的焦点的弦,若,则中点的横坐标为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】由抛物线的焦点弦长公式,即可求得线段的中点的横坐标,得到答案.
【详解】设,由已知,
由焦半径公式可得
所以,所以.
故选:B.
【变式8-1】(24-25高二上·辽宁大连·期中)过抛物线焦点的直线交于两点,线段中点到轴距离为1,则_____.
【答案】3
【分析】焦点为F,过A,B,M分别作准线的垂线,垂足为A′,B′,M′,求出,即得解.
【详解】抛物线的准线方程为.
设焦点为F,过A,B,M分别作准线的垂线,垂足为A′,B′,M′,
则有,
∵M到y轴距离为1,∴,
所以.
故答案为:3
【变式8-2】(25-26高二下·浙江·开学考试)已知抛物线,过焦点的直线交于点,则( )
A.的坐标为 B.
C.的最小值为2 D.
【答案】ABD
【分析】对于A,根据抛物线的性质求焦点坐标即可判断,对于B,设直线,联立方程组结合根与系数的关系求即可判断,对于C,结合抛物线焦点弦公式求弦长的表达式,再求其最小值即可判断,对于D,根据抛物线定义利用表示,进一步计算即可判断.
【详解】对于A,抛物线,设抛物线的焦点到准线的距离为,
则,故的坐标为,故A正确;
对于B,设直线,联立,得,
方程的判别式,
,,
,,
故,故B正确;
对于C,因为,
所以当时,弦的长度最小,最短弦的长度为4,故C错误;
对于D,由,
得,故D正确.
【变式8-3】(25-26高二上·广西河池·阶段检测)已知抛物线的焦点F到准线的距离为4,过F的直线l与C交于A,B两点.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若直线l的倾斜角为,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由抛物线性质求解即可;
(2)由已知得出直线方程,联立直线与抛物线,由韦达定理结合抛物线焦半径公式求解.
【详解】(1)由抛物线的性质知,,故抛物线;
(2)由直线l的倾斜角为,则斜率为,直线方程为,
设,
联立,整理得,
则,,故
【题型09】抛物线中的参数范围及最值
【典例9-1】(2026高二·全国·专题练习)已知直线(斜率大于0)过点,且与抛物线交于两点,,若抛物线上存在一点,满足,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,,,利用向量加法的坐标表示可得,设直线方程为①,与抛物线方程联立,利用韦达定理代入①式解出的范围,最后令解出,结合函数单调性求范围即可.
【详解】设,,,
则,,,,,,
因为,所以,解得,
代入方程得,即①,
设直线方程为,联立消去得,
所以,即,,,
代入①得,即,则,解得,
故,解得,
对于,令,得,
易知函数在单调递增,故当时,,
所以的取值范围为,
故选:A
【变式9-1】(24-25高二下·浙江·阶段检测)若动点P在直线上,动点Q在曲线上,则的最小值为________.
【答案】
【分析】设为曲线上一点,利用点到直线的距离公式可得,可求最小值.
【详解】设为曲线上一点,则,
则到直线的距离为,
当且仅当令,取等号,所以的最小值为.
故答案为:.
【变式9-2】(多选)已知直线l:过抛物线C:的焦点F,且与抛物线交于A,B两点,则( )
A.
B.
C.
D.抛物线C上的动点到直线距离的最小值为
【答案】ABD
【分析】A选项,求出,从而得到,求出;B选项,联立直线方程和抛物线方程,得到两根之和,由焦点弦弦长公式求出;C选项,在B选项基础上求出,结合焦半径公式得到;D选项,设,表达出点到直线的距离为,求出最小值.
【详解】A选项,由抛物线,可得焦点为,
因为过抛物线的焦点,可得,解得,所以A正确;
B选项,联立方程组,整理得,
设,则,,
由抛物线的焦点弦的性质,可得,所以B正确;
C选项,由,解得,
根据抛物线的定义,可得,
所以,所以C错误;
D选项,设是抛物线上的任意一点,可得,
则点到直线的距离为,
当时,,所以D正确.
故选:ABD.
【变式9-3】(24-25高二下·贵州铜仁·期末)已知抛物线过点,焦点为.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)过点且斜率为1的直线交抛物线于A、两点,若在以为直径的圆内,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将代入抛物线方程可得答案.
(2)由题可得,将直线方程与抛物线方程联立,结合韦达定理及题意可得关于t的不等式,据此可得答案.
【详解】(1)因为点在抛物线上,所以,解得,所以抛物线的方程为.
(2)易知抛物线的焦点为,且“点在以为直径的圆内”等价于“”.
设,,则,记为①
由题意,过点且斜率为1的直线方程为.于是有和,将其代入①式,得
,记为②
由联立消去,整理得.于是有,即且,记为③
再将③代入②,整理得
.
要成立,只要在上恒成立即可.
解不等式得,符合题意.
综上可知,实数的取值范围为.
【题型10】抛物线中的定点、定值
【典例10-1】已知抛物线C:内有一点,过点A作直线l与该抛物线交于P、Q两点,经过点和点Q的直线与该抛物线交于另一点T,则直线PT过定点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用两个已知点在直线上,代入直线方程得出,然后简化直线PT的直线方程为,从而得解.
【详解】由题意,斜率都存在,
设,,,
直线l的斜率,
直线l方程:,化简得
同理直线QT方程:,直线PT的方程:,
点,分别代入直线QP,QT方程,
即,消除,得,
代入直线PT方程:,得,
直线PT过定点.
故选:C
【变式10-1】(26-27高三·全国·一轮复习)抛物线的焦点为,顶点为,其上两点(均异于原点)满足,则直线过定点_____;过点作于点,则的取值范围是_____.
【答案】
【分析】设直线,与抛物线方程联立,再根据,由求解;由,设,与抛物线方程联立,求得点C的坐标,再利用两点间的距离求解.
【详解】如图所示,
不妨设直线,,
由,得,
所以,从而.
由可知,解得,
此时满足题意,
所以直线,过定点.
因为,所以不妨设,
由,得,即,又,
所以.
因为,所以,
即的取值范围是.
多解
由二级结论“若直线与抛物线交于两点,为坐标原点,
且,则直线过定点,反之亦成立”,知直线过定点.
设,直线与轴的交点为,则.
因为,所以,
所以,即.
设圆心,所以,
又两点均异于原点,所以,
即的取值范围是.
故答案为:,
【变式10-2】(多选)(25-26高二下·浙江·期中)抛物线,分别为坐标原点和抛物线的焦点,过点的直线交抛物线于两点,表示直线的斜率,则下列结论正确的是( )
A.当时,弦长等于8 B.的最小值为6
C.为定值 D.当存在时,的中垂线恒过定点
【答案】AC
【分析】设,对于A,求出直线的方程,联立方程,再根据焦点弦公式求解即可;对于B,设直线的方程为,联立方程,利用韦达定理求出,再根据焦半径公式结合基本不等式即可判断;对于C,根据数量积的坐标公式判断即可;对于D,求出中垂线的方程判断即可.
【详解】由题意,设,
对于A,当时,直线的方程为,
联立,消得,,
则,
所以,故A正确;
对于B,易得直线的斜率不为零,设直线的方程为,
联立,消得,
则,所以,
则,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为,故B错误;
对于C,由B选项得,
即为定值,故C正确;
对于D,由B选项得,
则线段的中点坐标为,线段的中垂线所在直线的斜率为,
所以中垂线所在直线的方程为,
即,
该方程含三次项,无法对任意找到固定点使得等式成立,
所以当存在时,的中垂线不过定点,故D错误.
【变式10-3】(24-25高二上·河南·期中)已知抛物线的焦点为,点是上的一点,且.
(1)求和的值;
(2)过点的直线与交于A,B两点,记直线OA,OB的斜率分别为,其中为坐标原点,求证:为定值.
【答案】(1),;
(2)证明:由(1)知焦点为,显然直线与不重合,
设直线的方程为,设,
由得,因此,
又,,
所以
所以.
【分析】(1)由焦半径公式求得,得抛物线方程,点坐标代入抛物线方程可得;
(2)设直线的方程为,设,直线方程代入抛物线方程后应用韦达定理得,再利用在抛物线上求得,然后计算可得.
【详解】(1)由题意,,抛物线方程为,
在抛物线上,因此,所以;
(2)略
知识点01直线与抛物线的位置关系
1. 判定核心方法
将直线方程与抛物线标准方程联立,消去一个变量得到方程,通过方程类型与判别式判定位置关系(以开口向右抛物线 为例)。
2. 位置关系判定规则
① 联立得一元二次方程(二次项系数不为0):
② 联立得一元一次方程(二次项系数为0):
直线与抛物线对称轴平行/重合,相交且仅有1个交点(非相切)。
3. 核心易错点
抛物线与直线有一个交点不等价于相切,必须区分:判别式为0是相切,平行对称轴为相交,二者本质不同。
知识点02直线与抛物线的弦长问题
1. 通用弦长公式
设直线与抛物线交于,直线斜率为,利用韦达定理求解,无需求单点坐标:
2. 焦点弦专属公式(必考)
针对抛物线,若弦过抛物线焦点,则焦点弦长:
3. 解题核心思路
联立方程→整理二次方程→利用韦达定理得→代入弦长公式求值,简化运算流程。
知识点03抛物线中点弦问题(点差法)
1. 点差法核心原理
设抛物线弦,端点,弦中点,满足。
以为例,代入两点作差:
2. 中点弦斜率公式
3. 适用场景与注意事项
适用于已知中点求弦斜率、弦所在直线方程、中点轨迹问题,规避复杂联立运算。
关键验证:点差法求出直线后,必须代入抛物线验证,排除无交点的伪弦情况。
知识点04本节核心总结与高频易错点
1. 核心知识体系
以联立方程、韦达定理为基础,掌握位置关系判定、弦长计算、中点弦点差法三大核心题型,是圆锥曲线解答题基础考点。
2. 高频易错汇总
(1)混淆相切与平行对称轴的单交点情况,误用判别式判定位置关系;
(2)随意套用焦点弦长公式,仅过焦点的弦可使用;
(3)点差法解题忽略验证判别式,出现伪弦错误;
(4)死记中点弦斜率公式,未根据抛物线开口方向灵活推导,导致公式套用错误。
一、单选题
1.(24-25高二下·上海·期中)AB为抛物线的焦点弦,若,则AB中点的横坐标为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【详解】抛物线的焦点为,准线为,设焦点弦的端点为、,根据抛物线的定义,,,
故弦长,由得,
所以中点的横坐标为.
2.(24-25高二上·贵州黔西南·期末)在抛物线上求一点,使得点到直线的距离最短是( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【分析】根据题意设,进而根据点到直线的距离并结合二次函数最值求解即可.
【详解】根据题意设,
所以点到直线的距离为:,
当且仅当时等号成立,此时,
所以点到直线的最短距离为.
故选:B.
3.(25-26高二下·重庆渝中·期末)已知是抛物线上两点,且,则( )
A.的最小值为 B.的最小值为 5
C.的最小值为 D.的最小值为 5
【答案】A
【分析】设出直线的方程,与抛物线方程联立,由得出与的等式,再由基本不等式即可求解的最小值.
【详解】由题可知,直线的斜率不为0,设直线方程为,
代入抛物线方程整理得,,,
,
则,
所以,则,
则
,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为.
而没有固定的最小值,因为当直线的斜率变化时,
可以取到不同的值,不存在固定的最小值.
4.(25-26高二上·广东东莞·期中)已知直线过抛物线的焦点,且与抛物线交于两点,则线段的中点到准线的距离为( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】B
【分析】先求出抛物线方程为:,再与直线联立,由根与系数的关系进行求解.
【详解】直线与轴的交点为,
又经过的焦点,故焦点,可得,
即抛物线:,准线为.
由,
可得,则,
所以,线段中点的横坐标为3,
则线段的中点到准线的距离为.
故选:B
5.(25-26高二上·福建厦门·期末)设斜率为的直线与抛物线交于,两点,若为线段的中点,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】用点差法,设出和两点坐标代入抛物线方程作差,结合中点坐标求出直线斜率,再用点斜式得到直线方程.
【详解】设,,则,由:作差得,
得,所以直线方程为,即.
故选:C
6.(25-26高二上·甘肃张掖·期末)已知抛物线的焦点为,过点且斜率为1的直线与抛物线交于两点.若点在第一象限,则点的横坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】过点作轴于点,设点的横坐标为,利用抛物线的性质可得,,结合是等腰直角三角形解出即可.
【详解】由题意,抛物线的焦点为,
过点作轴于点,
设点的横坐标为,则,由抛物线的性质得,
因为直线的斜率为1,所以,是等腰直角三角形,
所以,即,解得,
故选:B
7.(25-26高二上·河南南阳·期末)已知抛物线的焦点为,过点的直线与抛物线交于A,B两点,若,则的面积是( )
A.12 B.24 C. D.
【答案】A
【分析】由求出直线的方程,联立直线与抛物线的方程,利用根与系数之间的关系结合三角形的面积公式进行求解.
【详解】设.因为,
所以,则16,解得.
由抛物线的对称性,不妨取,则直线的斜率,
所以直线的方程为.
由得,解得或,则
,故的面积是.
故选:A.
8.(25-26高二上·浙江杭州·期末)已知是抛物线上的动点,则点到直线的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设点的坐标为,
则点到直线的距离为,
当时,即点的坐标为时,取最小值,
则点到直线的距离的最小值是.
二、多选题
9.(25-26高二下·湖南长沙·期中)已知是抛物线的焦点,M是C上的点,为坐标原点,为抛物线的准线,过点M作于,则( )
A. B.
C.不可能为等边三角形 D.线段FQ的垂直平分线经过点M
【答案】ABD
【分析】由抛物线的定义与性质依次验证选项即可,对于C,只需要考虑是否存在内角为的情况即可.
【详解】因为是抛物线的焦点,所以,解得,A正确;
设,因为点在抛物线上,故,
所以,B正确;
当与轴的正半轴夹角为时,此时,又,
故为等边三角形,C错误;
由抛物线性质,可知,故点在的垂直平分线上,D正确.
10.(25-26高二下·贵州毕节·期末)已知抛物线的焦点为F,准线为l,过焦点F作直线与抛物线交于,两点,又过A,B两点分别作,,垂足为,连接,,则( )
A. B.
C. D.以为直径的圆与l相切
【答案】BD
【分析】选项A,设过抛物线的焦点的直线为,联立抛物线并应用韦达定理得,进而有;选项B,结合向量数量积的坐标运算来判断;选项C,利用抛物线定义和韦达定理化简,;选项D,中点到准线的距离等于,故以为直径的圆与准线相切.
【详解】选项A,设过抛物线的焦点的直线为,
代入抛物线方程得,因,,
则,,
所以,A错误;
选项B,,,
所以, B正确;
选项C,由抛物线定义,,则,由可知,,,代入得,C错误;
选项D,设中点为,过点作于,
由抛物线定义,即点在以为直径的圆上,故以为直径的圆与l相切,D正确.
11.(25-26高二下·云南文山·阶段检测)已知抛物线C:,过焦点的直线交于点,,则( )
A.的坐标为
B.
C.的最小值为3
D.
【答案】BD
【分析】A根据抛物线的性质求焦点坐标可判断,B设直线,联立方程组结合根与系数的关系求可判断,C结合抛物线焦点弦公式求弦长的表达式,再求其最小值可判断,D根据抛物线定义利用表示,进一步计算可判断.
【详解】A,抛物线,设抛物线的焦点到准线的距离为,则,
故的坐标为,故A错误;
B,设直线,联立,得,
方程的判别式,,,
,,
故,故B正确;
C,因为,
所以时,弦的长度最小,最短弦的长度为4,故C错误;
D,由,得,故D正确.
三、填空题
12.(25-26高二下·河南驻马店·期末)已知抛物线的焦点为,过的直线与抛物线交于两点,若,则___________
【答案】
【分析】通过点确定抛物线方程,从而确定直线方程,二者联立即可求得点的横坐标,最后利用过焦点的弦长公式即可求解.
【详解】根据题意,点在抛物线上,则有,解得,
因此抛物线方程为,焦点,
如图所示,直线过焦点且与抛物线交于,则直线的斜率为,方程为,
联立,解得和,由于,所以,
根据过焦点的弦长公式,.
13.(24-25高二上·重庆·期中)已知抛物线,过点的直线与抛物线交于、两点,若为定值,则实数的值为_______.
【答案】
【分析】设直线的方程为,联立直线方程和抛物线方程可得,,然后得到,再根据为定值列方程,解方程即可.
【详解】若直线与轴重合,则该直线与抛物线只有一个交点,不合乎题意,
设直线的方程为,联立得,
设、,则,,
,同理可得,
所以,
因为为定值,所以,解得.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:求定值问题常见的方法有两种:
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
14.(25-26高二上·广西南宁·期中)已知抛物线C:的焦点为F,准线为l,与x轴平行的直线与l和C分别交于A,B两点,且,则______.
【答案】4
【分析】由抛物线的定义分析可得,再解三角形可得.
【详解】由抛物线定义可知,因为,所以为等边三角形,
故,,所以,
其中准线l与x轴交点为P,则,故,所以.
故答案为:4.
四、解答题
15.(25-26高二下·安徽阜阳·开学考试)已知是抛物线的焦点,是抛物线上一点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线与抛物线交于两点,且线段的中点坐标为,求弦长.
【答案】(1).
(2).
【分析】(1)由题意结合抛物线定义建立方程组计算求解;
(2)根据点差法得直线斜率,求得直线方程,直线与抛物线联立方程组计算求解.
【详解】(1)由题可知,解得(舍去)或,
故抛物线的方程为;
(2)由,两式相减得,即.
因为线段的中点坐标为,所以,则,
故直线为.
联立,得,
解得或,
,所以.
16.(25-26高二上·广西北海·期末)设抛物线C:的焦点为F,C的准线与x轴交于点M,直线l过点M.
(1)若直线l与C相切,求直线l的方程;
(2)若直线l与C交于A,B两点,且,求.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)设出直线方程,与抛物线方程联立,结合韦达定理可求答案;
(2)联立方程,根据向量关系求出斜率,结合抛物线定义可求答案.
【详解】(1)的准线方程为:,故;
易知直线l的斜率存在,设直线l: ,
联立,,由直线l与C相切,可得,
解得,故直线l的方程为或.
(2)设,易知直线l的斜率存在,设直线l: ,
联立,,则,;
因为,所以,即有;
代入上式可得,解得,即;
.
17.(25-26高二上·宁夏·期末)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2,求的面积.
【答案】(1)标准方程为,准线方程为
(2)
【分析】(1)根据直线轴得到,从而得到,然后求标准方程和准线方程即可;
(2)联立直线和抛物线方程,利用韦达定理得到,然后根据,求面积即可.
【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.
18.(25-26高二下·海南·期末)已知抛物线的顶点在原点,对称轴为轴,且过点过该抛物线的焦点且倾斜角为的直线,与抛物线相交于、两点.
(1)求抛物线的标准方程和线段的长.
(2)求的值.
【答案】(1)抛物线的标准方程为,
(2)
【分析】(1)根据题意,设抛物线的标准方程为,将点的坐标代入抛物线方程,求出的值,即可得出该抛物线的标准方程,然后将直线的方程与抛物线方程联立,利用韦达定理和焦点弦长公式可求得的值;
(2)利用抛物线的焦半径公式和韦达定理可求得的值.
【详解】(1)由题意,设抛物线的标准方程为,
将点的坐标代入抛物线方程得,解得,
故该抛物线的标准方程为,
设点,,易知抛物线的焦点为,则直线的方程为,
联立可得,,
所以,,
故.
(2).
19.(25-26高二下·辽宁朝阳·期末)已知抛物线:的焦点为,点在上,.
(1)求的方程;
(2)设,直线过焦点,与交于,两点.直线,分别交于另两点,.
①求的面积的最小值;
②试判断直线是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①2;②直线过定点.
【分析】(1)利用抛物线焦半径公式构造方程求出,进而求出抛物线方程;
(2)①设为,联立抛物线方程,运用韦达定理得出纵坐标关系,利用三角形面积公式结合不等式求面积最小值;
②联立直线与抛物线方程,分别利用韦达定理,综合求出,设方程,联立抛物线方程,利用韦达定理求出,进而求出相关参数,求出方程,从而判断直线是否过定点.
【详解】(1)的焦点,准线方程为,
因为点在上,,所以,,
所以的方程为.
(2)①,设为,代入,消去,得.
设,,则,.
所以 ,,
又,所以的面积为 ,当且仅当时,取等号,
所以的面积的最小值为2.
②设,,又,
直线的方程为,与方程联立,消去得 ,
又是直线与的交点,所以,,
同理,所以,
当 时,,直线与轴垂直,与轴的交点为,
当 时,,直线的斜率.
此时,可设直线的方程为 ,与联立,消去得 ,
所以 ,
又,所以 ,,
所以的方程化为,直线过.
综上,直线过定点.
1
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第18讲 直线与抛物线的位置关系
(知识详解+10典例精讲+课后作业)
知识详解·核心内容
知识点01:直线与抛物线的位置关系
知识点02:弦长问题
知识点03:抛物线的中点弦问题
典例精讲·例题解析
(举一反三)
题型01:判断直线与抛物线的位置关系
题型02:求抛物线的切线方程
题型03:直线与抛物线交点相关问题
题型04:根据韦达定理求参数
题型05:求直线与抛物线相交所得弦的弦长
题型06:抛物线中的三角形或四边形面积问题
题型07:抛物线的中点弦
题型08:抛物线焦点弦的性质
题型09:抛物线中的参数范围及最值
题型10:抛物线中的定点、定值
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】直线与抛物线的位置关系
设直线l:y=kx+m,抛物线:y2=2px(p>0),将直线方程与抛物线方程联立整理成关于x的方程k2x2+2(km-p)x+m2=0.
(1)若k≠0,当Δ>0时,直线与抛物线相交,有两个交点;
当Δ=0时,直线与抛物线相切,有一个切点;
当Δ<0时,直线与抛物线相离,没有公共点.
(2)若k=0,直线与抛物线有一个交点,此时直线平行于抛物线的对称轴或与对称轴重合.
注意点:
(1)直线与抛物线有一个公共点是直线与抛物线相切的必要不充分条件.
(2)研究直线与抛物线的关系时要注意直线斜率不存在的情况.
【例1】判断直线与抛物线的位置关系。
【知识点02】弦长问题
设直线与抛物线交于两点,联立方程消元得二次方程,弦长通用公式:
1. 以为变量:
2. 以为变量:
抛物线专属结论:过抛物线焦点的弦,焦点弦长 。
【例2】已知直线与抛物线交于两点,求弦的长度。
【知识点03】抛物线的中点弦问题
设抛物线弦,端点,弦中点,满足。
以抛物线为例:
两式作差:
因式分解:
整理得中点弦斜率公式:
【例3】已知抛物线的一条弦的中点为,求弦所在直线的方程。
【题型01】判断直线与抛物线的位置关系
【典例1-1】直线与抛物线的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不能确定
【变式1-1】已知直线与抛物线只有一个公共点,则直线与抛物线的位置关系是( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.相交或相切
【变式1-2】过点且倾斜角为的直线与抛物线的位置关系是( )
A.相交且有两公共点 B.相交且有一公共点
C.有一公共点且相切 D.无公共点
【变式1-3】已知直线上有一个动点Q,过Q作直线l垂直于x轴,动点P在直线l上,且 ,记点P的轨迹为C.
(1)求曲线C的方程.
(2)设直线l与x轴交于点A,且.试判断直线PB与曲线C的位置关系,并证明你的结论.
【题型02】求抛物线的切线方程
【典例2-1】(25-26高二下·天津南开·阶段检测)求曲线过点的切线方程为( )
A. B.或
C. D.或
【变式2-1】抛物线在处的切线方程为______.
【变式2-2】(25-26高二上·陕西西安·期中)已知抛物线,过点作抛物线的切线,则切线方程为_____.
【变式2-3】已知抛物线的一条切线的斜率为3,求这条切线方程.
【题型03】直线与抛物线交点相关问题
【典例3-1】(25-26高二上·河南焦作·期中)已知抛物线的焦点为,过点作直线与交于,两点,线段的中点为,过点作轴的垂线交于点,若,则的斜率为( )
A. B.±1 C. D.±2
【变式3-1】(24-25高二下·四川凉山·期末)已知抛物线的焦点为,过点斜率为的直线与交于,两点,过的中点作轴的垂线交于点,则__________.
【变式3-2】(多选)(25-26高二上·四川成都·期末)已知直线与抛物线有且只有一个公共点,则k的值可以是( )
A. B. C. D.
【变式3-3】(25-26高二上·河南漯河·期中)已知抛物线:()经过点.
(1)求抛物线的焦点的坐标;
(2)设直线经过点,且斜率为,若与有2个交点,求实数的取值范围.
【题型04】根据韦达定理求参数
【典例4-1】抛物线与直线交于A,B两点,且这两点的横坐标分别为,直线与x轴交点的横坐标是,则( )
A. B.
C. D.
【变式4-1】已知抛物线的焦点为F,过点的直线l与抛物线C交于,P,Q两点,则的最小值是( )
A.8 B.10 C.13 D.15
【变式4-2】抛物线的焦点为,过且斜率为的直线与交于两点,且线段的中点的横坐标为,则的值为______.
【变式4-3】已知抛物线,其准线方程为.
(1)求抛物线的方程;
(2)不过原点的直线与抛物线交于不同的两点,且,求的值.
【题型05】求直线与抛物线相交所得弦的弦长
【典例5-1】(24-25高二上·全国·课前预习)若抛物线与直线交于,两点,则等于( )
A. B.12 C. D.13
【变式5-1】(25-26高二上·江苏淮安·阶段检测)已知抛物线的焦点到准线的距离为,过的直线与交于,两点.若直线的倾斜角为45°,则=_____
【变式5-2】(25-26高二上·天津西青·阶段检测)已知抛物线的焦点为,过点且斜率为的直线l交抛物线于两点,则线段的长为________.
【变式5-3】(25-26高二下·福建泉州·阶段检测)已知抛物线的焦点为,为抛物线上的点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线与抛物线相交于,两点,求,中点坐标及弦长.
【题型06】抛物线中的三角形或四边形面积问题
【典例6-1】已知O为坐标原点,F为抛物线C:的焦点,P为抛物线C上一点,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
【变式6-1】(24-25高二下·贵州贵阳·阶段检测)设点为抛物线的焦点,过的直线交抛物线于两点,若,则的面积是__________.
【变式6-2】已知抛物线:的焦点为,点在上,且.
(1)求的方程;
(2)过点作两条互相垂直的直线,若点分别为弦的中点,当取最小值时,求四边形的面积.
【变式6-3】(25-26高二下·福建厦门·期末)已知抛物线的焦点为F,点在C上,且.
(1)求C的方程;
(2)过F的直线与C交于A,B两点,若P在以为直径的圆上,求的面积.
【题型07】抛物线的中点弦
【典例7-1】(25-26高二上·河北邢台·期中)已知过点且斜率为的直线与抛物线交于,两点,且为线段的中点,则( )
A.2 B. C.4 D.
【变式7-1】(24-25高二上·重庆铜梁·阶段检测)已知抛物线,过点作弦,弦恰被点平分,则弦所在直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【变式7-2】若点是抛物线的弦的中点,则弦的长为_______
【变式7-3】(2025高二上·浙江温州·专题练习)过点作抛物线的弦,恰被点平分,求的所在直线方程及弦的长度.
【题型08】抛物线焦点弦的性质
【典例8-1】(24-25高二上·湖北·期末)已知是过抛物线的焦点的弦,若,则中点的横坐标为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【变式8-1】(24-25高二上·辽宁大连·期中)过抛物线焦点的直线交于两点,线段中点到轴距离为1,则_____.
【变式8-2】(25-26高二下·浙江·开学考试)已知抛物线,过焦点的直线交于点,则( )
A.的坐标为 B.
C.的最小值为2 D.
【变式8-3】(25-26高二上·广西河池·阶段检测)已知抛物线的焦点F到准线的距离为4,过F的直线l与C交于A,B两点.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若直线l的倾斜角为,求.
【题型09】抛物线中的参数范围及最值
【典例9-1】(2026高二·全国·专题练习)已知直线(斜率大于0)过点,且与抛物线交于两点,,若抛物线上存在一点,满足,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式9-1】(24-25高二下·浙江·阶段检测)若动点P在直线上,动点Q在曲线上,则的最小值为________.
【变式9-2】(多选)已知直线l:过抛物线C:的焦点F,且与抛物线交于A,B两点,则( )
A.
B.
C.
D.抛物线C上的动点到直线距离的最小值为
【变式9-3】(24-25高二下·贵州铜仁·期末)已知抛物线过点,焦点为.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)过点且斜率为1的直线交抛物线于A、两点,若在以为直径的圆内,求实数的取值范围.
【题型10】抛物线中的定点、定值
【典例10-1】已知抛物线C:内有一点,过点A作直线l与该抛物线交于P、Q两点,经过点和点Q的直线与该抛物线交于另一点T,则直线PT过定点的坐标为( )
A. B. C. D.
【变式10-1】(26-27高三·全国·一轮复习)抛物线的焦点为,顶点为,其上两点(均异于原点)满足,则直线过定点_____;过点作于点,则的取值范围是_____.
【变式10-2】(多选)(25-26高二下·浙江·期中)抛物线,分别为坐标原点和抛物线的焦点,过点的直线交抛物线于两点,表示直线的斜率,则下列结论正确的是( )
A.当时,弦长等于8 B.的最小值为6
C.为定值 D.当存在时,的中垂线恒过定点
【变式10-3】(24-25高二上·河南·期中)已知抛物线的焦点为,点是上的一点,且.
(1)求和的值;
(2)过点的直线与交于A,B两点,记直线OA,OB的斜率分别为,其中为坐标原点,求证:为定值.
知识点01直线与抛物线的位置关系
1. 判定核心方法
将直线方程与抛物线标准方程联立,消去一个变量得到方程,通过方程类型与判别式判定位置关系(以开口向右抛物线 为例)。
2. 位置关系判定规则
① 联立得一元二次方程(二次项系数不为0):
② 联立得一元一次方程(二次项系数为0):
直线与抛物线对称轴平行/重合,相交且仅有1个交点(非相切)。
3. 核心易错点
抛物线与直线有一个交点不等价于相切,必须区分:判别式为0是相切,平行对称轴为相交,二者本质不同。
知识点02直线与抛物线的弦长问题
1. 通用弦长公式
设直线与抛物线交于,直线斜率为,利用韦达定理求解,无需求单点坐标:
2. 焦点弦专属公式(必考)
针对抛物线,若弦过抛物线焦点,则焦点弦长:
3. 解题核心思路
联立方程→整理二次方程→利用韦达定理得→代入弦长公式求值,简化运算流程。
知识点03抛物线中点弦问题(点差法)
1. 点差法核心原理
设抛物线弦,端点,弦中点,满足。
以为例,代入两点作差:
2. 中点弦斜率公式
3. 适用场景与注意事项
适用于已知中点求弦斜率、弦所在直线方程、中点轨迹问题,规避复杂联立运算。
关键验证:点差法求出直线后,必须代入抛物线验证,排除无交点的伪弦情况。
知识点04本节核心总结与高频易错点
1. 核心知识体系
以联立方程、韦达定理为基础,掌握位置关系判定、弦长计算、中点弦点差法三大核心题型,是圆锥曲线解答题基础考点。
2. 高频易错汇总
(1)混淆相切与平行对称轴的单交点情况,误用判别式判定位置关系;
(2)随意套用焦点弦长公式,仅过焦点的弦可使用;
(3)点差法解题忽略验证判别式,出现伪弦错误;
(4)死记中点弦斜率公式,未根据抛物线开口方向灵活推导,导致公式套用错误。
一、单选题
1.(24-25高二下·上海·期中)AB为抛物线的焦点弦,若,则AB中点的横坐标为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(24-25高二上·贵州黔西南·期末)在抛物线上求一点,使得点到直线的距离最短是( )
A.1 B. C. D.2
3.(25-26高二下·重庆渝中·期末)已知是抛物线上两点,且,则( )
A.的最小值为 B.的最小值为 5
C.的最小值为 D.的最小值为 5
4.(25-26高二上·广东东莞·期中)已知直线过抛物线的焦点,且与抛物线交于两点,则线段的中点到准线的距离为( )
A.5 B.4 C.3 D.2
5.(25-26高二上·福建厦门·期末)设斜率为的直线与抛物线交于,两点,若为线段的中点,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
6.(25-26高二上·甘肃张掖·期末)已知抛物线的焦点为,过点且斜率为1的直线与抛物线交于两点.若点在第一象限,则点的横坐标为( )
A. B. C. D.
7.(25-26高二上·河南南阳·期末)已知抛物线的焦点为,过点的直线与抛物线交于A,B两点,若,则的面积是( )
A.12 B.24 C. D.
8.(25-26高二上·浙江杭州·期末)已知是抛物线上的动点,则点到直线的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(25-26高二下·湖南长沙·期中)已知是抛物线的焦点,M是C上的点,为坐标原点,为抛物线的准线,过点M作于,则( )
A. B.
C.不可能为等边三角形 D.线段FQ的垂直平分线经过点M
10.(25-26高二下·贵州毕节·期末)已知抛物线的焦点为F,准线为l,过焦点F作直线与抛物线交于,两点,又过A,B两点分别作,,垂足为,连接,,则( )
A. B.
C. D.以为直径的圆与l相切
11.(25-26高二下·云南文山·阶段检测)已知抛物线C:,过焦点的直线交于点,,则( )
A.的坐标为
B.
C.的最小值为3
D.
三、填空题
12.(25-26高二下·河南驻马店·期末)已知抛物线的焦点为,过的直线与抛物线交于两点,若,则___________
13.(24-25高二上·重庆·期中)已知抛物线,过点的直线与抛物线交于、两点,若为定值,则实数的值为_______.
14.(25-26高二上·广西南宁·期中)已知抛物线C:的焦点为F,准线为l,与x轴平行的直线与l和C分别交于A,B两点,且,则______.
四、解答题
15.(25-26高二下·安徽阜阳·开学考试)已知是抛物线的焦点,是抛物线上一点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线与抛物线交于两点,且线段的中点坐标为,求弦长.
16.(25-26高二上·广西北海·期末)设抛物线C:的焦点为F,C的准线与x轴交于点M,直线l过点M.
(1)若直线l与C相切,求直线l的方程;
(2)若直线l与C交于A,B两点,且,求.
17.(25-26高二上·宁夏·期末)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2,求的面积.
18.(25-26高二下·海南·期末)已知抛物线的顶点在原点,对称轴为轴,且过点过该抛物线的焦点且倾斜角为的直线,与抛物线相交于、两点.
(1)求抛物线的标准方程和线段的长.
(2)求的值.
19.(25-26高二下·辽宁朝阳·期末)已知抛物线:的焦点为,点在上,.
(1)求的方程;
(2)设,直线过焦点,与交于,两点.直线,分别交于另两点,.
①求的面积的最小值;
②试判断直线是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.
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