3.3.2 第2课时 抛物线的标准方程及性质的应用课件-2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册
2026-08-10
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普通
摘要:
该高中数学课件聚焦抛物线的标准方程及性质应用,核心内容包括直线与抛物线的位置关系、轨迹问题及综合应用。通过复习上节课抛物线几何性质导入,以类比椭圆、双曲线位置关系为支架,衔接新旧知识,引导学生逐步深入。
其亮点在于以数学思维为核心,通过例1联立方程用判别式分析位置关系,培养推理与运算能力;例3结合几何性质与代数推理证明直线过定点,体现数学语言表达。采用讲练结合,小结梳理方法与误区,助力学生提升问题解决能力,也为教师提供清晰教学流程与丰富例题资源。
内容正文:
抛物线的标准方程及
性质的应用
第三章 3.3.2 第2课时
学习目标
1.了解抛物线的简单应用.
2.掌握直线与抛物线的位置关系及相关问题.(难点)
上节课我们研究了抛物线的简单几何性质,这节课我们继续探究直线与抛物线的位置关系及弦长问题.
导语
3
内容索引
01
02
05
03
与抛物线有关的轨迹问题
直线与抛物线的综合问题
随堂演练
直线与抛物线的位置关系
04
课时对点练
01
直线与抛物线的位置关系
问题
类比椭圆、双曲线与直线的位置关系,探究抛物线与直线的位置关系.
提示 如图所示,抛物线与直线有三种位置关系:相离、相切、相交.
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 时,直线与抛物线相交,有两个公共点;
当 时,直线与抛物线相切,有一个公共点;
当 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 公共点,此时直线平行于抛物线的对称轴或与对称轴重合.
知识梳理
Δ>0
Δ=0
Δ<0
一个
(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位置关系时要注意直线斜率不存在的情况.
注意点
8
已知直线l:y=kx+1,抛物线C:y2=4x,当k为何值时,l与C:只有一个公共点?有两个公共点?没有公共点?
例1
联立消去y,
得k2x2+(2k-4)x+1=0. (*)
当k=0时,(*)式只有一个解x=,
此时l与C只有一个公共点.
当k≠0时,(*)式是一个关于x的一元二次方程,
Δ=(2k-4)2-4k2=16(1-k).
①当Δ>0,即k<1,且k≠0时,
解:
9
已知直线l:y=kx+1,抛物线C:y2=4x,当k为何值时,l与C:只有一个公共点?有两个公共点?没有公共点?
例1
l与C有两个公共点;
②当Δ=0,即k=1时,l与C有一个公共点;
③当Δ<0,即k>1时,l与C没有公共点.
综上所述,当k=1或0时,l与C只有一个公共点;
当k<1,且k≠0时,l与C有两个公共点;
当k>1时,l与C没有公共点.
解:
10
判断直线与抛物线的位置关系的方法:联立方程组消元,当二次项系数不等于零时,用判别式Δ来判定;当二次项系数等于零时,直线与抛物线相交于一点.
反思感悟
11
已知抛物线C:y2=2x,直线l过定点(0,-2).讨论直线l与抛物线C的公共点的情况.
跟踪训练1
(1)若直线l的斜率存在,记为k.
又直线l过定点(0,-2),
则直线l的方程为y=kx-2. ①
由方程组 ②
消去y,并整理得k2x2-(4k+2)x+4=0. ③
(ⅰ)当k=0时,由方程③得x=2,代入方程①,得y=-2.
此时,直线l与抛物线C只有一个公共点(2,-2).
解:
12
已知抛物线C:y2=2x,直线l过定点(0,-2).讨论直线l与抛物线C的公共点的情况.
跟踪训练1
(ⅱ)当k≠0时,方程③的判别式Δ=-4·k2·4=16k+4.
若Δ>0,解得k>-,且k≠0,此时方程③有两个不相等的实数根,即直线
l与抛物线C有两个公共点.
若Δ=0,解得k=-,此时方程③有两个相等的实数根,即直线l与抛物线C
有一个公共点.
若Δ<0,解得k<-,此时方程③无实数根,即直线l与抛物线C没有公共点.
解:
13
已知抛物线C:y2=2x,直线l过定点(0,-2).讨论直线l与抛物线C的公共点的情况.
跟踪训练1
(2)若直线l的斜率不存在,这时直线l即为y轴所在直线,它与抛物线y2=2x相切,有一个公共点.
综上可得,当k=0或k=-或直线l的斜率不存在时,直线l与抛物线C只有一
个公共点;
当k>-且k≠0时,直线l与抛物线C有两个公共点;
当k<-时,直线l与抛物线C没有公共点.
解:
14
02
与抛物线有关的轨迹问题
(课本例6)如图,已知定点B(a,-h),BC⊥x轴于点C,M是线段OB上任意一点,MD⊥x轴于点D,ME⊥BC于点E,OE与MD相交于点P,求点P的轨迹方程.
例2
解:
设点P(x,y),M(x,m),其中0≤x≤a,则点E的坐标为(a,m).
由题意,直线OB的方程为y=-x. ①
因为点M在OB上,将点M的坐标代入①,
得m=-x, ②
所以点P的横坐标x满足②.
直线OE的方程为y=x, ③
16
(课本例6)如图,已知定点B(a,-h),BC⊥x轴于点C,M是线段OB上任意一点,MD⊥x轴于点D,ME⊥BC于点E,OE与MD相交于点P,求点P的轨迹方程.
例2
解:
因为点P在OE上,所以点P的坐标(x,y)满足③.
将②代入③,消去m,得x2=-y(0≤x≤a),即点P的轨迹方程.
17
已知动点P到直线x=-2的距离与到点M(2,0)的距离相等,设动点P的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
解:
例2
由已知得动点P的轨迹是以M(2,0)为焦点,直线x=-2为准线的抛物线,
所以曲线E的方程为y2=8x.
18
已知动点P到直线x=-2的距离与到点M(2,0)的距离相等,设动点P的轨迹为曲线E.
(2)过点N(4,0)的直线l交E于A,B两点,且△OAB(O为坐标原点)的面积为32,求直线l的方程.
解:
例2
设A(x1,y1),B(x2,y2),显然直线l的斜率不为0,
故可设直线l:x=my+4,
联立⇒y2-8my-32=0,
则Δ=(-8m)2-4×(-32)=64(m2+2)>0,
y1+y2=8m,y1y2=-32,
19
已知动点P到直线x=-2的距离与到点M(2,0)的距离相等,设动点P的轨迹为曲线E.
(2)过点N(4,0)的直线l交E于A,B两点,且△OAB(O为坐标原点)的面积为32,求直线l的方程.
解:
例2
所以|AB|=|y1-y2|=·=8,
原点O到直线l的距离d==,
所以S△OAB=|AB|·d=×8×=16=32,解
得m=±,
所以直线l的方程为x+y-4=0或x-y-4=0.
20
求轨迹问题的两种方法
(1)直接法:按照动点适合条件直接代入求方程.
(2)定义法:若动点满足某种曲线定义,可按待定系数法列方程(组)求解曲线方程.
反思感悟
21
已知动点P在抛物线y2=-4x上,过点P作y轴的垂线,垂足为H,动点Q满足=2,求动点Q的轨迹方程.
跟踪训练2
解:
设点P(x0,y0),Q(x,y),则点H(0,y0),
所以=(-x0,0),=2=(-2x0,0),
所以点Q的坐标为(-x0,y0),即代入抛物线得动点Q的轨迹方程
为y2=4x.
22
03
直线与抛物线的综合问题
(课本例5)经过抛物线焦点F的直线交抛物线于A,B两点,经过点A和抛物线顶点的直线交抛物线的准线于点D,求证:直线DB平行于抛物线的对称轴.
例3
证明:
如图,以抛物线的对称轴为x轴,抛物线的顶点为原点,
建立平面直角坐标系Oxy.
设抛物线的方程为y2=2px(p>0), ①
点A的坐标为(y0≠0),
则直线OA的方程为y=x, ②
抛物线的准线方程是x=-. ③
24
(课本例5)经过抛物线焦点F的直线交抛物线于A,B两点,经过点A和抛物线顶点的直线交抛物线的准线于点D,求证:直线DB平行于抛物线的对称轴.
例3
证明:
联立②③,可得点D的纵坐标为-.
因为焦点F的坐标是,当≠p2时,
直线AF的方程为y=. ④
联立①④,消去x,可得y0y2-(-p2)y-y0p2=0,
即(y-y0)(y0y+p2)=0,可得点B的纵坐标为-,与点D的纵坐标相等,于是
DB平行于x轴.
25
(课本例5)经过抛物线焦点F的直线交抛物线于A,B两点,经过点A和抛物线顶点的直线交抛物线的准线于点D,求证:直线DB平行于抛物线的对称轴.
例3
证明:
当=p2时,易知结论成立.
所以,直线DB平行于抛物线的对称轴.
26
已知△AOB的一个顶点为抛物线y2=2x的顶点O,A,B两点都在抛物线上,且∠AOB=90°.
(1)求证:直线AB必过一定点;
例3
方法一 由题设可知直线OA,OB的斜率都存在且不等于0,
设直线OA的方程为y=kx(k≠0),
则直线OB的方程为y=-x,
由解得或即点A的坐标为,
同理可得B(2k2,-2k),
证明:
27
已知△AOB的一个顶点为抛物线y2=2x的顶点O,A,B两点都在抛物线上,且∠AOB=90°.
(1)求证:直线AB必过一定点;
例3
∴当≠2k2,即k≠±1时,直线AB的方程为y+2k=(x-2k2),
化简并整理,得y=x-2,
当x=2时,恒有y=0,此时直线AB过定点(2,0),
当=2k2,即k=±1时,直线AB的方程为x=2,过点(2,0),
综上,直线AB过定点(2,0).
证明:
28
已知△AOB的一个顶点为抛物线y2=2x的顶点O,A,B两点都在抛物线上,且∠AOB=90°.
(1)求证:直线AB必过一定点;
例3
方法二 易知直线AB的斜率不为0,故设直线AB的方程为x=my+n,
由得y2-2my-2n=0,
Δ=4m2+8n>0,设A(x1,y1),B(x2,y2),
∴y1+y2=2m,y1y2=-2n,
∴x1x2==n2,∵∠AOB=90°,即OA⊥OB,
证明:
29
已知△AOB的一个顶点为抛物线y2=2x的顶点O,A,B两点都在抛物线上,且∠AOB=90°.
(1)求证:直线AB必过一定点;
例3
∴·=x1x2+y1y2=n2-2n=0,
∴n=2或n=0,
当n=0时,直线AB的方程为x=my,过原点,不符合题意;
当n=2时,直线AB的方程为x=my+2,符合题意.
∴直线AB过定点(2,0).
证明:
30
已知△AOB的一个顶点为抛物线y2=2x的顶点O,A,B两点都在抛物线上,且∠AOB=90°.
(2)求△AOB面积的最小值.
例3
由(1)中的方法二知,直线AB的方程为x=my+2,A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB与x轴的交点为P(2,0).
由消去x并整理得y2-2my-4=0,Δ>0恒成立,
∴y1+y2=2m,y1y2=-4,
于是|y1-y2|====2,
解:
31
已知△AOB的一个顶点为抛物线y2=2x的顶点O,A,B两点都在抛物线上,且∠AOB=90°.
(2)求△AOB面积的最小值.
例3
S△AOB=|OP|×|y1-y2|
=×2×2
=2,
∴当m=0时,△AOB的面积取得最小值为4.
解:
32
(1)定值与定点问题的求解策略
①欲证某个量为定值,先将该量用某变量表示,通过变形化简消掉此变量,即证得结论,所得结果即为定值.
②寻求一条直线经过某个定点的常用方法:(ⅰ)通过方程判断;(ⅱ)对参数取几个特殊值探求定点,再证明此点在直线上;(ⅲ)利用曲线的性质(如对称性等),令其中一个变量为定值,再求出另一个变量为定值;(ⅳ)转化为三点共线的斜率相等或向量平行等.
(2)解决有关最值问题:一种思路是合理转化,数形结合求解;另一种思路是代数法,转化为函数求最值.
反思感悟
33
已知抛物线E的顶点在原点,焦点F在y轴正半轴上,抛物线上一点P(m,4)到其准线的距离为5,过点F的直线l依次与
抛物线E及圆x2+(y-1)2=1交于A,C,D,B四点.
(1)求抛物线E的方程;
跟踪训练3
解:
由题意,设抛物线的方程为x2=2py(p>0),
因为抛物线上一点P(m,4)到其准线的距离为5,
所以4+=5,解得p=2,
所以抛物线的方程为x2=4y.
34
已知抛物线E的顶点在原点,焦点F在y轴正半轴上,抛物线上一点P(m,4)到其准线的距离为5,过点F的直线l依次与抛物线E及圆x2+(y-1)2=1交于A,C,D,B四点.
(2)探究|AC|·|BD|是否为定值,若是,求出该定值;若不
是,请说明理由.
跟踪训练3
解:
由(1)知,抛物线的焦点为F(0,1),恰好为圆x2+(y-1)2=1的圆心,易知直线l的斜率存在,
设直线l的方程为y=kx+1,A(x1,y1),B(x2,y2),
因为过点F的直线l依次与抛物线E及圆x2+(y-1)2=1交于A,C,D,B四点,
根据抛物线的定义可得,|AF|=y1+1,|BF|=y2+1,又|CF|=|DF|=1,
35
已知抛物线E的顶点在原点,焦点F在y轴正半轴上,抛物线上一点P(m,4)到其准线的距离为5,过点F的直线l依次与抛物线E及圆x2+(y-1)2=1交于A,C,D,B四点.
(2)探究|AC|·|BD|是否为定值,若是,求出该定值;若不
是,请说明理由.
跟踪训练3
解:
则|AC|·|BD|=(|AF|-1)·(|BF|-1)=y1y2,
由得x2-4kx-4=0,所以x1x2=-4,
因此|AC|·|BD|=y1y2=·==1,
即|AC|·|BD|为定值1.
36
课堂小结
1.知识清单:
(1)直线与抛物线的位置关系.
(2)与抛物线有关的轨迹问题.
(3)直线与抛物线的综合问题.
2.方法归纳:直接法、定义法、代数法.
3.常见误区:轨迹方程的等价性;数学运算的失误.
37
04
随堂演练
1
2
3
4
1.已知直线l与抛物线x2=2py(p>0)只有一个交点,则直线l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
√
解析:
当直线l与y轴平行或重合时,直线l与抛物线x2=2py(p>0)只有一个交点,此时直线l与抛物线相交.当直线l的斜率存在,且直线l与抛物线x2=2py(p>0)只有一个交点时,直线l与抛物线相切.
2.动点P(x,y)到点F(3,0)的距离比它到直线x+2=0的距离大1,则动点的轨迹是
A.椭圆 B.双曲线
C.双曲线的一支 D.抛物线
√
解析:
依题意可知动点P(x,y)在直线x+2=0的右侧,
设P到直线x+2=0的距离为d,
则|PF|=d+1,
所以动点P到F(3,0)的距离与到x+3=0的距离相等,其轨迹为抛物线.
1
2
3
4
1
2
3
4
3.已知F是抛物线x2=4y的焦点,A,B是该抛物线上的两点,且|AF|+|BF|=
6,则线段AB的中点到x轴的距离为
A.1 B.2 C.3 D.4
√
解析:
设A(x1,y1),B(x2,y2),中点坐标为(x0,y0),则|AF|+|BF|=y1++y2+=y1
+y2+2=6,解得y1+y2=4,所以y0==2,所以线段AB的中点到x轴的距离为2.
1
2
3
4
4.已知直线y=x+b交抛物线y=于A,B两点,O为抛物线的顶点,OA⊥
OB,则b等于
A.2 B.3 C.1 D.4
解析:
设点A(x1,y1),B(x2,y2),联立消去y并整理,得x2-2x-2b=0,
则Δ=4+8b>0,可得b>-,x1x2=-2b,由题意可知b≠0.
因为OA⊥OB,所以·=x1x2+y1y2=x1x2+=-2b+b2=0,解得b=2.
√
05
课时对点练
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
对一对
13
14
15
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C B A D D B ACD 4
题号 9 11 12 13
答案 2 A BD B
10.
由题意,得点F.
易知直线AB的斜率不为0,故设直线AB的方程为x=my+,点A(x1,y1),B(x2,y2),因为BC∥x轴,则点C.
联立消去x并整理,得y2-2mpy-p2=0,则y1y2=-p2,
所以kCO======kAO,
所以直线AC经过原点O.
答案
1
2
3
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5
6
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11
12
13
14
15
答案
1
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10
11
12
(1)当AC⊥x轴时,λ=,可得=,则xA=xC=1,yA-1=(1-yC),
又yA=-yC=,所以p=2,所以抛物线E的方程为y2=4x.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4),
由=λ,可得则
因为点A,C在抛物线y2=4x上,可得
14.
13
14
15
答案
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11
12
将代入得
整理得(1+λ)-2(1+λ)y1=3λ2+2λ-1,又1+λ>1,可得-2y1=3λ-1,
同理可得-2y2=3λ-1,
所以y1,y2是关于y的方程y2-2y=3λ-1的两个不相等的根,所以y1+y2=2,
所以kAB====2,为定值.
14.
13
14
15
答案
1
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11
12
(1)由题意可知F,
则该直线方程为y=x-,
代入y2=2px(p>0),
得x2-3px+=0.
设M(x1,y1),N(x2,y2),则有x1+x2=3p.
∵|MN|=8,
∴x1+x2+p=8,
15.
13
14
15
答案
1
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5
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11
12
即3p+p=8,解得p=2,
∴抛物线C的方程为y2=4x.
(2)设直线l的方程为y=x+b,代入y2=4x,
得x2+(2b-4)x+b2=0.
∵直线l为抛物线C的切线,
∴Δ=0,解得b=1.
∴直线l的方程为y=x+1.
15.
13
14
15
答案
1
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11
12
由(1)可知x1+x2=6,x1x2=1,直线MN的方程为y=x-1,则y1+y2=x1-1+x2-1=4,
y1y2=(x1-1)(x2-1)=x1x2-(x1+x2)+1=-4,
设P(m,m+1),
则=(x1-m,y1-(m+1)),
=(x2-m,y2-(m+1)),
15.
13
14
15
答案
1
2
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11
12
∴·=(x1-m)(x2-m)+[y1-(m+1)]·[y2-(m+1)]=x1x2-m(x1+x2)+m2+y1y2-(m+1)(y1+y2)+(m+1)2
=1-6m+m2-4-4(m+1)+(m+1)2=2(m2-4m-3)=2[(m-2)2-7]≥-14,当且仅当m=2,即点P的坐标为(2,3)时,·取得最小值,最小值为-14.
15.
13
14
15
1.直线y=kx+2与抛物线y2=8x只有一个公共点,则k的值为
A.1 B.9
C.1或0 D.1或3
答案
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11
12
基础巩固
13
14
15
√
答案
1
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3
4
5
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10
11
12
13
14
15
解析:
由得k2x2+(4k-8)x+4=0,
因为直线y=kx+2与抛物线y2=8x只有一个公共点,
所以k2=0或
解得k=0或k=1.
2.设O为坐标原点,直线x=2与抛物线C:y2=2px(p>0)交于D,E两点,若OD⊥OE,则C的标准方程为
A.y2=8x B.y2=2x
C.y2=x D.y2=x
√
答案
1
2
3
4
5
6
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8
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10
11
12
13
14
15
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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11
12
13
14
15
解析:
抛物线C:y2=2px(p>0),
令x=2得y2=4p,
解得y=±2,
不妨设D(2,2),E(2,-2),
因为OD⊥OE,
所以·=2×2-4p=0,
解得p=1,故C的标准方程为y2=2x.
3.抛物线y=-x2上的点到直线4x+3y-8=0的距离的最小值是
A. B. C. D.3
√
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解析:
方法一 设与抛物线相切,
且与直线4x+3y-8=0平行的直线方程为
4x+3y+m=0(m≠-8).
与抛物线y=-x2联立,
消去y可得3x2-4x-m=0,
由题意知,Δ=16+12m=0,
∴m=-.
答案
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解析:
∴最小值为两平行线之间的距离
d==.
方法二 设抛物线y=-x2上一点为(m,-m2),
该点到直线4x+3y-8=0的距离为,当m=时,取得最小值.
4.已知直线y=x-2与抛物线C:x2=2py(p>0)相切,则抛物线的焦点到准线的距离为
A. B.2 C.3 D.4
√
解析:
联立方程组整理得x2-2px+4p=0,
因为直线y=x-2与抛物线C:x2=2py相切,
则Δ=(-2p)2-4×4p=0,解得p=4或p=0,
因为p>0,所以p=4,所以抛物线的焦点到准线的距离为4.
答案
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5.过抛物线y2=8x的焦点作直线交抛物线于P,Q两点,则线段PQ的中点的轨迹方程为
A.y=4x-1 B.y2=-+1
C.y2=-1 D.y2=4(x-2)
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解析:
抛物线y2=8x的焦点为F(2,0),设点P(x1,y1),Q(x2,y2),
若直线PQ与x轴重合,则直线PQ与抛物线y2=8x只有一个交点,不符合题意,
故可设直线PQ的方程为x=my+2,联立可得y2-8my-16=0,
则Δ=64m2+64>0,y1+y2=8m,所以x1+x2=m(y1+y2)+4=8m2+4,
设线段PQ的中点为E(x,y),则x=4m2+2,y=4m,则m=,
所以x=4×+2,化简可得y2=4(x-2).
因此,线段PQ的中点的轨迹方程为y2=4(x-2).
6.已知点P(1,2)在抛物线C:y2=2px(p>0)上,过点P作直线l1,l2,与抛物线分别交于不同于点P的A,B两点.若直线l1,l2的斜率互为相反数,则直线AB的斜率为
A.-2 B.-1
C.- D.不存在
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解析:
方法一 设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意得2p=4,p=2,∴抛物线的方程为y2=4x,
∴kPA===,
kPB===,
又kPA+kPB=0,即=-,
∴y1+y2=-4,
∴kAB===-1.
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解析:
方法二 将点P(1,2)代入抛物线方程y2=2px(p>0),得2p=4,
∴抛物线C:y2=4x.
设直线l1,l2的斜率分别为k1,k2,则k1+k2=0,
直线l1的方程为y=k1(x-1)+2,与抛物线的方程y2=4x联立,
消去y整理得,x2-(2-4k1+4)x+-4k1+4=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),∵P(1,2),
∴x1=,代入直线l1的方程,得y1=,
答案
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解析:
即A,
同理可得B,
又k1+k2=0,则B,
∴直线AB的斜率为
k====-1.
7.(多选)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线l的距离为2,则
A.焦点F的坐标为(1,0)
B.过点A(-1,0)恰有2条直线与抛物线C有且只有一个公共点
C.直线x+y-1=0与抛物线C相交所得弦长为8
D.若抛物线C与圆x2+y2=5交于M,N两点,则|MN|=4
答案
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解析:
由题可知抛物线C的方程为y2=4x.对于A,焦点F的坐标为(1,0),故A正确;
对于B,过点A(-1,0)可作抛物线的2条切线,且直线y=0与抛物线C有且只有一个公共点,故过点A(-1,0)共有3条直线与抛物线C有且只有一个公共点,故B错误;
对于C,由得y2+4y-4=0,
设弦的两个端点分别为D(x1,y1),E(x2,y2),
则y1+y2=-4,y1y2=-4,
答案
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解析:
所以弦长|DE|=|y1-y2|=·
=×=8,故C正确;
对于D,由得x2+4x-5=0,
解得x=1或x=-5(舍去),
将x=1代入y2=4x,得y=±2,
故交点为(1,±2),
所以|MN|=4,故D正确.
8.已知抛物线C:x2=4y,F为其焦点,若直线l:y=x+1与抛物线C在第一象限交于点M,则|MF|= .
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解析:
由题意得F(0,1),p=2,准线方程为y=-1,
对于直线l:y=x+1,当x=0时,y=1,
即直线l过点F(0,1),
联立得3y2-10y+3=0,
解得y=3或y=,
由于M在第一象限,
且l:y=x+1的斜率大于0,故M的纵坐标为3,则|MF|=yM+=3+1=4.
9.已知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F且斜率为1的直线交抛物线于A,B两点,|AF|·|BF|=16,则p= .
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解析:
抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,
准线方程为x=-,设A(x1,y1),B(x2,y2),
∴直线AB的方程为y=x-,
代入y2=2px可得x2-3px+=0,
∴x1+x2=3p,x1x2=,
由抛物线的定义可知,|AF|=x1+,
|BF|=x2+,
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解析:
∴|AF|·|BF|=
=x1x2+(x1+x2)+
=+p2+
=2p2=16,
解得p=2.
10.过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于A,B两点,点C在抛物线的准线上,且BC∥x轴.证明:直线AC经过原点O.
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由题意,得点F.
易知直线AB的斜率不为0,故设直线AB的方程为x=my+,点A(x1,y1),B(x2,y2),因为BC∥x轴,则点C.
联立消去x并整理,得y2-2mpy-p2=0,则y1y2=-p2,
所以kCO======kAO,
所以直线AC经过原点O.
证明:
11.设抛物线y2=4x上一点P到y轴的距离为d1,到直线l:3x+4y+12=0的距离为d2,则d1+d2的最小值为
A.2 B. C. D.3
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综合运用
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解析:
由
得3y2+16y+48=0,Δ=256-4×3×48<0,故方程无解,
∴直线3x+4y+12=0与抛物线相离.
又d1+d2=d1+1+d2-1,
而d1+1为P到准线x=-1的距离,
故d1+1为P到焦点F(1,0)的距离,
从而d1+1+d2的最小值为点F到直线3x+4y+12=0的距离,
即=3,故d1+d2的最小值为2.
12.(多选)设拋物线E:x2=2py(p>0)的焦点为F,过点P(0,3)的直线与抛物线E相交于A,B两点,与x轴相交于点C,|AF|=2,|BF|=10,则
A.E的准线方程为y=-2
B.p的值为2
C.|AB|=4
D.△BFC的面积与△AFC面积的比值为9
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解析:
设直线AB的方程为y=kx+3,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立可得x2-2pkx-6p=0,
所以x1+x2=2pk,x1x2=-6p,
因为x2=2py(p>0),所以y=(p>0),
故y1y2===9,
因为|AF|=2,|BF|=10,由抛物线定义可得
y1=2-,y2=10-,
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解析:
则=9,解得p=2或p=22,
因为y1=2->0,所以p=2,则E的准线方程为y=-1,故B
正确,A错误;
又E的方程为x2=4y,y1=2-=1,y2=10-=9,
把y1=1,y2=9分别代入x2=4y,得=4y1=4,=4y2=36,又x1x2=-12,、
不妨取A(-2,1),B(6,9),则|AB|=8,故C错误;
设点F到直线AB的距离为d,则S△BFC=|BC|d,S△AFC=|AC|d,
所以△BFC的面积与△AFC面积的比值为===9,故D正确.
13.已知抛物线C:x2=4y的焦点为F,准线为l,过点F且倾斜角为30°的直线m与抛物线C的一个交点为M(M位于y轴的右侧),过点M作MN⊥l,垂足为N,连接NF,交抛物线C于点Q,则等于
A. B. C. D.
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解析:
如图,由抛物线x2=4y,得F(0,1),
设直线MF与l的交点为P,则∠FPN=30°,
则m的方程为y=x+1,
代入抛物线x2=4y,
得3x2-4x-12=0,
解得x1=-,x2=2,
因为M位于y轴的右侧,所以xM=2,
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解析:
因为MN⊥l,∠MPN=30°,所以∠NMF=60°,
又因为|MN|=|MF|,所以△MNF为等边三角形,
所以∠MNF=60°,则∠PNF=30°,
所以△PNF为等腰三角形,所以|PF|=|NF|,
所以由抛物线的对称性可得xQ=-x1,
所以===.
14.如图所示,设抛物线E:y2=2px(p>0),过抛物线E内一点M(1,1)的两条直线分别与抛物线交于点A,C和点B,D,且
满足=λ,=λ,其中λ>0,当AC⊥x轴时,λ=.
(1)求抛物线E的方程;
答案
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15
当AC⊥x轴时,λ=,可得=,则xA=xC=1,yA-1=(1-yC),
又yA=-yC=,所以p=2,所以抛物线E的方程为y2=4x.
解:
14.如图所示,设抛物线E:y2=2px(p>0),过抛物线E内一点M(1,1)的两条直线分别与抛物线交于点A,C和点B,D,且满足=
λ,=λ,其中λ>0,当AC⊥x轴时,λ=.
(2)当λ变化时,kAB是否为定值?若是,请求出此定值;若不是,请说明理由.
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设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4),
由=λ,可得则
因为点A,C在抛物线y2=4x上,可得
解:
14.如图所示,设抛物线E:y2=2px(p>0),过抛物线E内一点M(1,1)的两条直线分别与抛物线交于点A,C和点B,D,且满足=
λ,=λ,其中λ>0,当AC⊥x轴时,λ=.
(2)当λ变化时,kAB是否为定值?若是,请求出此定值;若不是,请说明理由.
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将代入得
整理得(1+λ)-2(1+λ)y1=3λ2+2λ-1,又1+λ>1,可得-2y1=3λ-1,
同理可得-2y2=3λ-1,
解:
14.如图所示,设抛物线E:y2=2px(p>0),过抛物线E内一点M(1,1)的两条直线分别与抛物线交于点A,C和点B,D,且满足=
λ,=λ,其中λ>0,当AC⊥x轴时,λ=.
(2)当λ变化时,kAB是否为定值?若是,请求出此定值;若不是,请说明理由.
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所以y1,y2是关于y的方程y2-2y=3λ-1的两个不相等的根,所以y1+y2=2,
所以kAB====2,为定值.
解:
15.如图,已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,若过点F且斜率为1的直线与抛物线相交于M,N两点,且|MN|=8.
(1)求抛物线C的方程;
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拓广探究
由题意可知F,
则该直线方程为y=x-,
代入y2=2px(p>0),
得x2-3px+=0.
设M(x1,y1),N(x2,y2),则有x1+x2=3p.
解:
15.如图,已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,若过点F且斜率为1的直线与抛物线相交于M,N两点,且|MN|=8.
(1)求抛物线C的方程;
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∵|MN|=8,
∴x1+x2+p=8,
即3p+p=8,解得p=2,
∴抛物线C的方程为y2=4x.
解:
15.如图,已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,若过点F且斜率为1的直线与抛物线相交于M,N两点,且|MN|=8.
(2)设直线l为抛物线C的切线,且l∥MN,P为l上一点,求·的最小值.
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设直线l的方程为y=x+b,代入y2=4x,
得x2+(2b-4)x+b2=0.
∵直线l为抛物线C的切线,
∴Δ=0,解得b=1.
∴直线l的方程为y=x+1.
解:
15.如图,已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,若过点F且斜率为1的直线与抛物线相交于M,N两点,且|MN|=8.
(2)设直线l为抛物线C的切线,且l∥MN,P为l上一点,求·的最小值.
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由(1)可知x1+x2=6,x1x2=1,直线MN的方程为y=x-1,则y1+y2=x1-1+x2-1=4,
y1y2=(x1-1)(x2-1)=x1x2-(x1+x2)+1=-4,
设P(m,m+1),
则=(x1-m,y1-(m+1)),
=(x2-m,y2-(m+1)),
解:
15.如图,已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,若过点F且斜率为1的直线与抛物线相交于M,N两点,且|MN|=8.
(2)设直线l为抛物线C的切线,且l∥MN,P为l上一点,求·的最小值.
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∴·=(x1-m)(x2-m)+[y1-(m+1)]·[y2-(m+1)]=x1x2-m(x1+x2)+m2+y1y2-(m+1)(y1+y2)+(m+1)2
=1-6m+m2-4-4(m+1)+(m+1)2=2(m2-4m-3)=2[(m-2)2-7]≥-14,当且仅当m=2,即点P的坐标为(2,3)时,·取得最小值,最小值为-14.
解:
THANKS
本课结束
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