内容正文:
第二章
平面解析几何
第1讲 描述运动的基本概念
专题专项练
专题强化练8 抛物线的综合问题
第1讲 描述运动的基本概念
1.[多选题][2024吉林长春外国语学校开学考试]已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,点P在抛物线上,点Q
(m,n),点P到点Q的距离和到y轴的距离分别为d1,d2,则 ( )
A.抛物线C的准线方程为y=-1
B.若m=n=1,则△PQF周长的最小值为3
C.若(m-3)2+n2=1,则d1的最小值为2
D.若m-n=-4,则d1+d2的最小值为 -1
BD
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由抛物线方程可知抛物线的准线方程为x=-1,A错误.
当m=n=1时,△PQF的周长为|PQ|+|PF|+1,作PT垂直于直线x=-1于点T,则|PQ|+|PF|+1=|PQ|+|PT|+1≥|QT|
+1=3,当且仅当P,Q,T三点共线时取等号,B正确.
若(m-3)2+n2=1,则Q(m,n)在以(3,0)(记为M)为圆心,1为半径的圆上,所以d1=|PM|-1.设P ,则|PM|2=
+t2= (t2-4)2+8≥8,所以|PM|≥2 ,所以d1的最小值为2 -1,C错误.
若m-n=-4,则Q(m,n)在直线x-y+4=0(记为l)上,所以d1+d2=d1+|PF|-1≥dF-l-1= -1,D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
2.[多选题][2025江西部分高中期中联考]已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,直线l:y=k(x-2)(k>0)与y轴交于点
D,与x轴交于点E,与C在第一、四象限内的交点分别为A,B,坐标原点为O,则下列结论正确的是
( )
A.若BF⊥x轴,则|BF|=2
B.若BF⊥x轴,则 =1
C. =
D. =
ABD
第1讲 描述运动的基本概念
解析 过A,B分别作AM⊥y轴,BN⊥y轴于点M,N,如图所示,
由题意得,F(1,0),E(2,0),
若BF⊥x轴,则xB=1,代入抛物线方程y2=4x,可得yB=-2,则|BF|=2,因此A正确;
若BF⊥x轴,则BF∥y轴,
由三角形相似可知 = = =1,因此B正确;
第1讲 描述运动的基本概念
由BN∥AM可知 = ,
由抛物线的定义知 = ≠ ,
所以 = ≠ ,因此C错误,D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
3.[多选题][2026江苏连云港期中]已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线过点N(-1,0),直线l与C交
于A,B两点,弦AB的中点为M,过A,B,M分别作准线的垂线,垂足为A',B',M',则( )
A.p=2
B.若点Q(1,y)在抛物线C上,则点Q到准线的距离为3
C.若直线l过焦点F,则2|M'F|=|A'B'|
D.若△A'B'F的面积是△ABF的面积的2倍,则点M的轨迹方程为y2=2x-4
AC
第1讲 描述运动的基本概念
解析 对于A,因为准线过N(-1,0),所以 =1,故p=2,故A正确.
对于B,由A可得抛物线方程为y2=4x,准线方程为x=-1,若Q(1,y)在抛物线上,则点Q到准线x=-1的距离d=1
+1=2,故B错误.
对于C,不妨设A位于第一象限,连接A'F,B'F,如图,
由抛物线的定义可得|AA'|=|AF|,故∠A'AF=π-2∠AFA',同理得∠B'BF=π-2∠BFB',故∠A'AF+∠B'BF=π=2
π-2∠BFB'-2∠AFA',故∠BFB'+∠AFA'= ,则∠A'FB'= ,
易知M'为A'B'的中点,则|A'M'|=|M'B'|=|M'F|,
第1讲 描述运动的基本概念
故2|M'F|=|A'B'|,故C正确.
对于D,由题可得弦AB不过焦点F,设A ,B ,则A'(-1,y1),B'(-1,y2),△A'B'F的面积为 ×|y1-y2|×|
FN|=|y1-y2|,
当y1+y2≠0时,直线AB:y= · +y1= x+ ,令y=0,则x=- ,故△ABF的面积为 ×
|y1-y2|,
故|y1-y2|=2× × |y1-y2|,
由A,B为相异两点,知y2≠y1,
故1= ,即1+ =±1,故y1y2=-8或y1y2=0,
第1讲 描述运动的基本概念
易得M ,且 = - ,
若y1y2=-8,则xM= +2,即点M的轨迹方程为y2=2x-4,
又因为y1+y2≠0,所以yM≠0,即xM≠2,故点M的轨迹方程为y2=2x-4(x≠2);
若y1y2=0,同理可得点M的轨迹方程为y2=2x,
因为y1+y2≠0,所以yM≠0,即xM≠0,故点M的轨迹方程为y2=2x(x≠0).
当y1+y2=0时,直线AB:x= ,其中y1≠0,y1≠±2,则△ABF的面积为 × ·|2y1|,故|y1-y2|=2|y1|=2× × ·|
2y1|,故y1=±2 ,故 或
故A(2,2 ),B(2,-2 )或B(2,2 ),A(2,-2 ),此时M(2,0),该点在曲线y2=2x-4上.
综上,点M的轨迹方程为y2=2x-4或y2=2x(x≠0),故D错误.
第1讲 描述运动的基本概念
4.[2025浙江G5联盟期中联考]已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点F到直线y= 的距离为1,M是抛物线C上
的动点,M到直线y=- 的距离与|MP|之和的最小值为1,则点P的轨迹围成的图形的面积是 ( )
A. - B. C. + D.4π
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 易得F .因为焦点F到直线y= 的距离为1,所以 =1,又p>0,所以p=3,所以F ,准线方
程为y=- .
易知直线y=- 与准线y=- 的距离为1,又点M到直线y=- 的距离与|MP|之和的最小值为1,所以点M到准
线y=- 的距离与|MP|之和的最小值为2,所以|MF|+|MP|的最小值为2.
显然|MF|+|MP|≥|PF|,当且仅当点M在线段PF上时取等号,所以|PF|=2,所以点P的轨迹是以点F为圆心,2
为半径的圆.
因为点M在线段PF上,所以点M在圆内.
因为直线y=- 与直线y= 的距离为1,当点P在直线y= 上,点M在直线y= 下方的抛物线上(包括交点),且
MP垂直于直线y= 时,M到直线y=- 的距离与|MP|之和为1,所以点P的轨迹由以点F为圆心,2为半径的
第1讲 描述运动的基本概念
圆在直线y= 上及下方的圆弧AB与弦AB组成.
易知点F到直线AB:y= 的距离是1,所以∠AFB=2× = ,所以点P的轨迹围成的图形的面积为 × ×22
- ×22sin = - .
第1讲 描述运动的基本概念
5.[2024湖南长沙雅礼中学期中]已知N为抛物线x2=4y上的任意一点,M为圆x2+(y-5)2=4上的一点,A(0,1),
则2|MN|+|MA|的最小值为__________.
4
解析 易知圆x2+(y-5)2=4的圆心坐标为(0,5)(记为B),半径为2,与y轴交点的坐标为(0,7),(0,3)(记为C).取
AM的中点E,BC的中点D,连接BM,MD,CE,DN,如图所示.
因为C,E分别为AB和AM的中点,所以CE∥BM,|CE|= |BM|=1,所以∠ACE=∠MBD,
又因为|BM|=|AC|,|BD|=|CE|,
第1讲 描述运动的基本概念
所以△ACE≌△MBD,所以|AE|=|MD|.
因为|AE|= |MA|,所以|MA|=2|MD|,
所以2|MN|+|MA|=2(|MN|+|MD|)≥2|DN|,当且仅当D,M,N三点共线(M在线段DN上)时取等号.
设N(2 ,m),m≥0,易知D(0,4),则|DN|= = = ,所以当m=2时,|DN|
min=2 ,即2|MN|+|MA|的最小值为4 .
第1讲 描述运动的基本概念
6.[2026上海市西中学期中]现有一块正方形菜地EFGH.EH所在直线是一条运河.从菜地收获的蔬菜可
送到F点或河边运走.于是,将菜地分为两个区域S1和S2,其中S1区域中的蔬菜运到河边较近,S2区域中的蔬
菜运到F点较近,而菜地内S1和S2区域的分界线(记为曲线C)上的点到河边与到F点的距离相等.现建立平
面直角坐标系,其中原点O为EF的中点,点F的坐标为(1,0),如图所示.
(1)直接写出菜地内S1和S2区域的分界线(即曲线C)的方程;
(2)设M,N,P是曲线C上纵坐标分别为 ,1, 的点,求六边形OMNPGF的面积占正方形EFGH的面积的百
分比(结果精确到1%).
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)易知直线EH:x=-1,由抛物线的定义可知曲线C为抛物线的一部分,F(1,0)为其焦点,所以曲线C:
y2=4x,x∈[0,1].
(2)如图所示,作PA⊥GF,NB⊥GF,MD⊥GF,垂足分别为A,B,D,
易知M ,N ,P , ,则|MD|=1- = ,|NB|=1- = ,|PA|=1- = ,|GA|=2- = ,|AB|= -1= ,|
BD|=1- = ,|DF|= ,所以S六边形OMNPGF=S△GPA+S梯形APNB+S梯形NBDM+S梯形MDFO
= × × + × × + × × + × × = ,而正方形EFGH的面积为4,所以所占百分
比为 ×100%= ×100%≈33%.
第1讲 描述运动的基本概念
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