内容正文:
专题强化练7 抛物线的综合应用
1.(2025甘肃靖远第一中学期中)抛物线y2=8x上的点M到其准线的距离与到直线y=2x+3的距离之和的最小值为( )
A. B.
C. D.
2.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F与椭圆+=1的右焦点重合,斜率为k(k>0)的直线l经过点F,且与C的交点为A,B.若|AF|=2|BF|,则直线l的斜率为( )
A.1 B.
C. D.2
3.(多选题)(2025重庆八中月考)过抛物线E:y2=4x的焦点F的直线交抛物线于A,B两点(点A位于第一象限),过A,B分别向E的准线作垂线,垂足分别为C,D,O为坐标原点,若△ACF与△BDF的面积的比值为9,则下列说法正确的是( )
A.=9
B.直线AB的斜率为
C.|AB|=
D.△AOB的面积为
4.(多选题)设F是抛物线y2=4x的焦点,过F且斜率为的直线与抛物线的一个交点为A,以F为圆心,|FA|为半径的圆交抛物线的准线于B,C两点,且B在C的上方,B关于点F的对称点为D,以下结论正确的是( )
A.线段CD的长为8
B.A,C,F三点共线
C.△CDF为等边三角形
D.四边形ABCD为矩形
5.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,过F作直线l交抛物线于A,B两点,点M,若直线MA,MB的斜率分别为k1,k2,则k1+k2= .
6.(2025天津经济技术开发区第一中学期中)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,其准线与x轴的交点为K,|FK|=2,直线l过点K,且与抛物线C交于A,B两点,若|BF|=|BK|,则|AF|+|BF|= .
7.(2025甘肃临夏月考)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点M(x0,6)是抛物线上一点,以M为圆心的圆与直线x=交于A,B两点(A在B的上方),若sin∠MFA=,则抛物线C的方程为 .
8.(2024辽宁营口质检)已知圆M:(x-1)2+y2=,动圆N与圆M外切,且与直线x=-相切.
(1)求动圆圆心N的轨迹C的方程;
(2)已知点P,Q(1,2),过点P的直线l与曲线C交于两个不同的点A,B(与点Q不重合),直线QA,QB的斜率之和是不是定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
答案与分层梯度式解析
专题强化练7 抛物线的综合应用
1.D 抛物线y2=8x的焦点坐标为(2,0),记为F,准线方程为x=-2,
过M点作准线的垂线,垂足为M',过M点作直线y=2x+3的垂线,垂足为N,则抛物线上的点M到其准线的距离为|MM'|,点M到直线y=2x+3的距离为|MN|,连接MF,
由抛物线的定义可知|MM'|=|MF|,则|MM'|+|MN|=|MF|+|MN|,其最小值为焦点F(2,0)到直线y=2x+3的距离,设为d,则d==,
即抛物线y2=8x上的点M到其准线的距离与到直线y=2x+3的距离之和的最小值为.
2.D 因为椭圆的方程为+=1,所以c2=25-16=9,即c=3,所以右焦点的坐标为(3,0),
因为抛物线的方程为y2=2px,所以抛物线的焦点坐标为,所以=3,即p=6,所以抛物线的方程为y2=12x,所以直线l的方程为y=k(x-3),抛物线的准线方程为x=-3,易知椭圆的左焦点在准线上,记左焦点为F1,则|F1F|=6.
不妨设A位于第一象限,过点A,B分别作准线x=-3的垂线,垂足为N,M,取AF的中点E,过E作准线的垂线,垂足为H,如图,
由|AF|=2|BF|,得|AB|=3|BF|,又E为线段AF的中点,所以|AB|=|BE|,所以|FE|=|BF|,即F为BE的中点,设|BF|=m,则|AF|=2m,|BM|=|BF|=m,|AN|=|AF|=2m,所以|EH|=3+m,
所以|F1F|==6,所以m=,所以B点的横坐标为,代入抛物线的方程可知B点的纵坐标为-3,所以B,把B点的坐标代入直线l的方程,得-3=k,即k=2.
3.BCD
对于A,由抛物线的定义可得|AC|=|AF|,|BD|=|BF|,sin∠CAF=sin∠DBF,
则S△ACF=|AF|2sin∠CAF,S△BDF=|BF|2sin∠DBF,又S△ACF=9S△BDF,所以|AF|=3|BF|,即=3,故A错误;
对于B,由题意知直线AB的斜率不为0,设直线AB:x=my+1,A(x1,y1),B(x2,y2),
又点A位于第一象限,|AF|=3|BF|,所以m>0,且y1=-3y2,
联立得y2-4my-4=0,
所以y1+y2=4m,y1y2=-4,又y1=-3y2,所以y1=2,y2=-,m=,则x1=3,x2=,
所以直线AB的斜率k==,故B正确;
对于C,|AB|=x1+x2+p=3++2=,故C正确;
对于D,S△AOB=×|OF|×|y1-y2|=×1×=,故D正确.
4.BCD 由抛物线的方程可得F(1,0),准线方程为x=-1,过点F且斜率为的直线的方程为y=(x-1),代入抛物线方程可得3x2-10x+3=0,解得x=3或x=.易知当x=3时,圆F才能与抛物线的准线相交,此时点A的坐标为(3,2),则|FA|=3+1=4,所以圆F的方程为(x-1)2+y2=16,令x=-1,得y=±2,则B(-1,2),C(-1,-2),设B关于点F的对称点为D(m,n),则=1,=0,解得m=3,n=-2,
所以D(3,-2),
所以|CD|=3-(-1)=4,故A错误;
因为=(2,2),=(-2,-2),
所以=-,
所以A,C,F三点共线,故B正确;
因为|FC|=|FD|=4,且|CD|=4,
所以三角形CDF为等边三角形,故C正确;
易知|AB|=|CD|,AB⊥BC,AB∥CD,
所以四边形ABCD为矩形,故D正确.
5.答案 -2
解析 由题知F,直线l的斜率不为0,设直线l的方程为x=my+,将其与抛物线的方程y2=2px联立,消去x并整理,得y2-2pmy-p2=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1y2=-p2,所以k1+k2=+=+=+=·=·==-2.
6.答案 14
解析 不妨令点A在点B上方,
∵|FK|=2,
∴p=2,则抛物线方程为y2=4x,
∴F(1,0),K(-1,0),准线方程为x=-1,
作BM垂直于准线,垂足为点M,则|BF|=|BM|,
∵|BF|=|BK|,
∴|BM|=|BK|,
∵在△BMK中,tan∠MBK====,
∴tan∠BKF=tan∠MBK=,
∴直线AB的斜率k=,又直线AB过点K(-1,0),
∴直线AB的方程为y=(x+1),
由得x2-12x+1=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=12,
∴|AF|+|BF|=x1++x2+=12+2=14.
7.答案 y2=12x
解析 如图所示,过点M作EM垂直于直线x=,垂足为E,ME的延长线交准线于点D,则sin∠MFA==,由抛物线的定义可得|MF|=|MD|=x0+,∴==,即5x0+p=7x0-p,∴x0=3p,
∵点M(x0,6)是抛物线上一点,
∴(6)2=2px0,
将x0=3p代入上式,得36×6=6p2,
∴p=6,
∴抛物线C的方程为y2=12x.
8.解析 (1)圆M的圆心为点(1,0),半径为.设N到直线x=-的距离为d,则圆N的半径也为d.
因为动圆N与圆M外切,所以|MN|=d+,
所以N到直线x=-1的距离等于N与M(1,0)两点间的距离,
由抛物线的定义可知,N的轨迹C为抛物线,其焦点为M(1,0),准线方程为x=-1,
所以抛物线C的方程为y2=4x.
(2)直线QA,QB的斜率之和是定值.设直线l的方程为x+=m,即2x-2my+1-m=0.
因为点A,B与点Q不重合,所以m≠.
设直线QA,QB的斜率分别为k1和k2,点A(x1,y1),B(x2,y2),
联立消去x并整理得y2-4my-2m+2=0,则y1+y2=4m,y1y2=2-2m,
由Δ=(-4m)2-4(-2m+2)>0,解得m<-1或m>,且m≠,
则k1===,
同理可得k2=,
所以k1+k2=+
=
=
==,
故直线QA,QB的斜率之和为定值.
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