摘要:
**基本信息**
本练习通过基础巩固、能力提升、综合应用三层递进设计,覆盖抛物线定义、标准方程及实际应用,培养数学抽象与运算能力,适配新授课知识内化与思维进阶需求。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础巩固|抛物线标准方程、焦点准线坐标|直接考查方程形式(选择1-2)、焦点准线计算(填空9),强化概念记忆|
|能力提升|定义应用、几何性质综合|结合定义求距离(选择3、6)、多曲线交汇(选择4、填空11),发展逻辑推理|
|综合应用|实际问题建模、跨知识整合|拱桥支柱计算(填空12)、轨迹方程推导(解答15),体现数学建模与应用意识|
内容正文:
课时作业25 抛物线及其标准方程
一、选择题
1.抛物线y=ax2的准线方程是y=2,则实数a的值为( )
A. B.- C.8 D.-8
2.抛物线y2=-16x的焦点坐标为( )
A.(-4,0) B.(4,0)
C.(0,4) D.(0,-4)
3.设抛物线y2=8x上一点P到y轴的距离是4,则点P到该抛物线焦点的距离是( )
A.4 B.6
C.8 D.12
4.若抛物线x2=2py(p>0)的焦点与椭圆+=1的上焦点重合,则该抛物线的准线方程为( )
A.y=-1 B.y=1
C.y=-2 D.y=2
5.已知抛物线的焦点为F(a,0)(a<0),则抛物线的标准方程是( )
A.y2=2ax B.y2=4ax
C.y2=-2ax D.y2=-4ax
6.已知F是抛物线y2=4x的焦点,M,N是该抛物线上两点,|MF|+|NF|=8,则MN的中点到准线的距离为( )
A.5 B.4
C.3 D.
7.若动点M(x,y)到点F(4,0)的距离比它到直线x+5=0的距离小1,则点M的轨迹方程是( )
A.x+4=0 B.x-4=0
C.y2=8x D.y2=16x
8.(多选题)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点A(x,4)在C上,|AF|=5,则p的值可能是( )
A.2 B.4 C.8 D.16
二、填空题
9.抛物线y=12x2上的点到焦点的距离的最小值为________.
10.已知抛物线C:4x+ay2=0恰好经过圆M:(x-1)2+(y-2)2=1的圆心,则抛物线C的焦点坐标为_______,准线方程为________.
11.已知抛物线y2=2px(p>0)上一点M(1,m)到其焦点的距离为5,双曲线x2-=1的左顶点为A,若双曲线的一条渐近线与直线AM垂直,则实数a=________.
12.某抛物线形拱桥跨度是20米,拱桥高度是4米,在建桥时,每4米需用一根支柱支撑,则其中最长支柱的长为 米.
三、解答题
13..根据下列条件写出抛物线的标准方程.
(1)焦点到准线的距离是5;
(2)焦点F在y轴上,点A(m,-2)在抛物线上,且|AF|=3.
14.已知抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,抛物线上一点M(m,-3)到焦点的距离为5,求m的值、抛物线方程和准线方程.
15.若位于y轴右侧的动点M到F的距离比它到y轴的距离大.求点M的轨迹方程.
课时作业25 抛物线及其标准方程
(答案)
一、选择题
1.抛物线y=ax2的准线方程是y=2,则实数a的值为( )
A. B.- C.8 D.-8
解析:由y=ax2,得x2=y,=-2,a=-.故选B.
2.抛物线y2=-16x的焦点坐标为( )
A.(-4,0) B.(4,0)
C.(0,4) D.(0,-4)
解析:y2=-16x,∴p=-8,∴=-4,开口方向向左,
∴焦点坐标为(-4,0).故选A.
3.设抛物线y2=8x上一点P到y轴的距离是4,则点P到该抛物线焦点的距离是( )
A.4 B.6
C.8 D.12
解析:选B 由抛物线的方程得==2,再根据抛物线的定义,可知所求距离为4+2=6.
4.若抛物线x2=2py(p>0)的焦点与椭圆+=1的上焦点重合,则该抛物线的准线方程为( )
A.y=-1 B.y=1
C.y=-2 D.y=2
解析:选C ∵椭圆+=1的上焦点坐标为(0,2),∴抛物线的焦点坐标为(0,2),∴抛物线的准线方程为y=-2,故选C.
5.已知抛物线的焦点为F(a,0)(a<0),则抛物线的标准方程是( )
A.y2=2ax B.y2=4ax
C.y2=-2ax D.y2=-4ax
解析:选B 因为抛物线的焦点为F(a,0)(a<0),所以抛物线的标准方程为y2=4ax,故选B.
6.已知F是抛物线y2=4x的焦点,M,N是该抛物线上两点,|MF|+|NF|=8,则MN的中点到准线的距离为( )
A.5 B.4
C.3 D.
解析:选B ∵F是抛物线y2=4x的焦点,∴F(1,0),准线方程为x=-1,设M(x1,y1),N(x2,y2),∴|MF|+|NF|=x1+1+x2+1=8,解得x1+x2=6,
∴线段MN中点的横坐标为3,
∴线段MN的中点到准线的距离为3+1=4.
7.若动点M(x,y)到点F(4,0)的距离比它到直线x+5=0的距离小1,则点M的轨迹方程是( )
A.x+4=0 B.x-4=0
C.y2=8x D.y2=16x
解析:选D 依题意可知,点M到点F的距离等于点M到直线x=-4的距离,因此其轨迹是抛物线,且p=8,顶点在原点,焦点在x轴正半轴上,所以其方程为y2=16x,故选D.
8.(多选题)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点A(x,4)在C上,|AF|=5,则p的值可能是( )
A.2 B.4 C.8 D.16
解析:由点A(x,4)在抛物线y2=2px上,可得A点横坐标x=,因为|AF|=5,由抛物线定义得=5,解得p=2或p=8.故选AC
二、填空题
9.抛物线y=12x2上的点到焦点的距离的最小值为________.
解析:将方程化为标准形式是x2=y,因为2p=,所以p=.故到焦点的距离最小值为.
答案:
10.已知抛物线C:4x+ay2=0恰好经过圆M:(x-1)2+(y-2)2=1的圆心,则抛物线C的焦点坐标为_______,准线方程为________.
解析:圆M的圆心为(1,2),代入4x+ay2=0得a=-1,将抛物线C的方程化为标准方程得y2=4x,故焦点坐标为(1,0),准线方程为x=-1.
答案:(1,0) x=-1
11.已知抛物线y2=2px(p>0)上一点M(1,m)到其焦点的距离为5,双曲线x2-=1的左顶点为A,若双曲线的一条渐近线与直线AM垂直,则实数a=________.
解析:根据抛物线的定义得1+=5,p=8.不妨取M(1,4),则AM的斜率为2,由已知得-×2=-1,故a=.
答案:
12.某抛物线形拱桥跨度是20米,拱桥高度是4米,在建桥时,每4米需用一根支柱支撑,则其中最长支柱的长为 米.
解析:如图,建立直角坐标系,设抛物线方程为x2=-2py(p>0).依题意知,点P(10,-4)在抛物线上,
∴100=-2p×(-4),2p=25.
即抛物线方程为x2=-25y.
∵每4米需用一根支柱支撑,
∴支柱横坐标分别为-6,-2,2,6.
由图知,AB是最长的支柱之一.
设点B的坐标为(2,yB),解得yB=-,点A的坐标为(2,-4),∴|AB|=yB-(-4)=-+4=3.84,
∴最长支柱的长为3.84米.
答案:3.84
三、解答题
13..根据下列条件写出抛物线的标准方程.
(1)焦点到准线的距离是5;
(2)焦点F在y轴上,点A(m,-2)在抛物线上,且|AF|=3.
解:(1)由题意知p=5,则2p=10.因为没有说明焦点所在坐标轴和开口方向,所以四种类型的抛物线都有可能,故标准方程可为y2=10x,y2=-10x,x2=10y,x2=-10y.
(2)由题意可设抛物线的标准方程为x2=-2py(p>0).由|AF|=3,得+2=3,所以p=2.所以抛物线的标准方程为x2=-4y.
14.已知抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,抛物线上一点M(m,-3)到焦点的距离为5,求m的值、抛物线方程和准线方程.
解:法一:如图所示,
设抛物线的方程为x2=-2py(p>0),则焦点F,准线l:y=,作MN⊥l,垂足为N,
则|MN|=|MF|=5,又|MN|=3+,所以3+=5,
即p=4.所以抛物线方程为x2=-8y,准线方程为y=2.
由m2=-8×(-3)=24,得m=±2.
法二:设所求抛物线方程为x2=-2py(p>0),则焦点为F.∵M(m,-3)在抛物线上,且|MF|=5,
故 ,解得
∴抛物线方程为x2=-8y,m=±2,准线方程为y=2.
15.若位于y轴右侧的动点M到F的距离比它到y轴的距离大.求点M的轨迹方程.
解:由于位于y轴右侧的动点M到F的距离比它到y轴的距离大,所以动点M到F的距离与它到直线l:x=-的距离相等.
由抛物线的定义知动点M的轨迹是以F为焦点,l为准线的抛物线(不包含原点),其方程应为y2=2px(p>0)的形式,而=,
所以p=1,2p=2,故点M的轨迹方程为y2=2x(x≠0).
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