内容正文:
抛物线的方法体系
从定义到焦点弦的完整梳理
一、知识点梳理
知识点一 抛物线的定义与标准方程
★ 定义:平面内到定点 的距离等于到定直线 的距离的点的轨迹叫做抛物线。定点 叫焦点,定直线 叫准线。这句定义里藏着一个必须写出来的前提——定点 不能在定直线 上。若 ,轨迹退化成过 且垂直于 的一条直线。
与椭圆、双曲线相比,抛物线少了一个焦点、少了一条准线,离心率被定义锁死为 。正因为如此,它的标准方程里只剩一个待定参数 ,比椭圆、双曲线少一个自由度——这是抛物线所有题目计算量偏小的根源。
★ 标准方程有四种,取决于开口方向:
开口向右 ,焦点 ,准线 ;
开口向左 ,焦点 ,准线 ;
开口向上 ,焦点 ,准线 ;
开口向下 ,焦点 ,准线 。(以上 。)
★ 记这四条不要背表,只认两件事:一次项是 还是 决定焦点落在哪条坐标轴上;一次项的符号决定开口朝哪个方向。另一个平方项的正负号永远为正——写成 就是已经把「 项系数为正」这一步化解掉了,题目里给出 这类式子时,先化成标准形再读参数。
★ 的几何意义是焦参数:焦点到准线的距离等于 。注意不是 ——焦点与准线之间的距离是 ,焦点到顶点的距离才是 。 越大,开口越张。
★ 第二定义与统一定义:到定点的距离与到定直线的距离之比为常数 的点的轨迹是圆锥曲线—— 时是椭圆、 时是抛物线、 时是双曲线。抛物线正是 的那一档,所以它的定义里「到焦点的距离等于到准线的距离」这句话,与椭圆、双曲线说的是同一套语言,不是另起一条规则。
★ 三种曲线的准线放在一起看:椭圆与双曲线的准线各有两条,都写成 ;抛物线只有一条,与焦点分居顶点的两侧。离心率被定义锁死为 ,正是抛物线只剩一个待定参数 、计算量比另外两种曲线小的根源。
★ 焦半径公式:设 在抛物线上, 时 ; 时 ; 时 ; 时 。四条的来历是同一个:抛物线上的点到焦点的距离等于它到准线的距离,而到准线的距离就是「带符号坐标加上 」的绝对值。于是「点到焦点的距离」被压成了横坐标(或纵坐标)的一次函数,凡是焦半径出现的等式立刻降次。
★ 定义转化的两个方向,本册第一节的全部技巧都在这里:
把「到焦点的距离」换成「到准线的距离」——用于求最值、证等式,把难算的斜距离换成好算的横平竖直距离;
把「到准线的距离」换成「到焦点的距离」——遇到准线上的动点或到定直线的距离时反过来用。
求 的最小值( 是平面内定点)是这条技巧最典型的应用:把 换成 到准线的距离,两段距离就接成了一条折线,折线的最短长度由「两点之间线段最短」给出。换另一段则用于 本身就是到准线的距离(或 在准线上)的情形。
★ 抛物线只有一个待定参数,所以实际应用题的建模流程固定为三步:① 建系——把顶点放在原点、对称轴放在坐标轴上;② 设标准方程——按开口方向写四种形式中的一种,只留一个未知数 ;③ 代点求 ——题目给的宽度、高度、口径这类数据就是曲线上一个点的坐标。
拱桥、隧道、太阳灶、卫星天线都是这套流程。建系时要留意「高」与「宽」分别对应纵坐标与横坐标的哪一半:拱顶到水面的高度是纵坐标,水面宽度是一对对称横坐标之差,所以代点时代入的是宽度的一半。
⚠ 判断开口方向与焦点位置时最容易错的一处,是把 的焦点记成 。标准方程里那个系数 是「 焦距」的写法,焦点横坐标是 ,不是 。题目给 时 、、焦点 ,中间的 与 要分得清。
★ 拿到抛物线的题,第一件事是把方程化标准形、读出 与开口方向,并把焦点、准线写在旁边。有了这两条,定义转化随时可以启动。
知识点二 焦点弦与焦半径
★ 焦点弦的定义:过焦点的直线与抛物线交于 、 两点,线段 叫做焦点弦;、 到焦点的距离 、 叫焦半径。抛物线的焦点弦是三类圆锥曲线里性质最整齐的一条——因为离心率恒为 ,公式里不会出现 。
★ 设抛物线的焦点弦所在直线为 (以 为例),代入得 。这一步是本节的根,下面四条结论全部由它推出:
;
;
;(由 与 直接得到)
。
★ 焦点弦长:。若弦与对称轴所成的角为 ,则 。用 写比用 写更常见,题里出现倾斜角或夹角时要立刻换成这一式。
★ 通径:过焦点且垂直于对称轴的弦长 ,是所有焦点弦里最短的一条。 时(即通径) 取到最小值,这与 的表达式一致。通径也是判断开口大小的直观尺子: 越大开口越张。
★ 倒数之和的定值:。推导只用两行:由焦半径公式 、,通分后分子为 ,分母为 ,两者相除即得 。这个等式把两条焦半径绑在一起,遇到「只给弦的位置、要求两条焦半径的某种组合」的题特别好用。
★ 以焦点弦为直径的圆与准线相切。设 为 的中点,则 到准线的距离,恰等于半径。反过来,准线上任意一点到 、 的张角与它到焦点弦中点的连线垂直——这两句话互为表里,见到「以弦为直径的圆与准线相切」就直接写中点与准线的距离。
★ 焦点弦为底的三角形面积:。第一步用的是「以 为公共底、两条高分别为 与 」的割补,第二步用 。反过来给面积求 或求倾斜角,也走这条式子。
★ 中点弦与点差法:设弦 的中点为 ,两端坐标代入 后相减,得 ,于是
。
⚠ 这个式子里只有中点的纵坐标 ,没有横坐标——与椭圆的 、双曲线的 都不同。原因很直接:标准方程里只有一个二次项,相减之后 的系数是常数 ,于是 与斜率一对一。把椭圆的结论套过来是本节最常见的失误。
⚠ 时 无意义,此时中点弦垂直于对称轴,要单独讨论。另外点差法只用到了「两端都在抛物线上」,并没有保证这条弦真的存在,求出斜率后必须回代检验 。
★ 见到「过焦点的弦」,先写出 与 两条;见到「弦的中点」,先写 。这两步能把绝大多数焦点弦题的计算量砍掉一半。
知识点三 直线与抛物线
★ 直线与抛物线的位置关系只有三种:相交(两个公共点)、相切(一个公共点)、相离(没有公共点)。⚠ 抛物线上「一个公共点」不等价于「相切」——与对称轴平行的直线(如 中的水平线 )也只交于一点,但它不是切线。这一点与双曲线里「与渐近线平行的直线只交于一点」是同一类坑。所以遇到「只有一个公共点」的题,必须把「相切」与「平行于对称轴」两条支路都走一遍。
★ 设直线与联立,四步流程固定下来:① 设直线;② 代入抛物线;③ 写韦达;④ 把要求的量用 、(或 、)表示。第 ④ 步能写成对称式,计算量就可控。
★ 设直线优先用 ,它天然包含竖直直线 ,不会漏解。以 为例,代入后得到关于 的二次方程 ,所以 、;再用 把横坐标的量换算过去,、。「」这一条在判断垂直、写定值题时极其好用,值得单独记住。
★ 弦长公式两种写法,按设直线的方式选:设 时用 ;设 时用 。抛物线题里前一种更省——因为它绕开了开方后的 。
★ 过 轴上定点 的弦 与原点围成的面积:。这与焦点弦的面积公式是同一个割补,把 换成 就回到上一节那条。
★ 切线方程:抛物线 上一点 处的切线为 。记法是「用 换 ,用 换 」,与椭圆、双曲线的切线公式同一条规律。
由此读出一个常用的几何事实:令 ,得 ,即点 处的切线与对称轴交于 ,它与 的横坐标互为相反数,也与准线的位置无关。涉及「切线与坐标轴围成的三角形」「切线过定点」的题都从这里出发。
★ 已知斜率的切线:斜率为 ()且与 相切的直线为 。把 代入抛物线、令判别式为零,一步就能解出 。
★ 从准线上一点引两条切线:设该点为 ,切线 过 得 ,两根之积 。于是两条切线互相垂直,且两个切点的连线恰好过焦点。「准线上任一点 → 两条切线垂直 → 切点弦过焦点」是一条完整的三连结论,见到准线上取点的切线题直接照搬。
★ 光学性质:平行于对称轴的光线经抛物面反射后必过焦点;反过来从焦点射出的光线经反射后平行于对称轴。太阳灶、探照灯、卫星接收天线都靠这一条。落到题面上,它给的是「入射光线平行于对称轴」「反射光线过焦点」这类条件与切线方向的对应关系。
★ 垂直与定点的联动:、 在 上,若 ,则 、。推导只有一行:由 得 ,而 ,两式联立解出 。进一步可知直线 恒过定点 ,这就是下一节定点问题的原型。
⚠ 用点差法求出中点弦斜率后,必须回代检验 ;用判别式定范围时,也要留意二次项系数是否为零——设 时二次项系数恒为 ,不会退化,这也是优先用它的一个理由。
★ 直线与抛物线的题,动笔前先决定用 还是 :过 轴上的定点一律用前者,题目给了明确斜率或倾斜角才用后者。
知识点四 抛物线的性质综合
这一节把前三节的方法混在一起用,题面上通常不出现「焦点弦」「切线」这类提示词,需要自己从条件里认出该调哪一套工具。
★ 与圆结合:抛物线与圆的位置关系,一律翻译成「圆心到直线的距离与半径」,或「圆心到圆上点的距离与半径」。圆心在 轴上的圆与抛物线相交、相切,给出的方程往往直接化简成含 的等式,不必设交点坐标。若题目给的是「圆过抛物线上的两点」,那就在这两点上用抛物线的定义,把半径与 接起来。
★ 与圆结合的另一类:求 型的最小值,其中 在抛物线上、 在圆上。做法是先用「圆上点到定点的距离」把 换成( 为圆心, 为半径),再按定义转化把焦半径换成到准线的距离,最后回到折线最短。
★ 定值问题里的两组常用结论( 上两点 、):
等价于 、,直线的斜率之积为定值;
弦 过定点 时,、 这类组合式里出现的 可先用 展开,再用 与韦达把 的一次与二次项分别收拢。
★ 最值问题的三条路子,按题面条件选:
条件的几何味浓(点到焦点、点到准线、点对称)——走定义转化与对称,把目标接成折线或线段,用「两点之间线段最短」取等;
条件给的是动直线、动点——设参、代入、把目标化成关于参数的一元函数,再配方或用基本不等式;
条件给的是「存在」「恒成立」——用判别式 定参数的取值范围,这类题的目标不是某个数而是一个区间。
★ 面积最值的两条常用套路:
底固定时让高最大——过动点作平行于底的直线与曲线相切,切点到该直线的距离就是最大高;
过 轴上定点的弦用 ,把 换成 或化成关于参数的一元式。
★ 对称点的处理:求 关于直线 的对称点 ,先写出 的方程,再用「 的中点在 上」与「」两个条件把 的坐标用 的参数表示出来,这样 就变成了单变量函数。把两个条件写全再消参,比先猜 的位置可靠得多。
⚠ 抛物线的最值题取等条件必须回代检查:目标最大值或最小值的取等点是否真的在抛物线上、是否落在题目限定的范围里。涉及「动点在曲线的一段上」时,端点处的值往往才是答案。
⚠ 抛物线只有一个参数 ,所以含参问题的结论常常比椭圆、双曲线简洁,但也因此容易「少一个方程」——凡是需要用两个条件才能定下 的题,第二个条件一定要老老实实写出来,不要凭对称性默认。
★ 综合题的条件多,先把每个条件单独翻译成 、坐标或斜率的关系写在一旁,再挑出能凑成同一个未知量的几条联立——一次翻译、一次联立,比边读边算稳得多。
二、方法突破
方法一 定义与标准方程
抛物线的定义是三类圆锥曲线里最短的一句:到焦点的距离等于到准线的距离。它比椭圆、双曲线少了一个焦点,也随之少了一个参数——标准方程里只剩 ,离心率被锁死为 。少一个自由度意味着两件事:计算量整体偏小,但每个条件都必须吃干净,因为定下抛物线只需要一个独立条件。
★ 拿到方程的第一件事是化标准形,读出 与开口方向,然后把焦点、准线写在旁边。一次项是 还是 决定焦点在 轴还是 轴,一次项的符号决定开口朝正向还是负向。
★ 那个 与 的分家要背准:方程写成 时,焦点是 、准线是 ,而焦点到准线的距离等于 。题里给 ,先看出 、,再写焦点 ——跳过中间一步直接写 是这一节最常见的失分点。
★ 焦半径公式把「点到焦点的距离」压成了横坐标(或纵坐标)的一次函数: 上 。凡题面出现焦半径的等式,先用这一式降次,再看剩下的是不是一次方程。
★ 定义转化有两个方向,这一节的技巧全在这里。求 的最小值时,把 换成 到准线的距离, 与那条水平距离就接成了一条折线,最短长度由「两点之间线段最短」给出;反过来,若 本身在准线上或题目给的是到定直线的距离,就把那段距离换成到焦点的距离。
★ 换算时注意符号: 与抛物线开口同侧还是异侧,决定了折线该往哪个方向接。把图画出来,看一眼 落在准线的哪一边,比套公式保险。
★ 实际应用题(拱桥、隧道、太阳灶、天线)只有三步:把顶点放在原点、对称轴放在坐标轴上建系;按开口方向设出一种标准方程,只留 一个未知数;把题目给的宽度、高度、口径代入求 。代点时代入的是宽度的一半——这一点最容易忘。
★ 与别的曲线联立时,抛物线的 往往可以一步定出。例如抛物线过某定点、与某个圆相切、与某条直线相切这类条件,写成方程后通常只含 的一次或二次项,直接解。
★ 先用定义把「距离」条件翻译成坐标条件,能省掉一半的根式计算;实在翻不动(比如涉及两条动半径之比),再退回设点坐标硬算。
例题
例 1-1
(鹤壁市2026届高三上学期一模 · 第13题)
【填空】已知抛物线 上一点 到 的焦点及对称轴的距离分别为 和 ,则 ________.
【解析】
第 1 步 「到对称轴的距离」与「到焦点的距离」是两类条件
◈ 抛物线 的对称轴是 轴,「到对称轴的距离」给出 ,「到焦点的距离」给出焦半径。前者配 消去 ,后者是 ,两条信息合起来待定字母只剩 一个。
第 2 步 用来筛根
◈ 解出 之后必须回到题设 。两个根都是正数,只凭 分不出取舍,题目专门给 就是为了只留一个答案。
答
例 1-2
(泉州市2026届高三质量检测(二) · 第13题)
【填空】已知点 ,,若 为抛物线 上的动点,则 的最小值为 ________.
【解析】
第 1 步 先确认 就是焦点
◈ 的 与顶点纵坐标都要先算出来,才能看出 正好落在焦点位置。一旦确认, 就可以按定义换成 ,两条线段都变成竖直方向上的量,不必再去求导数。
第 2 步 竖直投影给出下界
◈ 的依据是两点间距离不小于它们在 轴上的投影差,等号当且仅当 。解出取等点 后要代回抛物线核验一次,确认它真的在曲线上,否则最小值取不到。
答
例 1-3
(湖南省长沙市雅礼中学2025届高三一模数学试题 · 第4题)
【单选】某隧道的垂直剖面图近似为一抛物线,如图所示.已知隧道高为,宽为,隧道内设置两条车道,且隧道内行车不准跨过中间的实线.若载有集装箱的货车要经过此隧道,货车宽度为,集装箱宽度与货车宽度相同,则货车高度(即集装箱最高点距地面的距离)的最大值为( )
A. B. C. D.
【解析】
第 1 步 「高 、宽 」就是顶点与两个端点
◈ 剖面抛物线在中间最高、两端落地,于是顶点 与端点 一共给出三个条件,足够定出 中的 。把坐标系建在对称位置上,抛物线就没有一次项,计算量最小。
第 2 步 「不准跨过中间实线」就是
◈ 货车宽 只能占一侧车道,内边缘贴着中心线时外边缘正好在 。抛物线在 上单调递减,所以最高的可行位置就是 处。
答 C
例 1-4
(唐山市2026年普通高等学校招生统一考试第二次模拟演练 · 第13题)
【填空】已知直线 与圆 相切,若直线 过抛物线 的焦点 ,与 的准线相交于点 ,则 ________.
【解析】
第 1 步 相切给出 的两个候选
◈ 圆心 、半径 是完整信息,距离等于半径得到关于 的二次方程。解得 与 两个根,都要先留下再筛。
第 2 步 用「直线过焦点」筛掉
◈ 时 是水平直线 ,而焦点在 轴上, 轴上的点不可能落在 上。这一步筛根必须写出来,否则会白白多出一组解。
答
练习
1-1. 【单选】已知抛物线 的焦点为 ,准线为 , 为 上一点, 为 上一点. 若 是正三角形,则 的边长为( )
A. B. C. D.
1-2. 【填空】抛物线 的焦点为 , 为 的准线与 轴的交点, 为 上一点,若 ,则 ________.
1-3. 【单选】已知抛物线 ()与双曲线 的渐近线的交点分别为 ,,,其中 为坐标原点,若 的面积为 , 为 与 在第一象限内的一个公共点,则 ( )
A. B. C. D.
1-4. 【单选】已知抛物线 的焦点为 ,圆 与 交于 , 两点,若直线 与直线 的斜率之积为 ,则 ( )
A. B. C. D.
1-5. 【填空】已知点在抛物线上,则到的焦点的距离为__________.
1-6. 【填空】已知抛物线C:的焦点为F,点P在C上且位于第一象限,过点P作直线垂直于C的准线,垂足为A,若直线AF的倾斜角为,则__________.
1-7. 【填空】已知点为抛物线上一点,为的焦点,则________.
1-8. 【单选】设抛物线的焦点为F,斜率不为0的直线l过点,过F作l的垂线,垂足为P,Q是C上的一个动点,则的最小值为( )
A. B. 6 C. D. 7
方法二 焦点弦与焦半径
题目里出现焦点、过焦点的弦、两条焦半径的夹角,就一定有比联立更快的路子。抛物线的焦点弦是三类圆锥曲线里性质最整齐的——离心率恒为 ,所以公式里不会掺进 ,结论可以直接默写。
★ 全节的地基只有一个方程:设焦点弦所在直线为 (以 为例),代入得 ,于是 、。记住「两根之积是常数 」这句话,后面几条都能现推。
★ 由它派生出的两条:、。前者是与原点连线垂直关系的来源,后者直接给出弦长。
★ 焦点弦长 。换成角写更好用:若弦与对称轴的夹角为 ,则 。题面给倾斜角、给夹角,一律往这一式上靠。
★ 通径是过焦点垂直于对称轴的弦,长 ,是所有焦点弦中最短的一条。它是判断开口大小的尺子,也是很多范围题的临界位置。
★ 倒数之和 是把两条焦半径绑在一起的等式。若题目只给「弦的位置」而要求两条焦半径的某种组合,优先看能不能凑成这个倒数之和。
★ 以焦点弦为直径的圆与准线相切;等价的说法是准线上任意一点到弦两端张成的角,被「该点与弦中点的连线」平分。见到「圆与准线相切」「弦为直径的圆」,直接写弦中点到准线的距离等于半弦长。
★ 以焦点弦为底的三角形面积:。反过来给面积求 或求倾斜角,也走这条式子。
★ 中点弦:设弦的中点 ,则 。⚠ 式子里只有 ,没有 ——这与椭圆的 完全不是一回事,别把椭圆的结论搬过来。 时公式失效,中点弦垂直于对称轴,单独讨论。用完必须回代检验 。
★ 见到焦半径或焦点弦,先写焦半径公式与 ;见到「以弦为直径的圆」,先找中点与准线的距离。这两步能把绝大多数焦点弦题的计算量砍掉一半。
例题
例 2-1
(金华十校2026届高三下学期4月模拟考试 · 第7题)
【单选】抛物线 的焦点为 ,斜率为 的直线 与抛物线 相交于 , 两点,且 ,,则 ( )
A. B. C. D.
【解析】
第 1 步 两条焦半径各翻译成一个纵坐标
◈ 开口向上时「到焦点的距离」等于「到准线的距离」,于是 。两个已知的焦半径就把 、 都用 表示出来,而它们的差与 无关。
第 2 步 斜率只管纵向差与横向差之比
◈ 已知 与斜率 ,立刻得到 ,弦长就是勾股定理 。这条路上根本不需要求出、 的坐标,也不必用到 。
答 A
例 2-2
(黄骅中学等十校2026届高三下学期一模 · 第8题)
【单选】已知抛物线 的焦点为 ,过点 作斜率为 的直线交抛物线于第一象限内的 , 两点,若 ,则 ( )
A. B. C. D.
【解析】
第 1 步 落在准线上是题目留的暗门
◈ 正是准线与 轴的交点。把 设成 后代入抛物线,二次项系数与常数项都是 ,于是 ,不需要解出具体的根就能用韦达定理。
第 2 步 焦半径用横坐标表达
◈ 开口向右时 。条件 于是变成 ,与 联立即得两个横坐标,最后一步才用 反解 。
答 B
例 2-3
(苏北七市2026届高三第二次调研测试 · 第10题)
【多选】在平面直角坐标系 中,已知抛物线 的焦点为 ,准线为 . 过 的直线与 交于 , 两点,过 作 的垂线,垂足为 , 与 轴交于 点,则( )
A. B. C. 可能为锐角 D. ,, 三点共线
【解析】
第 1 步 定义式一眼定下第一项
◈ A 项问的是 与 的关系。 到准线的距离就是 ,抛物线的定义直接给出两者相等,不需要任何计算。
第 2 步 焦点弦的两条韦达结论是后半段的公共工具
◈ 过焦点设 ,代入后得 ,由此派生 。数量积判钝角用它,、、 共线也用它,两项各写一行即可。
答 ABD
例 2-4
(金丽衢十二校2026届高三第一次联考 · 第16题)
【解答】已知抛物线 的焦点为 , 上有一点 到焦点 的距离为 ,过焦点 作直线与抛物线交于 , 两点,, 为坐标原点.(1)求 的坐标;(2)求 的面积.
【解析】
第 1 步 先由 定
◈ 的横坐标恰好是 ,所以焦半径是 ,与 一联立就直接得到 。这一步定了 ,第(2)问才有的算。
第 2 步 设 而不是
◈ 垂直于 轴的焦点弦用斜截式会漏掉,用 则把竖直那条也包含在内。代入后得到下标全在 上的二次方程,弦长用 ,面积用 ,两个量都只需韦达定理。
答 (1);(2)
练习
2-1. 【单选】抛物线 , 是其焦点,点 、 在曲线 上,且 , 为线段 的中点,过 作 的准线的垂线,垂足为 ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
2-2. 【多选】已知抛物线 的焦点为 ,过点 作斜率为 的直线 与抛物线交于 , 两点( 在第一象限),与准线相交于 ,过点 作抛物线的切线与准线相交于 ,当 , 时,下列说法中正确的是( )
A. B. C. D.
2-3. 【多选】已知抛物线 的焦点为 ,准线为 , 为坐标原点,过点 的直线与抛物线 交于 , 两点,分别过点 , 作 的垂线,垂足分别为 ,,若 为等边三角形,则( )
A. 直线 的斜率为 B. C. 的周长为 D. ,, 三点共线
2-4. 【多选】已知抛物线 的焦点为 ,若 上存在 个互不重合的点 ,,…, 满足 ,下列结论中正确的有( )
A. 若 ,则 的最小值为
B. 若 ,则
C. 若 ,则
D. 若 ,则 的最小值为
2-5. 【多选】已知抛物线 的焦点为 ,过点 的直线 与 交于 , 两点,其中 ,,则( )
A. 直线 的斜率为
B. 点 到 轴的距离为
C. 的面积为
D. 直线 的倾斜角为 或
2-6. 【多选】已知抛物线 的焦点为 ,过 的直线 交 于 , 两点,直线 交 于另一点 ,则( )
A.
B. 的内心在定直线上
C. 若 ,则
D. 若 ,则 的面积为
2-7. 【多选】设抛物线 的焦点为 ,准线为 ,过点 的直线 与 交于 , 两点(点 在第一象限),过 作 的切线交 轴于点 ,交 于点 ,过 作直线 ,垂足为 ,则( )
A.
B. 若 的倾斜角为 ,则
C. 四边形 为菱形
D. 四边形 的面积的最小值为
2-8. 【填空】已知抛物线的焦点为,过且斜率为的直线交于两点,若,则的准线方程为______.
2-9. 【单选】已知抛物线的焦点为,过点的直线交于,两点,若的一个方向为,,则( )
A. B. C. D.
方法三 直线与抛物线
直线与抛物线相交的计算量不算大,麻烦处在于「只有一个公共点」与「相切」在抛物线里并不等价。这一节要练的是把设直线、联立、写韦达、用对称式这套流程固定下来,并且不漏掉那条平行于对称轴的支路。
★ 位置关系分三种:两个公共点、一个公共点、没有公共点。「一个公共点」有两条来源——直线与抛物线相切,或直线平行于对称轴(如 中的水平线)。遇到「只有一个公共点」的题,两条支路都要走一遍,漏掉后者就会少解。
★ 设直线优先用 。它天然包含竖直直线 ,代入后得到的二次方程二次项系数恒为 ,不会退化。代入 得 ,于是 、;再换算到横坐标,得到 、。「」这一条在垂直与定值题里最好用。
★ 弦长两种写法按设直线的方式选: 配 ; 配 。抛物线题里前者更省,因为它绕开了开方后的 。
★ 过 轴上定点 的弦,。把 换成 就是焦点弦的面积公式,两者是同一个割补。
★ 切线只用记一条: 上点 处的切线是 。令 得切线与对称轴交于 ——横坐标与 互为相反数。「切线与坐标轴围成三角形」这类题都从这里起步。
★ 已知斜率的切线:斜率 时为 。从准线上一点 引两条切线,两斜率满足 ,两根之积为 ,所以两条切线互相垂直,并且两个切点的连线恰好过焦点。这是一条完整的三连结论,见到准线上取点引切线就直接用。
★ 光学性质:平行于对称轴的光线经抛物面反射后过焦点,从焦点射出的光线经反射后平行于对称轴。落到题面上,它把「光线方向」翻译成「切线方向」,太阳灶、探照灯、天线的题都靠这一条。
★ 垂直与定点的联动:、 在 上, 等价于 、,也等价于直线 恒过定点 。三个说法互相等价,题面给哪一个都可以往另外两个上转。
★ 动笔前先决定用 还是 :过 轴上的定点一律用前者;题目给了明确斜率或倾斜角,才用后者。
例题
例 3-1
(梅州市2026届高三下学期3月总复习质检 · 第15题)
【解答】如图, 是抛物线 的焦点, 是抛物线 在第一象限上的一点,,.(1)求抛物线 的方程;(2)求抛物线 在点 处的切线方程.
【解析】
第 1 步 用数量积翻译成横坐标
◈ 沿 轴负方向, 的横坐标是 ,把 写成数量积之比,就得到 。再由焦半径 定出 。
第 2 步 「第一象限」是筛 的最后一关
◈ 若误取 ,会得到 ,与 在第一象限直接矛盾。解出待定字母后一定回代算出 、,看它们是否满足题设的象限。
答 (1);(2)
例 3-2
(莆田市2026届高三高中毕业班第二次质量调研测试 · 第17题)
【解答】已知抛物线 的焦点为 ,准线为 ,直线 与 , 的交点分别为 ,,且 .(1)求 ;(2)若过点 的直线 交 于 , 两点,且 ,求 的值.
【解析】
第 1 步 先让 、 的坐标只含
◈ 是水平直线,它与准线的交点横坐标是 ,与 的交点横坐标由 给出 。两点纵坐标相同,所以 、 的差别只体现在横坐标上,联立后只剩 一个未知数。
第 2 步 弦长拆成
◈ 设 后,,于是 ,两根之积 直接给出 。再由 与 解出两段长度的比。
答 (1);(2)
例 3-3
(佛山市2025-2026学年普通高中教学质量检测(二) · 第10题)
【多选】在平面直角坐标系 中,斜率为 的直线 交抛物线 于 , 两点,交 轴于点 ,则( )
A.
B.
C. , 的等差中项是
D. 是 , 的等比中项
【解析】
第 1 步 先把两个交点定下来
◈ 的斜率为 且过 ,写成 代入后得到关于 的二次方程,两根之和 、两根之积 是后面四项的公共来源。
第 2 步 A 项看的是弦长的下界
◈ , 直接给出它严格大于 。若允许 ,等号才会在通径处出现。
答 ACD
例 3-4
(河南省焦作市普通高中2024-2025学年高三下学期第三次模拟考试数学试题 · 第14题)
【填空】若过点的直线与抛物线交于B,C两点,以B,C为切点分别作的两条切线,则两条切线的交点的轨迹方程为______.
【解析】
第 1 步 切线与弦都用 、 写出来
◈ 上参数为 的点是 ,切线 、弦 ,这两条式子把切线的交点与弦的位置都化成 、 的对称式。
第 2 步 交点是 ,条件是 在弦上
◈ 两条切线的交点化简后恰好是 ,而 在弦上给出 。把两个对称式分别看成 与 ,轨迹方程就出来了。
答
练习
3-1. 【多选】 为坐标原点,抛物线 的准线与 轴的交点为 ,直线 与 轴交于点 ,与抛物线 交于 , 两点,满足 ,作 于 ,则( )
A. 的横坐标是
B.
C. 直线 斜率的最大值为
D. 当直线 与 相切时,
3-2. 【多选】设抛物线 的焦点为 ,过点 的直线交抛物线 于 , 两点,点 为线段 的中点,若与 平行的直线与抛物线 相切于点 ,则( )
A. 是直角三角形
B. 点 的轨迹方程为 ()
C. 与 轴平行
D.
3-3. 【解答】如图,已知直线l与抛物线交于A,B两点,且,于点. (1)求直线l的方程; (2)求p.
3-4. 【单选】在平面直角坐标系xOy中,过点的直线与抛物线交于A,B两点,若直线OA,OP,OB的斜率依此成等比数列,则的斜率为( )
A. B. C. 2 D. 3
3-5. 【单选】已知抛物线的方程为,直线与交于,两点,,两点分别位于轴的上下两侧,且,其中为坐标原点.过抛物线的焦点向作垂线交于点,动点的轨迹为,则的方程和直线斜率的最大值分别为( )
A. (除去点),
B. (除去点),
C. ,
D. ,
3-6. 【单选】已知抛物线与直线交于,两点,且线段中点的横坐标为,则( )
A. B. C. D.
3-7. 【多选】设动直线与抛物线相交于,两点,分别过,作的切线,设两切线相交于点,则( )
A. 直线经过一定点
B. 抛物线的焦点为
C. 点到坐标原点的距离不小于
D. 的面积的最小值为
3-8. 【填空】已知是抛物线在第一象限上的点,是抛物线的焦点,(为坐标原点)则抛物线在处切线的斜率是__________.
3-9. 【多选】若直线与抛物线只有1个公共点,则抛物线的焦点坐标可以是( )
A. B. C. D.
方法四 抛物线的性质综合
这一节收的是条件多、提示少、要自己认路的题。题面上通常不会出现「焦点弦」「切线」这样的词,得从条件里判断该调前三节的哪一套工具。
★ 与圆结合的题只有一条思路:把位置关系翻译成「圆心到直线的距离」或「圆心到圆上点的距离」与半径的关系。圆心在坐标轴上的圆尤其省事,写出来的方程往往直接就是含 的等式。
★ 求 型最小值( 在抛物线上、 在圆上)分两步:先把 换成 ,把问题化成抛物线上的点到定点 的距离;再按定义转化把焦半径换成到准线的距离,回到折线最短。
★ 两垂直点的定值: 时 、。如果题面给的是弦过 轴上定点 ,那就用 、。两组结论各管一类题,别混。
★ 最值按条件选路子:条件几何味浓(到焦点、到准线、对称点)的走定义转化与对称;条件给动直线、动点的设参代入,把目标化成一元函数再配方或用基本不等式;条件说「存在」「恒成立」的用判别式 定范围,这类题的答案是区间而不是数值。
★ 面积最值有两条现成套路:底固定时让高最大,过动点作平行于底的切线,切点到该直线的距离就是最大高;过 轴上定点的弦用 ,再化成关于参数的一元式。
★ 对称点:求 关于直线 的对称点 ,用「 的中点在 上」与「」两个条件把 的坐标用 的参数表示出来, 就成了单变量函数。两个条件写全再消参,比猜 的位置可靠。
★ 抛物线的含参结论普遍比椭圆、双曲线短,因为只有一个参数 。但这也意味着条件不能凭对称性省略:「顶点处取到」「关于 轴对称」这类话都要落实成方程,否则容易出现「少一个方程、多一族解」。
★ 综合题先把每个条件单独翻译成 、坐标或斜率的关系写在旁边,再挑出能凑成同一未知量的几条联立——一次翻译、一次联立,比边读边算稳得多。
例题
例 4-1
(赣州市2025-2026学年高三下学期摸底考试 · 第16题)
【解答】已知抛物线 ,过点 作直线 与抛物线 相交于 , 两点, 为坐标原点.(1)证明:;(2)若存在异于点 的定点 ,使得 恒成立,请求出点 的坐标,并求出 面积的最小值.
【解析】
第 1 步 先化成
◈ 在 上,所以 ,于是 。 同理。这样距离比就只与 、 有关,与斜率 的纠缠被剥掉一层。
第 2 步 两个对称式分别消去常数项与 的系数
◈ 整理后得到 。它对任意 都成立,说明 的系数与不含 的部分必须分别为零,于是 且 。再由 舍去 。
答 (2),面积的最小值为
例 4-2
(温州市普通高中2026届高三第二次适应性考试 · 第8题)
【单选】已知 为坐标原点,直线 与 轴交于 点,与抛物线 交于 , 两点,且 ,则( )
A.
B.
C.
D.
【解析】
答 D
例 4-3
(湖州、衢州、丽水三地市2026届高三下学期4月教学质量检测 · 第7题)
【单选】已知 为坐标原点,点 ,动点 、 在抛物线 上,满足 . 若点 关于直线 的对称点为 ,则 的最大值是( )
A. B. C. D.
【解析】
答 B
练习
4-1. 【单选】已知点 ,,点 是抛物线 上的动点(异于 , 两点),记直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,则下列结论正确的是( )
A. 为定值
B. 为定值
C. 为定值
D. 为定值
4-2. 【单选】抛物线 的焦点为 ,动点 在抛物线 的准线上, 为坐标原点,当 最大时, 的面积为( )
A. B. C. D.
4-3. 【填空】已知抛物线 ,点 ,,点 在 上运动,则 面积的最小值为 ________.
4-4. 【填空】已知抛物线 上距离点 最近的点恰好是其顶点,则 的取值范围是 ________.
4-5. 【单选】已知抛物线,点M是抛物线上的动点,则M到直线和的距离之和的最小值为( )
A. B. C. D.
4-6. 【单选】过抛物线焦点的直线与抛物线交于两点,过点作的切线,交轴于点,过点作直线的平行线交轴于点,则的最小值是( )
A. B. C. D.
4-7. 【单选】已知是抛物线的焦点,是的准线,点是上一点且位于第一象限,直线的斜率为正数,且与圆相切,过点作的垂线,垂足为,则的面积为( )
A. B. 4 C. D.
4-8. 【填空】已知焦点为的抛物线与圆相切于两点,则的面积为___________.
4-9. 【单选】已知点,点在抛物线上运动,点在圆上运动,则的最小值为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
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抛物线的方法体系
从定义到焦点弦的完整梳理
一、知识点梳理
知识点一 抛物线的定义与标准方程
★ 定义:平面内到定点 的距离等于到定直线 的距离的点的轨迹叫做抛物线。定点 叫焦点,定直线 叫准线。这句定义里藏着一个必须写出来的前提——定点 不能在定直线 上。若 ,轨迹退化成过 且垂直于 的一条直线。
与椭圆、双曲线相比,抛物线少了一个焦点、少了一条准线,离心率被定义锁死为 。正因为如此,它的标准方程里只剩一个待定参数 ,比椭圆、双曲线少一个自由度——这是抛物线所有题目计算量偏小的根源。
★ 标准方程有四种,取决于开口方向:
开口向右 ,焦点 ,准线 ;
开口向左 ,焦点 ,准线 ;
开口向上 ,焦点 ,准线 ;
开口向下 ,焦点 ,准线 。(以上 。)
★ 记这四条不要背表,只认两件事:一次项是 还是 决定焦点落在哪条坐标轴上;一次项的符号决定开口朝哪个方向。另一个平方项的正负号永远为正——写成 就是已经把「 项系数为正」这一步化解掉了,题目里给出 这类式子时,先化成标准形再读参数。
★ 的几何意义是焦参数:焦点到准线的距离等于 。注意不是 ——焦点与准线之间的距离是 ,焦点到顶点的距离才是 。 越大,开口越张。
★ 第二定义与统一定义:到定点的距离与到定直线的距离之比为常数 的点的轨迹是圆锥曲线—— 时是椭圆、 时是抛物线、 时是双曲线。抛物线正是 的那一档,所以它的定义里「到焦点的距离等于到准线的距离」这句话,与椭圆、双曲线说的是同一套语言,不是另起一条规则。
★ 三种曲线的准线放在一起看:椭圆与双曲线的准线各有两条,都写成 ;抛物线只有一条,与焦点分居顶点的两侧。离心率被定义锁死为 ,正是抛物线只剩一个待定参数 、计算量比另外两种曲线小的根源。
★ 焦半径公式:设 在抛物线上, 时 ; 时 ; 时 ; 时 。四条的来历是同一个:抛物线上的点到焦点的距离等于它到准线的距离,而到准线的距离就是「带符号坐标加上 」的绝对值。于是「点到焦点的距离」被压成了横坐标(或纵坐标)的一次函数,凡是焦半径出现的等式立刻降次。
★ 定义转化的两个方向,本册第一节的全部技巧都在这里:
把「到焦点的距离」换成「到准线的距离」——用于求最值、证等式,把难算的斜距离换成好算的横平竖直距离;
把「到准线的距离」换成「到焦点的距离」——遇到准线上的动点或到定直线的距离时反过来用。
求 的最小值( 是平面内定点)是这条技巧最典型的应用:把 换成 到准线的距离,两段距离就接成了一条折线,折线的最短长度由「两点之间线段最短」给出。换另一段则用于 本身就是到准线的距离(或 在准线上)的情形。
★ 抛物线只有一个待定参数,所以实际应用题的建模流程固定为三步:① 建系——把顶点放在原点、对称轴放在坐标轴上;② 设标准方程——按开口方向写四种形式中的一种,只留一个未知数 ;③ 代点求 ——题目给的宽度、高度、口径这类数据就是曲线上一个点的坐标。
拱桥、隧道、太阳灶、卫星天线都是这套流程。建系时要留意「高」与「宽」分别对应纵坐标与横坐标的哪一半:拱顶到水面的高度是纵坐标,水面宽度是一对对称横坐标之差,所以代点时代入的是宽度的一半。
⚠ 判断开口方向与焦点位置时最容易错的一处,是把 的焦点记成 。标准方程里那个系数 是「 焦距」的写法,焦点横坐标是 ,不是 。题目给 时 、、焦点 ,中间的 与 要分得清。
★ 拿到抛物线的题,第一件事是把方程化标准形、读出 与开口方向,并把焦点、准线写在旁边。有了这两条,定义转化随时可以启动。
知识点二 焦点弦与焦半径
★ 焦点弦的定义:过焦点的直线与抛物线交于 、 两点,线段 叫做焦点弦;、 到焦点的距离 、 叫焦半径。抛物线的焦点弦是三类圆锥曲线里性质最整齐的一条——因为离心率恒为 ,公式里不会出现 。
★ 设抛物线的焦点弦所在直线为 (以 为例),代入得 。这一步是本节的根,下面四条结论全部由它推出:
;
;
;(由 与 直接得到)
。
★ 焦点弦长:。若弦与对称轴所成的角为 ,则 。用 写比用 写更常见,题里出现倾斜角或夹角时要立刻换成这一式。
★ 通径:过焦点且垂直于对称轴的弦长 ,是所有焦点弦里最短的一条。 时(即通径) 取到最小值,这与 的表达式一致。通径也是判断开口大小的直观尺子: 越大开口越张。
★ 倒数之和的定值:。推导只用两行:由焦半径公式 、,通分后分子为 ,分母为 ,两者相除即得 。这个等式把两条焦半径绑在一起,遇到「只给弦的位置、要求两条焦半径的某种组合」的题特别好用。
★ 以焦点弦为直径的圆与准线相切。设 为 的中点,则 到准线的距离,恰等于半径。反过来,准线上任意一点到 、 的张角与它到焦点弦中点的连线垂直——这两句话互为表里,见到「以弦为直径的圆与准线相切」就直接写中点与准线的距离。
★ 焦点弦为底的三角形面积:。第一步用的是「以 为公共底、两条高分别为 与 」的割补,第二步用 。反过来给面积求 或求倾斜角,也走这条式子。
★ 中点弦与点差法:设弦 的中点为 ,两端坐标代入 后相减,得 ,于是
。
⚠ 这个式子里只有中点的纵坐标 ,没有横坐标——与椭圆的 、双曲线的 都不同。原因很直接:标准方程里只有一个二次项,相减之后 的系数是常数 ,于是 与斜率一对一。把椭圆的结论套过来是本节最常见的失误。
⚠ 时 无意义,此时中点弦垂直于对称轴,要单独讨论。另外点差法只用到了「两端都在抛物线上」,并没有保证这条弦真的存在,求出斜率后必须回代检验 。
★ 见到「过焦点的弦」,先写出 与 两条;见到「弦的中点」,先写 。这两步能把绝大多数焦点弦题的计算量砍掉一半。
知识点三 直线与抛物线
★ 直线与抛物线的位置关系只有三种:相交(两个公共点)、相切(一个公共点)、相离(没有公共点)。⚠ 抛物线上「一个公共点」不等价于「相切」——与对称轴平行的直线(如 中的水平线 )也只交于一点,但它不是切线。这一点与双曲线里「与渐近线平行的直线只交于一点」是同一类坑。所以遇到「只有一个公共点」的题,必须把「相切」与「平行于对称轴」两条支路都走一遍。
★ 设直线与联立,四步流程固定下来:① 设直线;② 代入抛物线;③ 写韦达;④ 把要求的量用 、(或 、)表示。第 ④ 步能写成对称式,计算量就可控。
★ 设直线优先用 ,它天然包含竖直直线 ,不会漏解。以 为例,代入后得到关于 的二次方程 ,所以 、;再用 把横坐标的量换算过去,、。「」这一条在判断垂直、写定值题时极其好用,值得单独记住。
★ 弦长公式两种写法,按设直线的方式选:设 时用 ;设 时用 。抛物线题里前一种更省——因为它绕开了开方后的 。
★ 过 轴上定点 的弦 与原点围成的面积:。这与焦点弦的面积公式是同一个割补,把 换成 就回到上一节那条。
★ 切线方程:抛物线 上一点 处的切线为 。记法是「用 换 ,用 换 」,与椭圆、双曲线的切线公式同一条规律。
由此读出一个常用的几何事实:令 ,得 ,即点 处的切线与对称轴交于 ,它与 的横坐标互为相反数,也与准线的位置无关。涉及「切线与坐标轴围成的三角形」「切线过定点」的题都从这里出发。
★ 已知斜率的切线:斜率为 ()且与 相切的直线为 。把 代入抛物线、令判别式为零,一步就能解出 。
★ 从准线上一点引两条切线:设该点为 ,切线 过 得 ,两根之积 。于是两条切线互相垂直,且两个切点的连线恰好过焦点。「准线上任一点 → 两条切线垂直 → 切点弦过焦点」是一条完整的三连结论,见到准线上取点的切线题直接照搬。
★ 光学性质:平行于对称轴的光线经抛物面反射后必过焦点;反过来从焦点射出的光线经反射后平行于对称轴。太阳灶、探照灯、卫星接收天线都靠这一条。落到题面上,它给的是「入射光线平行于对称轴」「反射光线过焦点」这类条件与切线方向的对应关系。
★ 垂直与定点的联动:、 在 上,若 ,则 、。推导只有一行:由 得 ,而 ,两式联立解出 。进一步可知直线 恒过定点 ,这就是下一节定点问题的原型。
⚠ 用点差法求出中点弦斜率后,必须回代检验 ;用判别式定范围时,也要留意二次项系数是否为零——设 时二次项系数恒为 ,不会退化,这也是优先用它的一个理由。
★ 直线与抛物线的题,动笔前先决定用 还是 :过 轴上的定点一律用前者,题目给了明确斜率或倾斜角才用后者。
知识点四 抛物线的性质综合
这一节把前三节的方法混在一起用,题面上通常不出现「焦点弦」「切线」这类提示词,需要自己从条件里认出该调哪一套工具。
★ 与圆结合:抛物线与圆的位置关系,一律翻译成「圆心到直线的距离与半径」,或「圆心到圆上点的距离与半径」。圆心在 轴上的圆与抛物线相交、相切,给出的方程往往直接化简成含 的等式,不必设交点坐标。若题目给的是「圆过抛物线上的两点」,那就在这两点上用抛物线的定义,把半径与 接起来。
★ 与圆结合的另一类:求 型的最小值,其中 在抛物线上、 在圆上。做法是先用「圆上点到定点的距离」把 换成( 为圆心, 为半径),再按定义转化把焦半径换成到准线的距离,最后回到折线最短。
★ 定值问题里的两组常用结论( 上两点 、):
等价于 、,直线的斜率之积为定值;
弦 过定点 时,、 这类组合式里出现的 可先用 展开,再用 与韦达把 的一次与二次项分别收拢。
★ 最值问题的三条路子,按题面条件选:
条件的几何味浓(点到焦点、点到准线、点对称)——走定义转化与对称,把目标接成折线或线段,用「两点之间线段最短」取等;
条件给的是动直线、动点——设参、代入、把目标化成关于参数的一元函数,再配方或用基本不等式;
条件给的是「存在」「恒成立」——用判别式 定参数的取值范围,这类题的目标不是某个数而是一个区间。
★ 面积最值的两条常用套路:
底固定时让高最大——过动点作平行于底的直线与曲线相切,切点到该直线的距离就是最大高;
过 轴上定点的弦用 ,把 换成 或化成关于参数的一元式。
★ 对称点的处理:求 关于直线 的对称点 ,先写出 的方程,再用「 的中点在 上」与「」两个条件把 的坐标用 的参数表示出来,这样 就变成了单变量函数。把两个条件写全再消参,比先猜 的位置可靠得多。
⚠ 抛物线的最值题取等条件必须回代检查:目标最大值或最小值的取等点是否真的在抛物线上、是否落在题目限定的范围里。涉及「动点在曲线的一段上」时,端点处的值往往才是答案。
⚠ 抛物线只有一个参数 ,所以含参问题的结论常常比椭圆、双曲线简洁,但也因此容易「少一个方程」——凡是需要用两个条件才能定下 的题,第二个条件一定要老老实实写出来,不要凭对称性默认。
★ 综合题的条件多,先把每个条件单独翻译成 、坐标或斜率的关系写在一旁,再挑出能凑成同一个未知量的几条联立——一次翻译、一次联立,比边读边算稳得多。
二、方法突破
方法一 定义与标准方程
抛物线的定义是三类圆锥曲线里最短的一句:到焦点的距离等于到准线的距离。它比椭圆、双曲线少了一个焦点,也随之少了一个参数——标准方程里只剩 ,离心率被锁死为 。少一个自由度意味着两件事:计算量整体偏小,但每个条件都必须吃干净,因为定下抛物线只需要一个独立条件。
★ 拿到方程的第一件事是化标准形,读出 与开口方向,然后把焦点、准线写在旁边。一次项是 还是 决定焦点在 轴还是 轴,一次项的符号决定开口朝正向还是负向。
★ 那个 与 的分家要背准:方程写成 时,焦点是 、准线是 ,而焦点到准线的距离等于 。题里给 ,先看出 、,再写焦点 ——跳过中间一步直接写 是这一节最常见的失分点。
★ 焦半径公式把「点到焦点的距离」压成了横坐标(或纵坐标)的一次函数: 上 。凡题面出现焦半径的等式,先用这一式降次,再看剩下的是不是一次方程。
★ 定义转化有两个方向,这一节的技巧全在这里。求 的最小值时,把 换成 到准线的距离, 与那条水平距离就接成了一条折线,最短长度由「两点之间线段最短」给出;反过来,若 本身在准线上或题目给的是到定直线的距离,就把那段距离换成到焦点的距离。
★ 换算时注意符号: 与抛物线开口同侧还是异侧,决定了折线该往哪个方向接。把图画出来,看一眼 落在准线的哪一边,比套公式保险。
★ 实际应用题(拱桥、隧道、太阳灶、天线)只有三步:把顶点放在原点、对称轴放在坐标轴上建系;按开口方向设出一种标准方程,只留 一个未知数;把题目给的宽度、高度、口径代入求 。代点时代入的是宽度的一半——这一点最容易忘。
★ 与别的曲线联立时,抛物线的 往往可以一步定出。例如抛物线过某定点、与某个圆相切、与某条直线相切这类条件,写成方程后通常只含 的一次或二次项,直接解。
★ 先用定义把「距离」条件翻译成坐标条件,能省掉一半的根式计算;实在翻不动(比如涉及两条动半径之比),再退回设点坐标硬算。
例题
例 1-1
(鹤壁市2026届高三上学期一模 · 第13题)
【填空】已知抛物线 上一点 到 的焦点及对称轴的距离分别为 和 ,则 ________.
【解析】
设 。 的对称轴是 轴,所以 到对称轴的距离为 ,由题设
即 。 在抛物线上,,于是
焦点坐标为 , 开口向右, 到焦点的距离就是焦半径
题设 ,所以
两边同乘 ,得 ,即
解得 。
题设 。,舍去;,符合要求。
所以 。
第 1 步 「到对称轴的距离」与「到焦点的距离」是两类条件
◈ 抛物线 的对称轴是 轴,「到对称轴的距离」给出 ,「到焦点的距离」给出焦半径。前者配 消去 ,后者是 ,两条信息合起来待定字母只剩 一个。
第 2 步 用来筛根
◈ 解出 之后必须回到题设 。两个根都是正数,只凭 分不出取舍,题目专门给 就是为了只留一个答案。
答
例 1-2
(泉州市2026届高三质量检测(二) · 第13题)
【填空】已知点 ,,若 为抛物线 上的动点,则 的最小值为 ________.
【解析】
把抛物线方程写成顶点式:,即
与 对照,得 、,所以 ,顶点为 。
焦点坐标为 ,正是题中给出的 ,即 就是这条抛物线的焦点。
准线是 ,也就是 轴。抛物线开口向上, 在抛物线上时到准线的距离等于 ,由抛物线的定义
所以
点 的纵坐标是 。当 时,
于是
当 时,同样有 ,所以
两种情况合起来说明 。取等要求 且 ,把 代入抛物线得 ,点 确实在抛物线上。
所以 的最小值为 。
第 1 步 先确认 就是焦点
◈ 的 与顶点纵坐标都要先算出来,才能看出 正好落在焦点位置。一旦确认, 就可以按定义换成 ,两条线段都变成竖直方向上的量,不必再去求导数。
第 2 步 竖直投影给出下界
◈ 的依据是两点间距离不小于它们在 轴上的投影差,等号当且仅当 。解出取等点 后要代回抛物线核验一次,确认它真的在曲线上,否则最小值取不到。
答
例 1-3
(湖南省长沙市雅礼中学2025届高三一模数学试题 · 第4题)
【单选】某隧道的垂直剖面图近似为一抛物线,如图所示.已知隧道高为,宽为,隧道内设置两条车道,且隧道内行车不准跨过中间的实线.若载有集装箱的货车要经过此隧道,货车宽度为,集装箱宽度与货车宽度相同,则货车高度(即集装箱最高点距地面的距离)的最大值为( )
A. B. C. D.
【解析】
隧道剖面是抛物线,以地面所在直线为 轴、隧道的中垂线为 轴建立坐标系,则抛物线的顶点为 ,开口向下,且经过 。
设抛物线的方程为
把 代入:,得 ,所以
货车不准跨过中间的实线,宽度又为 ,所以货车的横截面最多从中心线占到 的位置。
集装箱最高点的高度不能超过抛物线在 处的高度,而
所以货车高度的最大值为 ,选 C。
第 1 步 「高 、宽 」就是顶点与两个端点
◈ 剖面抛物线在中间最高、两端落地,于是顶点 与端点 一共给出三个条件,足够定出 中的 。把坐标系建在对称位置上,抛物线就没有一次项,计算量最小。
第 2 步 「不准跨过中间实线」就是
◈ 货车宽 只能占一侧车道,内边缘贴着中心线时外边缘正好在 。抛物线在 上单调递减,所以最高的可行位置就是 处。
答 C
例 1-4
(唐山市2026年普通高等学校招生统一考试第二次模拟演练 · 第13题)
【填空】已知直线 与圆 相切,若直线 过抛物线 的焦点 ,与 的准线相交于点 ,则 ________.
【解析】
直线 与圆 相切,圆的圆心为 、半径为 ,由点到直线的距离公式
两边平方:
展开得 ,整理得
解得 或 。
时 ,它与 轴平行,不可能经过 轴上的焦点 ,舍去。于是
令 得 ,所以焦点 ,从而 ,,抛物线为 ,准线为 。
把 代入 :
所以 ,而 ,
第 1 步 相切给出 的两个候选
◈ 圆心 、半径 是完整信息,距离等于半径得到关于 的二次方程。解得 与 两个根,都要先留下再筛。
第 2 步 用「直线过焦点」筛掉
◈ 时 是水平直线 ,而焦点在 轴上, 轴上的点不可能落在 上。这一步筛根必须写出来,否则会白白多出一组解。
答
练习
1-1. 【单选】已知抛物线 的焦点为 ,准线为 , 为 上一点, 为 上一点. 若 是正三角形,则 的边长为( )
A. B. C. D.
解析 答:D
中 ,即 ,焦点 ,准线为 。
设 在 上,令 ,则 ,即 。 开口向右,
是正三角形,所以 。
设 ( 在准线上)。由 得
由 得
所以 ,即 。代入前式:
整理得 ,即 ,故 。
所以正三角形的边长为
选 D。
1-2. 【填空】抛物线 的焦点为 , 为 的准线与 轴的交点, 为 上一点,若 ,则 ________.
解析 答:
的焦点为 ,准线为 ,准线与 轴的交点 ,所以
设 在 上,则 。由 :
把 代入:
整理得
解得
在抛物线上要求 ,而 不合要求,所以
是 与 的夹角,其中 ,于是
而
所以 。
1-3. 【单选】已知抛物线 ()与双曲线 的渐近线的交点分别为 ,,,其中 为坐标原点,若 的面积为 , 为 与 在第一象限内的一个公共点,则 ( )
A. B. C. D.
解析 答:B
双曲线 的两条渐近线为 与 。
把 代入 :,得 或 ,交点除原点外为 。
把 代入 :同样得 或 ,交点除原点外为 。
所以 、,, 边上的高为 ,
由 得 ,又 ,所以 ,于是 ,。
设 是两曲线在第一象限的公共点。把 代入 :
解得 。第一象限要求 且 ,取
此时 ,而
所以
选 B。
1-4. 【单选】已知抛物线 的焦点为 ,圆 与 交于 , 两点,若直线 与直线 的斜率之积为 ,则 ( )
A. B. C. D.
解析 答:C
圆 的圆心为 ,半径为 。
抛物线 与圆 都关于 轴对称,所以它们的两个交点 、 也关于 轴对称,设
于是直线 与 的斜率之积为
即
在 上,; 在圆 上,
把 代入得 ,即 。
在抛物线上,,所以 ,。
于是 ,再由 得 ,即 ,所以 ,焦点为
开口向右,
选 C。
1-5. 【填空】已知点在抛物线上,则到的焦点的距离为__________.
解析 答:2
点 在 上,代入得
所以 ,焦点为 ,恰好与 的横坐标相同。
开口向右, 到焦点的距离等于焦半径:
1-6. 【填空】已知抛物线C:的焦点为F,点P在C上且位于第一象限,过点P作直线垂直于C的准线,垂足为A,若直线AF的倾斜角为,则__________.
解析 答:4
中 ,即 ,焦点 ,准线为 。
设 在 上且位于第一象限,则 。过 作准线的垂线,垂足为 。
直线 的斜率为
它的倾斜角为 ,所以 ,于是
在 上,,所以
开口向右,
1-7. 【填空】已知点为抛物线上一点,为的焦点,则________.
解析 答:
点 在 上,代入得
所以 ,焦点为 。
开口向右,
1-8. 【单选】设抛物线的焦点为F,斜率不为0的直线l过点,过F作l的垂线,垂足为P,Q是C上的一个动点,则的最小值为( )
A. B. 6 C. D. 7
解析 答:C
即 ,所以 ,开口向上,焦点 ,准线为 。
直线 过 , 是 到 的垂足,所以 ,即 ,于是 在以 为直径的圆上。
该圆的圆心为 的中点
半径为
设 在 上。 开口向上,由定义
对圆上任一点 ,由三角形不等式
而
两式相加得
当 时,右端为
当 时,右端为
所以无论 取在抛物线的哪一点,。
取等要求 且 。此时 在 上给出 ,圆上离 最近的点为 。
点 与 连线的斜率为 ,符合 斜率不为 的条件,最小值可以取到。
所以最小值为 ,选 C。
方法二 焦点弦与焦半径
题目里出现焦点、过焦点的弦、两条焦半径的夹角,就一定有比联立更快的路子。抛物线的焦点弦是三类圆锥曲线里性质最整齐的——离心率恒为 ,所以公式里不会掺进 ,结论可以直接默写。
★ 全节的地基只有一个方程:设焦点弦所在直线为 (以 为例),代入得 ,于是 、。记住「两根之积是常数 」这句话,后面几条都能现推。
★ 由它派生出的两条:、。前者是与原点连线垂直关系的来源,后者直接给出弦长。
★ 焦点弦长 。换成角写更好用:若弦与对称轴的夹角为 ,则 。题面给倾斜角、给夹角,一律往这一式上靠。
★ 通径是过焦点垂直于对称轴的弦,长 ,是所有焦点弦中最短的一条。它是判断开口大小的尺子,也是很多范围题的临界位置。
★ 倒数之和 是把两条焦半径绑在一起的等式。若题目只给「弦的位置」而要求两条焦半径的某种组合,优先看能不能凑成这个倒数之和。
★ 以焦点弦为直径的圆与准线相切;等价的说法是准线上任意一点到弦两端张成的角,被「该点与弦中点的连线」平分。见到「圆与准线相切」「弦为直径的圆」,直接写弦中点到准线的距离等于半弦长。
★ 以焦点弦为底的三角形面积:。反过来给面积求 或求倾斜角,也走这条式子。
★ 中点弦:设弦的中点 ,则 。⚠ 式子里只有 ,没有 ——这与椭圆的 完全不是一回事,别把椭圆的结论搬过来。 时公式失效,中点弦垂直于对称轴,单独讨论。用完必须回代检验 。
★ 见到焦半径或焦点弦,先写焦半径公式与 ;见到「以弦为直径的圆」,先找中点与准线的距离。这两步能把绝大多数焦点弦题的计算量砍掉一半。
例题
例 2-1
(金华十校2026届高三下学期4月模拟考试 · 第7题)
【单选】抛物线 的焦点为 ,斜率为 的直线 与抛物线 相交于 , 两点,且 ,,则 ( )
A. B. C. D.
【解析】
开口向上,焦点为 ,准线为 ,抛物线上一点到焦点的距离等于它到准线的距离,所以
解得
两式相减得
直线 的斜率为 ,即 ,于是
所以
选 A。
第 1 步 两条焦半径各翻译成一个纵坐标
◈ 开口向上时「到焦点的距离」等于「到准线的距离」,于是 。两个已知的焦半径就把 、 都用 表示出来,而它们的差与 无关。
第 2 步 斜率只管纵向差与横向差之比
◈ 已知 与斜率 ,立刻得到 ,弦长就是勾股定理 。这条路上根本不需要求出、 的坐标,也不必用到 。
答 A
例 2-2
(黄骅中学等十校2026届高三下学期一模 · 第8题)
【单选】已知抛物线 的焦点为 ,过点 作斜率为 的直线交抛物线于第一象限内的 , 两点,若 ,则 ( )
A. B. C. D.
【解析】
中 ,焦点为 ,准线为 ,点 正好落在准线上。
设 (由 、 在第一象限知 ),代入 :
整理得
它的两根就是 、,由韦达定理
抛物线上一点到焦点的距离等于它到准线的距离,而 、 都在 的右侧,所以
由 得 ,即
与 联立:
即 ,解得 或 。 在第一象限,,所以 ,。
再由韦达定理
得 ,即 。,所以
选 B。
第 1 步 落在准线上是题目留的暗门
◈ 正是准线与 轴的交点。把 设成 后代入抛物线,二次项系数与常数项都是 ,于是 ,不需要解出具体的根就能用韦达定理。
第 2 步 焦半径用横坐标表达
◈ 开口向右时 。条件 于是变成 ,与 联立即得两个横坐标,最后一步才用 反解 。
答 B
例 2-3
(苏北七市2026届高三第二次调研测试 · 第10题)
【多选】在平面直角坐标系 中,已知抛物线 的焦点为 ,准线为 . 过 的直线与 交于 , 两点,过 作 的垂线,垂足为 , 与 轴交于 点,则( )
A. B. C. 可能为锐角 D. ,, 三点共线
【解析】
开口向上,,准线 。设 、,且 、、 三点共线。
到准线 的距离就是 ,由抛物线的定义
所以 A 正确。
由 与 得
是 与 轴的交点,线段 的两个端点纵坐标分别是 与 ,所以 轴过它的中点,
于是 ,而
在抛物线上,,代入得 ,所以 ,B 正确。
设过 的直线为 ,代入 :
由韦达定理
于是
所以 恒为钝角,不可能为锐角,C 错误。
直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,两者相等等价于
把 代入右端:
两个斜率确实相等,所以 、、 三点共线,D 正确。
选 ABD。
第 1 步 定义式一眼定下第一项
◈ A 项问的是 与 的关系。 到准线的距离就是 ,抛物线的定义直接给出两者相等,不需要任何计算。
第 2 步 焦点弦的两条韦达结论是后半段的公共工具
◈ 过焦点设 ,代入后得 ,由此派生 。数量积判钝角用它,、、 共线也用它,两项各写一行即可。
答 ABD
例 2-4
(金丽衢十二校2026届高三第一次联考 · 第16题)
【解答】已知抛物线 的焦点为 , 上有一点 到焦点 的距离为 ,过焦点 作直线与抛物线交于 , 两点,, 为坐标原点.(1)求 的坐标;(2)求 的面积.
【解析】
(1) 在 上,代入得
开口向右, 到焦点的距离用焦半径表示,
题设 ,所以 ,得 ,,焦点为
(2)设过 的直线为 ( 时代表垂直于 轴的那条,一并包含),代入 :
设 、,由韦达定理
又 ,所以
由焦半径
题设 ,所以 ,即 。
以 为底,,而 正是 、 到 轴的距离之和,所以
第 1 步 先由 定
◈ 的横坐标恰好是 ,所以焦半径是 ,与 一联立就直接得到 。这一步定了 ,第(2)问才有的算。
第 2 步 设 而不是
◈ 垂直于 轴的焦点弦用斜截式会漏掉,用 则把竖直那条也包含在内。代入后得到下标全在 上的二次方程,弦长用 ,面积用 ,两个量都只需韦达定理。
答 (1);(2)
练习
2-1. 【单选】抛物线 , 是其焦点,点 、 在曲线 上,且 , 为线段 的中点,过 作 的准线的垂线,垂足为 ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
解析 答:A
中 ,焦点为 ,准线为 。
设 、(,)。在 中 ,由余弦定理
是 的中点, 是 在准线上的垂足。 开口向右,、 到焦点的距离等于到准线的距离,所以
于是
记 ,两边平方:
由 得 ,所以
即 ,当 (也就是 )时取等。
所以最小值为 ,选 A。
2-2. 【多选】已知抛物线 的焦点为 ,过点 作斜率为 的直线 与抛物线交于 , 两点( 在第一象限),与准线相交于 ,过点 作抛物线的切线与准线相交于 ,当 , 时,下列说法中正确的是( )
A. B. C. D.
解析 答:ABD
开口向上,,准线为 , 到准线的距离为 。设直线 的倾斜角为 ,由 知 ,且 。
与准线交于 ,在 、 与「 在准线上的垂足」组成的直角三角形里,斜边 与水平方向成角 ,竖直边为 ,所以
在从 出发方向角为 的射线上,设 ,则 。 开口向上, 到焦点的距离等于到准线的距离,
解得
在相反方向的射线上,同理
由 知 在 与 之间,所以 ,即
由 得
解得 ,即 ,从而 ,,A 正确。
再由 得 ,B 正确。
此时
C 错误。
在 处的切线为 ,令 得 ,所以
在 上,,即 ,代入得
而 与 共线,且 ,所以 ,D 正确。
选 ABD。
2-3. 【多选】已知抛物线 的焦点为 ,准线为 , 为坐标原点,过点 的直线与抛物线 交于 , 两点,分别过点 , 作 的垂线,垂足分别为 ,,若 为等边三角形,则( )
A. 直线 的斜率为 B. C. 的周长为 D. ,, 三点共线
解析 答:ABCD
中 ,焦点 ,准线 。、 分别是 、 在 上的垂足,由抛物线的定义
为等边三角形,所以 。
设 ,则 ,
由 得
在 上,,代入得
整理得 ,解得 ( 不合要求),于是 。、 关于 轴对称,不妨设 在 轴上方,
直线 过 ,斜率为
A 正确。
直线 ,代入 :
即 ,解得 或 ,所以 在以 为一根的另一侧,
由焦半径
B 正确。
是等边三角形,边长为 ,所以周长为 ,C 正确。
,直线 的斜率为 ;直线 的斜率为
两个斜率相等,所以 、、 三点共线,D 正确。
选 ABCD。
2-4. 【多选】已知抛物线 的焦点为 ,若 上存在 个互不重合的点 ,,…, 满足 ,下列结论中正确的有( )
A. 若 ,则 的最小值为
B. 若 ,则
C. 若 ,则
D. 若 ,则 的最小值为
解析 答:ACD
中 ,焦点 。设从 出发、与 轴正方向成 角的射线交 于 ,,则
代入 :
即 。解出正根
所以从 出发、方向角为 的射线与 的交点到 的距离为
时 ,、 在过 的同一条直线上反向,构成一条焦点弦。设 的方向角为 ,则 的方向角为 ,
当 时取到 ,此时弦垂直于对称轴,就是通径,A 正确。
同时
不等于 ,B 错误。
时四个点把 处的周角四等分, 与 反向、 与 反向,且 的方向角比 大 。仍设 的方向角为 ,
于是
两式相加得 ,C 正确。
再由
得
当 时取到最小值 ,D 正确。
选 ACD。
2-5. 【多选】已知抛物线 的焦点为 ,过点 的直线 与 交于 , 两点,其中 ,,则( )
A. 直线 的斜率为
B. 点 到 轴的距离为
C. 的面积为
D. 直线 的倾斜角为 或
解析 答:AC
,所以 ,,,准线为 ,点 恰好落在准线上。
从 出发、方向角为 (与 轴正方向的夹角)的射线与 的交点到 的距离为
设 的方向角为 ()。 沿 轴负方向,方向角为 ,所以
设 的方向角为 。由 得 ,即
(若取 ,则 是 轴上的原点,、、 无法同时落在一条与抛物线交于两点的直线上,所以舍去。)
把 、 的坐标用 表示。记 、(),则
、、 三点共线,即 与 的叉积为零:
提公因式得
、,所以 ,即 ,。
此时
直线 的斜率就是 的斜率,
A 正确。
点 到 轴的距离为 ,不是 ,B 错误。
,,于是
C 正确。
直线 的斜率为 ,倾斜角为 ,不是 或 ,D 错误。
选 AC。
2-6. 【多选】已知抛物线 的焦点为 ,过 的直线 交 于 , 两点,直线 交 于另一点 ,则( )
A.
B. 的内心在定直线上
C. 若 ,则
D. 若 ,则 的面积为
解析 答:ABD
,所以 ,,,准线为 ,点 恰好落在准线上。
设 、 在 上()。
先把直线 与 的另一个交点 求出来。,把 上的点写成 ,代入 :
即 。因式分解得 ,所以另一个交点在 处,
A 项:,,两向量夹角的正切为叉积与数量积之比,
而 ,,,
两者相等,A 正确。
B 项: 的三条边为
后一式用的是焦半径。设内心为 ,三角形内心按对边长度加权,
把 代入分子,得 ,所以 ,内心恒在定直线 (即 轴)上,B 正确。
C 项:,而
与 同向。记 、,则
由 :
记 ,两边同除 并注意 ,得
即 ,解得 (另一根为负,舍去)。于是
而 给出 ,解得 ,
并不等于 ,C 错误。
D 项:,,,
又 ,
、、 三点共线,而 ,所以两条斜线斜率相等:
整理得 ,即 。,所以
由 :
把 代入,得 、,化简为
当 时解得 ;当 时解得 。两种情形下 、 互换,三角形全等。取 ,则 ,
,,
D 正确。
选 ABD。
2-7. 【多选】设抛物线 的焦点为 ,准线为 ,过点 的直线 与 交于 , 两点(点 在第一象限),过 作 的切线交 轴于点 ,交 于点 ,过 作直线 ,垂足为 ,则( )
A.
B. 若 的倾斜角为 ,则
C. 四边形 为菱形
D. 四边形 的面积的最小值为
解析 答:ACD
中 ,即 ,焦点 ,准线 。
设 (, 在第一象限),则 ,。
在 处的切线为 ,即
它与 轴交于 ,与准线 交于
A 项:
A 正确。
B 项: 的倾斜角为 ,斜率为 ,又过 ,所以 。代入 :
即 ,两根之和为 。由焦半径,
不等于 ,B 错误。
C 项:四边形 的四条边
四条边相等,所以四边形 为菱形,C 正确。
D 项:把 、、、 的坐标代入面积公式,
求导得
令 ,即 ,解得 (负根舍去),此时 取到最小值
D 正确。
选 ACD。
2-8. 【填空】已知抛物线的焦点为,过且斜率为的直线交于两点,若,则的准线方程为______.
解析 答:
开口向右,焦点为 。设过 的直线为 ,代入 :
设 、,由韦达定理
由 得 ,,所以
把韦达定理代入分子与分母:
题设该式为 ,所以 ,得 ,准线方程为
2-9. 【单选】已知抛物线的焦点为,过点的直线交于,两点,若的一个方向为,,则( )
A. B. C. D.
解析 答:C
即 ,所以 ,,开口向上,焦点 ,准线为 。
的一个方向向量为 ,所以 的倾斜角为 ,。
设 在从 出发、方向角为 的射线上,,则
开口向上, 到焦点的距离等于它到准线的距离,
解得
在相反方向的射线上,同理
、、 依次共线,所以
选 C。
方法三 直线与抛物线
直线与抛物线相交的计算量不算大,麻烦处在于「只有一个公共点」与「相切」在抛物线里并不等价。这一节要练的是把设直线、联立、写韦达、用对称式这套流程固定下来,并且不漏掉那条平行于对称轴的支路。
★ 位置关系分三种:两个公共点、一个公共点、没有公共点。「一个公共点」有两条来源——直线与抛物线相切,或直线平行于对称轴(如 中的水平线)。遇到「只有一个公共点」的题,两条支路都要走一遍,漏掉后者就会少解。
★ 设直线优先用 。它天然包含竖直直线 ,代入后得到的二次方程二次项系数恒为 ,不会退化。代入 得 ,于是 、;再换算到横坐标,得到 、。「」这一条在垂直与定值题里最好用。
★ 弦长两种写法按设直线的方式选: 配 ; 配 。抛物线题里前者更省,因为它绕开了开方后的 。
★ 过 轴上定点 的弦,。把 换成 就是焦点弦的面积公式,两者是同一个割补。
★ 切线只用记一条: 上点 处的切线是 。令 得切线与对称轴交于 ——横坐标与 互为相反数。「切线与坐标轴围成三角形」这类题都从这里起步。
★ 已知斜率的切线:斜率 时为 。从准线上一点 引两条切线,两斜率满足 ,两根之积为 ,所以两条切线互相垂直,并且两个切点的连线恰好过焦点。这是一条完整的三连结论,见到准线上取点引切线就直接用。
★ 光学性质:平行于对称轴的光线经抛物面反射后过焦点,从焦点射出的光线经反射后平行于对称轴。落到题面上,它把「光线方向」翻译成「切线方向」,太阳灶、探照灯、天线的题都靠这一条。
★ 垂直与定点的联动:、 在 上, 等价于 、,也等价于直线 恒过定点 。三个说法互相等价,题面给哪一个都可以往另外两个上转。
★ 动笔前先决定用 还是 :过 轴上的定点一律用前者;题目给了明确斜率或倾斜角,才用后者。
例题
例 3-1
(梅州市2026届高三下学期3月总复习质检 · 第15题)
【解答】如图, 是抛物线 的焦点, 是抛物线 在第一象限上的一点,,.(1)求抛物线 的方程;(2)求抛物线 在点 处的切线方程.
【解析】
设 在 上且位于第一象限,则 ,。
焦点 ,于是 ,。由 :
所以
又 是焦半径,
题设 ,得 ,即 。
(1)所以抛物线 的方程为
(2)把 代回,,, 在第一象限,取
在 处的切线为 ,即
整理得
第 1 步 用数量积翻译成横坐标
◈ 沿 轴负方向, 的横坐标是 ,把 写成数量积之比,就得到 。再由焦半径 定出 。
第 2 步 「第一象限」是筛 的最后一关
◈ 若误取 ,会得到 ,与 在第一象限直接矛盾。解出待定字母后一定回代算出 、,看它们是否满足题设的象限。
答 (1);(2)
例 3-2
(莆田市2026届高三高中毕业班第二次质量调研测试 · 第17题)
【解答】已知抛物线 的焦点为 ,准线为 ,直线 与 , 的交点分别为 ,,且 .(1)求 ;(2)若过点 的直线 交 于 , 两点,且 ,求 的值.
【解析】
的准线为 ,。
(1)直线 与准线的交点 ;与 的交点满足 ,即 。
于是
由 得
即 。若 ,则 ,得 ;若 ,则 无正解。所以
(2)此时 。过 的直线设为 ,代入 :
设 、,则
由 得
所以
由 得 ,即 ,于是
,所以 ,又 ,于是
即 ,解得 ,
按 、 的记法取 ,得
第 1 步 先让 、 的坐标只含
◈ 是水平直线,它与准线的交点横坐标是 ,与 的交点横坐标由 给出 。两点纵坐标相同,所以 、 的差别只体现在横坐标上,联立后只剩 一个未知数。
第 2 步 弦长拆成
◈ 设 后,,于是 ,两根之积 直接给出 。再由 与 解出两段长度的比。
答 (1);(2)
例 3-3
(佛山市2025-2026学年普通高中教学质量检测(二) · 第10题)
【多选】在平面直角坐标系 中,斜率为 的直线 交抛物线 于 , 两点,交 轴于点 ,则( )
A.
B.
C. , 的等差中项是
D. 是 , 的等比中项
【解析】
的斜率为 且过 ,所以 ()。代入 :
即
由韦达定理
又 ,所以
A 项:
使 ,所以 ,A 正确。
C 项:
所以 、 的等差中项为 ,C 正确。
D 项:,而 ,所以 是 、 的等比中项,D 正确。
B 项:
所以
需要 ,这要求 ,而此时
与 矛盾,所以 不可能大于 ,B 错误。
选 ACD。
第 1 步 先把两个交点定下来
◈ 的斜率为 且过 ,写成 代入后得到关于 的二次方程,两根之和 、两根之积 是后面四项的公共来源。
第 2 步 A 项看的是弦长的下界
◈ , 直接给出它严格大于 。若允许 ,等号才会在通径处出现。
答 ACD
例 3-4
(河南省焦作市普通高中2024-2025学年高三下学期第三次模拟考试数学试题 · 第14题)
【填空】若过点的直线与抛物线交于B,C两点,以B,C为切点分别作的两条切线,则两条切线的交点的轨迹方程为______.
【解析】
设 、()在 上。
在 处的切线为 ,在 处的切线为 。
设两条切线的交点为 。两式相减得
所以
代回 :
即 。
弦 所在直线为
在这条直线上,代入得
这正是 ,整理得
所以两条切线交点的轨迹方程为 。
第 1 步 切线与弦都用 、 写出来
◈ 上参数为 的点是 ,切线 、弦 ,这两条式子把切线的交点与弦的位置都化成 、 的对称式。
第 2 步 交点是 ,条件是 在弦上
◈ 两条切线的交点化简后恰好是 ,而 在弦上给出 。把两个对称式分别看成 与 ,轨迹方程就出来了。
答
练习
3-1. 【多选】 为坐标原点,抛物线 的准线与 轴的交点为 ,直线 与 轴交于点 ,与抛物线 交于 , 两点,满足 ,作 于 ,则( )
A. 的横坐标是
B.
C. 直线 斜率的最大值为
D. 当直线 与 相切时,
解析 答:AD
中 ,即 ,准线为 ,所以 。
设 、()在 上。由 :
所以
弦 所在的直线方程为 。代入 得
A 项:令 得 ,所以 的横坐标为 ,A 正确。
B 项:记 。由 得 ,所以
于是
与选项给出的「」方向相反,B 错误。
C 项: 且 在 上,所以 , 在以 为直径的圆上,
设 ,则直线 的斜率
把 整理为
左端的振幅为 ,所以 ,平方得 ,即
最大值 与 不等,C 错误。
D 项: 与 相切于 ,切线为 。把 代入:
取 ,则 ,,
所以 ,D 正确。
选 AD。
3-2. 【多选】设抛物线 的焦点为 ,过点 的直线交抛物线 于 , 两点,点 为线段 的中点,若与 平行的直线与抛物线 相切于点 ,则( )
A. 是直角三角形
B. 点 的轨迹方程为 ()
C. 与 轴平行
D.
解析 答:ACD
中 ,即 。设过点 的直线为 ,代入 :
设 、,则
A 项:,于是
所以 , 是直角三角形,A 正确。
B 项: 是 的中点,,
所以 的轨迹是 ,与选项给出的 不符,B 错误。
C 项:与 平行的直线与 相切于点 。 的斜率为 ,而 在 处的切线斜率为 ,两者相等给出
与 相同,所以 与 轴平行,C 正确。
D 项:由 得 。
先算 :
而 ,代入得
再算 :
由 得 ,而 ,所以
两式相乘。记 ,则
所以
比较两式, 等价于
记 ,则 ,右端减去左端为
的判别式 ,恒为正值,而 ,所以差非负,,D 正确。
选 ACD。
3-3. 【解答】如图,已知直线l与抛物线交于A,B两点,且,于点. (1)求直线l的方程; (2)求p.
解析 答:(1);(2)
(1) 是 到直线 的垂足,所以 。直线 的斜率为 ,因此 的斜率为 ,又 过 ,
即
(2),即 。代入 :
整理得
设 、,则
由 得
由 :
所以
3-4. 【单选】在平面直角坐标系xOy中,过点的直线与抛物线交于A,B两点,若直线OA,OP,OB的斜率依此成等比数列,则的斜率为( )
A. B. C. 2 D. 3
解析 答:A
,所以 。
设 、()在 上,则
、、 依次成等比数列,所以
弦 所在直线为 , 在这条直线上,代入得
把 代入得 ,于是 的斜率
选 A。
3-5. 【单选】已知抛物线的方程为,直线与交于,两点,,两点分别位于轴的上下两侧,且,其中为坐标原点.过抛物线的焦点向作垂线交于点,动点的轨迹为,则的方程和直线斜率的最大值分别为( )
A. (除去点),
B. (除去点),
C. ,
D. ,
解析 答:B
中 ,焦点 。设 、 在 上,、 位于 轴两侧,所以 。
由 :
记 ,得 ,解得 或 。,所以
弦 所在直线为 ,即
所以 恒过定点 。
是 到 的垂足,而 在 上,所以 , 在以 为直径的圆上。、,圆心为 、半径为 ,
不可能经过 ,所以点 要除去。
设 ,则直线 的斜率
把 整理为
左端的振幅为 ,所以 ,平方得 ,即
所以直线 斜率的最大值为 ,选 B。
3-6. 【单选】已知抛物线与直线交于,两点,且线段中点的横坐标为,则( )
A. B. C. D.
解析 答:D
把 代入 :
整理得
设 、,则
线段 中点的横坐标为
所以 ,选 D。
3-7. 【多选】设动直线与抛物线相交于,两点,分别过,作的切线,设两切线相交于点,则( )
A. 直线经过一定点
B. 抛物线的焦点为
C. 点到坐标原点的距离不小于
D. 的面积的最小值为
解析 答:ACD
中 ,即 。设 、()在 上。
A 项: 即 ,它对任意 都过点 ,A 正确。
B 项: 开口向上,焦点为 ,B 错误。
在 处的切线为 ,即 ;在 处的切线为 。两式相减得
代回得 ,即 。
弦 所在直线为 ,与 对照得
C 项:
所以 ,C 正确。
D 项:,所以
点 到直线 的距离
于是
而 ,所以
当 时取到最小值 ,D 正确。
选 ACD。
3-8. 【填空】已知是抛物线在第一象限上的点,是抛物线的焦点,(为坐标原点)则抛物线在处切线的斜率是__________.
解析 答:
中 ,焦点 。设 在第一象限,则 。
,, 到焦点的距离是焦半径,。由 :
解得
于是 ,。
抛物线在 处的切线为 ,其斜率
3-9. 【多选】若直线与抛物线只有1个公共点,则抛物线的焦点坐标可以是( )
A. B. C. D.
解析 答:BC
是抛物线时 ,此时 ,,焦点为 。
把 代入 :
整理得
若 ,两曲线只有 个公共点等价于这个二次方程有重根,
即 。由 : 给出 ,不合 ; 给出
若 ,即 ,方程退化为 ,也只有一个公共点,此时 ,公共点为 ,确实只有 个。
所以 只能取 或 ,对应的焦点为 与 。B、C 正确。
A、D 错误。
选 BC。
方法四 抛物线的性质综合
这一节收的是条件多、提示少、要自己认路的题。题面上通常不会出现「焦点弦」「切线」这样的词,得从条件里判断该调前三节的哪一套工具。
★ 与圆结合的题只有一条思路:把位置关系翻译成「圆心到直线的距离」或「圆心到圆上点的距离」与半径的关系。圆心在坐标轴上的圆尤其省事,写出来的方程往往直接就是含 的等式。
★ 求 型最小值( 在抛物线上、 在圆上)分两步:先把 换成 ,把问题化成抛物线上的点到定点 的距离;再按定义转化把焦半径换成到准线的距离,回到折线最短。
★ 两垂直点的定值: 时 、。如果题面给的是弦过 轴上定点 ,那就用 、。两组结论各管一类题,别混。
★ 最值按条件选路子:条件几何味浓(到焦点、到准线、对称点)的走定义转化与对称;条件给动直线、动点的设参代入,把目标化成一元函数再配方或用基本不等式;条件说「存在」「恒成立」的用判别式 定范围,这类题的答案是区间而不是数值。
★ 面积最值有两条现成套路:底固定时让高最大,过动点作平行于底的切线,切点到该直线的距离就是最大高;过 轴上定点的弦用 ,再化成关于参数的一元式。
★ 对称点:求 关于直线 的对称点 ,用「 的中点在 上」与「」两个条件把 的坐标用 的参数表示出来, 就成了单变量函数。两个条件写全再消参,比猜 的位置可靠。
★ 抛物线的含参结论普遍比椭圆、双曲线短,因为只有一个参数 。但这也意味着条件不能凭对称性省略:「顶点处取到」「关于 轴对称」这类话都要落实成方程,否则容易出现「少一个方程、多一族解」。
★ 综合题先把每个条件单独翻译成 、坐标或斜率的关系写在旁边,再挑出能凑成同一未知量的几条联立——一次翻译、一次联立,比边读边算稳得多。
例题
例 4-1
(赣州市2025-2026学年高三下学期摸底考试 · 第16题)
【解答】已知抛物线 ,过点 作直线 与抛物线 相交于 , 两点, 为坐标原点.(1)证明:;(2)若存在异于点 的定点 ,使得 恒成立,请求出点 的坐标,并求出 面积的最小值.
【解析】
设 的斜率为 。 过 ,若 与 轴垂直则只与 交于一点,不合题意,所以 。代入 :
设 、,则
由 得
于是
所以 ,得证。
(2)由 得
设 。条件 等价于
把 展开,归并含 、 的项,得
代入 、,并注意 :
它对一切 成立,所以 且 ,得 。 异于点 ,故
再算面积。
即 , 到它的距离
所以
使 ,当 时取等,面积的最小值为 。
第 1 步 先化成
◈ 在 上,所以 ,于是 。 同理。这样距离比就只与 、 有关,与斜率 的纠缠被剥掉一层。
第 2 步 两个对称式分别消去常数项与 的系数
◈ 整理后得到 。它对任意 都成立,说明 的系数与不含 的部分必须分别为零,于是 且 。再由 舍去 。
答 (2),面积的最小值为
例 4-2
(温州市普通高中2026届高三第二次适应性考试 · 第8题)
【单选】已知 为坐标原点,直线 与 轴交于 点,与抛物线 交于 , 两点,且 ,则( )
A.
B.
C.
D.
【解析】
中 。设 、(,),则
记 ,得 ,即 。
由 、 的坐标写出弦 的方程 ,即
所以 与 轴的交点为 。由 得
而 ,,所以
于是
D 项正确。再看 A、C 两项,
所以
它随 变化,不是定值,A、C 错误。选 D。
答 D
例 4-3
(湖州、衢州、丽水三地市2026届高三下学期4月教学质量检测 · 第7题)
【单选】已知 为坐标原点,点 ,动点 、 在抛物线 上,满足 . 若点 关于直线 的对称点为 ,则 的最大值是( )
A. B. C. D.
【解析】
中 。设 、,由 得 。
把 代回弦的方程 ,得
记 ,则 恒过定点 。
是 关于 的对称点,所以 是线段 的垂直平分线。 在 上,因此
即 在以 为圆心、 为半径的圆上。
再确认 能跑遍这个圆。 的斜率为 ,故 所在直线的斜率为 ,设 为 在 上的垂足,则
由 得
取遍实数时 取遍 ,对应的点跑遍该圆上除原点外的一切点。 到圆心 的距离为
所以
取最大值时 、、 依次共线, 在 与 之间,坐标为 (即 沿 方向再走 个单位),不为原点,可以取到。选 B。
答 B
练习
4-1. 【单选】已知点 ,,点 是抛物线 上的动点(异于 , 两点),记直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,则下列结论正确的是( )
A. 为定值
B. 为定值
C. 为定值
D. 为定值
解析 答:C
,设 (),则
所以
与 无关,C 正确。
其余三项:
都随 变化,不是定值。选 C。
4-2. 【单选】抛物线 的焦点为 ,动点 在抛物线 的准线上, 为坐标原点,当 最大时, 的面积为( )
A. B. C. D.
解析 答:B
中 ,焦点 ,准线为 。设 ,由对称性只讨论 。
于是
相除得
是锐角, 在其上递增,所以 最大等价于 最大。而
当 时取等。此时 的底 ,高为 ,
选 B。
4-3. 【填空】已知抛物线 ,点 ,,点 在 上运动,则 面积的最小值为 ________.
解析 答:
、,所以
直线 的方程为 ,即 。设 ,则 到 的距离
,所以 ,于是
4-4. 【填空】已知抛物线 上距离点 最近的点恰好是其顶点,则 的取值范围是 ________.
解析 答:
设 是抛物线上一点,则
记 ,得
抛物线上的点与顶点 的距离对应 。要使最近的点恰好是顶点, 在 上的最小值须在 处取到,即对称轴
所以 。又 , 的取值范围是 。
反之当 时 对 恒成立, 单调递增,最小值确在 处。
4-5. 【单选】已知抛物线,点M是抛物线上的动点,则M到直线和的距离之和的最小值为( )
A. B. C. D.
解析 答:D
,设 。
所以 到 的距离
到 的距离
两距离之和
当 时取最小值 ,选 D。
4-6. 【单选】过抛物线焦点的直线与抛物线交于两点,过点作的切线,交轴于点,过点作直线的平行线交轴于点,则的最小值是( )
A. B. C. D.
解析 答:C
中 ,焦点 。设 ,弦 过焦点,所以 对应的参数为 ,即
在 处的切线 为 ,令 得 ,所以
切线 的斜率为 。过 且平行于 的直线为
令 得 ,即 ,所以
于是
当 时取等,最小值为 ,选 C。
4-7. 【单选】已知是抛物线的焦点,是的准线,点是上一点且位于第一象限,直线的斜率为正数,且与圆相切,过点作的垂线,垂足为,则的面积为( )
A. B. 4 C. D.
解析 答:C
焦点 ,准线 。圆 即 ,圆心为 、半径为 。
设 (),直线 的斜率
直线 为 ,即 。它与圆相切,所以圆心到它的距离等于半径:
得 。由 得
所以 。过 作 的垂线, 竖直,故垂线水平,垂足 。
在 中,、 的纵坐标都是 ,所以 水平,
到直线 的距离为 ,所以
选 C。
4-8. 【填空】已知焦点为的抛物线与圆相切于两点,则的面积为___________.
解析 答:
设切点为 。抛物线 在切点处的切线为
圆 在切点处的切线为
两条切线是同一条直线,法向量 与 平行:
再把切线的常数项对齐:
取 ,得 。由 得 ,即
焦点 。 的底 , 到直线 (即 )的距离为 ,所以
4-9. 【单选】已知点,点在抛物线上运动,点在圆上运动,则的最小值为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
解析 答:B
中 ,焦点 ,恰好是圆 的圆心,圆的半径为 。
对 上的点 , 在圆上,所以 ,从而
设 ,则 ,
注意
而 ,所以根号内的被开方数不小于 。
当 时两边开方得 ,于是 ;当 时 ,同样有 。
等号在 时取到,此时
在圆上取 使 在线段 上,则 ,于是
即最小值为 ,选 B。
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