内容正文:
3.3.2 抛物线的简单几何性质
1.与直线平行的抛物线的切线方程为( )
A. B. C. D.
2.设抛物线的焦点为F,过焦点F的直线与抛物线C交于A,B两点,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.
3.已知点,B是抛物线上的动点,则直线AB的斜率的最大值是( )
A. B. C.1 D.
4.已知抛物线的焦点为F,准线为l,P是C上一点,直线PF与l交于点Q,若,则( )
A. B. C. D.
5.已知抛物线的焦点为F,直线()与抛物线C交于A,B两点,则的最小值是( )
A.40 B.36 C.28 D.24
6.过抛物线的焦点F的直线l与抛物线交于P,Q两点,若以线段PQ为直径的圆与直线相切,则( )
A.8 B.7 C.6 D.5
7.已知O为坐标原点,F为抛物线的焦点,P为抛物线C上任意一点(不与O重合),Q为PF的中点,则直线OQ的斜率的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.已知抛物线的准线方程为,过点的直线l与抛物线C有且只有一个公共点,则满足这样条件的l的条数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
9.(多选)已知F为抛物线的焦点,直线l与C交于A,B两点,弦AB中点的横坐标为4,,则( )
A.l的斜率为1 B.l在y轴上的截距为
C.弦AB中点的纵坐标为 D.
10.(多选)已知抛物线经过点,其焦点为F,过点F的直线l与抛物线交于,两点,O为坐标原点,设直线OA,OB的斜率分别为,则( )
A. B. C. D.
11.(多选)若抛物线的焦点为F,过点F且倾斜角为的直线l与抛物线交于,两点,过A,B分别作抛物线的切线,,设,交于点P,则下列说法正确的有( )
A. B.
C. D.点P的纵坐标为定值
12.如图,过抛物线的焦点F的直线l交抛物线于点A,B,交其准线于点C,若,且,则______.
13.已知抛物线的焦点为F,点P为抛物线上的点,点Q为其准线上的点,且满足.若,则的面积为__________.
14.抛物线有如下光学性质:由其焦点出发的光线照射到抛物线,经反射后的光线平行于抛物线的对称轴.如图所示:抛物线,一条光线经过,与x轴平行照射到抛物线上的点A处,第一次反射后经过抛物线的焦点F到抛物线上的点B处,第二次反射后经过,则A的坐标为__________,的值为_________.
15.已知抛物线经过点,其焦点为F,过焦点F的直线l与抛物线C交于A,B两点,定点.
(1)求抛物线C的方程.
(2)若直线l的斜率为1,求的面积.
(3)设点Q在抛物线C上,则直线上是否存在点N,使得四边形PQFN是平行四边形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
答案以及解析
1.答案:D
解析:因为切线与直线平行,所以可设切线方程为,由得,令,解得,所以切线方程为.
2.答案:C
解析:通解:抛物线的标准方程为,故,焦点为,准线方程为.设,,其中,,则,当且仅当时等号成立,又抛物线C关于y轴对称,且直线AB过焦点F,所以当时,取到最小值,为.
秒解:抛物线的标准方程为,故,因为线段AB是抛物线C的焦点弦,所以.
3.答案:D
解析:设直线AB的斜率为k,则直线AB的方程为,由题意得直线AB与抛物线C有交点,联立方程得,当时,,即;当时,,解得且.综上所述,k的最大值为.故选D.
4.答案:D
解析:方法一:依题意得,,准线l的方程为,因为点Q是l上一点,所以设点,,所以,.因为,所以,所以,解得,又P是C上一点,所以由抛物线的定义可得.故选D.
方法二:过点P向准线l作垂线,垂足为.设准线与x轴的交点为K.
由,得,由,得,所以.又,所以,所以.
5.答案:B
解析:解法一:易知焦点,且直线过点F,设,,由抛物线的定义,知,,,联立得化简得,则,,则,当且仅当时取等号,所以的最小值为36.故选B.
解法二:易知,抛物线的焦点在直线上,,,
,当且仅当时取等号,,故选B.
6.答案:C
解析:解法一:由抛物线可得焦点为,准线方程为,由题意设直线l的方程为,,,联立,得整理可得,可得,则,由抛物线焦点弦的性质可得弦长,所以以PQ为直径的圆的圆心的横坐标为.因为以线段PQ为直径的圆与直线相切,所以,得,所以,故选C.
解法二:由题意得,以PQ为直径的圆与抛物线的准线相切,又圆与直线相切,所以直径,故选C.
7.答案:B
解析:由题意可知,设,所以,所以.当时,,当且仅当,即时,等号成立,则;当时,,当且仅当,即时,等号成立,则.综上,或.
8.答案:B
解析:由抛物线的准线方程为,所以,当过点的直线l斜率不存在时,即与抛物线C有且只有一个公共点.当过点的直线l斜率存在时,设,联立方程组消元得,当时,与抛物线C有且只有一个公共点;当时,令,得,此时,与抛物线C有且只有一个公共点.所以过点与抛物线C有且只有一个公共点的直线l有3条.故选B.
9.答案:ACD
解析:易得l的斜率存在且不为0,设,,,由得,则,由,得.(另解:由题意,,设弦AB的中点坐标为,则,)由,得,即l在y轴上的截距为,所以,弦AB中点的纵坐标为,.故选ACD.
10.答案:ABD
解析:因为抛物线经过点,所以,解得,A正确;通解:由选项A知抛物线方程为,则焦点为,易知直线l的斜率不为0,可设直线l的方程为,由得,则,所以,,则,所以,B正确;秒解:焦点弦中通径最短,所以,B正确;,,,所以,C错误;,D正确.
11.答案:ACD
解析:解法一:由题意得,直线l的倾斜角满足.设直线l的方程为,由得,则,,故选项A正确.
,所以选项B不正确.
设的方程为,由得,所以,即,即,所以,则,同理设的方程为,可得,所以,所以,故选项C正确.
由C的分析知,的方程为,即,同理可得的方程为,则由可得,将其代入其中一个方程,可得,所以点P的纵坐标为定值,故选项D正确.故选ACD.
解法二:由题意,,则由与焦点弦有关的二级结论知,A对,,B错.由与焦点弦有关的切线性质知,C对,点P的纵坐标,D对.
故选ACD.
12.答案:3
解析:如图,分别过点A,B作准线的垂线,垂足分别为点E,D,记准线与x轴的交点为G.设,则.由抛物线的定义得,所以,所以.又,,所以,则,所以,则F为AC的中点,从而.
13.答案:
解析:由题可知抛物线的焦点为,准线方程为,点P为抛物线上的点,且,设点P横坐标为,则由抛物线的定义可知,解得,
将代入抛物线方程中,解得,由对称性不妨取,设,
则,.
因为,所以,解得,即,所以,
所以的面积.
14.答案:;10
解析:由已知,,,所以点A的纵坐标为,代入抛物线方程,可得,所以点A的横坐标为,所以A的坐标为.又抛物线的准线方程为,且,设点A的横坐标为,点B的横坐标为,则,,由抛物线定义可得,,所以的值为,所以的值为10.故答案为,10.
15.答案:(1)
(2)
(3)存在,或
解析:(1)因为抛物线经过点,所以,即,
所以抛物线C的方程为.
(2)结合(1)可知,所以直线l的方程为.
设,,
由得,则,所以,
点到直线的距离为,
所以的面积为.
(3)假设存在满足题意的点N,设,,
因为四边形PQFN是平行四边形,所以,
所以,
所以即,
将点代入抛物线方程,可得,即,
解得或1,所以或.
经检验,四边形PQFN是平行四边形,
所以直线上存在点N,使得四边形PQFN是平行四边形,此时或.
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