内容正文:
第59课时 抛物线(二)
1.已知抛物线C:y2=2x的焦点为F,准线为l,点P在C上,过点P作准线l的垂线,垂足为A,若∠FPA=,则|PF|=( )
A.1 B.
C. D.2
2.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,斜率为k的直线l与C交于两个不同的点A,B,且F为线段AB的一个三等分点,则k2=( )
A.4 B.8
C.12 D.16
3.已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F,过点F且倾斜角为45°的直线交抛物线C于A,B两点.若|AB|=9,则抛物线C的方程为( )
A.x2=3y B.x2=12y
C.x2=y D.x2=y
4.(2022·全国乙卷,理)设F为抛物线C:y2=4x的焦点,点A在C上,点B(3,0),若|AF|=|BF|,则|AB|=( )
A.2 B.2
C.3 D.3
5.已知抛物线C的焦点为F,准线为l,过F的直线m与C交于A,B两点,点A在l上的射影为D.若|AB|=|BD|,则=( )
A. B.2
C. D.3
6.已知直线l过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,且与该抛物线交于M,N两点.若线段MN的长度为16,MN的中点到y轴的距离为6,则△MON(O为坐标原点)的面积是( )
A.8 B.8
C.6 D.6
7.已知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于A,B两点,若|AF|=3|BF|,线段AB的中点到y轴的距离为,则p的值为( )
A.2 B.3
C.4 D.5
8.已知抛物线C:y2=2px(p>0),直线l:y=2x-p与C交于A,B两点,A,B在准线上的射影分别为点A1,B1,若四边形A1ABB1的面积S=3,则p=( )
A.2 B.
C. D.4
9.已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,准线为l,过点F的直线交C于P,Q两点,PH⊥l于H.若|HF|=|PF|,O为坐标原点,则△OFH与△OFQ的面积之比为( )
A.8 B.4
C.3 D.2
10.【多选题】设O为坐标原点,直线x+y-=0过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,且与C交于M,N两点(M在第四象限),l为C的准线,则( )
A.l的方程为x=-1
B.|MF|=
C.以MN为直径的圆与l相交
D.△OMN为钝角三角形
11.【多选题】用于加热水和食物的太阳灶应用了抛物线的光学性质:一束平行于抛物线对称轴的光线,经过抛物面(抛物线绕它的对称轴旋转所得到的曲面叫抛物面)反射后,集中于它的焦点.若抛物线C:y2=4x的焦点为F,O为坐标原点,一条平行于x轴的光线l1从点M射入,经过C上的点A(x1,y1)反射,再经过C上另一点B(x2,y2)反射后,沿直线l2射出,则( )
A.C的准线方程为x=-1
B.y1y2=-4
C.若点M(2,1),则|AB|=
D.设直线AO与C的准线的交点为N,则点N在直线l2上
12.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,过F且被抛物线截得的弦长为2的直线有且仅有两条,写出一个满足条件的抛物线的方程:________,此时该弦中点到y轴的距离为________.
13.(2026·浙江宁波期中)若抛物线C:y2=4x的焦点为F,P为C上一点且|PF|=3,O为坐标原点,则S△OPF= .
14.(2026·陕西安康模拟)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线l的距离为1,过点(2p,-p)的直线与抛物线C交于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,则y1y2+y1+y2= .
15.已知A,B为抛物线C:y2=4x上两点,O为坐标原点,若OA⊥OB,直线AB必过定点P,则定点P的坐标为________;此时△ABO的面积的最小值是________.
16.【多选题】(2025·全国Ⅰ卷)已知抛物线C:y2=6x的焦点为F,过F的一条直线交C于A,B两点,过A作直线l:x=-的垂线,垂足为D,过F且与直线AB垂直的直线交l于点E,则( )
A.|AD|=|AF| B.|AE|=|AB|
C.|AB|≥6 D.|AE|·|BE|≥18
17.已知曲线C:y=,D为直线y=-上的动点,过D作C的两条切线,切点分别为A,B.
(1)证明:直线AB过定点;
(2)若以E为圆心的圆与直线AB相切,且切点为线段AB的中点,求四边形ADBE的面积.
参考答案
1.答案 D
解析 不妨设P在第一象限,如图,设准线l与x轴交于点Q,连接AF,易知|PF|=|PA|,所以∠PAF=∠PFA=,因为PA∥QF,所以∠AFQ=∠PAF=.因为|QF|=p=1,所以|AF|=2,所以在等边△PAF中,|PF|=2.
2.答案 B
解析 方法一:不妨设A在B右侧,且k>0,如图,设l的倾斜角为α,易知α∈,==2,∴cos α=,tan α=2,k2=tan2α=8.故选B.
方法二:设A(x1,y1),B(x2,y2),x1≠x2,F(1,0),不妨设=,所以令y1=t,则y2=-2t,所以x1=,x2=t2,故=1,解得t2=2,k===-,所以k2==8.
3.答案 C
解析 由已知得直线AB的方程为y=x+,联立消去x得y2-3py+=0,Δ>0,设A(x1,y1),B(x2,y2),由根与系数的关系知y1+y2=3p.因为|AB|=9,所以y1+y2+p=9,所以4p=9,即p=,所以所求抛物线C的方程为x2=y.故选C.
4.答案 B
解析 方法一:由题意可知F(1,0),设A,则由抛物线的定义可知|AF|=+1.因为|BF|=3-1=2,所以由|AF|=|BF|,可得+1=2,解得y0=±2,所以A(1,2)或A(1,-2).不妨取A(1,2),则|AB|===2,故选B.
方法二:由题意可知F(1,0),|BF|=2,所以|AF|=2.因为抛物线的通径长为2p=4,所以AF的长为通径长的一半,所以AF⊥x轴,所以|AB|===2,故选B.
5.答案 B
解析 易知直线m的斜率存在,不妨设抛物线方程为y2=2px(p>0),A在x轴上方,如图,连接AD,过B作BE⊥l,垂足为E,作BH⊥AD,垂足为H.因为AD⊥l,所以四边形BEDH为矩形,所以|BE|=|DH|.因为|AB|=|BD|,所以|DH|=|AH|,所以|AD|=2|DH|=2|BE|.由抛物线的定义,可得|AF|=|AD|,|BF|=|BE|,所以|AF|=2|BF|,即=2.故选B.
6.答案 B
解析 设M(x1,y1),N(x2,y2),由抛物线的定义可得|MN|=x1+x2+p=16.又因为MN的中点到y轴的距离是6,所以x1+x2=12,所以p=4,所以抛物线的方程为y2=8x.易知直线l不为水平直线,设直线l的方程为x=my+2,联立消去x得y2-8my-16=0,则Δ=64m2+64>0,y1+y2=8m,y1y2=-16,所以x1+x2=m(y1+y2)+4=8m2+4=12,解得m=±1,所以l的方程为x=±y+2,S△MON=|OF|·|y1-y2|=×2×==8.
7.答案 B
解析 方法一:易知直线AB的斜率存在,抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,准线l:x=-,设准线交x轴于点K,由抛物线的对称性,不妨设直线AB斜率大于0,则点A在第一象限,如图,过A,B分别作AD⊥l,BE⊥l,垂足分别为D,E,过点B作BG⊥AD于点G,交FK于H,设|BE|=|BF|=n(n>0),则|AD|=|AF|=3n,则|AG|=2n,|FH|=p-n,由FH∥AG,得=,即=,则p=,设线段AB的中点为M,过点M作MN⊥l于点N,则|MN|==2n=,由线段AB的中点到y轴的距离为,得|MN|=+,因此=+,所以p=3.故选B.
方法二:抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,易知直线AB不为水平直线,设直线AB:x=my+,由得y2-2mpy-p2=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则Δ=4p2m2+4p2>0,y1+y2=2pm,y1y2=-p2,又|AF|=3|BF|,故=3,所以y1=-3y2,由消去y1,y2得m2=.由线段AB的中点到y轴的距离为得=,所以x1+x2=m(y1+y2)+p=2m2p+p=p=5,所以p=3.故选B.
8.答案 B
解析 由题可知直线l过抛物线的焦点,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
联立直线方程和抛物线方程可得4x2-5px+p2=0,则Δ=25p2-16p2=9p2>0,所以x1+x2=p,x1x2=p2,
又A,B到准线的距离分别为x1+,x2+,所以|AB|=x1+x2+p=p,易知四边形A1ABB1为直角梯形,其高为h=|AB|=p,所以S=×|AB|×h=p2=3,故p=.
9.答案 C
解析 由题意得直线PQ的斜率存在且不为0,抛物线C:y2=8x的焦点为F(2,0),准线为l:x=-2,
由抛物线定义知|PF|=|PH|,而|PF|=|HF|,故△PHF为正三角形,可得∠FPH=∠PFx=60°.
由抛物线的对称性,不妨令直线PQ:y=(x-2),如图,设P(x1,y1),Q(x2,y2),y1>0,y2<0.
由消去x得y2-8y-16=0,Δ>0,解得y1=4,y2=-,可得|y1|=3|y2|.
所以==3.
10.答案 AD
11.答案 ABD
解析 由题意,抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),准线方程为x=-1,所以A正确;由抛物线的光学性质可知,直线AB经过焦点F,且不为水平直线,设直线AB:x=my+1,联立整理得y2-4my-4=0,可得Δ=(-4m)2+16>0,所以y1y2=-4,所以B正确;易知M在C的内部,如图,由点M(2,1),得y1=1,所以y2=-4,所以x1=,x2=4,所以|AB|=x1+x2+2=+4+2=,所以C错误;易知x1≠0,x2≠0,直线OA:y=x,联立解得yN=-=-=-,由y1y2=-4,得y2=,所以yN=y2,所以点N在直线l2上,所以D正确.故选ABD.
12.答案 y2=x(满足0<p<1均可)
解析 抛物线的焦点弦中通径最短,其长度为2p,∴0<2p<2,即0<p<1,不妨令2p=1,则抛物线方程为y2=x,此时抛物线的准线方程为x=-,易知该弦中点到准线的距离为1,则此时该弦中点到y轴的距离为1-=.
13.答案
解析 如图,不妨设点P(x,y)在第一象限,过点P作PH与抛物线的准线x=-1垂直,垂足为H,则|PH|=|PF|=3.又|PH|=x+1,所以x=2,所以y2=4×2=8,y=2,所以S△OPF=·|OF|·|y|=×1×2=.
14. 答案 -4
解析 由题意有p=1,所以抛物线的方程为y2=2x,设过点(2,-1)的直线方程为x=m(y+1)+2,所以⇒y2-2my-2m-4=0,所以y1+y2=2m,y1y2=-2m-4,所以y1y2+y1+y2=-4.
15.答案 (4,0) 16
解析 依题意,直线AB不为水平直线,设直线AB的方程为x=my+n,A(x1,y1),B(x2,y2),因为OA⊥OB,所以·=0,所以x1x2+y1y2=0.由得y2-4my-4n=0,Δ=16m2+16n,所以y1+y2=4m,y1y2=-4n,x1x2==n2,所以n2-4n=0.解得n=0或n=4.当n=0时,直线AB过原点,不满足题意;当n=4时,满足Δ>0,直线AB的方程为x=my+4,过定点P(4,0),△ABO的面积为|OP|×|y1-y2|=2|y1-y2|=2=2≥16,即当m=0时,△ABO的面积取得最小值16.
16.答案 ACD
解析 易知F,由抛物线的定义知|AD|=|AF|,A正确.
易知直线AB不为水平直线,|AB|≥2p=6,C正确.
设AB:x=my+,A(x1,y1),B(x2,y2),联立消x可得y2-6my-9=0,易知Δ>0,
则y1+y2=6m,y1y2=-9,x1+x2=m(y1+y2)+3=6m2+3,
故|AB|=x1++x2+=6m2+6,当m=0时,E,|AB|=6,|EF|=3,则|AE|=3,故|AE|≠|AB|,B错误.
当m=0时,|AE|=|BE|=3,|AE|·|BE|=18,当m≠0时,EF:x=-y+,则E,
故|EF|=,S△AEB=|AE|·|BE|sin∠AEB=|AB|·|EF|=(6m2+6)>9,
sin∠AEB∈(0,1],
则|AE|·|BE|>≥18.
综上,|AE|·|BE|≥18,D正确.故选ACD.
17.答案 (1)证明见解析 (2)3或4
解析 (1)证明:设D,A(x1,y1),则x=2y1,x1≠t.
因为y′=x,所以切线DA的斜率为x1,故=x1,
整理得2tx1-2y1+1=0.
设B(x2,y2),同理可得2tx2-2y2+1=0.
故直线AB的方程为2tx-2y+1=0.
所以直线AB过定点.
(2)由(1)得直线AB的方程为y=tx+.
由可得x2-2tx-1=0,Δ=4t2+4>0.
于是x1+x2=2t,x1x2=-1,
y1+y2=t(x1+x2)+1=2t2+1,
|AB|=|x1-x2|=×=2(t2+1).
设d1,d2分别为点D,E到直线AB的距离,
则d1=,d2=.
因此四边形ADBE的面积S=|AB|(d1+d2)=(t2+3).
设M为线段AB的中点,则M,连接EM.
因为⊥,而=(t,t2-2),直线AB的方向向量为(1,t),
所以t+(t2-2)t=0,解得t=0或t=±1.
当t=0时,S=3;当t=±1时,S=4.
因此四边形ADBE的面积为3或4.
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