内容正文:
第三章
圆锥曲线的方程
3.3.2 直线与抛物线的位置关系
内容概览
1
🔷知识点一 直线与抛物线的位置关系及判定 1
🔷知识点二 弦长公式 2
🔷知识点三 中点弦问题(点差法) 2
🔷知识点四 焦点弦问题 3
3
易错点1:联立方程后忽略二次项系数为0的情况 3
易错点2:混淆"一个公共点"与"相切"的概念 4
易错点3:忽略直线斜率不存在的情况 5
易错点4:焦点弦长公式记错变量 5
易错点5:过定点的直线问题,遗漏平行或重合于对称轴的情况 5
6
题型1:讨论抛物线与直线的位置关系 6
题型2:根据直线与抛物线的位置关系求参数或范围 7
题型3:求抛物线的切线方程 8
题型4:抛物线中的弦长问题 8
题型5:抛物线的焦半径与焦点弦问题 9
题型6:抛物线的中点弦 10
题型7:抛物线中的参数范围及最值 11
题型8:抛物线中三角形(四边形)的面积 12
题型9:抛物线中的定点问题 13
题型10:抛物线中的定值问题 14
题型11:抛物线中的定直线问题 15
🔷知识点一 直线与抛物线的位置关系及判定
1. 直线与抛物线有三种位置关系:相离、相切和相交.
2.
设直线与抛物线相交于,两点,将代入,消去并化简,得.
(1)
时,直线与抛物线只有一个交点(直线与抛物线的对称轴平行或重合).
(2)
时, ⇔直线与抛物线相交⇔有两个公共点.
⇔直线与抛物线相切⇔只有一个公共点.
⇔直线与抛物线相离⇔没有公共点.
⚠ 特别提醒
· 与椭圆核心区别:椭圆一个公共点必为相切;抛物线一个公共点不一定是相切,可能是平行或重合于对称轴的相交。
· 直线与抛物线相交的两个交点可在对称轴同侧或两侧,通过韦达定理或的符号判断。
🔷知识点二 弦长公式
1.
设斜率为k的直线l与抛物线相交于,两点,则:或=.
2. 抛物线的通径
(1)过抛物线的焦点且垂直于对称轴的直线与抛物线交于,线段叫作抛物线的通径.
(2)若抛物线的方程为,则通径的长为.
⚠ 特别提醒
· 弦长公式基于韦达定理,体现"设而不求"思想,前提是二次项系数不为0且;
· 对于开口向右/向左的抛物线,消去后关于的方程计算方便;开口向上/向下的抛物线,消去后关于的方程计算方便。
🔷知识点三 中点弦问题(点差法)
已知抛物线内一点,求以该点为中点的弦所在直线方程,核心方法为点差法。
以开口向右的抛物线为例,弦中点为:
1. 设端点:设弦的两个端点为、,
2. 代入方程:、均在抛物线上,代入抛物线方程得两式。
3. 作差变形:两式相减,用平方差公式分解:
4. 代入中点:整理得弦的斜率公式
5. 写方程:由点斜式,得到弦所在直线方程。
6. 验证弦的存在性
联立直线与抛物线方程,得到一元二次方程,验证判别式 。
⚠ 特别提醒
· 抛物线点差法求出直线后,必须联立抛物线方程验证,确认直线与抛物线有两个交点。
🔷知识点四 焦点弦问题
过抛物线焦点的直线与抛物线交于两点,线段称为焦点弦。
以开口向右的抛物线为例,焦点,设、:
1. 焦点弦长公式:
2. 核心结论:
(1)
(2)
3. 焦点弦最值:当弦垂直于对称轴(即通径)时最短,最小值为。
4. 直线与对称轴的夹角为时:。
⚠ 特别提醒
· 开口向上的抛物线,焦点弦长公式对应为。
· 抛物线只有一条对称轴,焦点弦必过唯一焦点,不存在椭圆、双曲线"同支/异支"的区分。
易错点1:联立方程后忽略二次项系数为0的情况
【易错点】
直线与抛物线联立消元后,直接计算判别式,忽略二次项系数可能为0;误将平行或重合于对称轴的单交点情况判定为相切。
【易错消除】
联立消元后先整理方程,先看二次项系数是否为0:
1. 系数为0:直线平行或重合于对称轴,仅1个交点,属于相交,不是相切。
2. 系数不为0:再用判别式判定位置关系。
【易错例题】(2025·天津·二模)“”是“直线与抛物线只有一个公共点”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
易错点2:混淆"一个公共点"与"相切"的概念
【易错点】
类比椭圆的结论,认为直线与抛物线只有一个公共点就是相切,忽略平行于对称轴的特殊情况。
【易错消除】
明确核心结论:
1. 椭圆:一个公共点 相切;
2. 抛物线:一个公共点 相切,可能是相切,也可能是平行或重合于对称轴的相交;相切一定是一个公共点,但一个公共点不一定是相切。
【易错例题】(题型分类归纳)已知直线与抛物线只有一个公共点,则直线与抛物线的位置关系是( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.相交或相切
易错点3:点差法求中点弦后不验证,出现增根
【易错点】
用点差法求出直线方程后直接作为最终结果,忘记验证直线与抛物线是否有两个交点。
【易错消除】
点差法求出直线方程后,必须联立抛物线方程验证。
【易错例题】(24-25高二上·广西玉林·期中)已知是抛物线上的两点,且线段的中点为,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
易错点3:忽略直线斜率不存在的情况
【易错点】
默认直线斜率存在,直接设斜截式方程,漏掉直线垂直于轴(斜率不存在)的情况,造成漏解。
【易错消除】
题目未说明直线斜率存在时,分斜率存在、斜率不存在两类讨论。
【易错例题】(2026高三·全国·专题练习)设(分别是x、y轴正方向上的单位向量),且.
(1)求点的轨迹C的方程;
(2)过点作直线l交曲线C于A、B两点,若,求证:四边形OAPB为矩形.
易错点4:焦点弦长公式记错变量
【易错点】
开口向上的抛物线,误将焦点弦长公式写为,变量用错。
【易错消除】
焦点弦长本质是两段焦半径之和:
1. 开口向右:焦半径含,弦长为。
2. 开口向上:焦半径含,弦长为。
开口沿哪条轴,就用哪条轴的坐标。
【易错例题】(24-25高三上·湖南长沙·阶段检测)已知抛物线的焦点为,过的直线交于两点,若中点的纵坐标为3,则( )
A.4 B.8 C.10 D.11
易错点5:过定点的直线问题,遗漏平行或重合于对称轴的情况
【易错点】
过定点的直线问题,漏掉平行或重合于对称轴的直线,造成漏解。
【易错消除】
题目未说明直线不能平行或重合于对称轴时,要分情况讨论。
【易错例题】(青海西宁市青海师范大学附属第二实验中学2024-2025学年高三年级十一月月考数学试卷)已知抛物线 ()经过点 为坐标原点.
(1)求抛物线的方程;
(2)设直线 与抛物线 交于 两点,且 .证明:直线 经过一个定点,并求出该定点的坐标.
题型1:讨论抛物线与直线的位置关系
方法技巧
1. 联立直线方程与抛物线方程,消去一个变量,得到一元二次方程(或一元一次方程)。
2. 若二次项系数为0,直线与抛物线对称轴平行或重合,与抛物线仅有一个交点,属于相交而非相切。
3. 若二次项系数不为0,计算判别式:时相交(2个交点);时相切;时相离。
4. 斜率不确定时,单独讨论斜率不存在的直线,防止漏解。
【例题1.1】(题型分类归纳)直线:与椭圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.相切或相交
【例题1.2】(25-26高二上·陕西汉中·阶段检测)已知直线,椭圆,则直线与椭圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法确定
【变式1.1】(26-27高三上·安徽·阶段检测)已知是抛物线的焦点,,线段的垂直平分线与抛物线的交点坐标为( )
A.或 B.
C. D.
【变式1.2】(25-26高二下·宁夏银川·开学考试)(多选)点在抛物线上,为坐标原点,,则下列结论正确的是( )
A.的准线为 B.直线与相切
C.的焦点为 D.焦点到准线距离为
题型2:根据直线与抛物线的位置关系求参数或范围
方法技巧
1. 联立直线与抛物线方程,消元得到一元方程。
2. 当方程为一元二次方程时,根据相交、相切、相离条件,写出对应的等式或不等式。
3. 注意二次项系数为0,是直线与对称轴平行或重合的特殊情况。
4. 斜率不存在时单独验证,最终取所有情况的并集。
【例题2.1】(2027高三·全国·专题练习)已知抛物线,过点作直线,使与抛物线有且只有一个公共点,则满足上述条件的直线共有( )
A.0条 B.1条 C.2条 D.3条
【例题2.2】(25-26高二上·甘肃张掖·期末)已知抛物线的焦点为,过点且斜率为1的直线与抛物线交于两点.若点在第一象限,则点的横坐标为( )
A. B. C. D.
【变式2.1】(25-26高二上·江西南昌·阶段检测)已知抛物线,斜率为的直线绕定点旋转,下列说法正确的是( )
A.直线与抛物线只有一个公共点时,一定是相切
B.当直线与抛物线有两个公共点时,斜率的范围是
C.当直线与抛物线只有一个公共点时,或,
D.当直线与抛物线没有公共点时,斜率的范围是
【变式2.2】(26-27高三上·广东揭阳·阶段检测)已知抛物线:,斜率为的直线经过点,等边三角形的顶点A在E上,顶点,均在上.下列结论不正确的有( )
A.E的准线方程为
B.若与没有公共点,则
C.若与的唯一公共点为,则E的焦点在直线上
D.若,则面积的最小值为
题型3:求抛物线的切线方程
方法技巧
1. 点在抛物线上的切点式切线方程:
(1) :切线方程为。
(2) :切线方程为。
2. 点在抛物线外,设切线斜率为,联立方程令求解,可得到切线。
3. 已知斜率为的切线方程:
(1) :。
(2) :。
4. 验证斜率不存在的直线是否为切线,避免漏解。
【例题3.1】(2025·上海·三模)抛物线中,以为切点的切线方程为______
【例题3.2】(25-26高二下·天津南开·阶段检测)求曲线过点的切线方程为( )
A. B.或
C. D.或
【变式3.1】(26-27高三上·河北沧州·开学考试)已知直线与曲线与曲线分别切于,两点,则( )
A. B. C. D.
【变式3.2】(2025·福建福州·模拟预测)写出一条与圆和抛物线都相切的直线的方程_______________
题型4:抛物线中的弦长问题
方法技巧
1. 联立直线与抛物线方程,设交点,由韦达定理得。
2. 弦长公式:。
3. 消去保留时,弦长公式为。
4. 计算前需保证,确保直线与抛物线确实相交。
【例题4.1】(2026·安徽合肥·二模)直线与抛物线交于,两点,则( ).
A. B.6 C. D.8
【例题4.2】(2026·甘肃·模拟预测)若抛物线和直线交于,两点,且,则原点到直线的距离为( )
A.2 B. C. D.4
【变式4.1】(25-26高二下·福建泉州·阶段检测)已知抛物线的焦点为,为抛物线上的点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线与抛物线相交于,两点,求,中点坐标及弦长.
【变式4.2】(25-26高二上·黑龙江大庆·期中)已知为坐标原点,为抛物线:的焦点,是上异于的一点,且点到的距离比到轴的距离大1.
(1)求抛物线的方程;
(2)若经过点的直线与抛物线相交于,两点,且,求的方程.
题型5:抛物线的焦半径与焦点弦问题
方法技巧
1. 焦半径():抛物线上点,;其他开口方向类似,本质是求点到准线的距离。
2. 焦点弦:过焦点的直线与抛物线相交所得弦,弦长(型)。
3. 直线与对称轴的夹角为时,焦点弦长二级结论:。
4. 当直线垂直于对称轴时为通径,长度为,是过焦点的最短弦。
【例题5.1】(26-27高三上·北京海淀·开学考试)已知抛物线的焦点为,过点的直线与抛物线交于两点,若两点的横坐标之和为6,则( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【例题5.2】(2025·山西临汾·三模)已知抛物线的焦点为,过点的直线与交于两点,若,则( )
A. B.3 C.4 D.
【变式5.1】(3.3.2抛物线的简单几何性质【第一课】“上好三节课,做好三套题“高中数学素养晋级之路)(多选)以x轴为对称轴的抛物线的通径(过焦点且与对称轴垂直的弦)长为8,若抛物线的顶点在坐标原点,则其方程可以为( )
A. B.
C. D.
【变式5.2】(25-26高二下·四川自贡·阶段检测)已知抛物线的焦点为,点在抛物线上.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点作直线交抛物线于P,Q两点,若,求直线的方程.
题型6:抛物线的中点弦
方法技巧
1. 点差法:设弦端点,两点代入抛物线方程作差,构造中点与斜率的关系。
2. 点差法结论:
(1) 点差法结论:(前提:)。若 ,则直线方程为。
(2) 点差法结论:(前提:)。若 ,则直线方程为。
3. 存在性验证:求出直线方程后,必须代回抛物线验证,中点弦可能不存在。
4. 备用解法:也可联立方程,利用韦达定理(或)求解。
【例题6.1】(24-25高二下·上海·期中)AB为抛物线的焦点弦,若,则AB中点的横坐标为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【例题6.2】(25-26高二上·福建厦门·期末)设斜率为的直线与抛物线交于,两点,若为线段的中点,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【变式6.1】(26-27高二上·全国·课后作业)已知抛物线,过点作一条直线交抛物线于,两点,则弦的中点的轨迹方程为________.
【变式6.2】(25-26高二下·安徽阜阳·开学考试)已知是抛物线的焦点,是抛物线上一点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线与抛物线交于两点,且线段的中点坐标为,求弦长.
题型7:抛物线中的参数范围及最值
方法技巧
1. 代数法:联立直线与抛物线,用韦达定理构造目标函数,结合求值域。
2. 定义法:涉及焦点距离时,用抛物线定义转化为到准线的距离,简化表达式。
3. 几何法:利用抛物线定义、几何图形,结合点到直线距离等几何意义求解。
4. 注意抛物线的定义域限制(如中),不能忽略边界约束。
【例题7.1】(25-26高三下·贵州遵义·开学考试)设抛物线的焦点为F,P为C上任意一点,O为坐标原点,M为线段的中点,则直线斜率的最大值为( )
A. B.1 C. D.
【例题7.2】(2026·湖南株洲·三模)已知抛物线,P为C上的动点,Q为圆上的动点,设点P到y轴的距离为d,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式7.1】(2026·山西吕梁·三模)已知点P为抛物线上一点,过点P作圆C:的两条切线,则切线长的最小值为( )
A. B.3 C.7 D.9
【变式7.2】(2026·安徽芜湖·模拟预测)已知抛物线的焦点为,以为圆心,以1为半径作圆,过点的直线与交于,两点,与圆交于,两点,其中,在第二象限.
(1)若,求的斜率;
(2)证明:为定值;
(3)为坐标原点,若点,分别在直线,上,求的最小值.
题型8:抛物线中三角形(四边形)的面积
方法技巧
1. 通用公式:底高,以弦长为底,点到直线距离为高。
2. (焦点弦对应的三角形):(型)。
3. 四边形常沿对角线拆分为两个三角形,分别计算面积再求和。
【例题8.1】(26-27高三上·山东青岛·开学考试)若抛物线上一点与焦点的距离,为坐标原点,则的面积为( )
A. B. C. D.
【例题8.2】(26-27高三上·贵州·阶段检测)已知抛物线的焦点为,点是抛物线上异于原点的一点,点在轴正半轴上,且,,则四边形的面积是( )
A. B. C. D.
【变式8.1】(26-27高三上·湖北·阶段检测)已知点在抛物线上,过点作抛物线的切线交轴于点.
(1)求抛物线及切线的方程;
(2)过抛物线的焦点F作直线,且与交于两点,求的面积.
【变式8.2】(26-27高三上·安徽马鞍山·阶段检测)设抛物线的焦点为,过点的动直线交抛物线于两点,点.当直线垂直于轴时,.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)求的面积的最小值;
(3)若直线平分,求直线的斜率.
题型9:抛物线中的定点问题
方法技巧
1. 设参联立:设含参数的直线方程,联立抛物线,写出韦达定理结果。
2. 目标代换:根据题干条件列等式,代入韦达定理化简,消去参数。
3. 整理恒等式:得到不受参数影响的定点坐标,注意验证直线与抛物线相交的前提。
4. 特殊探路:可先用参数的两个特殊值求出交点,再验证该点恒满足条件。
【例题9.1】(25-26高二上·陕西渭南·期末)是抛物线上两点,且.
(1)求AB直线过定点.
(2)过原点O作于,求点的轨迹方程.
【例题9.2】(2026·陕西渭南·三模)已知为抛物线上一点,点到抛物线C焦点的距离是M到直线的距离的两倍.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点作C的两条切线,切点分别为.求证:以线段为直径的圆过点.
【变式9.1】(26-27高三上·重庆沙坪坝·阶段检测)在平面直角坐标系中,已知抛物线的方程为.
(1)求抛物线的焦点坐标;
(2)设直线和抛物线交于两点(其中异于原点),且,
(i)证明:直线过定点,并求出该定点的坐标;
(ii)求的最小值.
【变式9.2】(25-26高三·全国·三轮复习)已知平面直角坐标系内动点到定点的距离比到轴的距离大1,且点P不在轴左侧,设点的轨迹为曲线.
(1)求曲线E的方程;
(2)已知点Q在直线上,过点Q作曲线E的两条切线,切点分别为点A,B,求直线的斜率;
(3)在(2)的条件下,设点,试判断抛物线上是否存在点M,A,B,使得M到点A,B,C的距离均相等,请说明理由.
题型10:抛物线中的定值问题
方法技巧
1. 设参联立:引入合适参数,设点或设直线,联立抛物线得到韦达定理。
2. 目标代换:将题目要求证明的目标表达式(如斜率之积/和、向量数量积、面积等)用韦达定理的结果代换,展开化简。
3. 消参得定:参数全部抵消,得到固定常数即为定值。
4. 特殊探路:可先取特殊位置(如对称轴、通径、过原点)猜出定值,再进行一般性证明。
【例题10.1】(第七单元抛物线A卷�名校好题基础达标卷)已知椭圆和抛物线.从两条曲线上各取两个点,将其坐标混合记录如下:,.
(1)求椭圆和抛物线的方程;
(2)设为实数,已知点,直线与抛物线交于两点,记直线的斜率分别为,判断是否为定值.若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【例题10.2】(25-26高二上·内蒙古锡林郭勒·期末)已知坐标平面内一动点到定点的距离等于到定直线的距离.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)设为坐标原点,过点的直线交于两点,求证:是直角三角形.
【变式10.1】(26-27高三上·湖南·开学考试)在平面直角坐标系中,设抛物线:,点().过点的直线与交于,两点,设点到直线的垂足为,记的面积为.
(1)若,且轴,求;
(2)求关于的表达式;
(3)当直线变化时,若为定值,则求出的值,并求该定值.
【变式10.2】(25-26高二下·云南昭通·期末)已知抛物线的焦点为,直线与交于两点,与x轴交于点Q,与直线交于点P.
(1)求的标准方程;
(2)当时,求的面积;
(3)是否存在实数,使等式成立,若存在,求的值并说明理由.
题型11:抛物线中的定直线问题
方法技巧
1. 设参联立:引入参数,设点、设直线,联立抛物线,写出韦达定理。
2. 目标代换:利用题干几何条件列式化简,消去参数。
3. 判定形态:得到与参数无关的直线方程,即为定直线。
4. 特殊探路:特殊位置先预判定直线,再做一般情况证明,可降低难度。
【例题11.1】(25-26高二下·浙江·期中)已知直线与抛物线交于两点,过分别作抛物线的两条切线,两条切线交于点;过点作直线的垂线,与椭圆交于两点(点在点上方).
(1)证明:点在一条定直线上;
(2)记的面积分别为,求的最小值.
【例题11.2】(2025·上海嘉定·一模)如图,在平面直角坐标系中,为原点,已知抛物线的焦点为,点的坐标为.
(1)若点在上,且,求点的坐标;
(2)若是上的任意一点,求的最小值;
(3)过点的动直线与抛物线交于、两点,过点、分别作的切线,切线交点为,求证:点的轨迹是一条直线.
【变式11.1】(2025·甘肃白银·二模)已知抛物线的焦点为F,点是C上一点,且,记O为坐标原点,过点F的直线与C相交于A,B两点.
(1)求抛物线C的方程与准线l的方程;
(2)求的最小值;
(3)已知P,M分别是抛物线C与准线l上的动点,若C在点P处的切线交y轴于点Q,且,试判断点N是否在定直线上,若在,请求出定直线的方程;若不在,请说明理由.
【变式11.2】(2026·安徽合肥·模拟预测)已知抛物线的焦点为,上的点到的距离为5.
(1)求的值;
(2)若,,为上异于点的两点,直线的斜率为.
①证明:的重心在定直线上运动;
②设直线与轴交于点,线段的中点为,线段的中点为,过点向直线作垂线,垂足为.求点的轨迹方程.
试卷第2页,共3页
2 / 2
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
第三章
圆锥曲线的方程
3.3.2 直线与抛物线的位置关系
内容概览
1
🔷知识点一 直线与抛物线的位置关系及判定 1
🔷知识点二 弦长公式 2
🔷知识点三 中点弦问题(点差法) 2
🔷知识点四 焦点弦问题 3
3
易错点1:联立方程后忽略二次项系数为0的情况 3
易错点2:混淆"一个公共点"与"相切"的概念 4
易错点3:忽略直线斜率不存在的情况 6
易错点4:焦点弦长公式记错变量 7
易错点5:过定点的直线问题,遗漏平行或重合于对称轴的情况 7
9
题型1:讨论抛物线与直线的位置关系 9
题型2:根据直线与抛物线的位置关系求参数或范围 11
题型3:求抛物线的切线方程 15
题型4:抛物线中的弦长问题 19
题型5:抛物线的焦半径与焦点弦问题 21
题型6:抛物线的中点弦 24
题型7:抛物线中的参数范围及最值 27
题型8:抛物线中三角形(四边形)的面积 31
题型9:抛物线中的定点问题 34
题型10:抛物线中的定值问题 41
题型11:抛物线中的定直线问题 48
🔷知识点一 直线与抛物线的位置关系及判定
1. 直线与抛物线有三种位置关系:相离、相切和相交.
2.
设直线与抛物线相交于,两点,将代入,消去并化简,得.
(1)
时,直线与抛物线只有一个交点(直线与抛物线的对称轴平行或重合).
(2)
时, ⇔直线与抛物线相交⇔有两个公共点.
⇔直线与抛物线相切⇔只有一个公共点.
⇔直线与抛物线相离⇔没有公共点.
⚠ 特别提醒
· 与椭圆核心区别:椭圆一个公共点必为相切;抛物线一个公共点不一定是相切,可能是平行或重合于对称轴的相交。
· 直线与抛物线相交的两个交点可在对称轴同侧或两侧,通过韦达定理或的符号判断。
🔷知识点二 弦长公式
1.
设斜率为k的直线l与抛物线相交于,两点,则:或=.
2. 抛物线的通径
(1)过抛物线的焦点且垂直于对称轴的直线与抛物线交于,线段叫作抛物线的通径.
(2)若抛物线的方程为,则通径的长为.
⚠ 特别提醒
· 弦长公式基于韦达定理,体现"设而不求"思想,前提是二次项系数不为0且;
· 对于开口向右/向左的抛物线,消去后关于的方程计算方便;开口向上/向下的抛物线,消去后关于的方程计算方便。
🔷知识点三 中点弦问题(点差法)
已知抛物线内一点,求以该点为中点的弦所在直线方程,核心方法为点差法。
以开口向右的抛物线为例,弦中点为:
1. 设端点:设弦的两个端点为、,
2. 代入方程:、均在抛物线上,代入抛物线方程得两式。
3. 作差变形:两式相减,用平方差公式分解:
4. 代入中点:整理得弦的斜率公式
5. 写方程:由点斜式,得到弦所在直线方程。
6. 验证弦的存在性
联立直线与抛物线方程,得到一元二次方程,验证判别式 。
⚠ 特别提醒
· 抛物线点差法求出直线后,必须联立抛物线方程验证,确认直线与抛物线有两个交点。
🔷知识点四 焦点弦问题
过抛物线焦点的直线与抛物线交于两点,线段称为焦点弦。
以开口向右的抛物线为例,焦点,设、:
1. 焦点弦长公式:
2. 核心结论:
(1)
(2)
3. 焦点弦最值:当弦垂直于对称轴(即通径)时最短,最小值为。
4. 直线与对称轴的夹角为时:。
⚠ 特别提醒
· 开口向上的抛物线,焦点弦长公式对应为。
· 抛物线只有一条对称轴,焦点弦必过唯一焦点,不存在椭圆、双曲线"同支/异支"的区分。
易错点1:联立方程后忽略二次项系数为0的情况
【易错点】
直线与抛物线联立消元后,直接计算判别式,忽略二次项系数可能为0;误将平行或重合于对称轴的单交点情况判定为相切。
【易错消除】
联立消元后先整理方程,先看二次项系数是否为0:
1. 系数为0:直线平行或重合于对称轴,仅1个交点,属于相交,不是相切。
2. 系数不为0:再用判别式判定位置关系。
【易错例题】(2025·天津·二模)“”是“直线与抛物线只有一个公共点”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】联立直线与抛物线的方程,可得,分和,讨论方程只有一个解可得或,再由充分条件和必要条件的定义即可得出答案.
【详解】若直线与抛物线只有一个公共点,
则方程只有一个解,
即方程只有一个解,
当时,恒有一个解;
当时,,得,此时方程只有一个解.
即直线与抛物线只有一个公共点,可得或,
故“”是“直线与抛物线只有一个公共点”的充分不必要条件,
故选:A.
易错点2:混淆"一个公共点"与"相切"的概念
【易错点】
类比椭圆的结论,认为直线与抛物线只有一个公共点就是相切,忽略平行于对称轴的特殊情况。
【易错消除】
明确核心结论:
1. 椭圆:一个公共点 相切;
2. 抛物线:一个公共点 相切,可能是相切,也可能是平行或重合于对称轴的相交;相切一定是一个公共点,但一个公共点不一定是相切。
【易错例题】(题型分类归纳)已知直线与抛物线只有一个公共点,则直线与抛物线的位置关系是( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.相交或相切
【答案】D
【分析】根据直线和抛物线只有一个公共点确定正确答案.
【详解】直线与抛物线的对称轴平行或与抛物线相切时有一个公共点,
所以D选项正确.
故选:D
易错点3:点差法求中点弦后不验证,出现增根
【易错点】
用点差法求出直线方程后直接作为最终结果,忘记验证直线与抛物线是否有两个交点。
【易错消除】
点差法求出直线方程后,必须联立抛物线方程验证。
【易错例题】(24-25高二上·广西玉林·期中)已知是抛物线上的两点,且线段的中点为,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用点差法即可求解斜率,进而根据点斜式求解直线方程.
【详解】设,则,
故,
由于的中点为,故,因此,
故直线方程为,即,
经检验,直线与抛物线相交,满足条件.
故选:C
易错点3:忽略直线斜率不存在的情况
【易错点】
默认直线斜率存在,直接设斜截式方程,漏掉直线垂直于轴(斜率不存在)的情况,造成漏解。
【易错消除】
题目未说明直线斜率存在时,分斜率存在、斜率不存在两类讨论。
【易错例题】(2026高三·全国·专题练习)设(分别是x、y轴正方向上的单位向量),且.
(1)求点的轨迹C的方程;
(2)过点作直线l交曲线C于A、B两点,若,求证:四边形OAPB为矩形.
【答案】(1)
(2)证明:由可知四边形为平行四边形,要证其为矩形,只需证即可,即证.
设,
当轴时,,
,即;
当不与轴垂直时,
设的斜率为,易知,且方程为,②
将②代入轨迹的方程得:.
由根与系数关系得,,
所以,
所以,所以,故得证.
【分析】(1)先计算向量和的模长,因为,所以对模长平方后化简,得到的关系式,即为轨迹的方程.
(2)设直线的方程,分斜率存在和不存在两种情况,将直线方程与曲线的方程联立,得到关于或的一元二次方程,利用韦达定理得到交点坐标的和与积.计算向量,如果,那么,结合可知四边形是平行四边形,即可证明其为矩形.
【详解】(1)由已知,即,
整理得.
(2)略
易错点4:焦点弦长公式记错变量
【易错点】
开口向上的抛物线,误将焦点弦长公式写为,变量用错。
【易错消除】
焦点弦长本质是两段焦半径之和:
1. 开口向右:焦半径含,弦长为。
2. 开口向上:焦半径含,弦长为。
开口沿哪条轴,就用哪条轴的坐标。
【易错例题】(24-25高三上·湖南长沙·阶段检测)已知抛物线的焦点为,过的直线交于两点,若中点的纵坐标为3,则( )
A.4 B.8 C.10 D.11
【答案】B
【详解】由抛物线方程知,,
设,,线段的中点的纵坐标为3,
所以,而,
所以.
易错点5:过定点的直线问题,遗漏平行或重合于对称轴的情况
【易错点】
过定点的直线问题,漏掉平行或重合于对称轴的直线,造成漏解。
【易错消除】
题目未说明直线不能平行或重合于对称轴时,要分情况讨论。
【易错例题】(青海西宁市青海师范大学附属第二实验中学2024-2025学年高三年级十一月月考数学试卷)已知抛物线 ()经过点 为坐标原点.
(1)求抛物线的方程;
(2)设直线 与抛物线 交于 两点,且 .证明:直线 经过一个定点,并求出该定点的坐标.
【答案】(1);
(2)证明:因为直线 与抛物线有两个交点,
所以 不可能是平行于 轴的直线(否则与抛物线只有一个交点),
故可设,代入 得 ,
即 ,判别式 .
设,,则 , .
由 都在抛物线上得 ,,
所以.
由 得 ,即 ,
所以 ,解得 或 .
若 ,则直线 经过原点 ,
此时 中有一点与重合,与 中有零向量,不符合题意,故舍去.
所以,即,直线恒过定点.
检验:当 时 恒成立,直线与抛物线恒有两个交点,
取 得 ,与 交于 、,
此时 成立,定点 确在 上.
【分析】(1)把点 的坐标代入 ,求出,即可求得抛物线的方程.
(2)可设,代入 得 ,设,,则 ,,由得即,从而求得,再证明直线 经过一个定点,并求出该定点的坐标.
【详解】(1)把点 的坐标代入 得 ,即 ,解得 .
所以抛物线的方程为 .
(2)略,定点为 .
题型1:讨论抛物线与直线的位置关系
方法技巧
1. 联立直线方程与抛物线方程,消去一个变量,得到一元二次方程(或一元一次方程)。
2. 若二次项系数为0,直线与抛物线对称轴平行或重合,与抛物线仅有一个交点,属于相交而非相切。
3. 若二次项系数不为0,计算判别式:时相交(2个交点);时相切;时相离。
4. 斜率不确定时,单独讨论斜率不存在的直线,防止漏解。
【例题1.1】(题型分类归纳)直线:与椭圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.相切或相交
【答案】A
【分析】方法1:先求含参直线l恒过定点M,研究定点M与椭圆的位置关系可判断直线l与椭圆的位置关系;
方法2:代数法,联立直线l与椭圆方程,消参后可由判断出直线l与椭圆的位置关系.
【详解】方法1:
∵,即:,
∴直线l恒过定点,
又∵椭圆
∴,
∴定点M在椭圆内,
∴直线l与椭圆相交.
方法2:
∴恒成立,
∴直线l与椭圆相交.
【例题1.2】(25-26高二上·陕西汉中·阶段检测)已知直线,椭圆,则直线与椭圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法确定
【答案】C
【分析】联立直线和椭圆方程,根据所得到的方程的解的个数来判断直线和椭圆的位置关系.
【详解】联立,消去,整理得到,该方程判别式,于是此方程无解,即直线和椭圆没有交点,故直线和椭圆相离.
故选:C
【变式1.1】(26-27高三上·安徽·阶段检测)已知是抛物线的焦点,,线段的垂直平分线与抛物线的交点坐标为( )
A.或 B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用垂直平分线性质和抛物线定义,从而求出交点坐标.
【详解】如图所示:
由题意可知,抛物线的准线为:,点在抛物线的准线上,
设线段的垂直平分线与抛物线的交点为,则有,由抛物线定义可知,
,则,可得,所以交点.
【变式1.2】(25-26高二下·宁夏银川·开学考试)(多选)点在抛物线上,为坐标原点,,则下列结论正确的是( )
A.的准线为 B.直线与相切
C.的焦点为 D.焦点到准线距离为
【答案】BCD
【分析】利用题目条件解出抛物线方程后逐一分析选项.
【详解】将点代入抛物线方程,得: ,
解得,因此抛物线的方程为,
根据抛物线的性质:焦点为,准线为,焦点到准线的距离为,
A选项:抛物线的准线为,不是,A错误;
B选项:求直线方程:,斜率,直线方程为,
联立抛物线方程,消去得,
,直线与抛物线只有一个交点,因此直线与相切,B正确;
C选项:抛物线的焦点为,C正确;
D选项:焦点到准线的距离为,D正确.
题型2:根据直线与抛物线的位置关系求参数或范围
方法技巧
1. 联立直线与抛物线方程,消元得到一元方程。
2. 当方程为一元二次方程时,根据相交、相切、相离条件,写出对应的等式或不等式。
3. 注意二次项系数为0,是直线与对称轴平行或重合的特殊情况。
4. 斜率不存在时单独验证,最终取所有情况的并集。
【例题2.1】(2027高三·全国·专题练习)已知抛物线,过点作直线,使与抛物线有且只有一个公共点,则满足上述条件的直线共有( )
A.0条 B.1条 C.2条 D.3条
【答案】D
【分析】根据抛物线的性质,结合一元二次方程根的判别式进行求解即可.
【详解】当直线不存在斜率时,直线的方程为,
当时,,该方程无实根,此时直线与抛物线无交点;
当直线存在斜率时,设直线的方程为,
与抛物线方程联立,得,
当时,,
此时直线与抛物线
有且只有一个交点,符合题意;
当时,要想直线与抛物线有且只有一个公共点,
只需,
方程的判别式,
所以方程有两个不相等的实数根,
显然不是方程的实根,
所以满足条件的直线共有3条.
【例题2.2】(25-26高二上·甘肃张掖·期末)已知抛物线的焦点为,过点且斜率为1的直线与抛物线交于两点.若点在第一象限,则点的横坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】过点作轴于点,设点的横坐标为,利用抛物线的性质可得,,结合是等腰直角三角形解出即可.
【详解】由题意,抛物线的焦点为,
过点作轴于点,
设点的横坐标为,则,由抛物线的性质得,
因为直线的斜率为1,所以,是等腰直角三角形,
所以,即,解得,
故选:B
【变式2.1】(25-26高二上·江西南昌·阶段检测)已知抛物线,斜率为的直线绕定点旋转,下列说法正确的是( )
A.直线与抛物线只有一个公共点时,一定是相切
B.当直线与抛物线有两个公共点时,斜率的范围是
C.当直线与抛物线只有一个公共点时,或,
D.当直线与抛物线没有公共点时,斜率的范围是
【答案】D
【分析】设直线的方程为,联立抛物线方程,当时,一次方程有一解,直线与抛物线相交可判断A,当时,利用判别式判断直线与抛物线的位置关系可判断BCD.
【详解】设直线的方程为,
即,由消去得:,
当时,直线与抛物线相交,只有一个公共点,故A错误;
当时,,
当时,解得或,此时方程组有两个相同的实数解,直线与抛物线相切,只有一个公共点,
所以直线与抛物线只有一个公共点时,直线的斜率分别为,故C错误;
当时,解得,此时方程组有两个不同的实数解,故直线与抛物线交于两点,故B错误;
当时,解得,此时方程组没有实数解,知直线与抛物线相离,没有公共点,故D正确.
故选:D.
【变式2.2】(26-27高三上·广东揭阳·阶段检测)已知抛物线:,斜率为的直线经过点,等边三角形的顶点A在E上,顶点,均在上.下列结论不正确的有( )
A.E的准线方程为
B.若与没有公共点,则
C.若与的唯一公共点为,则E的焦点在直线上
D.若,则面积的最小值为
【答案】C
【分析】对于A,由抛物线方程得到准线与焦点;对于B,联立直线抛物线,利用判别式判断无交点的的取值范围;对于C,相切求出切点,验证焦点在上时无法满足;对于D,利用抛物线上点到直线距离公式求距离最小值,结合等边三角形面积公式算出面积最小值,判断各选项正误.
【详解】对于A,由,得,所以E的准线方程为,A正确;
对于B,设直线的方程为,联立,得,
若与没有公共点,则,解得或,
又,所以,B正确;
对于C,由联立方程,
若与相交于唯一点,只可能是相切,则,解得,
此时,解得,进而得,则,
若过焦点(如图),由于,,,,
根据倾斜角的定义,,
而,此时,
即,这与为等边三角形矛盾,C错误;
对于D,当时,直线的方程为,
设,则到的距离为,
即等边三角形的高的最小值为,此时面积,D正确.
题型3:求抛物线的切线方程
方法技巧
1. 点在抛物线上的切点式切线方程:
(1) :切线方程为。
(2) :切线方程为。
2. 点在抛物线外,设切线斜率为,联立方程令求解,可得到切线。
3. 已知斜率为的切线方程:
(1) :。
(2) :。
4. 验证斜率不存在的直线是否为切线,避免漏解。
【例题3.1】(2025·上海·三模)抛物线中,以为切点的切线方程为______
【答案】
【分析】先对抛物线方程求导,得到切线的斜率,再利用点斜式方程求出切线方程.
【详解】已知抛物线方程,将其变形为.
因为点在抛物线上,所以在点处切线的斜率可对求导完成.
,切线过点,则斜率.
根据点斜式方程可得切线方程为,即.
故答案为:.
【例题3.2】(25-26高二下·天津南开·阶段检测)求曲线过点的切线方程为( )
A. B.或
C. D.或
【答案】B
【分析】设切线方程为,与抛物线方程联立方程组,消元,然后由判别式等于0求得,得切线方程.
【详解】设切线方程为,
由得,
所以,解得或,
所以切线方程为或,即或.
【变式3.1】(26-27高三上·河北沧州·开学考试)已知直线与曲线与曲线分别切于,两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】解法一:可设切点位于第一象限,根据导数以及直线与圆的相切列式求解可得,结合几何性质求长度;解法二:设直线方程为,联立方程根据判别式可得,求交点坐标即可得长度.
【详解】解法一:由题意知曲线为焦点在轴上的抛物线,是以原点为圆心,为半径的圆.
由曲线的对称性不妨设切点位于第一象限,且满足,
此时由可得函数,则,
可得曲线在点处的切线为,即,
又因为与圆相切,则,
整理可得,解得或,
可得点,故,所以;
解法二:由题意可知直线的斜率不为0,设直线方程为,
联立方程,消去x可得,
则,可得,
联立方程,消去x可得,
则,可得,
联立方程,解得,所以直线方程为,
根据对称性不妨取直线方程为,
由,解得,即,
由,解得,即,
所以.
【变式3.2】(2025·福建福州·模拟预测)写出一条与圆和抛物线都相切的直线的方程_______________
【答案】(或)(答案不唯一,写出其中一个即可)
【分析】设出切线方程,根据圆心到直线距离等与半径得出等量关系,再联立直线和抛物线方程利用判别式解方程组计算即可.
【详解】依题意可知,切线方程一定存在,
不妨设直线的方程为,
易知圆的圆心为,半径为,
由直线和圆方程相切可得,
联立抛物线与直线方程可得,
因此,解得;
所以,解得,即或;
可得;
此时切线方程为或.
故答案为:(或)
题型4:抛物线中的弦长问题
方法技巧
1. 联立直线与抛物线方程,设交点,由韦达定理得。
2. 弦长公式:。
3. 消去保留时,弦长公式为。
4. 计算前需保证,确保直线与抛物线确实相交。
【例题4.1】(2026·安徽合肥·二模)直线与抛物线交于,两点,则( ).
A. B.6 C. D.8
【答案】D
【分析】联立直线方程与抛物线方程,可求出两交点坐标,再利用两点间距离公式计算即可得.
【详解】,解得或,
则.
【例题4.2】(2026·甘肃·模拟预测)若抛物线和直线交于,两点,且,则原点到直线的距离为( )
A.2 B. C. D.4
【答案】B
【分析】联立直线与抛物线方程,写出韦达定理,利用弦长公式求得,再由点到直线的距离公式计算即得.
【详解】将代入,得,
设,则,
由,解得,
于是原点到直线的距离为.
【变式4.1】(25-26高二下·福建泉州·阶段检测)已知抛物线的焦点为,为抛物线上的点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线与抛物线相交于,两点,求,中点坐标及弦长.
【答案】(1)
(2),
【分析】(1)根据抛物线的定义列式计算即可求解;
(2)设,直线与抛物线联立方程组,由韦达定理结合中点坐标公式及弦长公式计算即可求解.
【详解】(1)由抛物线的定义可知,所以,
即抛物线的方程为;
(2)设,
直线与抛物线联立方程组可得,
则,,
所以,,
所以,中点坐标为,.
【变式4.2】(25-26高二上·黑龙江大庆·期中)已知为坐标原点,为抛物线:的焦点,是上异于的一点,且点到的距离比到轴的距离大1.
(1)求抛物线的方程;
(2)若经过点的直线与抛物线相交于,两点,且,求的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据抛物线的定义进行求解即可;
(2)根据两点间距离公式,结合一元二次方程根与系数关系、判别式进行求解即可.
【详解】(1)设点,由题可知,由抛物线定义知,
所以,所以,则抛物线的方程为.
(2)易知的斜率一定存在,设的方程为,设.
由消去得,
则,且,
,
由,化简整理得,解得(舍去)或,
所以,即的方程为.
题型5:抛物线的焦半径与焦点弦问题
方法技巧
1. 焦半径():抛物线上点,;其他开口方向类似,本质是求点到准线的距离。
2. 焦点弦:过焦点的直线与抛物线相交所得弦,弦长(型)。
3. 直线与对称轴的夹角为时,焦点弦长二级结论:。
4. 当直线垂直于对称轴时为通径,长度为,是过焦点的最短弦。
【例题5.1】(26-27高三上·北京海淀·开学考试)已知抛物线的焦点为,过点的直线与抛物线交于两点,若两点的横坐标之和为6,则( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【答案】C
【详解】设点,由题意可得.
所以.
【例题5.2】(2025·山西临汾·三模)已知抛物线的焦点为,过点的直线与交于两点,若,则( )
A. B.3 C.4 D.
【答案】D
【分析】设直线的方程为,将直线的方程与抛物线的方程联立,写出韦达定理得到,进而得到,再利用焦半径公式得到,求解出,最后再利用焦半径公式求值即可.
【详解】由题意可知,抛物线的焦点为,设直线的方程为,
将直线的方程与抛物线的方程联立,设,且,
,消去x得,
由韦达定理得,则,
由焦半径公式得,,
因为,所以,
联立方程组,解得或(舍去),
则,故D正确.
故选:D
【变式5.1】(3.3.2抛物线的简单几何性质【第一课】“上好三节课,做好三套题“高中数学素养晋级之路)(多选)以x轴为对称轴的抛物线的通径(过焦点且与对称轴垂直的弦)长为8,若抛物线的顶点在坐标原点,则其方程可以为( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【分析】由题意设、,根据已知可得,即可得抛物线方程.
【详解】由题意,若,则焦点为,故,所以,即;
若,则焦点为,故,所以,即;
综上,,则.
故选:AB
【变式5.2】(25-26高二下·四川自贡·阶段检测)已知抛物线的焦点为,点在抛物线上.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点作直线交抛物线于P,Q两点,若,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
或
【分析】(1)将点A坐标代入抛物线方程求解p即可得抛物线方程;
(2)设直线方程联立抛物线,结合韦达定理和抛物线焦点弦长公式求斜率.
【详解】(1)已知点在抛物线上,
代入方程得,解得,因此抛物线的方程为.
(2)由(1)得抛物线焦点.
①当直线斜率不存在时,则,代入得,此时,不合题意;
②当直线斜率存在时,设直线方程为,,
联立方程得,整理得,恒成立,
由韦达定理得.
则,因此,
所以,解得,即,因此直线的方程为或.
题型6:抛物线的中点弦
方法技巧
1. 点差法:设弦端点,两点代入抛物线方程作差,构造中点与斜率的关系。
2. 点差法结论:
(1) 点差法结论:(前提:)。若 ,则直线方程为。
(2) 点差法结论:(前提:)。若 ,则直线方程为。
3. 存在性验证:求出直线方程后,必须代回抛物线验证,中点弦可能不存在。
4. 备用解法:也可联立方程,利用韦达定理(或)求解。
【例题6.1】(24-25高二下·上海·期中)AB为抛物线的焦点弦,若,则AB中点的横坐标为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【详解】抛物线的焦点为,准线为,设焦点弦的端点为、,根据抛物线的定义,,,
故弦长,由得,
所以中点的横坐标为.
【例题6.2】(25-26高二上·福建厦门·期末)设斜率为的直线与抛物线交于,两点,若为线段的中点,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】用点差法,设出和两点坐标代入抛物线方程作差,结合中点坐标求出直线斜率,再用点斜式得到直线方程.
【详解】设,,则,由:作差得,
得,所以直线方程为,即.
故选:C
【变式6.1】(26-27高二上·全国·课后作业)已知抛物线,过点作一条直线交抛物线于,两点,则弦的中点的轨迹方程为________.
【答案】
【分析】方法一:设,,利用中点坐标公式结合点差法运算求解即可;方法二:设直线的方程为,,,利用韦达定理可得,消参即可.
【详解】方法一:设,,弦的中点为,则,
因为,两式相减可得,
即,可得,
显然,则有:
若,则,且,
即,整理可得;
若,检验可知符合;
故所求轨迹方程为.
方法二:由题意可知:直线的斜率不为0,
设直线的方程为,,,
联立方程,消去x可得,
则,则,,
可得,
设的中点为,则,
消去m可得,整理可得,
所以所求轨迹方程为.
【变式6.2】(25-26高二下·安徽阜阳·开学考试)已知是抛物线的焦点,是抛物线上一点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线与抛物线交于两点,且线段的中点坐标为,求弦长.
【答案】(1).
(2).
【分析】(1)由题意结合抛物线定义建立方程组计算求解;
(2)根据点差法得直线斜率,求得直线方程,直线与抛物线联立方程组计算求解.
【详解】(1)由题可知,解得(舍去)或,
故抛物线的方程为;
(2)由,两式相减得,即.
因为线段的中点坐标为,所以,则,
故直线为.
联立,得,
解得或,
,所以.
题型7:抛物线中的参数范围及最值
方法技巧
1. 代数法:联立直线与抛物线,用韦达定理构造目标函数,结合求值域。
2. 定义法:涉及焦点距离时,用抛物线定义转化为到准线的距离,简化表达式。
3. 几何法:利用抛物线定义、几何图形,结合点到直线距离等几何意义求解。
4. 注意抛物线的定义域限制(如中),不能忽略边界约束。
【例题7.1】(25-26高三下·贵州遵义·开学考试)设抛物线的焦点为F,P为C上任意一点,O为坐标原点,M为线段的中点,则直线斜率的最大值为( )
A. B.1 C. D.
【答案】B
【分析】首先设点的坐标,再表示点的坐标,以及直线的斜率,利用基本不等式求最值.
【详解】由已知,,设(由抛物线的对称性及斜率最大,则),则,
于是直线的斜率为,
当,即时等号成立,所以直线斜率的最大值为1.
【例题7.2】(2026·湖南株洲·三模)已知抛物线,P为C上的动点,Q为圆上的动点,设点P到y轴的距离为d,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【分析】通过抛物线定义将点到轴的距离转化为点到焦点的距离,结合圆的性质对进行放缩,再利用两点间线段最短求的最小值,最终得到的最小值.
【详解】抛物线中,,得,焦点,准线方程为.
设点的横坐标为,则点到轴的距离.
由抛物线定义,,故.
圆的圆心为,半径,
对圆上动点,有(当且仅当在线段上时取等号).
因此.
由两点间线段最短,,
当且仅当为线段与抛物线的交点时取等号.
,故,
且等号可同时成立,即的最小值为.
【变式7.1】(2026·山西吕梁·三模)已知点P为抛物线上一点,过点P作圆C:的两条切线,则切线长的最小值为( )
A. B.3 C.7 D.9
【答案】A
【详解】由,得,
所以圆的圆心为,半径.
设,则.
因为切线长等于,
所以当切线长最小时,最小.
,
当,即点的坐标为时,取得最小值,最小值为.
所以切线长的最小值为.
【变式7.2】(2026·安徽芜湖·模拟预测)已知抛物线的焦点为,以为圆心,以1为半径作圆,过点的直线与交于,两点,与圆交于,两点,其中,在第二象限.
(1)若,求的斜率;
(2)证明:为定值;
(3)为坐标原点,若点,分别在直线,上,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
由抛物线的定义可知,,
,
即为定值.
(3)
【分析】(1)联立直线与抛物线方程求出韦达定理,代入焦点弦长公式即可求解;
(2)利用焦半径公式来表示和计算即可求证;
(3)由直线AO和BO的直线方程求出,再结合(1)中韦达定理求出,接着令进行换元得到关于k的表达式,利用一元二次函数的性质即可求解.
【详解】(1)设,.
显然直线不与轴垂直,故设直线,
由得,,则,.
,
解得.
(2)略
(3)由题意知点、在直线上.
由上面的过程可知.
,的方程为,由得.
同理的方程为,由得.
,
设,,则,
,
∴当,即,也即时,取得最小值为.
题型8:抛物线中三角形(四边形)的面积
方法技巧
1. 通用公式:底高,以弦长为底,点到直线距离为高。
2. (焦点弦对应的三角形):(型)。
3. 四边形常沿对角线拆分为两个三角形,分别计算面积再求和。
【例题8.1】(26-27高三上·山东青岛·开学考试)若抛物线上一点与焦点的距离,为坐标原点,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设点,由抛物线,得,
因为,所以,解得,又,所以,
所以的面积为.
【例题8.2】(26-27高三上·贵州·阶段检测)已知抛物线的焦点为,点是抛物线上异于原点的一点,点在轴正半轴上,且,,则四边形的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,利用的垂直平分线得到点的坐标,根据面积公式即可求解.
【详解】
如图所示,由点在轴正半轴上且,可知点,
由于抛物线的焦点为,则点,
所以,
则直线的斜率为,线段的中点为,
所以的垂直平分线方程为,即,
因为,所以点与点都在直线上,
所以,所以,因此,
又因为点是抛物线上异于原点的一点,
联立得,所以,所以,
所以四边形的面积为,故B正确.
【变式8.1】(26-27高三上·湖北·阶段检测)已知点在抛物线上,过点作抛物线的切线交轴于点.
(1)求抛物线及切线的方程;
(2)过抛物线的焦点F作直线,且与交于两点,求的面积.
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)将点的坐标代入解出可得抛物线的方程,联立后利用可求得切线的方程;
(2)求出直线的方程为,设,,将与的方程联立,利用韦达定理及即可求解.
【详解】(1)将点的坐标代入,得,解得,
所以C的方程为,
显然切线的斜率存在,设其方程为,
由,消去得,
则,故,
因此切线的方程为.
(2)由(1)得C的焦点为,由于,故直线的方程为,
设,,
由,消去得,
则,,
故,
又切线的方程为,则,故
因此的面积.
【变式8.2】(26-27高三上·安徽马鞍山·阶段检测)设抛物线的焦点为,过点的动直线交抛物线于两点,点.当直线垂直于轴时,.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)求的面积的最小值;
(3)若直线平分,求直线的斜率.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用抛物线焦半径公式,结合点坐标求出,得标准方程;
(2)设直线联立抛物线,用韦达定理求纵坐标之差,结合面积公式构造函数求最值;
(3)由角平分线条件转化为向量夹角余弦相等,代入焦半径公式化简等式,结合韦达定理求得参数,最后求直线斜率.
【详解】(1),解得,所以抛物线的标准方程为:.
(2)设.显然直线斜率不为,设的方程为.
与抛物线方程联立得:.由韦达定理,,.
面积为.
故,即的方程为时,面积取得最小值,最小值为.
(3)由题意:,则,即.
,,,,,
代入得.
即,整理得.
又因为,,代入化简得:.
,故,直线的斜率为.
题型9:抛物线中的定点问题
方法技巧
1. 设参联立:设含参数的直线方程,联立抛物线,写出韦达定理结果。
2. 目标代换:根据题干条件列等式,代入韦达定理化简,消去参数。
3. 整理恒等式:得到不受参数影响的定点坐标,注意验证直线与抛物线相交的前提。
4. 特殊探路:可先用参数的两个特殊值求出交点,再验证该点恒满足条件。
【例题9.1】(25-26高二上·陕西渭南·期末)是抛物线上两点,且.
(1)求AB直线过定点.
(2)过原点O作于,求点的轨迹方程.
【答案】(1)定点
(2),
【分析】(1)利用直线与抛物线联立方程组,结合韦达定理和,可求解直线过定点;
(2)利用圆的几何意义得到圆的方程,并注意充要性.
【详解】(1)
设直线方程为:,与抛物线联立可得:
,
设交点,
则,由于
所以,
因为,所以,解得或,
当时,直线过原点,不满足题意,故,
则直线方程为,此时可得直线过定点.
(2)
由原点O作于,根据(1)可知直线过定点,
所以,即点在以为直径的圆上,
该圆的方程为:,
因为点不过原点,所以点的轨迹方程为,.
【例题9.2】(2026·陕西渭南·三模)已知为抛物线上一点,点到抛物线C焦点的距离是M到直线的距离的两倍.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点作C的两条切线,切点分别为.求证:以线段为直径的圆过点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用抛物线定义结合距离条件求解参数得到抛物线方程;
(2)通过导数推导切线方程,确定切点弦的表达式,联立抛物线得到韦达定理,借助向量点积为零完成垂直证明.
【详解】(1)抛物线的焦点为,
由抛物线定义,点到焦点的距离为.
点到直线的距离为.
由题设距离关系,得,
解得,.
因此,抛物线的方程为.
(2)由(1)得抛物线方程为,即,求导得.
设切点,,则抛物线在处的切线方程为,整理得.
结合,切线方程可化为.
切线过点,代入得,即.
同理可得.
因此,直线的方程为.
联立,消去得,
可得,,,,
以线段为直径的圆过点,等价于.
,,
则
,
因此,,即以线段为直径的圆过点.
【变式9.1】(26-27高三上·重庆沙坪坝·阶段检测)在平面直角坐标系中,已知抛物线的方程为.
(1)求抛物线的焦点坐标;
(2)设直线和抛物线交于两点(其中异于原点),且,
(i)证明:直线过定点,并求出该定点的坐标;
(ii)求的最小值.
【答案】(1)
(2)(i)当直线l斜率不存在时,它和抛物线的图象只有一个交点,不符合题意;
所以直线l斜率存在,设其方程为,设,,
由可得(*),
由韦达定理得:,,且,
由,
整理得:,
代入韦达定理得:,
因为A,B异于原点O,所以,所以,
此时(*)的判别式恒成立,
所以直线l的方程为,过定点.
(ii)
【分析】(1)先配方,再根据的焦点坐标可求题设中抛物线的焦点坐标;
(2)(ⅰ)设其方程为,设,,联立直线方程和抛物线方程,结合韦达定理化简可得定点;(ⅱ)结合(ⅰ)定点可求O到AB的距离的最大值,从而可求的最小值.
【详解】(1)配方得,由于的焦点坐标为,
将的图象右移一个单位,再下移一个单位可得的图象,
所以的焦点坐标为.
(2)(ⅰ)略
(ⅱ)由已知,故为直角三角形,设O到AB的距离为h,
则,
注意到:,
所以当h取得最大值时取得最小值.
由(ⅰ)可知AB过定点,所以,
取等条件:当时,因,则,,
此时(*)式子的,故可取等号,所以的最小值为.
【变式9.2】(25-26高三·全国·三轮复习)已知平面直角坐标系内动点到定点的距离比到轴的距离大1,且点P不在轴左侧,设点的轨迹为曲线.
(1)求曲线E的方程;
(2)已知点Q在直线上,过点Q作曲线E的两条切线,切点分别为点A,B,求直线的斜率;
(3)在(2)的条件下,设点,试判断抛物线上是否存在点M,A,B,使得M到点A,B,C的距离均相等,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)不存在
【分析】(1)根据题意可知点到定点的距离与定直线的距离相等,结合抛物线的定义即可求解;
(2)设曲线在点处的切线方程为,联立,再利用相切可得,继而可得切线方程为,同理可得在点处的切线方程为,结合点可得,再计算斜率即可;
(3)设直线的方程为,进而得到的中垂线为,再设,得到,利用,得到点在双曲线上,最后联立判断即可.
【详解】(1)已知动点到定点的距离比到轴的距离大1,且点不在轴左侧,
点到定点的距离与定直线的距离相等,
故点的轨迹为抛物线,且焦点为,
因此,曲线的方程为;
(2)设点,,,
设曲线在点处的切线方程为,
联立得,
,解得,
则切线为,即,
同理可得在点处的切线方程为,
,解得,
又切线过点,,即,
直线的斜率;
(3)设直线的方程为,
联立,可得,
则有,可得,
且,则,
所以线段的中点,则的中垂线为,
设,则,
又,则
根据弦长公式得,
代入②式得,
化简得,
根据①③可得,化简得,
故点在双曲线上,
联立,
则,方程无解,
故不存在这样的点到点的距离均相等.
题型10:抛物线中的定值问题
方法技巧
1. 设参联立:引入合适参数,设点或设直线,联立抛物线得到韦达定理。
2. 目标代换:将题目要求证明的目标表达式(如斜率之积/和、向量数量积、面积等)用韦达定理的结果代换,展开化简。
3. 消参得定:参数全部抵消,得到固定常数即为定值。
4. 特殊探路:可先取特殊位置(如对称轴、通径、过原点)猜出定值,再进行一般性证明。
【例题10.1】(第七单元抛物线A卷�名校好题基础达标卷)已知椭圆和抛物线.从两条曲线上各取两个点,将其坐标混合记录如下:,.
(1)求椭圆和抛物线的方程;
(2)设为实数,已知点,直线与抛物线交于两点,记直线的斜率分别为,判断是否为定值.若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1),
(2)为定值-12.
【分析】(1)算出四点对应的抛物线方程,注意到对应的一样,可得,在抛物线上,从而在椭圆上,即可得抛物线与椭圆方程;
(2)联立抛物线与直线方程,由根与系数的关系可判断是否为定值.
【详解】(1)将四个点代入抛物线方程解得的值分别为,
注意到对应的一样,所以,在抛物线上,
故抛物线的方程为.
为椭圆上的点,
则,
所以椭圆的方程为.
(2)是定值.
理由如下:如图,设,
联立.
,由根与系数的关系得,
又因为,所以,同理.
,
所以为定值.
【例题10.2】(25-26高二上·内蒙古锡林郭勒·期末)已知坐标平面内一动点到定点的距离等于到定直线的距离.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)设为坐标原点,过点的直线交于两点,求证:是直角三角形.
【答案】(1)
(2)
证明:设,
分两类情况:
第一种:直线垂直于轴,其方程为,
联立,解得,
此时,
所以,是直角三角形,
第二种:直线:,与联立得:
,
,
,,所以,
又因为与异号,或不符合题意,
因为,
所以,
所以△为直角三角形.
【分析】(1)由抛物线的定义即可求出抛物线方程;
(2)分两类情况第一种:直线垂直于轴,其方程为,与联立得方程,再结合可证明,
第二种:直线:.与联立得方程,得到韦达定理,再结合可证明,
【详解】(1)由抛物线定义可知,P点轨迹为以为焦点,
以为准线的抛物线.
设的方程为:,则=1.
所以动点P的轨迹E的方程为.
(2)略
【变式10.1】(26-27高三上·湖南·开学考试)在平面直角坐标系中,设抛物线:,点().过点的直线与交于,两点,设点到直线的垂足为,记的面积为.
(1)若,且轴,求;
(2)求关于的表达式;
(3)当直线变化时,若为定值,则求出的值,并求该定值.
【答案】(1)2
(2)
(3),定值为2.
【分析】(1)由直线与抛物线联立求解出,两点,再根据三角形面积公式即可求出.
(2)先设出直线的方程,再联立抛物线方程,分别表示出即可.
(3)由(2)可得,,再代入求解即可.
【详解】(1)由且轴,得:.
将代入,得,得,
从而.
点到直线的距离为1,故.
(2)设直线:,
联立抛物线方程得,
,设,,
,又∵,∴,
,,
∴.
(3)由(2)得,
∴,
∴,
当时,为定值.
【变式10.2】(25-26高二下·云南昭通·期末)已知抛物线的焦点为,直线与交于两点,与x轴交于点Q,与直线交于点P.
(1)求的标准方程;
(2)当时,求的面积;
(3)是否存在实数,使等式成立,若存在,求的值并说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,理由如下:
设,因为点在直线上,
所以,解得,,
点是直线与轴的交点,令,得,所以,
则,
,
,
要验证,即验证:,
化简得:.
联立,消去可得,
因为,且,
所以,
所以和同号,即.
因为
,
则,即.
【分析】(1)由题意得,可得,即可求解;
(2)当时,设,直线的方程为,联立直线与抛物线方程,求出,, 结合弦长公式求得,再求出点到直线的距离,进而求解面积;
(3)先表示出,再结合题设求解即可.
【详解】(1)由题意,,则,
所以的方程为.
(2)设,
当时,直线的方程为,即.
联立,消去可得,
根据韦达定理,,,
则,
点到直线的距离,
所以的面积.
(3)略
题型11:抛物线中的定直线问题
方法技巧
1. 设参联立:引入参数,设点、设直线,联立抛物线,写出韦达定理。
2. 目标代换:利用题干几何条件列式化简,消去参数。
3. 判定形态:得到与参数无关的直线方程,即为定直线。
4. 特殊探路:特殊位置先预判定直线,再做一般情况证明,可降低难度。
【例题11.1】(25-26高二下·浙江·期中)已知直线与抛物线交于两点,过分别作抛物线的两条切线,两条切线交于点;过点作直线的垂线,与椭圆交于两点(点在点上方).
(1)证明:点在一条定直线上;
(2)记的面积分别为,求的最小值.
【答案】(1)
如图所示:
代入,得:,
设,则;
导函数为,所以在点处的切线方程为,
化简得,同理得,
所以两直线交点为,所以,
故点在定直线上.
(2)
【分析】(1)将代入得到,再由求导,得到两条切线方程,求交点即可;
(2)由(1)得到,从而得到垂线方程,代入椭圆方程,求得点M,N的坐标,从而得到点M,N到直线的距离,表示求解.
【详解】(1)略
(2),
由(1)得,所以垂线,即,代入椭圆,
得:,因为点在点上方,所以;
到直线的距离;
同理可得到直线的距离.
.
当,即时,.
,所以;
当时,,
所以,设,
设;
,所以在上单调递增;
所以,故,当且仅当,即时取到“”,
显然,所以的最小值为.
【例题11.2】(2025·上海嘉定·一模)如图,在平面直角坐标系中,为原点,已知抛物线的焦点为,点的坐标为.
(1)若点在上,且,求点的坐标;
(2)若是上的任意一点,求的最小值;
(3)过点的动直线与抛物线交于、两点,过点、分别作的切线,切线交点为,求证:点的轨迹是一条直线.
【答案】(1)或;
(2);
(3)证明:由题设,直线的斜率一定存在,设,,
而,则过的切线斜率为,对应切线为,即,
同理过的切线为,即,
联立,可得,整理得,
由题意,则,,
联立,得,且,
所以
,则,,
显然点在直线,即上,得证.
【分析】(1)令,应用两点距离公式求参数值,即可得点的坐标;
(2)若垂直抛物线的准线于,结合抛物线的定义得,数形结合确定其最小值;
(3)设,,应用导数几何意义求过的切线,进而得到,,联立直线与抛物线并应用韦达定理得,,即可证.
【详解】(1)由题设,令,则,即,
所以,故或;
(2)若垂直抛物线的准线于,由抛物线的定义知,
所以,当且仅当三点共线时取等号,
又抛物线的准线时,最小为,
所以的最小值为;
(3)略
【变式11.1】(2025·甘肃白银·二模)已知抛物线的焦点为F,点是C上一点,且,记O为坐标原点,过点F的直线与C相交于A,B两点.
(1)求抛物线C的方程与准线l的方程;
(2)求的最小值;
(3)已知P,M分别是抛物线C与准线l上的动点,若C在点P处的切线交y轴于点Q,且,试判断点N是否在定直线上,若在,请求出定直线的方程;若不在,请说明理由.
【答案】(1);;
(2);
(3)N在定直线上,直线方程为:.
【分析】(1)由结合抛物线定义可得准线方程,据此可得抛物线方程;
(2)设过点F的直线方程为,将直线方程与抛物线方程联立,结合韦达定理可得,然后由抛物线定义结合基本不等式可得最小值;
(3)设,由导数知识可得点P处的切线方程,据此可得点Q坐标,设,由可得,据此完成判断及得到定直线方程.
【详解】(1)由是C上一点,且,结合抛物线定义,
可得准线方程为:,则焦点为,则;
(2)由题可得点F的直线的斜率存在,
设过点F的直线方程为:,将直线方程与抛物线方程联立,
可得,判别式为.
设,由韦达定理,可得,则.
又由抛物线定义可得,
当且仅当,即时取等号;
(3)设,,
则在处的切线方程为:.
令,得,设,则.
又注意到,,
则.因,
则,从而,即N在定直线上,
直线方程为:.
【变式11.2】(2026·安徽合肥·模拟预测)已知抛物线的焦点为,上的点到的距离为5.
(1)求的值;
(2)若,,为上异于点的两点,直线的斜率为.
①证明:的重心在定直线上运动;
②设直线与轴交于点,线段的中点为,线段的中点为,过点向直线作垂线,垂足为.求点的轨迹方程.
【答案】(1)
(2)①设,,
则的重心为,
由于直线的斜率,则,
所以,,故的重心在直线上运动.得证;
②
【分析】(1)由抛物线焦半径公式求得,再结合抛物线方程求得,即可求解;
(2)①由斜率公式,结合重心坐标公式即可证明;②先设弦端点坐标,借助重心条件求出两点纵坐标和为定值,从而证明直线的斜率为定值;再由定斜率设出直线方程,与抛物线联立并结合韦达定理求出中点坐标,证明相关辅助直线恒过定点,最后由垂足所成直角推出轨迹为定圆.
【详解】(1)根据抛物线焦半径公式, ,所以,
代入抛物线方程得 ,故 .
(2)①略;
②设直线的方程为.设,.
联立,整理得.
所以,
设为的中点,则:,,
即.
直线与轴交点,,则中点.
由于,所以.
所以.
直线的斜率:,
直线的方程:,整理得.
则直线经过定点.
因为,于点,
所以点在以为直径的定圆上,所以点在定圆上,
又,
所以点的轨迹方程为.
试卷第2页,共3页
2 / 2
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$