3.3.2 直线与抛物线的位置关系(知识清单,知识点+五大易错点+十一大题型)高二数学人教A版选择性必修第一册

2026-10-23
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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 $

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3.3.2 直线与抛物线的位置关系(知识清单,知识点+五大易错点+十一大题型)高二数学人教A版选择性必修第一册
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