内容正文:
抛物线及其标准方程常见的七种题型(基础卷)
目 录
题型一 抛物线的定义与轨迹方程
题型二 焦半径与距离最值
题型三 标准方程与焦点准线
题型四 焦点弦与中点弦
题型五 实际应用与抛物线性质辨析
题型六 抛物线方程与弦长解答题
题型七 圆锥曲线综合与定点定值
题型一 抛物线的定义与轨迹方程
【解题技巧】抛物线定义是解题的钥匙:平面内与定点F和定直线l距离相等的点的轨迹(l不过F)。看到到焦点距离立即转化为到准线距离,许多最值与轨迹问题靠这一转化化斜为直。求轨迹方程时先判断谁是定点、谁是定直线:距离差等于定点到定直线距离时为抛物线,大于时为双曲线一支,等于零时为射线。设方程先定开口方向,用待定系数法设y²=2px或x²=2py,动圆与定圆、定直线相切类问题转化为圆心距关系后再判断曲线类型。
1.一个动圆与定圆:相内切,且与定直线相切,则此动圆的圆心M的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
2.已知点满足,则点的轨迹为( )
A.椭圆 B.双曲线 C.抛物线 D.圆
3.若点到点的距离比它到直线的距离小1,则点的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
4.一动圆经过点且与直线相切,设该动圆圆心的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)若直线l与C交于A,B两点,且线段AB的中点坐标为,求直线l的方程.
题型二 焦半径与距离最值
【解题技巧】焦半径的核心转化:抛物线y²=2px上点P到焦点的距离等于P的横坐标加p/2。求|PA|+|PF|型最值,把|PF|换成P到准线的距离,化为垂线段最短;与圆结合时,用圆心到焦点的距离减半径,再加焦半径转化,逐段拆解。中点弦问题用点差法:设两端点坐标代入方程相减,得到斜率与中点坐标的关系,配合判别式检验直线是否存在。涉及三角形周长最小值时,同样用定义把两段折线拉直处理。
1.已知点在抛物线上,是抛物线的焦点,点为直线上的动点,则的最小值为( )
A.8 B. C. D.
2.为坐标原点,为抛物线的焦点,为上一点,若,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
3.已知为抛物线上一点,F为抛物线的焦点,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.已知是抛物线上一动点,若点到轴的距离为,到圆上的动点的距离为,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
5.若拋物线上一点到焦点的距离为1,则点的横坐标是( )
A. B. C.0 D.2
6.已知,抛物线的焦点为是抛物线C上任意一点,则周长的最小值为_______.
7.已知点是抛物线上的一个动点,则点到点的距离与到该抛物线的准线的距离之和的最小值为________.
四、解答题
题型三 标准方程与焦点准线
【解题技巧】四种标准方程y²=2px、y²=-2px、x²=2py、x²=-2py的焦点分别在x轴正方向、x轴负方向、y轴正方向、y轴负方向上距原点p/2处,准线方程与焦点关于顶点对称。p的几何意义是焦点到准线的距离,p/2才是焦点到顶点的距离。已知准线或焦点反求参数时,先由位置定开口方向,再由距离列方程。含参数m的方程x²=my中p=|m|/2,一次项变量决定对称轴,系数符号决定开口,讨论正负避免漏解。
1.抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
2.以为焦点的抛物线标准方程是( )
A. B. C. D.
3.若坐标原点到抛物线的准线距离为2,则___________.
4.已知点为抛物线的焦点,点为抛物线上的一动点,则( )
A.焦点的坐标为
B.抛物线的准线方程为
C.若,则
D.
5.顶点在原点,经过点,且以坐标轴为轴的抛物线的标准方程是( )
A.或 B.或
C.或 D.或
6.若抛物线的焦点与椭圆的右焦点重合,则抛物线上的点到其焦点的距离为( )
A. B. C. D.
题型四 焦点弦与中点弦
【解题技巧】过焦点的弦性质丰富:通径最短为2p;焦点弦长|AB|=x1+x2+p;两端的焦半径之和等于弦长;以AB为直径的圆与准线相切;x1x2=p²/4为定值,y1y2=-p²。中点弦问题优先点差法:把A、B坐标代入方程相减得斜率与中点横坐标的关系,由中点坐标直接求斜率,再用判别式确认直线存在。
1.已知抛物线的焦点为,若上一点到轴的距离为3,到的准线的距离为4,则直线的倾斜角为( )
A.60° B.60°或120° C.30° D.30°或150°
2.已知某抛物线的焦点为,抛物线上一点在的正上方,过点的直线与抛物线交于另一点,满足,则钝角( )
A. B. C. D.
3.已知抛物线的焦点为F,准线为,过点F斜率为的直线与抛物线C交于点M(M在x轴的上方),过M作于点N,连接交抛物线C于点Q,则( )
A. B. C.3 D.2
4.已知抛物线的焦点为,过点作直线与抛物线交于两点,则( )
A.线段长度的最小值为4
B.当直线斜率为-1时,中点坐标为
C.以线段为直径的圆与直线相切
D.存在点,使得
题型五 实际应用与抛物线性质辨析
【解题技巧】抛物线应用题(拱桥、隧道、吊桥、天线)建模四步:建系、设标准方程、代入已知点求p、回代求解。拱桥问题以拱顶为原点、对称轴竖直,设x²=-2py;天线与探照灯问题以顶点为原点、对称轴水平,反射性质是平行于轴的入射线经反射后过焦点。多选题围绕定义、标准方程、焦半径、焦点弦性质逐项判断:先算准p与开口方向,再用定义转化距离,每一项都要有计算或推理依据,切勿凭图形直觉猜答案。
1.图中展示的是一座抛物线形拱桥,当水面在时,拱顶离水面,水面宽,水面下降后,水面宽度为( )
A. B. C. D.
2.一种卫星接收天线的轴截面如图所示.卫星波束呈近似平行状态射入轴截面为抛物线的接收天线,经反射聚集到焦点处.已知接收天线的口径(直径)为4.8m,深度为0.5m.
(1)试建立适当的坐标系,求抛物线的标准方程和焦点坐标;
(2)为了增强卫星波束的接收,拟将接收天线的口径增大为5.2m,求此时卫星波束反射聚集点的坐标.
题型六 抛物线方程与弦长解答题
【解题技巧】解答题求抛物线方程用定义法或待定系数法:由焦点、准线直接写方程,由焦半径建立关于p的方程,注意点P在何种开口的曲线上。直线与抛物线联立消元后得二次方程,设而不求:韦达定理给出x1+x2与x1x2,弦长等于根号下(1+k²)乘以判别式开方除以二次项系数的绝对值。中点问题用点差法并验证判别式大于零。直线过焦点时套用焦点弦性质简化运算。最后结果回代检验是否满足题设的范围与交点个数条件。
1.设抛物线的焦点为,是抛物线上的点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知直线交抛物线于,两点,且的中点为,求直线的方程.
2.已知抛物线的焦点到准线的距离为.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)过抛物线的焦点的直线交抛物线于两点,分别过两点作准线的垂线,垂足分别为、两点,以线段为直径的圆过点,求圆的方程.
3.已知抛物线的焦点为F,过点的直线l交抛物线于M,N两点,点A到C的准线的距离为3.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若的面积为,求直线l的方程.
4.已知抛物线的焦点为,到双曲线的渐近线的距离为.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)过动点作抛物线的切线(斜率不为0),切点为,求线段的中点的轨迹方程.
5.已知抛物线的焦点关于抛物线的准线的对称点为.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点作斜率为4直线,交抛物线于,两点,求.
题型七 圆锥曲线综合与定点定值
【解题技巧】抛物线与椭圆、双曲线组合的综合题,先抓公共元素:焦点重合、顶点重合或公共点,由此建立参数关系求出各曲线方程。第二问通常设直线与曲线联立,用韦达定理表示目标量(弦长、面积、定点、定值),化为关于参数的函数求最值或验证恒成立。定点问题的套路是把含参数的式子整理成恒等式,令系数为零解出定点坐标。联立后的判别式、截距范围与点在曲线上的限制是最易失分处,计算量大时步步回检。
1.已知椭圆的左、右焦点分别为、,抛物线的焦点与椭圆的右焦点重合,点为抛物线与椭圆在第一象限的交点,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)过作两条斜率不为且互相垂直的直线分别交椭圆于、和、,线段的中点为,线段的中点为,证明:直线过轴上一定点,并求出该定点的坐标.
2.已知椭圆:的右顶点与抛物线:的焦点重合,椭圆的离心率为,过椭圆的右焦点F且垂直于x轴的直线截抛物线所得的弦长为.
(1)求椭圆和抛物线的方程;
(2)过点的直线l与椭圆交于不同的两点,点关于x轴的对称点为,证明:当直线绕点旋转时,直线经过定点.
《3.3.1抛物线及其标准方程常见的七种题型》参考答案
答题卡
题号
1
2
3
4
5
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答案
题号
11
12
13
14
15
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答案
题号
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答案
题型一 抛物线的定义与轨迹方程
1.D
【详解】设动圆M的半径为r,依题意:,
点M到定直线的距离为,
所以动点M到定点的距离等于到定直线的距离,
即M的轨迹为以F为焦点,为准线的抛物线,
所以此动圆的圆心M的轨迹方程是.
故选:D.
2.C
【详解】表示点到点的距离; 表示点到直线的距离.
因为,
所以点到点的距离等于点到直线的距离,
所以的轨迹为抛物线.
故选:C.
3.A
【详解】由于点到点的距离比它到直线的距离小1,故点到点的距离比它到直线的距离相等,
故点是在以为焦点,以为准线的抛物线上,
故轨迹为,
故选:A
4.(1)
(2).
【详解】(1)依题意得该动圆的圆心到点的距离到直线的距离相等.
又点不在直线上,
所以根据抛物线的定义可知该动圆圆心的轨迹是以为焦点,
为准线的抛物线,所以曲线C的方程为.
(2)设,,则,
两式相减得,即.
因为线段AB的中点坐标为,所以,
则,即直线l的斜率为,
所以直线l的方程为,即,
经检验,直线与曲线相交,满足题意,
所以直线l的方程为.
题型二 焦半径与距离最值
1.D
【详解】由抛物线,可得焦点为,准线方程为,
如图所示,设点关于的对称点为,则,
可得,当且仅当点为直线与的交点时,取得最小值,
则,
即的最小值为.
故选:D.
2.D
【详解】因为抛物线,所以,
由抛物线的定义得:,解得,
则,所以点坐标为,
故选:D.
3.C
【详解】由题设,抛物线准线为,结合题设及抛物线定义,则有.
故选:C
4.C
【详解】抛物线的焦点,准线方程为,由抛物线定义得,
圆的圆心,半径,则,
因此,
当且仅当分别是线段与抛物线和圆的交点时取等号,
所以的最小值为.
故选:C
5.A
【详解】化为标准形式为,故焦点坐标为,准线方程为,
由焦半径可得,解得.
故选:A
6.
【详解】抛物线的准线,,过点P作垂直于准线,
由题可知,的周长为,
又,
易知当三点共线时,的周长最小,且最小值为.
故答案为:
7.
【详解】过点作垂直于抛物线准线,垂足为点,如下图所示:
抛物线的焦点为,由抛物线的定义可得,
所以.
当且仅当点为线段与抛物线的交点时,等号成立,
故点到点的距离与到该抛物线的准线的距离之和的最小值为.
故答案为:.
题型三 标准方程与焦点准线
1.A
【详解】因为抛物线的标准方程为,所以准线方程为,
故选:A.
2.D
【详解】由题意,抛物线标准方程形如,焦点坐标为,
所以,解得,故以为焦点的抛物线标准方程是.
故选:D.
3.
【解析】根据抛物线性质可得结果.
【详解】由化为标准方程,准线方程,故由题意,
得.
故答案为:
4.ACD
【详解】由抛物线方程得焦准距,,准线方程为,故A正确,B错误;
对于C,点在抛物线,时,代入抛物线方程得,
故,C选项正确;
对于D,根据焦半径公式,,由于,
故,当且仅当在原点时取得等号,故D选项正确.
故选:ACD
5.D
【解析】设出抛物线方程为或,代入点的坐标求出参数值可得.
【详解】设抛物线方程为,则,,方程为,
或设方程为,则,,方程为.
所以抛物线方程为或.
故选:D.
6.C
【详解】对于椭圆,,
则,则椭圆的右焦点为,
即抛物线的焦点为,故,
所以抛物线上的点到其焦点的距离为.
故选:C.
题型四 焦点弦与中点弦
1.B
【详解】过上一点作准线的垂线,垂足为,与轴的交点为,连接,
由题意可得,,的方程为,
所以,解得,所以的方程为,则,且,
当时,的斜率,此时的倾斜角为60°;
当时,的斜率,此时的倾斜角为120°;
所以直线的倾斜角为60°或120°,
故选:B
2.D
【详解】由题知,抛物线的焦点为,准线方程为,
因为点在的正上方,所以点的坐标为,
因为为钝角,则点在轴下方,
所以,解得,
即点坐标为(舍去)或.
因为直线的斜率为,所以直线的倾斜角为,
故钝角.
故选:D.
3.D
【详解】如图:相关交点如图所示,
由抛物线,得 ,
则,
与抛物线联立得,
即,
解得
, 又
则为等边三角形
,
,
由抛物线的对称性可得,
故选:D.
4.BCD
【详解】A选项,,,准线方程为,
若直线的斜率为0时,直线与抛物线只有1个交点,舍去,
设过点的直线方程为,
联立与得,,
易知,则,
则,
过点分别作垂直于直线于点,
由抛物线定义可知,,
故当时,即直线与轴垂直时,最短,最短长度为2,A错误;
B选项,此时直线为,
法一.与联立得,
,故中点为,
法二.设AB中点坐标为,,两式相减有,
故,故,故中点为;B正确;
C选项,设中点为,过点作准线的垂线,垂足分别为,
由抛物线定义知,
,
故以线段为直径的圆与直线相切,C正确;
D选项,设直线为,与联立得,
易知,则,
,
故,D正确.
故选:BCD
题型五 实际应用与抛物线性质辨析
1.C
【详解】建立如图所示的平面直角坐标系,则点.设抛物线的方程为,
由点可得,解得,所以.
当时,,所以水面宽度为.
故选:C.
2.(1)抛物线的标准方程为,焦点的坐标为;
(2)
【详解】(1)建立如图所示的直角坐标系,
设抛物线的方程为:,把代入方程中,得
,
所以抛物线的标准方程为,焦点的坐标为;
(2)设抛物线的方程为,
把代入方程中,得,
所以焦点的坐标为:.
题型六 抛物线方程与弦长解答题
1.(1)
(2)
【详解】(1)因为,所以,
故抛物线的方程为.
(2)易知直线的斜率存在,设直线的斜率为,
则
两式相减得,整理得.
因为的中点为,所以,
所以直线的方程为,即.
2.(1)
(2)
【详解】(1)抛物线的焦点到准线的距离,
所以抛物线的标准方程是.
(2)由(1)得抛物线的标准方程是,焦点,准线方程,
依题意可知直线与轴不重合,设直线的方程为,
由消去并化简得,,
设,
则,
,所以,即,
,
所以圆的方程为,
即,将代入得,解得,
所以圆的方程为.
3.(1);(2).
【详解】解:(1)由抛物线,得其准线方程为,
因为点到准线的距离为3.所以,解得,
所以抛物线方程为.
(2)由(1)得,
设直线l的方程为,
联立消去y得,
设,
由韦达定理知,
所以,
因为,所以F到直线l的距离,
所以的面积,
所以,解得,
所以直线l的方程为.
4.(1)
(2)
【详解】(1)解:双曲线的一条渐近线为,
又抛物线的焦点的坐标为,
由题可得:,解得,故抛物线方程为:.
(2)解:设过点与抛物线相切的直线方程为,
联立抛物线方程可得,
则,又,则,
所以,,
设点的坐标为,则,即,代入,
可得,又,故;
则点的轨迹方程为:.
5.(1)
(2)
【详解】(1)该抛物线的焦点坐标为,准线方程为,
因为关于抛物线的准线的对称点为,
所以有;
(2)直线的方程为,与抛物线方程联立,得
,设,
因此有,
则有
题型七 圆锥曲线综合与定点定值
1.(1)
(2)设直线的方程为,其中,设点、,
联立,
,所以,,
,故点,
同理可得点,
所以,,
所以,直线的方程为,即,
因此,直线过定点.
【详解】(1)抛物线焦点为,故,易知点,
设点,其中,,且,
,整理可得,
即,,解得,所以,,
所以,,则,,
因此,椭圆的方程为.
(2)略
2.(1),
(2)
证明:由题知,直线l的斜率存在,
设直线l:,,,则,
联立,消去y得,
∴,,
直线EN的方程为,即为,
即,
∴,
∴当直线l绕点A旋转时,直线EN经过定点
【详解】(1)由椭圆的离心率为,可得,∴,
∵椭圆的右顶点与抛物线的焦点重合,∴,得,
∴,
将代入抛物线的方程,可得,∴,
∵过椭圆的右焦点F且垂直于x轴的直线截抛物线所得的弦长为,
∴,即,解得,∴,,
由,可得,
∴椭圆的方程为:,抛物线的方程为:.
(2)略
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