内容正文:
3.3.2 抛物线的简单几何性质常用六种题型(过关卷)
目 录
题型一 抛物线的定义与标准方程
题型二 焦半径与距离最值
题型三 焦点弦问题
题型四 中点弦与直线位置关系
题型五 抛物线与圆、椭圆、双曲线综合
题型六 轨迹问题与实际应用
题型一 抛物线的定义与标准方程
【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。求标准方程先定开口方向,用待定系数法设y²=2px或x²=2py,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,含参数时讨论符号避免漏解。
1.在平面直角坐标系中,抛物线的焦点到坐标原点的距离为( )
A.3 B. C. D.
2.设抛物线的焦点为,准线为,点为上一动点,为定点,则下列结论错误的是( )
A.准线的方程是 B.的最大值为2
C.的最小值为5 D.以线段为直径的圆与轴相切
3.若抛物线的准线方程是,则抛物线的标准方程是( )
A. B.
C. D.
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去半径,再叠加焦半径转化逐段拆解。动点斜率、面积的最值,先把目标量表示为参数函数,再利用定义与几何意义缩小范围。涉及周长最小值时,同样用定义把两段折线拉直处理,注意验证取等条件。
1.已知抛物线:,若上一点到准线的距离为3,则该点到原点的距离为( )
A. B. C. D.4
2.已知轴上一定点,和抛物线上的一动点,若恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.已知抛物线的焦点为,点在抛物线上,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点的直线与抛物线交于、两点,若点满足,求直线的方程.
4.已知是抛物线的焦点,是上一点,且在的准线上的射影为.
(1)求的方程;
(2)过点作斜率大于的直线与交于另一点,若的面积为3,求的方程.
题型三 焦点弦问题
【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。焦点弦与准线交点问题常结合相似三角形或梯形中位线处理,比例关系优先用焦半径转化。遇到|AF|与|BF|的比值,设直线参数或联立后用韦达定理整体代换。垂直弦的和与积有固定结论,直接套用可大幅减少计算量。
1.已知过抛物线的焦点且斜率为k的直线与C交于A,B两点,若以AB为直径的圆过点,则( )
A. B. C. D.2
2.已知是抛物线上的两点,且直线经过的焦点,若,则( )
A.12 B.14 C.16 D.18
3.已知抛物线,其焦点为F,准线为l,过焦点F的直线交抛物线C于点A,B(其中A在x轴上方),A,B两点在抛物线的准线上的投影分别为M,N,若,,则( )
A. B.2 C.3 D.4.
4.过抛物线y2=4x的焦点作直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,如果x1+x2=6,那么|AB|=( )
A.6 B.8 C.9 D.10
5.已知为坐标原点,过抛物线焦点的直线与交于两点,其中在第一象限,若,的面积为,则( )
A.2 B. C. D.
6.已知抛物线的焦点为,点在上且均位于第一象限,若,且直线的斜率为,则( )
A.6 B. C. D.8
7.已知抛物线的焦点为,过点作直线与抛物线交于两点,则说法不正确( )
A.线段长度的最小值为
B.当直线斜率为时,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
8.已知抛物线的焦点为,过点且斜率为的直线与抛物线交于A(点A在第二象限),两点,则( )
A. B. C.4 D.5
9.已知过抛物线的焦点的直线与抛物线相交于,两点,若线段的中点的横坐标为3,则线段的长度为( )
A.6 B.8
C.10 D.12
10.已知F为抛物线C:y2=4x的焦点,过F作两条互相垂直的直线l1,l2,直线l1与C交于A、B两点,直线l2与C交于D、E两点,则|AB|+|DE|的最小值为
A.16 B.14 C.12 D.10
11.已知抛物线的焦点是,过点的直线与抛物线交于,两点,分别过,两点作直线的垂线,垂足分别为,.若,则直线斜率( )
A. B. C. D.
12.已知抛物线的焦点为,过的直线的倾斜角为锐角,且与交于两点,,则的斜率为( )
A. B. C.1 D.
题型四 中点弦与直线位置关系
【解题技巧】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坐标的关系,由中点直接求斜率,再用判别式确认直线存在。判断直线与抛物线公共点个数看消元后二次方程的判别式,注意二次项系数为零的退化情形,此时直线与对称轴平行恰有一个交点。弦长公式|AB|=√(1+k²)·√[(x1+x2)²-4x1x2],配合韦达定理整体代换,避免求出交点坐标再算,既快又稳。
1.已知直线交抛物线于、两点,且的中点为,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
2.已知抛物线与直线无公共点,则实数可以为( )
A. B. C. D.2
3.已知两点的坐标分别是,直线相交于点,且直线的斜率与直线的斜率的差是2.
(1)求点的轨迹的方程;
(2)已知上存在三点,且关于直线对称.
①求的取值范围;
②若为等边三角形,求.
4.已知直线:.
(1)若直线:与垂直,求的值;
(2)若直线与抛物线交于,两点,为坐标原点,求证:.
5.已知直线与抛物线相交于、两点.
(1)若直线过点,且倾斜角为,求的值;
(2)若直线过点,且弦恰被平分,求所在直线的方程.
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题型五 抛物线与圆、椭圆、双曲线综合
【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。与圆结合时,圆心常在轴上,利用圆的对称性与焦半径转化把折线和差化为圆心距处理。椭圆双曲线的定义可与抛物线定义联用:公共点同时满足两个定义时,距离关系互相转化列方程。第二问设直线联立用韦达定理表示目标量,判别式与点在曲线上的限制最易失分。
1.已知抛物线与圆交于A,B两点,则( )
A.2 B. C.4 D.
2.已知椭圆的左右焦点分别为,,抛物线与椭圆C有相同的焦点,点P为抛物线E与椭圆C在第一象限内的交点,直线与抛物线E相切,则椭圆C的长轴长为( )
A. B. C.4 D.
3.已知抛物线的顶点是坐标原点,焦点是双曲线的右顶点.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线与抛物线相交于A、B两点,解决下列问题:
(i)求弦长;
(ii)求证:.
题型六 轨迹问题与实际应用
【解题技巧】求轨迹方程先判断曲线类型:到定点与定直线距离相等为抛物线,距离差为定值为双曲线一支,动圆与定圆、定直线相切转化为圆心距关系。应用题(拱桥、隧道、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设x²=-2py,天线与探照灯利用反射性质:平行于轴的入射线经反射后过焦点。最后检验轨迹是否需要除去特殊点,写明范围。
1.已知动点P到定点的距离比它到直线的距离大1,直线与动点的轨迹交于A, B两点,且线段AB的中点为,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
2.已知点,是平面上一动点,点到点的距离比它到轴的距离大1,设动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的轨迹方程;
(2)已知点,,为不过点的直线与曲线的交点,直线的斜率记为,直线的斜率记为,若,求证:直线过定点,并求出定点坐标.
3.已知动点到定点的距离与动点P到定直线的距离之比为1,若动点P的轨迹记为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)不过点F的直线与曲线C相交于A,B两点,且,若AB的垂直平分线交x轴于点N,求点N的坐标.
《3.3.2抛物线的简单几何性质常用六种题型》参考答案
答题卡
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
题号
11
12
13
14
15
16
17
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答案
题号
21
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29
30
答案
题型一 抛物线的定义与标准方程
1.B
【详解】在平面直角坐标系中,抛物线的焦点为,
点到坐标原点的距离为.
故选:B.
2.B
【详解】对于选项A,可知,所以焦点,准线方程为,故A正确;
对于选项B,,
当点M在射线EF上时等号成立,即的最大值为,故B错误;
对于选项C,过点M,E分别作准线的垂线,垂足分别为A,B,则,当点M在线段EB上时等号成立,
所以的最小值为5,故C正确;
对于选项D,设,线段MF的中点为D,则,
所以线段为直径的圆与轴相切,故D正确.
故选:B
3.D
【详解】准线方程为,则说明抛物线的焦点在轴的正半轴
则其标准方程可设为:
则准线方程为:
解得:
则抛物线的标准方程为:
故选:D
题型二 焦半径与距离最值
1.C
【详解】由题得的准线方程为,设该点坐标为,
则,解得,所以,
所以该点到原点的距离为.
故选:C.
2.B
【详解】设,则,所以
,
因为恒成立,所以恒成立,
所以恒成立,
当时显然恒成立,当时恒成立,
所以,则,又,所以,即实数的取值范围为.
故选:B
3.(1);
(2).
【详解】(1)抛物线的准线方程为,
因为点在抛物线上,且,
由抛物线的定义可得,解得,
因此,抛物线的方程为.
(2)若直线轴,则直线与抛物线有且只有一个交点,不合乎题意,
故可设直线的方程为,设点、,
由,整理得,则,
由韦达定理可得,,
因为,,
所以,
即,即,
即,解得,
因此,直线的方程为,即.
4.(1);
(2).
【详解】(1)是上一点,
,则,
由抛物线的定义,知,
,则,
的方程为.
(2)由(1),知.
设直线,即,
代入,整理得,
,
,
又点到的距离为,
,
即,解得或(舍去),
直线的方程为,即.
题型三 焦点弦问题
1.D
【详解】由题设,抛物线的焦点,易知直线斜率不为0,可设,联立抛物线,
则,若,显然,则,,
所以,,
由题意,
所以,整理得,可得,
所以.
故选:D
2.C
【详解】.
故选:C.
3.A
【详解】如图,
由题意知,,,则,
由轴,可知,则,
,,,
.
故选:A.
4.B
【详解】因为直线AB过焦点F(1,0),所以|AB|=x1+x2+p=6+2=8.
故选:B.
5.D
【详解】设点,
根据焦半径公式可得,所以,
由于在第一象限,则,
由题意得,
解得.
故选:D.
6.C
【详解】
如图,作垂直于准线上两点,作于,
由抛物线的定义可知,
所以,
又直线的斜率为,所以,即,
所以在中,.
故选:C.
7.B
【详解】对于A:的焦点坐标为,直线的斜率不为,设,,
联立,可得,且,
所以,所以,且,
所以,当且仅当时取等号,故A正确;
对于B:因为,所以,所以,
所以,所以,即中点纵坐标为,故B错误;
对于C:抛物线的准线方程,设中点为,过点向准线作垂线,
垂足分别为,如下图:
由抛物线的定义可知:,
即等于以为直径的圆的半径长,故C正确;
对于D:当时,.
所以,
由选项A可知:,所以,所以此时,
所以的倾斜角互补,所以,故D正确;
故选:B
8.A
【详解】抛物线方程为,故焦点坐标为,则直线方程为,
与联立得:,
即,
设,
则,,
,
则,,
所以.
故选:A
9.B
【详解】由抛物线的方程可得,
设,
由中点坐标公式得,
由抛物线定义得.
故选:B.
10.A
【详解】设,直线的方程为,联立方程,得,∴,同理直线与抛物线的交点满足,由抛物线定义可知
,当且仅当(或)时,取等号.
点睛:对于抛物线弦长问题,要重点抓住抛物线定义,到定点的距离要想到转化到准线上,另外,直线与抛物线联立,求判别式,利用根与系数的关系是通法,需要重点掌握.考查最值问题时要能想到用函数方法和基本不等式进行解决.此题还可以利用弦长的倾斜角表示,设直线的倾斜角为,则,则,所以
.
11.A
【详解】根据题意可得直线斜率一定存在,设直线的方程为,,,,
因为,由抛物线的定义知,①
作垂直轴,垂足为,作垂直轴,垂足为,则,
从而,得到,所以②,由①②解得,
因为在抛物线上,所以,解得,
则.
12.A
【详解】由题意可知,设,
联立可得,
且,
所以,
因为,所以,
所以,
所以,解得(负值舍去),
所以直线的斜率,
故选:A.
题型四 中点弦与直线位置关系
1.A
【详解】若直线的斜率不存在,则该直线的方程为,
此时直线与抛物线只有一个交点,不符合题意,
所以直线的斜率存在,
设点、,
因为的中点为,则,
则,这两个等式作差得,
即,
故直线的斜率为.
故选:A.
2.C
【详解】由题意有:,
所以,解得,
故选:C.
3.(1)
(2)①;②
【详解】(1)设点.
因为直线的斜率与直线的斜率的差是2,所以,
,
化简得:.
(2)①因为关于直线对称,所以直线的斜率为-2.
设直线的方程为,
联立消去可得.
所以
所以中点坐标.
因为点在直线上,所以.
因为,所以,
因为曲线方程,即曲线上要挖掉两点,
即直线不能经过点,
若直线过点,则,
若直线过点,则.
综上所述:的取值范围是.
②因为为等边三角形,所以点在直线上.
设,则,
.
所以,即,
化简得,①.
因为点在直线上,所以②.
由①②消得,.
因为,所以,
所以.
4.(1)
(2)
直线:与抛物线的方程联立,
消去,得,,
设,,则,
所以,所以.
【详解】(1)由题知直线的斜率,
设直线的斜率为,则,
因为,所以,解得.
(2)略
5.(1)
(2)
【详解】(1)因直线的倾斜角为,所以直线的斜率,
又因直线过点,
所以直线的方程为:,即,
联立得,
设,,
所以,,
所以
(2)因、在抛物线上,
所以,,
两式相减得:,
得,
故直线的斜率为4,
所以直线的方程为:,即
题型五 抛物线与圆、椭圆、双曲线综合
1.C
【详解】由对称性易得A,B横坐标相等且大于0,联立得,解得,
则,将代入可得,则.
故选:C.
2.B
【详解】椭圆的左右焦点分别为,,
抛物线与椭圆C有相同的焦点,则,,
设直线的方程为,
由,可得①,
则,解之得或(舍),
由①可得可得,则,
则,,
则椭圆C的长轴长为.
故选:B.
3.(1);
(2)(i);
(ii)显然,,
则,显然,即,
所以.
【详解】(1)双曲线,即,其右顶点为,则抛物线的焦点为,
而抛物线的顶点是坐标原点,所以抛物线的方程:.
(2)(i)设,,
由消去x得:,则,,
于是,
所以.
(ii)略
题型六 轨迹问题与实际应用
1.D
【详解】由题意动点P到定点的距离比它到直线的距离大1,
则动点P到定点的距离与它到直线的距离相等,
故动点P的轨迹为以F为焦点的抛物线,其方程为,
设,则,
则,则,
由于线段AB的中点为且在抛物线含焦点的一侧区域内,则直线AB的斜率存在,,
故,
故直线的方程为,即,
故选:D
2.(1)或;
(2)证明:由不过点的动直线与曲线恒有两个交点,,则动直线与只抛物线相交,
可设点,直线的方程为:,
联立,得,
所以,即.
因为,所以,
代入得:,整理得:,
即或.
当时,直线的方程:过定点,舍去;
当时,直线的方程:过定点.
所以直线过定点.
【详解】(1)设,由点到点的距离比它到轴的距离大可得,
,平方得:,
当时,上式化简可得:,
当时,上式化简可得:,
即曲线的轨迹方程是或;
(2)略
3.(1)
(2)
【详解】(1)由题可知:动点P的轨迹为焦点在x轴,开口朝右的抛物线,且,曲线C的方程为:;
(2)设直线AB的方程为,,,
直线与抛物线联立:,
,,,即,
,,
又,即,
又,
,即,
又记点M为AB的中点,则,直线MN的方程为,
令,则,故点N为定点,坐标为.
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