内容正文:
3.3.2 抛物线的简单几何性质常用六种题型(提高卷)
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.曲线经过的一点是( )
A. B. C. D.
2.对抛物线,下列描述正确的是( )
A.开口向上,焦点为 B.开口向上,焦点为
C.开口向右,焦点为 D.开口向右,焦点为
3.已知拋物线的顶点在原点,对称轴为轴,且经过点.
(1)求抛物线方程;
(2)若直线 与抛物线交于两点,且满足,求证: 直线恒过定点,并求出定点坐标.
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.已知点是抛物线上的动点,则直线的斜率的最大值是( )
A. B. C.1 D.
2.已知抛物线的焦点为是抛物线上的一点, 若, 则 (为坐标原点)的面积是( )
A. B.1 C.2 D.4
3.已知直线和直线,抛物线上一动点到直线和直线的距离之和的最小值是
A.2 B.3 C. D.
4.已知抛物线C:,点M在C上,直线l:与x轴、y轴分别交于A,B两点,若面积的最小值为,则( )
A.44 B.4 C.4或44 D.1或4
5.已知抛物线:的焦点为,抛物线上有一动点,,则的最小值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
6.已知抛物线上一点与焦点的距离为4,点到轴的距离为.
(1)求的方程;
(2)点为的准线上一动点,直线(为坐标原点)与交于另一点,过点作轴的垂线与交于点.若,求的面积.
7.已知抛物线()过点,其焦点为F,若.
(1)求m的值以及抛物线C的方程;
(2)过F点的两条互相垂直的直线分别交抛物线于A,C与B,D四点,求四边形ABCD面积的最小值.
8.已知抛物线的焦点为,点在抛物线上,且.
(1)求抛物线C的方程;
(2)已知过点的直线交抛物线C于两点,的面积为,求以线段为直径的圆的方程.
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.斜率为的直线过抛物线的焦点,且与交于两点,则( )
A.2 B. C.1 D.
2.抛物线上有两个点,焦点,已知,则线段的中点到轴的距离是( )
A.1 B. C.2 D.
3.如图所示,过抛物线的焦点F的直线依次交拋物线及准线于点A,B,C,若,且,则拋物线的方程为( )
A. B.
C. D.
4.如图,过拋物线的焦点的直线与拋物线交于两点,与其准线交于点(点位于之间)且于点且,则等于( )
A. B. C. D.
5.设抛物线的焦点为,过点且斜率为的直线与交于两点,则
A. B. C. D.
6.抛物线,直线过抛物线焦点且与抛物线交于两点,,则中点到轴的距离为( )
A.3 B.
C. D.4
7.设F为抛物线C:的焦点,过F且倾斜角为30°的直线交C于A,B两点,O为坐标原点,则△OAB的面积为
A. B. C. D.
8.已知直线过抛物线的焦点,且与抛物线的对称轴垂直,与交于两点、,,为的准线上的一点,则的面积为( )
A.18 B.24 C.36 D.48
9.设抛物线的焦点为,为抛物线上一点且在第一象限,,若将直线绕点逆时针旋转得到直线,且直线与抛物线交于两点,则( )
A. B. C. D.
10.已知是抛物线的焦点,过的直线与交于两点,则的最小值为( )
A.36 B.24 C.18 D.9
11.已知抛物线的方程为,过其焦点的直线交抛物线于两点,若,( )
A. B.3 C. D.2
12.设抛物线C:的焦点为F,过F的直线l与抛物线C交于A、B两点.
(1)求F的坐标和抛物线C的准线方程;
(2)设在抛物线C的准线上,若,求的面积.
13.已知抛物线的焦点为,过的直线与抛物线相交于两点.
(1)当直线的倾斜角为时,直线被圆所截得的弦长为,求的值;
(2)若点在轴上,且是以为直角顶点的等腰直角三角形,求直线的斜率.
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.直线被抛物线截得的线段的中点坐标是( ).
A. B. C. D.
2.已知直线与抛物线交于两点,若的中点在圆上,则( )
A. B. C. D.
3.已知抛物线上的点到焦点的距离的最小值为,过点的直线与抛物线只有一个公共点,则焦点到直线的距离为( )
A.或或 B.或或 C.或 D.或
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.已知点为抛物线的焦点,,点为抛物线上一动点,当最小时,点恰好在以,为焦点的双曲线上,则该双曲线的实轴长为( )
A. B.
C. D.
2.已知双曲线的左顶点为A,右焦点为F,抛物线的焦点与F重合,是与的一个公共点.
(1)求与的标准方程;
(2)过点A的直线l与交于D,E两点,若E是的中点,求直线l的斜率.
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.抛物线有如下光学性质:过焦点的光线经抛物线反射之后得到的光线平行于抛物线的对称轴;反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知抛物线的焦点为,一条平行于轴的光线从点射出,经过抛物线上的点反射后,再经抛物线上的另一点射出,则的周长为( )
A. B. C.13 D.15
《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
18
19
20
答案
题号
21
22
23
24
25
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29
30
答案
题型一 抛物线的定义与标准方程
1.A
【详解】,,,,
只有A满足.
故选:A.
2.A
【解析】将抛物线方程改写为标准方程形式,则可根据该方程判断开口方向,以及焦点坐标.
【详解】由题知,该抛物线的标准方程为,
则该抛物线开口向上,焦点坐标为.
故选:A.
3.(1)
(2)定点,证明如下:
如图,
设直线 的方程为:,
联立方程
消 有:
由于交于两点,设,
则 ,即,
,
由 .
则 .
解得: ,验证满足条件.
所以直线 的方程为,
即证直线恒过定点.
【详解】(1)由题可知,拋物线的开口向右,
设拋物线方程为 ,
因为经过点,
所以 ,解得
所以,抛物线的标准方程为: .
(2)略
题型二 焦半径与距离最值
1.D
【详解】设直线的斜率为k,则直线的方程为,
由题意得直线与抛物线C有交点,联立方程,
得,
当时,,即;
当时,,解得且,
综上所述,k的最大值为.
故选:D.
2.A
【详解】由题可得,因为,
所以,,
所以为坐标原点)的面积是.
故选:A.
3.A
【详解】直线l2:x=-1为抛物线y2=4x的准线.由抛物线的定义知,P到l2的距离等于P到抛物线的焦点F(1,0)的距离,故本题转化为在抛物线y2=4x上找一个点P,使得P到点F(1,0)和直线l2的距离之和最小,最小值为F(1,0)到直线l1:4x-3y+6=0的距离,即dmin==2.
4.B
【详解】不妨设,,由,,
知.设,
则,
故,故.
故选:B.
5.C
【详解】解:抛物线:的焦点为,准线的方程为,
如图,过作于,
由抛物线的定义可知,所以
则当三点共线时,最小为.
所以的最小值为.
故选:C.
6.(1)
(2)
【详解】(1)设点,由,得,
由点到轴的距离为,得,
又,则,解得,
所以抛物线的方程为.
(2)不妨设点在第二象限,可设,,则,
将其与联立,解得,代入,可得,即得,
又轴,且点在抛物线上,故,代入,可得,即得,
则,由,
又,可得,
故的面积为.
7.(1),
(2)8
【详解】(1)因抛物线的焦点为F,则
∴,即抛物线C的方程:
又因为抛物线过点,代入抛物线方程,可得,解得.
综上:,抛物线C的方程:;
(2)由题知,过F点的两条互相垂直的直线斜率均存在,且不等于零,如下图:
因此设直线:,直线:
设点、、、,
联立直线与抛物线C的方程,得,
则有,∴,
又∵,
同理,联立直线与抛物线C的方程,得,
则有,∴,
又∵,∴,
又∵,
∴
,
当且仅当,即时,四边形ABCD面积的最小值是8.
8.(1)
(2)
当时,以线段为直径的圆的方程为;
当时,以线段为直径的圆的方程为.
【详解】(1)依题意,点在抛物线上,,
且,所以.
所以抛物线方程为.
(2)抛物线方程为,焦点坐标为,
设直线的方程为,
由,消去并化简整理得,
则,则,
所以.
原点到直线的距离为,
所以,解得.
所以
当时,以线段为直径的圆的方程为;
当时,以线段为直径的圆的方程为.
题型三 焦点弦问题
1.B
【详解】由题意,抛物线的焦点为,,
故斜率为且过点的直线方程为,
设,,
联立,整理得,
根据韦达定理得,
所以.
故选:B.
2.B
【详解】由已知可得抛物线的准线方程为,
设点的坐标分别为和,
由抛物线的定义得,即,
线段中点的横坐标为,
故线段的中点到轴的距离是.
故选:.
3.B
【详解】如图分别过点,作准线的垂线,分别交准线于点,
设,则由已知得:,由定义得:,故
在直角三角形中,,
,,从而得
,,求得
所以抛物线的方程为.
故选:B
4.B
【详解】设于点,准线交轴于点G,
则,又,
∴,又于点且,
∴BE∥AD,
∴,即,
∴,
∴等于.
故选:B.
5.D
【详解】根据题意,过点且斜率为的直线方程为,
与抛物线方程联立,消元整理得:.
解得,又,
所以,
从而可以求得.
6.B
【详解】因为中点坐标为,,
所以中点到轴的距离为.
故选:B
7.D
【详解】由题意可知:直线AB的方程为,代入抛物线的方程可得: ,设A、B ,则所求三角形的面积为= ,故选D.
考点:本小题主要考查直线与抛物线的位置关系,考查两点间距离公式等基础知识,考查同学们分析问题与解决问题的能力.
8.C
【详解】
设抛物线的解析式为y2=2px(p>0),
则焦点为F(,0),对称轴为x轴,准线为x=-
∵直线l经过抛物线的焦点,A、B是l与C的交点,
又∵AB⊥x轴
∴|AB|=2p=12
∴p=6
又∵点P在准线上
∴DP=(+|-|)=p=6
∴S△ABP=(DP✖AB)=×6×12=36
故选:C.
9.A
【详解】,
设,
则,所以,则,
故,
所以,
则直线的倾斜角,
所以直线的斜率,
所以直线的方程为,
联立,消得,
,
设,
则,
所以.
故选:A.
10.A
【详解】由题意,
由题意可设直线的方程为,,
联立,消得,
恒成立,
则,
,
当时,取得最小值.
故选:A.
11.C
【详解】如下图所示:
易知,不妨设;
设直线的方程为,与联立消去得,
,
由韦达定理可知;
由可得;联立解得,即;
根据焦点弦公式可得;
代入计算可得.
故选:C
12.(1)F的坐标为,准线方程为;
(2)
【详解】(1)因为抛物线C的方程为,
所以抛物线C焦点F的坐标为,准线方程为;
(2)
因为在抛物线C的准线上,所以,即,
此时,因为,所以,解得,
所以直线l的方程为,
设,,
联立,消去y并整理得,
由韦达定理得,
所以,
因为
则
13.(1)或
(2)
【详解】(1)因为直线的倾斜角为,所以.
由题意,抛物线的焦点坐标为.
所以直线的方程为.
因为圆的方程为,即,
所以圆心坐标为,半径为2.
所以圆心到直线的距离.
由垂径定理得,解得或.
故或.
(2)由题意,直线斜率存在,如图所示.
设直线,,
由消去得,
故中点坐标为,
由得,
即,整理得.①
由得,
即,
代入整理得.②
由①②消去得,
即,
整理得.
所以,解得.
综上,直线的斜率.
题型四 中点弦与直线位置关系
1.B
【详解】联立,则,
设直线与抛物线交点,
则,故,
所以线段的中点坐标是.
故选:B.
2.C
【详解】设的中点为,联立得,则,
故,,所以,
代入,得,解得.
故选:C
3.B
【详解】由题意可知,即,
所以抛物线的方程为,焦点坐标为,
当直线斜率不存在时,,由抛物线的图形可知直线与抛物线只有一个公共点,此时焦点到直线的距离为;
当直线斜率为0时,直线与抛物线只有一个公共点,此时焦点到直线的距离为;
当直线斜率不为0是,设直线方程,
联立直线方程与抛物线方程可得:,
整理可得,
直线与抛物线只有一个交点,则,
解得,,此时直线方程为,
焦点到直线的距离为:,
综上可得,焦点到直线的距离为或或 .
故选:B.
题型五 抛物线与圆、椭圆、双曲线综合
1.D
【详解】由题意是抛物线的准线与轴的交点,过作,垂足为,则,
,由题意最小,是锐角,因此最小时,是抛物线的切线,
设直线方程为,
由,得(*),,,
由对称性,不妨取,方程(*)为,,,
所以,
故双曲线的实轴长为,
故选:D.
2.(1)的标准方程为,的标准方程为.
(2).
【详解】(1)因为,所以,
解得,所以的标准方程为.
因为抛物线的焦点与F重合,所以,.
又,解得,
所以的标准方程为.
(2)由(1)知.设直线l的方程为,,.
因为E是的中点,所以①.
联立,得,
则,②,.
由①②解得,,
所以,解得,即,
经验证,此时满足,所以直线的斜率为.
题型六 轨迹问题与实际应用
1.D
【详解】抛物线的焦点为,由轴,点,得,
由抛物线的光学性质,得点共线,设,则,
解得,点,于是,,,
所以的周长为.
故选:D
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