内容正文:
3.3.2 抛物线的简单几何性质常用六种题型(基础卷)
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.抛物线的焦点坐标是( )
A. B. C. D.
2.已知抛物线关于轴对称,它的顶点在原点,并且经过点.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)设直线与交于两点.
①当时,求的面积;
②过点分别作抛物线的切线交于点,证明:点在定直线上.
3.已知点,,中恰有两个点在抛物线上.
(1)求的标准方程
(2)若点,在上,且,证明:直线过定点.
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.已知抛物线的焦点为为上一点,,当的周长最小时,的面积为( )
A. B.1 C. D.2
2.已知抛物线与椭圆有一个公共的焦点为上的任意一点,,则的最小值是( )
A. B. C.1 D.
3.抛物线上的一点到焦点的距离为1,则点到轴的距离是( )
A. B. C.1 D.
4.已知点是抛物线上的动点,焦点为F,点,则的最小值为( )
A. B.2 C. D.
5.已知抛物线C:,焦点为F,点到在抛物线上,则( )
A.3 B.2 C. D.
6.从抛物线上一点P作抛物线准线的垂线,垂足为M,设抛物线的焦点为F,若是正三角形,则( )
A. B.1 C. D.2
7.已知是抛物线上的一个动点,则点到直线和的距离之和的最小值是( )
A.3 B.4 C. D.6
8.已知直线与抛物线:交于,两点,为抛物线上一动点,与线段交于点,且,则面积的最小值为( )
A.4 B.6 C.8 D.10
9.已知抛物线的焦点为F,是抛物线C上的点,且
(1)求抛物线C的方程;
(2)直线交抛物线C于M,N两点,求.
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.直线过抛物线的焦点,且与该抛物线交于不同的两点、,若,则弦的长是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
2.已知抛物线C:的焦点为F,过F的直线l与抛物线C交于A,B两点,若,则( )
A.9 B.7 C.6 D.5
3.设抛物线,直线过抛物线的焦点,且与的对称轴垂直,与交于两点,若S为的准线上一点,的面积为,则( )
A. B. C. D.
4.已知等边三角形的一个顶点是抛物线的焦点,另外两个顶点在抛物线上,则这个等边三角形的边长为( )
A.或 B.
C.或 D.
5.已知抛物线的焦点为,过的直线交抛物线于,两点,且,则的斜率为( )
A. B. C. D.
6.如图,过抛物线的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若F是的中点,且,则线段的长为( )
A.5 B.6 C. D.
7.已知抛物线的焦点为,过焦点的直线与抛物线分别交于A、B两点,与'轴的正半轴交于点,与准线交于点,且,则( )
A. B.2 C. D.3
8.直线l过抛物线(p>0)的焦点F,且交抛物线于P,Q两点,由P,Q分别向准线引垂线PR,QS,垂足分别为R,S,如果,,M为RS的中点,则( )
A. B. C. D.2
9.过抛物线的焦点的直线交于,两点,若,则( )
A.3 B.2 C. D.1
二、解答题
10.已知抛物线:()的焦点为,点()在上,,斜率为的直线与交于,两点.
(1)求的方程;
(2)若,求直线的方程;
(3)设直线与的斜率分别为,,证明:为定值.
11.已知过点的抛物线方程为,过此抛物线的焦点的直线与该抛物线交于,两点,且.
(1)求该抛物线的方程、焦点坐标、准线方程;
(2)求所在的直线方程.
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.已知直线与抛物线交于两点,则等于( )
A. B.3 C.5 D.4
2.已知过点且斜率为的直线与抛物线交于,两点,且为线段的中点,则( )
A.2 B. C.4 D.
3.已知直线与抛物线,则“与只有一个公共点”是“与相切”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
4.已知直线与抛物线相交于两点,若直线OA与OB的斜率之和为4,O为坐标原点,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
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.以抛物线C的顶点为圆心的圆交C于A、B两点,交C的准线于D、E两点.已知|AB|=,|DE|=,则C的焦点到准线的距离为
A.8 B.6 C.4 D.2
2.已知有公共焦点的椭圆()与抛物线()交于点.
(1)求椭圆与抛物线的标准方程;
(2)过与抛物线相切的直线交椭圆于另一点,求的面积.
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.在平面直角坐标系中,已知圆心为C的动圆过点,且在轴上截得的弦长为4,记C的轨迹为曲线E.
(1)求E的方程,并说明E为何种曲线;
(2)已知及曲线E上的两点B和D,直线AB,AD的斜率分别为,,且,求证:直线BD经过定点.
《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
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答案
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答案
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答案
题型一 抛物线的定义与标准方程
1.C
【详解】由题得,所以抛物线的焦点坐标为.
故选:C
2.(1)
(2)①;
②联立方程组,整理得,
设,,则且,,
不妨设在第一象限,则在曲线上,则有,
则在处的切线方程为,
又由,可得在处的切线方程为,
同理可得,点在曲线上,则有,
则在处的切线方程为,且;
所以在处的切线方程为,
联立方程组,解得,所以点在定直线上.
【详解】(1)解:由题意,可设抛物线的标准方程为.,
因为点在抛物线上,可得,解得,
所以抛物线的标准方程为.
(2)解:①当时,直线,
联立方程组,整理得,
方程的判别式,
设,,则,,
所以,
又由到直线的距离,
所以的面积;
②略
3.(1);
(2)由题意可知,直线的斜率一定存在,则设直线的方程为,
由消得:,
由韦达定理得,
所以直线,显然恒过定点.
【详解】(1)因为点,关于轴对称,抛物线也关于轴对称,
所以点,在上,
将点代入抛物线得,,即,
所以抛物线的方程为:;
(2)略
题型二 焦半径与距离最值
1.A
【详解】如图,,
作垂直于的准线,垂足为,由抛物线的定义知,
所以的周长为,要使周长最小,
则必须使得三点共线,即点在过垂直于的直线上(图中点处),
将代入中,求得点,所以,
在边上的高为1,
故其面积为.
故选:A.
2.B
【详解】因为椭圆方程为:,因此双曲线焦点为.
因为抛物线与双曲线有一个公共的焦点,
所以,所以,,
设,则,
当时,
,
当且仅当时取等号;
当时,.
故选:B.
3.D
【详解】抛物线的焦点,准线,
设点,根据点到焦点的距离为1得,,解得,
则点到轴的距离是,
故选:D
4.C
【详解】∵,则,
∴焦点,准线l方程,点在抛物线上方,
设过A作l的垂线,垂足为E,∴由抛物线的定义知,,
如图所示,
∴,当且仅当B、A、E三点共线时取等号,
当B、A、E三点共线时,,故的最小值为,
故选:C.
5.D
【详解】因为点在抛物线上,,解得,
利用抛物线的定义知
故选:D
6.D
【详解】设,,,因为是正三角形,所以,因为,
所以即,
又因为,解得或(舍),所以.
故选:D.
7.B
【详解】由消去得,
因为,所以方程无解,
即直线与抛物线无交点;
过点作于点,于点,记抛物线的焦点为,连接,
因为点到直线的距离为,为抛物线的准线,根据抛物的定义可得,,
则到直线和的距离之和为,
若,,三点不共线,则有,
当,,三点共线,且位于之间时,,
则,
又,
所以,即所求距离和的最小值为.
故选:.
8.A
【详解】由得,
设,则,
,
到直线的距离,
∴,
∵,∴,
∴当时,取最小值4.
故选:A.
9.(1)
(2)
【详解】(1)对于抛物线,其准线方程为.
已知是抛物线C上的点,且,
根据抛物线的定义,可得,解得,
则抛物线C的方程为.
(2)联立,解得或,
则,,
所以.
题型三 焦点弦问题
1.D
【详解】抛物线的准线方程为,
因为直线过抛物线的焦点,
且与该抛物线交于不同的两点、,
则.
故选:D.
2.A
【详解】由题设,故直线,则,
联立抛物线得:,则,得或,
由过F的直线l与抛物线C交于A,B两点,且,故,则,
所以.
故选:A
3.C
【详解】因为直线过焦点且轴,所以的方程为,
与抛物线方程联立可得,解得,
不妨设,,可得
又因为点S在准线上,所以边上的高的长为,
所以的面积为,解得.
故选:C.
4.A
【详解】由题可知:抛物线的焦点为,准线方程为,
假设等边三角形的边长为,如图:
由于,根据抛物线关于轴对称可知:与也关于轴对称,且满足垂直于轴.
设,所以,即,
又或,
得:或,
解得:或.
故选:A
5.D
【详解】由题知,抛物线方程为,设的直线方程为,代入抛物线方程,得,
设,,则,.
因为所以或故,即的斜率为.
故选:D
6.C
【详解】由题意是的中点,所以,,
由图知,所以,
又,所以,
所以,
而,所以直线,
联立抛物线方程得,,化简整理得,
所以,.
故选:C.
7.B
【详解】由题及图,设准线与x轴交点为D,过A,B向准线做垂线,
与y轴,准线分别交于G,C,H ,E.
则,设,
由抛物线定于可得.
因,则.
又O为DF中点,准线与y轴平行,则S为FT中点,.
又,结合抛物线定义可得:
,
则.
故选:B
8.A
【详解】如图所示,由抛物线的定义可得,,
,,由题意可得,
,,
,∴,
过点P作PN⊥QS交于点N,则,
在中,,∴.
故选:A.
9.C
【详解】方法一:如图,分别过点,作准线的垂线,,垂足分别为,,过点作于点,交轴于点.由已知条件及抛物线的定义,得,,所以.在中,因为,,所以,所以,所以焦点到准线的距离为,即.
方法二:依题意,直线不与轴垂直,设直线的方程为,将其代入抛物线的方程,得.设,,则.因为,所以,即,,所以,解得.
故选:C.
10.(1);
(2);
(3)证明:因为点在上,所以或(舍去),所以,
由(2)得,,
所以.
因为,,
所以,即为定值.
【详解】(1)根据题意可得,解得.所以的方程为.
(2)设,,直线的方程为.
由消去得,
所以即,,,
所以,解得,
所以直线的方程为;
(3)略
11.(1)抛物线的方程为,焦点,准线方程为:;
(2)或
【详解】(1)
因点在抛物线方程上,则,所以,
所以抛物线的方程为,焦点,准线方程为:;
(2)显然,直线不垂直y轴,设直线方程为:,
由消去x得:,
设,则有,
因为,
则,
解得,即直线AB:,
所以所在的直线方程:或.
题型四 中点弦与直线位置关系
1.C
【详解】显然抛物线焦点坐标为,,
则直线过焦点,
将与抛物线联立得,,
设,则,
由焦点弦长公式可得:.
故选:C
2.A
【详解】设,,则,
由:作差得,
得.
故选:A
3.B
【详解】当“与只有一个公共点”时,如图,直线与抛物线的对称轴平行,与抛物线只有一个公共点,但是此时与不相切.所以“与只有一个公共点”是“与相切”的不充分条件;
当“与相切”时,与只有一个公共点,所以“与只有一个公共点”是“与相切”的必要条件.
综上,“与只有一个公共点”是“与相切”的必要不充分条件.
故选:B
4.A
【详解】法一:由,其中,得,
整理得,设,
因为直线OA与OB的斜率之和为4,由韦达定理,,解得.
法二:设A,B,且,
因为直线OA与OB的斜率之和为4,
所以,
可得,即(*),
联立且,消去,得,
由韦达定理,,
代入(*),可得,解得.
故选:A
题型五 抛物线与圆、椭圆、双曲线综合
1.C
【详解】试题分析:如图,设抛物线方程为,交轴于点,则,即点纵坐标为,则点横坐标为,即,由勾股定理知,,即,解得,即的焦点到准线的距离为4,故选C.
考点:抛物线的性质.
2.(1)
抛物线标准方程为,椭圆标准方程为
(2)
的面积为
【详解】(1)已知在抛物线上,
代入可得,解得,
故抛物线标准方程为,焦点为,
因为椭圆与抛物线共焦点,所以椭圆半焦距,即,
又在椭圆上,代入可得 ,
化简可得,联立,解得,
所以椭圆标准方程为.
(2)
,
设过点与抛物线相切的切线斜率为,则切线方程为,
即,
代入抛物线方程,可得 ,
化简可得 ,
,解得,
因此切线方程为,即,
切线方程与椭圆方程联立可得,消得,
化简可得 ,解得,,
将代入可得,即,
令切线方程,则,
所以.
题型六 轨迹问题与实际应用
1.(1)E的方程为,曲线E是抛物线.
(2)
设直线:,
联立,消去并整理得,
,即,
设,,则,,
因为,,
所以,
所以,
将,代入得,即,
所以直线:,即,
所以直线BD经过定点.
【详解】(1)设圆心,半径为,
因为圆心为C的动圆过点,所以,
因为圆心为C的动圆在轴上截得的弦长为4,所以,
所以,即,所以曲线E是抛物线.
(2)略
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