
課本上和老師講解的例題,一般都具有一定的典型性和代表性。要認真研究,深刻理解,要透過“樣板”,學會通過邏輯思維,靈活運用所學知識去分析問題和解決問題,特別是要學習分析問題的思路、解決問題的方法,并能總結出解題的規(guī)律。
2、精練習題
復習時不要搞“題海戰(zhàn)術”,應在老師的指導下,選一些源于課本的變式題,或體現基本概念、基本方法的基本題,通過解題來提高思維能力和解題技巧,加深對所學知識的深入理解。在解題時,要獨立思考,一題多思,一題多解,反復玩味,悟出道理。
3、加強審題的規(guī)范性
每每大考過后,總有同學抱怨沒考好,糾其原因是考試時沒有注意審題。審題決定了成功與否,不解決這個問題勢必影響到高考的成敗。那么怎么審題呢? 應找出題目中的已知條件 ;善于挖掘題目中的隱含條件 ;認真分析條件與目標的聯系,確定解題思路 。
4、重視錯題
“錯誤是最好的老師”,但更重要的是尋找錯因,及時進行總結,三五個字,一兩句話都行,言簡意賅,切中要害,以利于吸取教訓,力求相同的錯誤不犯第二次。
§8.8 拋物線
考試要求 1.掌握拋物線的定義、幾何圖形、標準方程.2.掌握拋物線的簡單幾何性質(范圍、對稱性、頂點、離心率).3.了解拋物線的簡單應用.
知識梳理
1.拋物線的概念
把平面內與一個定點F和一條定直線l(l不經過點F)的距離相等的點的軌跡叫做拋物線,點F叫做拋物線的焦點,直線l叫做拋物線的準線.
2.拋物線的標準方程和簡單幾何性質
常用結論
拋物線焦點弦的幾個常用結論
設AB是過拋物線y2=2px(p>0)的焦點F的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),則
(1)x1x2=eq \f(p2,4),y1y2=-p2;
(2)若A在第一象限,B在第四象限,則|AF|=eq \f(p,1-cs α),|BF|=eq \f(p,1+cs α),弦長|AB|=x1+x2+p=eq \f(2p,sin2α)(α為弦AB的傾斜角);
(3)eq \f(1,|FA|)+eq \f(1,|FB|)=eq \f(2,p);
(4)以弦AB為直徑的圓與準線相切;
(5)以AF或BF為直徑的圓與y軸相切;
(6)過焦點弦的端點的切線互相垂直且交點在準線上;
(7)通徑:過焦點與對稱軸垂直的弦長等于2p.
思考辨析
判斷下列結論是否正確(請在括號中打“√”或“×”)
(1)平面內與一個定點F和一條定直線l的距離相等的點的軌跡是拋物線.( × )
(2)方程y=4x2表示焦點在x軸上的拋物線,焦點坐標是(1,0).( × )
(3)拋物線既是中心對稱圖形,又是軸對稱圖形.( × )
(4)若直線與拋物線只有一個交點,則直線與拋物線相切.( × )
教材改編題
1.拋物線y=2x2的準線方程為( )
A.y=-eq \f(1,8) B.y=-eq \f(1,4) C.y=-eq \f(1,2) D.y=-1
答案 A
解析 由y=2x2,得x2=eq \f(1,2)y,故拋物線y=2x2的準線方程為y=-eq \f(1,8).
2.過拋物線y2=4x的焦點的直線l交拋物線于P(x1,y1),Q(x2,y2)兩點,如果x1+x2=6,則|PQ|等于( )
A.9 B.8 C.7 D.6
答案 B
解析 拋物線y2=4x的焦點為F(1,0),準線方程為x=-1.根據題意可得,
|PQ|=|PF|+|QF|=x1+1+x2+1
=x1+x2+2=8.
3.已知拋物線C與雙曲線x2-y2=1有相同的焦點,且頂點在原點,則拋物線C的方程是________.
答案 y2=±4eq \r(2)x
解析 由已知可知雙曲線的焦點為
(-eq \r(2),0),(eq \r(2),0).
設拋物線方程為y2=±2px(p>0),則eq \f(p,2)=eq \r(2),
所以p=2eq \r(2),所以拋物線方程為y2=±4eq \r(2)x.
題型一 拋物線的定義和標準方程
命題點1 定義及應用
例1 (1)(2020·全國Ⅰ)已知A為拋物線C:y2=2px(p>0)上一點,點A到C的焦點的距離為12,到y(tǒng)軸的距離為9,則p等于( )
A.2 B.3 C.6 D.9
答案 C
解析 設A(x,y),由拋物線的定義知,點A到準線的距離為12,即x+eq \f(p,2)=12.
又因為點A到y(tǒng)軸的距離為9,即x=9,
所以9+eq \f(p,2)=12,解得p=6.
(2)已知點M(20,40),拋物線y2=2px(p>0)的焦點為F.若對于拋物線上的一點P,|PM|+|PF|的最小值為41,則p的值等于________.
答案 42或22
解析 當點M(20,40)位于拋物線內時,如圖①,過點P作拋物線準線的垂線,垂足為D,
① ②
則|PF|=|PD|,
|PM|+|PF|=|PM|+|PD|.
當點M,P,D三點共線時,|PM|+|PF|的值最?。?br>由最小值為41,得20+eq \f(p,2)=41,解得p=42.
當點M(20,40)位于拋物線外時,如圖②,當點P,M,F三點共線時,|PM|+|PF|的值最?。?br>由最小值為41,得eq \r(402+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(20-\f(p,2)))2)=41,
解得p=22或p=58.
當p=58時,y2=116x,點M(20,40)在拋物線內,故舍去.
綜上,p=42或p=22.
思維升華 “看到準線想到焦點,看到焦點想到準線”,許多拋物線問題均可根據定義獲得簡捷、直觀的求解.“由數想形,由形想數,數形結合”是靈活解題的一條捷徑.
命題點2 求標準方程
例2 (1)設拋物線y2=2px的焦點在直線2x+3y-8=0上,則該拋物線的準線方程為( )
A.x=-4 B.x=-3
C.x=-2 D.x=-1
答案 A
解析 直線2x+3y-8=0與x軸的交點為(4,0),∴拋物線y2=2px的焦點為(4,0),∴準線方程為x=-4.
(2)已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點為F,準線為l,點A是拋物線C上一點,AD⊥l,交l于D.若|AF|=4,∠DAF=60°,則拋物線C的方程為( )
A.y2=8x B.y2=4x
C.y2=2x D.y2=x
答案 B
解析 根據拋物線的定義可得|AD|=|AF|=4,
又∠DAF=60°,
所以|AD|-p=|AF|cs 60°=eq \f(1,2)|AF|,
所以4-p=2,解得p=2,
所以拋物線C的方程為y2=4x.
教師備選
1.已知拋物線y2=4x的焦點為F,M,N是拋物線上兩個不同的點.若|MF|+|NF|=5,則線段MN的中點到y(tǒng)軸的距離為( )
A.3 B.eq \f(3,2) C.5 D.eq \f(5,2)
答案 B
解析 由題意知拋物線的準線方程為x=-1,分別過點M,N作準線的垂線,垂足為M′,N′(圖略),
根據拋物線的定義得|MF|=|MM′|,
|NF|=|NN′|,
所以|MF|+|NF|=|MM′|+|NN′|,
所以線段MN的中點到準線的距離為
eq \f(1,2)(|MF|+|NF|)=eq \f(5,2),所以線段MN的中點到y(tǒng)軸的距離為eq \f(5,2)-1=eq \f(3,2).
2.(2022·濟南模擬)已知拋物線x2=2py(p>0),過焦點F的直線與拋物線交于A,B兩點(點A在第一象限).若直線AB的斜率為eq \f(\r(3),3),點A的縱坐標為eq \f(3,2),則p的值為( )
A.eq \f(1,4) B.eq \f(1,2) C.1 D.2
答案 C
解析 由題意得,拋物線x2=2py(p>0)的焦點在y軸上,
準線方程為y=-eq \f(p,2),
設A(xA,yA),
則|AF|=y(tǒng)A+eq \f(p,2)=eq \f(3,2)+eq \f(p,2),
設直線AB的傾斜角為α,
則tan α=eq \f(\r(3),3),
因為α∈[0,π),所以α=eq \f(π,6),
所以|AF|=eq \f(yA-\f(p,2),sin α)=eq \f(\f(3,2)-\f(p,2),sin α)=eq \f(3-p,2sin α)
=eq \f(3-p,2×\f(1,2))=3-p,
所以3-p=eq \f(3,2)+eq \f(p,2),解得p=1.
思維升華 求拋物線的標準方程的方法
(1)定義法;
(2)待定系數法:當焦點位置不確定時,分情況討論.
跟蹤訓練1 (1)設拋物線的頂點為O,焦點為F,準線為l,P是拋物線上異于O的一點,過P作PQ⊥l于Q.則線段FQ的垂直平分線( )
A.經過點O B.經過點P
C.平行于直線OP D.垂直于直線OP
答案 B
解析 連接PF(圖略),由題意及拋物線的定義可知|PQ|=|FP|,則△QPF為等腰三角形,故線段FQ的垂直平分線經過點P.
(2)《九章算術》是我國古代內容極為豐富的數學名著,第九章“勾股”,講述了“勾股定理”及一些應用,直角三角形的三條邊長分別稱為“勾”“股”“弦”.設點F是拋物線y2=2px(p>0)的焦點,l是該拋物線的準線,過拋物線上一點A作準線的垂線,垂足為B,直線AF交準線l于點C,若Rt△ABC的“勾”|AB|=3,“股”|CB|=3eq \r(3),則拋物線的方程為 ( )
A.y2=2x B.y2=3x C.y2=4x D.y2=6x
答案 B
解析 如圖,|AB|=3,|BC|=3eq \r(3),
則|AC|=eq \r(32+?3\r(3)?2)=6,
設直線l與x軸交于點H,
由|AB|=|AF|=3,|AC|=6,可知點F為AC的中點,
所以|FH|=eq \f(1,2)|AB|=eq \f(3,2),
又|FH|=p,所以p=eq \f(3,2),
所以拋物線的方程為y2=3x.
題型二 拋物線的幾何性質
例3 (1)(2021·新高考全國Ⅱ)拋物線y2=2px(p>0)的焦點到直線y=x+1的距離為eq \r(2),則p等于( )
A.1 B.2 C.2eq \r(2) D.4
答案 B
解析 拋物線的焦點坐標為eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(p,2),0)),其到直線x-y+1=0的距離d=eq \f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(p,2)-0+1)),\r(1+1))=eq \r(2),
解得p=2(p=-6舍去).
(2)(多選)已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點為F,直線l的斜率為eq \r(3)且經過點F,與拋物線C交于A,B兩點(點A在第一象限),與拋物線C的準線交于點D.若|AF|=8,則以下結論正確的是( )
A.p=4 B.eq \(DF,\s\up6(→))=eq \(FA,\s\up6(→))
C.|BD|=2|BF| D.|BF|=4
答案 ABC
解析 如圖所示,分別過點A,B作拋物線C的準線的垂線,垂足分別為點E,M,連接EF.設拋物線C的準線交x軸于點P,則|PF|=p.因為直線l的斜率為eq \r(3),所以其傾斜角為60°.
因為AE∥x軸,所以∠EAF=60°,
由拋物線的定義可知,|AE|=|AF|,
則△AEF為等邊三角形,
所以∠EFP=∠AEF=60°,
則∠PEF=30°,
所以|AF|=|EF|=2|PF|=2p=8,得p=4,
故A正確;
因為|AE|=|EF|=2|PF|,且PF∥AE,
所以F為AD的中點,則eq \(DF,\s\up6(→))=eq \(FA,\s\up6(→)),故B正確;
因為∠DAE=60°,所以∠ADE=30°,
所以|BD|=2|BM|=2|BF|,故C正確;
因為|BD|=2|BF|,
所以|BF|=eq \f(1,3)|DF|=eq \f(1,3)|AF|=eq \f(8,3),故D錯誤.
教師備選
1.拋物線y2=2px(p>0)準線上的點A與拋物線上的點B關于原點O對稱,線段AB的垂直平分線OM與拋物線交于點M,若直線MB經過點N(4,0),則拋物線的焦點坐標是( )
A.(4,0) B.(2,0)
C.(1,0) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),0))
答案 C
解析 設點B(x1,y1),M(x2,y2),
則點A(-x1,-y1),可得-x1=-eq \f(p,2),
則x1=eq \f(p,2),
設直線MB的方程為x=my+4,
聯立eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=my+4,,y2=2px,))可得y2-2mpy-8p=0,
所以y1y2=-8p,
由題意可知,eq \(OB,\s\up6(→))·eq \(OM,\s\up6(→))=x1x2+y1y2=eq \f(y\\al(2,1)y\\al(2,2),4p2)+y1y2
=eq \f(64p2,4p2)-8p=16-8p=0,解得p=2.
因此,拋物線的焦點為(1,0).
2.(多選)(2022·唐山模擬)拋物線有如下光學性質:由其焦點射出的光線經拋物線反射后,沿平行于拋物線對稱軸的方向射出.反之,平行于拋物線對稱軸的入射光線經拋物線反射后必過拋物線的焦點.已知拋物線r:y2=x,O為坐標原點,一束平行于x軸的光線l1從點Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(41,16),1))射入,經過r上的點A(x1,y1)反射后,再經r上另一點B(x2,y2)反射后,沿直線l2射出,經過點Q,則( )
A.y1y2=-1
B.|AB|=eq \f(25,16)
C.PB平分∠ABQ
D.延長AO交直線x=-eq \f(1,4)于點C,則C,B,Q三點共線
答案 BCD
解析 設拋物線的焦點為F,
則Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4),0)).
因為Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(41,16),1)),
且l1∥x軸,
故A(1,1),
故直線AF:y=eq \f(1-0,1-\f(1,4))eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,4)))=eq \f(4,3)x-eq \f(1,3).
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=\f(4,3)x-\f(1,3),,y2=x))可得y2-eq \f(3,4)y-eq \f(1,4)=0,
故y1y2=-eq \f(1,4),故A錯誤;
又y1=1,故y2=-eq \f(1,4),
故Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,16),-\f(1,4))),
故|AB|=1+eq \f(1,16)+eq \f(1,2)=eq \f(25,16),故B正確;
直線AO:y=x,由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=x,,x=-\f(1,4)))
可得Ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,4),-\f(1,4))),故yC=y(tǒng)2,
所以C,B,Q三點共線,故D正確;
因為|AP|=eq \f(41,16)-1=eq \f(25,16)=|AB|,
故△APB為等腰三角形,故∠ABP=∠APB,
而l1∥l2,故∠PBQ=∠APB,
即∠ABP=∠PBQ,
故PB平分∠ABQ,故C正確.
思維升華 應用拋物線的幾何性質解題時,常結合圖形思考,通過圖形可以直觀地看出拋物線的頂點、對稱軸、開口方向等幾何特征,體現了數形結合思想解題的直觀性.
跟蹤訓練2 (1)(2021·新高考全國Ⅰ)已知O為坐標原點,拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點為F,P為C上一點,PF與x軸垂直,Q為x軸上一點,且PQ⊥OP.若|FQ|=6,則C的準線方程為________.
答案 x=-eq \f(3,2)
解析 方法一 (解直角三角形法)由題易得|OF|=eq \f(p,2),|PF|=p,∠OPF=∠PQF,
所以tan∠OPF=tan∠PQF,
所以eq \f(|OF|,|PF|)=eq \f(|PF|,|FQ|),即eq \f(\f(p,2),p)=eq \f(p,6),
解得p=3,所以C的準線方程為x=-eq \f(3,2).
方法二 (應用射影定理法)由題易得|OF|=eq \f(p,2),|PF|=p,|PF|2=|OF|·|FQ|,
即p2=eq \f(p,2)×6,解得p=3或p=0(舍去),
所以C的準線方程為x=-eq \f(3,2).
(2)直線l過拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點F(1,0),且與C交于A,B兩點,則p=______,eq \f(1,|AF|)+eq \f(1,|BF|)=________.
答案 2 1
解析 由eq \f(p,2)=1,得p=2.
當直線l的斜率不存在時,l:x=1與y2=4x
聯立解得y=±2,此時|AF|=|BF|=2,
所以eq \f(1,|AF|)+eq \f(1,|BF|)=eq \f(1,2)+eq \f(1,2)=1;
當直線l的斜率存在時,設l:y=k(x-1),代入拋物線方程,得k2x2-2(k2+2)x+k2=0,
設A(x1,y1),B(x2,y2),
則x1x2=1,
eq \f(1,|AF|)+eq \f(1,|BF|)=eq \f(|AF|+|BF|,|AF||BF|)
=eq \f(x1+x2+2,?x1+1??x2+1?)=eq \f(x1+x2+2,x1x2+x1+x2+1)
=eq \f(x1+x2+2,1+x1+x2+1)=1.
綜上,eq \f(1,|AF|)+eq \f(1,|BF|)=1.
題型三 直線與拋物線
例4 已知拋物線C:y2=3x的焦點為F,斜率為eq \f(3,2)的直線l與C的交點為A,B,與x軸的交點為P.
(1)若|AF|+|BF|=4,求l的方程;
(2)若eq \(AP,\s\up6(→))=3eq \(PB,\s\up6(→)),求|AB|.
解 設直線l:y=eq \f(3,2)x+t,
A(x1,y1),B(x2,y2).
(1)由題設得Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4),0)),
故|AF|+|BF|=x1+x2+eq \f(3,2).
又|AF|+|BF|=4,所以x1+x2=eq \f(5,2).
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=\f(3,2)x+t,,y2=3x,))
可得9x2+12(t-1)x+4t2=0,
則x1+x2=-eq \f(12?t-1?,9).
從而-eq \f(12?t-1?,9)=eq \f(5,2),得t=-eq \f(7,8).
所以l的方程為y=eq \f(3,2)x-eq \f(7,8).
(2)由eq \(AP,\s\up6(→))=3eq \(PB,\s\up6(→))可得y1=-3y2.
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=\f(3,2)x+t,,y2=3x,))可得y2-2y+2t=0,
所以y1+y2=2,從而-3y2+y2=2,
故y2=-1,y1=3.
代入C的方程得x1=3,x2=eq \f(1,3),
即A(3,3),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3),-1)).
故|AB|=eq \f(4\r(13),3).
教師備選
如圖,已知拋物線x2=y(tǒng),點Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2),\f(1,4))),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2),\f(9,4))),拋物線上的點P(x,y)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)0)的焦點F作直線l與拋物線C交于A,B兩點,當點A的縱坐標為1時,|AF|=2.
(1)求拋物線C的方程;
(2)若拋物線C上存在點M(-2,y0),使得MA⊥MB,求直線l的方程.
解 (1)拋物線C:x2=2py(p>0)的準線方程為y=-eq \f(p,2),焦點為Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(p,2))).
∵當點A的縱坐標為1時,|AF|=2,
∴1+eq \f(p,2)=2,解得p=2,
∴拋物線C的方程為x2=4y.
(2)∵點M(-2,y0)在拋物線C上,
∴y0=eq \f(?-2?2,4)=1.
又F(0,1),∴設直線l的方程為y=kx+1.
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=kx+1,,x2=4y,))
得x2-4kx-4=0.
設A(x1,y1),B(x2,y2),
則x1+x2=4k,x1x2=-4,
eq \(MA,\s\up6(→))=(x1+2,y1-1),
eq \(MB,\s\up6(→))=(x2+2,y2-1).
∵MA⊥MB,
∴eq \(MA,\s\up6(→))·eq \(MB,\s\up6(→))=0,
∴(x1+2)(x2+2)+(y1-1)(y2-1)=0,
∴-4+8k+4-4k2=0,解得k=2或k=0.
當k=0時,l過點M(舍去),∴k=2,
∴直線l的方程為y=2x+1.
10.(2022·沈陽模擬)已知拋物線C:x2=2py(p>0),其焦點到準線的距離為2,直線l與拋物線C交于A,B兩點,過A,B分別作拋物線C的切線l1,l2,且l1與l2交于點M.
(1)求p的值;
(2)若l1⊥l2,求△MAB面積的最小值.
解 (1)由題意知,拋物線焦點為eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(p,2))),
準線方程為y=-eq \f(p,2),
焦點到準線的距離為2,即p=2.
(2)由(1)知拋物線的方程為x2=4y,
即y=eq \f(1,4)x2,所以y′=eq \f(1,2)x,
設A(x1,y1),B(x2,y2),
l1:y-eq \f(x\\al(2,1),4)=eq \f(x1,2)(x-x1),
l2:y-eq \f(x\\al(2,2),4)=eq \f(x2,2)(x-x2),
由于l1⊥l2,所以eq \f(x1,2)·eq \f(x2,2)=-1,
即x1x2=-4.
設直線l的方程為y=kx+m,與拋物線方程聯立,
得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=kx+m,,x2=4y,))
所以x2-4kx-4m=0,Δ=16k2+16m>0,
x1+x2=4k,x1x2=-4m=-4,所以m=1,
即l:y=kx+1.
聯立方程eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=\f(x1,2)x-\f(x\\al(2,1),4),,y=\f(x2,2)x-\f(x\\al(2,2),4),))
得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=2k,,y=-1,))即M(2k,-1).
M點到直線l的距離d=eq \f(|k·2k+1+1|,\r(1+k2))=eq \f(2|k2+1|,\r(1+k2)),
|AB|=eq \r(?1+k2?[?x1+x2?2-4x1x2])
=4(1+k2),
所以S=eq \f(1,2)×4(1+k2)×eq \f(2|k2+1|,\r(1+k2))
,
當k=0時,△MAB的面積取得最小值4.
11.設F為拋物線y2=2x的焦點,A,B,C為拋物線上三點,若F為△ABC的重心,則|eq \(FA,\s\up6(→))|+|eq \(FB,\s\up6(→))|+|eq \(FC,\s\up6(→))|的值為( )
A.1 B.2 C.3 D.4
答案 C
解析 由題意可知,點F的坐標為eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),0)),
又F為△ABC的重心,故eq \f(xA+xB+xC,3)=eq \f(1,2),
即xA+xB+xC=eq \f(3,2).
又由拋物線的定義可知|eq \(FA,\s\up6(→))|+|eq \(FB,\s\up6(→))|+|eq \(FC,\s\up6(→))|=xA+xB+xC+eq \f(3,2)=eq \f(3,2)+eq \f(3,2)=3.
12.(多選)(2022·濰坊模擬)已知拋物線x2=eq \f(1,2)y的焦點為F,M(x1,y1),N(x2,y2)是拋物線上兩點,則下列結論正確的是( )
A.點F的坐標為eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,8),0))
B.若直線MN過點F,則x1x2=-eq \f(1,16)
C.若eq \(MF,\s\up6(→))=λeq \(NF,\s\up6(→)),則|MN|的最小值為eq \f(1,2)
D.若|MF|+|NF|=eq \f(3,2),則線段MN的中點P到x軸的距離為eq \f(5,8)
答案 BCD
解析 易知點F的坐標為eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(1,8))),選項A錯誤;
根據拋物線的性質知,MN過焦點F時,
x1x2=-p2=-eq \f(1,16),選項B正確;
若eq \(MF,\s\up6(→))=λeq \(NF,\s\up6(→)),則MN過點F,則|MN|的最小值即拋物線通徑的長,為2p,即eq \f(1,2),選項C正確;
拋物線x2=eq \f(1,2)y的焦點為eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(1,8))),
準線方程為y=-eq \f(1,8),
過點M,N,P分別作準線的垂線MM′,NN′,PP′,垂足分別為M′,N′,P′(圖略),
所以|MM′|=|MF|,|NN′|=|NF|.
所以|MM′|+|NN′|=|MF|+|NF|=eq \f(3,2),
所以線段|PP′|=eq \f(|MM′|+|NN′|,2)=eq \f(3,4),
所以線段MN的中點P到x軸的距離為|PP′|-eq \f(1,8)=eq \f(3,4)-eq \f(1,8)=eq \f(5,8),選項D正確.
13.(多選)已知拋物線C:y2=2px(p>0)過點P(1,1),則下列結論正確的是( )
A.點P到拋物線焦點的距離為eq \f(3,2)
B.過點P作過拋物線焦點的直線交拋物線于點Q,則△OPQ的面積為eq \f(5,32)
C.過點P與拋物線相切的直線方程為x-2y+1=0
D.過點P作兩條斜率互為相反數的直線交拋物線于M,N兩點,則直線MN的斜率為定值
答案 BCD
解析 因為拋物線C:y2=2px(p>0)過點P(1,1),
所以p=eq \f(1,2),
所以拋物線方程為y2=x,
焦點坐標為Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4),0)).
對于A,|PF|=1+eq \f(1,4)=eq \f(5,4),錯誤;
對于B,kPF=eq \f(4,3),
所以lPF:y=eq \f(4,3)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,4))),
與y2=x聯立得4y2-3y-1=0,
所以y1+y2=eq \f(3,4),y1y2=-eq \f(1,4),
所以S△OPQ=eq \f(1,2)|OF|·|y1-y2|=eq \f(1,2)×eq \f(1,4)×eq \r(?y1+y2?2-4y1y2)=eq \f(5,32),正確;
對于C,依題意斜率存在,設直線方程為y-1=k(x-1),與y2=x聯立得ky2-y+1-k=0,Δ=1-4k(1-k)=0,
即4k2-4k+1=0,解得k=eq \f(1,2),
所以切線方程為x-2y+1=0,正確;
對于D,依題意斜率存在,
設lPM:y-1=k(x-1),
與y2=x聯立得ky2-y+1-k=0,
所以yM+1=eq \f(1,k),
即yM=eq \f(1,k)-1,
則xM=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,k)-1))2,
所以點M eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,k)-1))2,\f(1,k)-1)),
同理N eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,k)-1))2,-\f(1,k)-1)),
所以kMN=eq \f(\f(1,k)-1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,k)-1)),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,k)-1))2-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,k)-1))2)
=eq \f(\f(2,k),\f(-4,k))=-eq \f(1,2),正確.
14.已知P為拋物線C:y=x2上一動點,直線l:y=2x-4與x軸,y軸交于M,N兩點,點A(2,-4),且eq \(AP,\s\up6(→))=λeq \(AM,\s\up6(→))+μeq \(AN,\s\up6(→)),則λ+μ的最小值為________.
答案 eq \f(7,4)
解析 由題意得M(2,0),N(0,-4),
設P(x,y),由eq \(AP,\s\up6(→))=λeq \(AM,\s\up6(→))+μeq \(AN,\s\up6(→))
得(x-2,y+4)=λ(0,4)+μ(-2,0).
所以x-2=-2μ,y+4=4λ.
因此λ+μ=eq \f(y+4,4)-eq \f(x-2,2)
=eq \f(x2,4)-eq \f(x,2)+2=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)-\f(1,2)))2+eq \f(7,4)≥eq \f(7,4),
故λ+μ的最小值為eq \f(7,4).
15.(多選)已知拋物線y2=2px(p>0)的焦點為F,過點F的直線l交拋物線于A,B兩點,以線段AB為直徑的圓交y軸于M,N兩點,設線段AB的中點為P,O為坐標原點,則下列說法中正確的是( )
A.eq \(OA,\s\up6(→))·eq \(OB,\s\up6(→))=-eq \f(3,4)p2
B.若|AF|·|BF|=4p2,則直線AB的斜率為eq \r(3)
C.若拋物線上存在一點E(2,t)到焦點F的距離等于3,則拋物線的方程為y2=4x
D.若點F到拋物線準線的距離為2,則sin∠PMN的最小值為eq \f(1,2)
答案 ACD
解析 設A(x1,y1),B(x2,y2),
直線l的方程為x=my+eq \f(p,2),
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=my+\f(p,2),,y2=2px,))得y2-2pmy-p2=0,
則y1+y2=2pm,y1y2=-p2.
對于A,eq \(OA,\s\up6(→))·eq \(OB,\s\up6(→))=x1x2+y1y2=eq \f(y\\al(2,1),2p)·eq \f(y\\al(2,2),2p)+y1y2=eq \f(p2,4)-p2=-eq \f(3,4)p2,故A正確;
對于B,根據拋物線的定義可知|AF|=x1+eq \f(p,2),
|BF|=x2+eq \f(p,2),
故|AF|·|BF|=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x1+\f(p,2)))eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x2+\f(p,2)))
=(my1+p)(my2+p)
=m2y1y2+pm(y1+y2)+p2
=-m2p2+2p2m2+p2=p2(m2+1)=4p2,
所以m2+1=4,解得m=±eq \r(3),
所以直線l的斜率k=eq \f(1,m)=±eq \f(\r(3),3),故B不正確;
對于C,由題意可知2+eq \f(p,2)=3,解得p=2,則拋物線的方程為y2=4x,故C正確;
對于D,由題意可知p=2,所以y1+y2=4m.
易得sin∠PMN=eq \f(d,r),其中d是點P到y(tǒng)軸的距離,r為以AB為直徑的圓的半徑,
且d=eq \f(x1+x2,2),r=|PM|=eq \f(|AB|,2)=eq \f(x1+x2+2,2).
又x1=my1+1,x2=my2+1,且y1+y2=4m,
所以d=2m2+1,r=2m2+2,
所以sin∠PMN=eq \f(d,r)=eq \f(2m2+1,2m2+2)=1-eq \f(1,2?m2+1?),
當m=0時,sin∠PMN取得最小值eq \f(1,2),故D正確.
16.已知曲線C:y=eq \f(x2,2),D為直線y=-eq \f(1,2)上的動點,過D作C的兩條切線,切點分別為A,B.
(1)證明:直線AB過定點;
(2)若以Eeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(5,2)))為圓心的圓與直線AB相切,且切點為線段AB的中點,求四邊形ADBE的面積.
(1)證明 設Deq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(t,-\f(1,2))),A(x1,y1),
則xeq \\al(2,1)=2y1.
因為y′=x,所以切線DA的斜率為x1,
故eq \f(y1+\f(1,2),x1-t)=x1,
整理得2tx1-2y1+1=0.
設B(x2,y2),同理可得2tx2-2y2+1=0.
故直線AB的方程為2tx-2y+1=0.
所以直線AB過定點eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(1,2))).
(2)解 由(1)得直線AB的方程為y=tx+eq \f(1,2).
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=tx+\f(1,2),,y=\f(x2,2),))
可得x2-2tx-1=0.
于是x1+x2=2t,x1x2=-1,
y1+y2=t(x1+x2)+1=2t2+1,
|AB|=eq \r(1+t2)|x1-x2|
=eq \r(1+t2)×eq \r(?x1+x2?2-4x1x2)
=2(t2+1).
設d1,d2分別為點D,E到直線AB的距離,
則d1=eq \r(t2+1),d2=eq \f(2,\r(t2+1)).
因此,四邊形ADBE的面積
S=eq \f(1,2)|AB|(d1+d2)=(t2+3)eq \r(t2+1).
設M為線段AB的中點,則Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(t,t2+\f(1,2))).
因為eq \(EM,\s\up6(→))⊥eq \(AB,\s\up6(→)),而eq \(EM,\s\up6(→))=(t,t2-2),eq \(AB,\s\up6(→))與向量(1,t)平行,所以t+(t2-2)t=0,解得t=0或t=±1.
當t=0時,S=3;當t=±1時,S=4eq \r(2).
因此,四邊形ADBE的面積為3或4eq \r(2).標準方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
圖形
范圍
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
焦點
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(p,2),0))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(p,2),0))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(p,2)))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,-\f(p,2)))
準線方程
x=-eq \f(p,2)
x=eq \f(p,2)
y=-eq \f(p,2)
y=eq \f(p,2)
對稱軸
x軸
y軸
頂點
(0,0)
離心率
e=1
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