
1.拋物線()的焦點為,準線為,、是拋物線上兩個動點,且滿足,設(shè)線段的中點在上的投影為,則的最大值是( )
A.B.C.D.
二、解答題
2.已知拋物線的頂點在坐標原點,焦點在軸的正半軸上,直線經(jīng)過拋物線的焦點.
(1)求拋物線的方程;
(2)若直線與拋物線相交于、兩點,過、兩點分別作拋物線的切線,兩條切線相交于點,求面積的最小值.
3.已知直線l1,l2分別于拋物線y2=x相切于A,B兩點.
(1)若點A的坐標為(1,﹣1),求直線l1的方程;
(2)若直線l1與l2的交點為P,且點P在圓(x+2)2+y2=1上,設(shè)直線l1,l2與y軸分別交于點M,N,求的取值范圍.
4.已知拋物線的焦點為,經(jīng)過點作傾斜角為的直線交于,兩點,且弦的長.
(1)求拋物線的方程;
(2)設(shè)直線的方程為,且與相交于,兩點,若是關(guān)于原點的對稱點,記直線,的斜率分別為,,求的取值范圍.
5.如圖,橢圓的左頂點為,離心率為,長軸長為4,橢圓和拋物線有相同的焦點,直線與橢圓交于,兩點,與拋物線交于,兩點.
(1)求拋物線的方程;
(2)若點,滿足,,求的取值范圍.
6.已知拋物線,過不在y軸上的點P作C的兩條切線,切點分別為.直線與y軸交于點M,直線(O為坐標原點)與交于點N,且.
(1)證明M是一個定點;
(2)求的最小值.
7.已知拋物線的焦點為,且點是拋物線上的動點,過作圓的兩條切線,分別交拋物線于,兩點.
(Ⅰ)求拋物線C的方程;
(Ⅱ)當直線垂直于直線時,求實數(shù)的取值范圍.
8.若拋物線上存在關(guān)于直線對稱的兩點,求的取值范圍.
9.如圖,設(shè)拋物線的焦點為F,拋物線上的點A到y(tǒng)軸的距離等于.
(Ⅰ)求p的值;
(Ⅱ)若直線AF交拋物線于另一點B,過B與x軸平行的直線和過F與AB垂直的直線交于點N,求N的橫坐標的取值范圍.
10.如圖,橢圓:的左右焦點分別為,離心率為,過拋物線:焦點的直線交拋物線于兩點,當時,點在軸上的射影為,連接并延長分別交于兩點,連接,與的面積分別記為,,設(shè).
(1)求橢圓和拋物線的方程;
(2)求的取值范圍.
11.如圖,已知拋物線:與圓:有四個不同的公共點,,,.
(Ⅰ)求的取值范圍;
(Ⅱ)求四邊形面積的最大值.
12.已知拋物線:和直線:,是拋物線上的點,且點到軸的距離與到直線的距離之和的最小值
(1)求拋物線的方程;
(2)設(shè),過點作拋物線的兩條切線,切點分別記為,,拋物線在點處的切線與,分別交于,兩點,求外接圓面積的最小值.
13.已知:拋物線,過外點作的兩條切線,切點分別為、.
(Ⅰ)若,求兩條切線的方程;
(Ⅱ)點是橢圓上的動點,求面積的取值范圍.
參考答案
1.A
【分析】設(shè)、,根據(jù)拋物線的定義,有,結(jié)合余弦定理與基本不等式即可求解.
【解析】設(shè)、,如圖所示,根據(jù)拋物線的定義,
可知、,
在梯形中,有,
在中,,
又∵,∴,
∴,故的最大值是,
故選:A.
【點評】方法點睛:與焦點、準線有關(guān)的問題一般情況下都與拋物線的定義有關(guān),解決這類問題一定要注意點到點的距離與點到直線的距離的轉(zhuǎn)化:(1)將拋物線上的點到準線距轉(zhuǎn)化為該點到焦點的距離;(2)將拋物線上的點到焦點的距離轉(zhuǎn)化為到準線的距離,使問題得到解決.
2.(1);(2)9.
【分析】(1)由直線經(jīng)過拋物線的焦點,解得;
(2)聯(lián)立方程,利用弦長公式表示,分別表示兩條切線的方程,得到點坐標,利用點到直線距離公式,表示三角形的高,從而得到三角形的面積表達式,求最值即可.
【解析】解:(1)設(shè)拋物線的方程為.
直線經(jīng)過拋物線的焦點,,解得.
拋物線的方程為.
(2)設(shè)、,
由,得.
,,,
.
由得..
拋物線經(jīng)過點的切線方程是,
將代入上式整理得.
同理可得拋物線經(jīng)過點的切線方程為.
解方程組得,.
到直線的距離,
的面積.
,.當時,.
面積的最小值為.
3.(1)x+2y+1=0;(2).
【分析】(1)設(shè)直線l1:y+1=k(x﹣1),與拋物線方程聯(lián)立,再由根的判別式等于零求得直線的斜率,由此可求得直線的方程.
(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),求得直線,直線,得到點,.表示出直線AB方程,與拋物線方程聯(lián)立,由根與系數(shù)的關(guān)系表示,可求得范圍.
【解析】(1)由題意知直線l1,l2的斜率一定存在,設(shè)直線l1:y+1=k(x﹣1),與拋物線方程聯(lián)立,得ky2﹣y﹣k﹣1=0.
由△=1+4k(k+1)=0,得,則l1的方程為.
(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),設(shè)直線l1: ,與拋物線方程y2=x聯(lián)立,得.
由 ,解得,所以直線,同理得直線,則,.
設(shè)點P(x0,y0),代入可得,則直線AB方程為.
與拋物線方程聯(lián)立,得y2﹣2y0y+x0=0,則有y1+y2=2y0,y1y2=x0.
則,,所以.
又點P在圓(x+2)2+y2=1上,所以,即,所以.
所以的取值范圍為.
【點評】方法點睛:(1)解答直線與拋物線的題目時,時常把兩個曲線的方程聯(lián)立,消去 (或)建立一元二次方程,然后借助根與系數(shù)的關(guān)系,并結(jié)合題設(shè)條件建立有關(guān)參變量的等量關(guān)系;(2)涉及到直線方程的設(shè)法時,務(wù)必考慮全面,不要忽略直線斜率為或不存在等特殊情形.有時若直線過x軸上的一點,可將直線設(shè)成橫截式.
4.(1);(2).
【分析】(1)設(shè)出直線的方程與拋物線方程聯(lián)立,寫出韋達定理,由弦長公式可得答案.
(2)由直線直線的方程與拋物線方程聯(lián)立,寫出韋達定理,由判別式求出參數(shù)的范圍,設(shè)出,兩點坐標,表示出,將韋達定理代入,根據(jù)參數(shù)的范圍可求出答案.
【解析】(1)設(shè),.依題意,知直線的方程為,即,
將它代入拋物線的方程中,并整理得.
由韋達定理得,,其對恒成立;
由弦長公式得,
化簡得且,解得.故拋物線的方程為.
(2)設(shè),,由(1)易得,則依題意知.
而①;
又因,兩點在直線上,
于是,代入①式整理得②.
將的方程代入的方程中,化簡得,
由韋達定理得,③,其且,
解得且;
將③式代入②式化簡得且 .
分情況討論如下:當時,由均值不等式得,
當且僅當,且,即時取等號;
當時,令,
則對恒成立,
從而知在區(qū)間上單調(diào)遞增,所以.
綜上得的取值范圍為.
【點評】關(guān)鍵點睛:本題考查根據(jù)弦長求拋物線的方程和考查直線與拋物線的位置關(guān)系,解答本題的關(guān)鍵是由,兩點坐標,表示出,將韋達定理代入可得,從而由參數(shù)的范圍求解,屬于中檔題.
5.(1);(2).
【分析】(1)根據(jù)題意可得,,再根據(jù)即可求解.
(2)將直線與橢圓方程聯(lián)立,設(shè),,利用韋達定理可得,再將直線與拋物線方程聯(lián)立設(shè),,利用韋達定理可得,再由從而可得,配方即可求解.
【解析】(1)因為橢圓的離心率為,長軸長為4,,所以,,
因為橢圓和拋物線有相同的焦點,所以,即,
所以拋物線的方程為.
(2)由(1)知橢圓,
由得,
,得,.
設(shè),,
則,
所以.
易知,所以.
由得.
,得.
設(shè),,
則,
所以,
所以.
所以
,,
易知函數(shù)在上單調(diào)遞減,
所以.
【點評】方法點睛:求解圓錐曲線中最值或范圍問題的一般方法:一是建立關(guān)系,二是求最值或范圍,即先由題設(shè)條件建立關(guān)于所求目標的函數(shù)關(guān)系式,再對目標函數(shù)求最值,如本題中需先將直線方程分別與橢圓、拋物線方程聯(lián)立,利用根與系數(shù)的關(guān)系將,用表示出來,再結(jié)合的范圍及函數(shù)的單調(diào)性求的取值范圍.
6.(1)證明見解析;(2).
【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義及點斜式方程求得直線和方程,可得直線的方程為,由直線的斜率為,結(jié)合可求得,即可得出定點;
(2)由點到直線的距離公式及兩點之間的距離公式求得,利用基本不等式的性質(zhì)即可求得的最大值,進而得出所求.
【解析】解:(1)證明:設(shè),顯然,設(shè),
由,求導(dǎo),
則直線的斜率,直線的方程:,則,即,
同理直線的方程:,
∴由直線過切點P,則,
則A和B的坐標滿足,
∴直線的方程為,則直線的斜率為,直線的斜率為,
由,即,,則,
則直線的方程,
與y軸的交點M是定點;
(2)由(1),則為P到直線的距離,
,
由,
由,
,當且僅當,即時,取等號,
則的最小值.
【點評】關(guān)鍵點睛:本題考查拋物線中直線過定點問題,考查最值的求解,解題的關(guān)鍵是利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義及點斜式方程求得直線和方程,得出直線的方程為,得出,用基本不等式的性質(zhì)即可求得的最大值.
7.(Ⅰ);(Ⅱ).
【分析】(Ⅰ)由拋物線的焦點為,得,求得,則拋物線方程可求;
(Ⅱ)設(shè),由題意可知,不與軸垂直,設(shè),,分別與拋物線方程聯(lián)立,利用根與系數(shù)的關(guān)系求得的縱坐標,得到的斜率,再由直線與圓相切,可得,得到,寫出的斜率,再由,結(jié)合點在拋物線上,求得,由此求解實數(shù)的取值范圍.
【解析】(Ⅰ)因為拋物線的焦點為,所以,則,
所以拋物線方程為:;
(Ⅱ)設(shè),
由題意可知,不與軸垂直,
設(shè),,
由,得,
則,得,同理可得,
所以,
若過M的直線與圓相切,可得,
化簡得,
則,
又,,
所以,
所以,即,
將代入,化簡得,
即,因為,
所以,即,得,
所以實數(shù)的取值范圍是.
【點評】方法點睛:該題考查的是有關(guān)直線與拋物線的綜合題,解題方法如下:
(1)結(jié)合拋物線的焦點坐標求得的值,得到拋物線的方程;
(2)根據(jù)題意,設(shè)出直線方程,與拋物線方程聯(lián)立,利用韋達定理求得點的縱坐標,利用斜率坐標公式求得其斜率;
(3)根據(jù)直線與圓相切,得到等量關(guān)系式;
(4)根據(jù)兩直線垂直得到其斜率乘積等于;
(5)根據(jù)坐標的范圍得到不等關(guān)系,求得參數(shù)的取值范圍.
8.
【分析】設(shè)是拋物線上關(guān)于直線對稱的兩點,AB的中點,則,兩式相減化簡得到,再由,求得點P的坐標,然后根據(jù)點p在拋物線內(nèi)部,由求解.
【解析】設(shè)是拋物線上關(guān)于直線對稱的兩點,
則,
設(shè)AB的中點.
又,
點p在拋物線內(nèi)部,
,即,
1)當,則,
,即無解;
2)當則
,即
故.
9.(Ⅰ)2;(Ⅱ).
【分析】(Ⅰ)利用拋物線的定義,轉(zhuǎn)化求解的值;
(Ⅱ)由(Ⅰ)得拋物線的方程為,,可設(shè),,,,設(shè)直線,聯(lián)立消去得,求出的坐標,求出直線,由解得的橫坐標是,其中,然后求解即可.
【解析】解:(Ⅰ)由題意可得拋物線上點到焦點的距離等于點到直線的距離.
由拋物線的定義得,即.
(Ⅱ)由(Ⅰ)得拋物線的方程為,,可設(shè),,,.
由題知不垂直于軸,可設(shè)直線,,
由消去得,
故,所以.
又直線的斜率為,故直線的斜率為,
從而的直線,直線,
由解得的橫坐標是,其中,
或.
綜上,點的橫坐標的取值范圍是,,.
【點評】本題考查直線與拋物線的位置關(guān)系的綜合應(yīng)用,考查分析問題解決問題的能力,屬于中檔題.
10.(I) ,;(II) .
【解析】試題分析:(Ⅰ )由題意得得,根據(jù)點M在拋物線上得,又由,得 ,可得,解得,從而得,可得曲線方程.(Ⅱ )設(shè),,分析可得,先設(shè)出直線的方程為 ,由,解得,從而可求得,同理可得,故可將化為m的代數(shù)式,用基本不等式求解可得結(jié)果.
試題解析:
(Ⅰ)由拋物線定義可得,
∵點M在拋物線上,
∴,即 ①
又由,得
將上式代入①,得
解得
∴
,
所以曲線的方程為,曲線的方程為.
(Ⅱ)設(shè)直線的方程為,
由消去y整理得,
設(shè),.
則,
設(shè),,
則,
所以, ②
設(shè)直線的方程為 ,
由,解得,
所以,
由②可知,用代替,
可得,
由,解得,
所以,
用代替,可得
所以
,當且僅當時等號成立.
所以的取值范圍為.
點睛:解決圓錐曲線的最值與范圍問題時,若題目的條件和結(jié)論能體現(xiàn)一種明確的函數(shù)關(guān)系,則可首先建立目標函數(shù),再求這個函數(shù)的最值.常從以下幾個方面考慮:
①利用判別式來構(gòu)造不等關(guān)系,從而確定參數(shù)的取值范圍;
②利用隱含或已知的不等關(guān)系建立不等式,從而求出參數(shù)的取值范圍;
③利用基本不等式求出參數(shù)的取值范圍;
④利用函數(shù)的值域的求法,確定參數(shù)的取值范圍.
11.(Ⅰ);(Ⅱ).
【分析】(Ⅰ)聯(lián)立拋物線與圓的方程,由題意可得在上有兩個不同的解,即,解不等式組可得答案.
(Ⅱ)用半徑表示出四邊形的面積為,令,此時,構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo)判單調(diào)性,由單調(diào)性即可得到最值.
【解析】(Ⅰ)聯(lián)立得.由題可知,
在上有兩個不同的解,所以,
得,所以.
(Ⅱ)設(shè),,,,
由韋達定理可知,,.
又.
,
所以.
令,則,此時.
記,.
.
當時,,當時,.
所以在上單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減.
所以,得四邊形的最大值為.
【點評】本題考查圓與拋物線的位置關(guān)系,考查韋達定理的應(yīng)用,考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的最值問題,屬于中檔題.
12.(1);(2).
【分析】(1)根據(jù)拋物線定義求解方程;
(2)設(shè),拋物線在處的切線,設(shè),,,可得,的方程,將直線方程與拋物線方程聯(lián)立,再利用韋達定理及三角形的面積公式及中正弦定理,即可得答案;
【解析】設(shè)拋物線焦點為,作軸延長交拋物線準線于點,作于點,作于點,
焦點到直線的距離,,
解得因此拋物線的方程為.
(2)
設(shè)
拋物線在處的切線
設(shè),,,,
聯(lián)立與拋物線:,整理得
相切:,即
同理可得:,因此,是方程的兩根,
判別式:,即,成立
韋達定理;,,
到角公式;,
則
聯(lián)立與,解得,
同理可得:
弦長公式:
在中使用正弦定理:
.
,面積最小值為.
【點評】本題考查拋物線的定義及直線與拋物線的綜合問題,考查轉(zhuǎn)化與化歸思想,考查邏輯推理能力、運算求解能力,求解時注意運算的準確性,屬于難題.
13.(Ⅰ)和;(Ⅱ).
【分析】(Ⅰ)設(shè)過點的切線方程為,與拋物線的方程聯(lián)立,由可求得的值,由此可求得所求切線的方程;
(Ⅱ)設(shè)點、、,利用導(dǎo)數(shù)求得直線、的方程,將點的坐標代入直線、的方程,可得出兩個等式,可求得直線的方程,并將直線的方程與拋物線的方程聯(lián)立,列出韋達定理,求得以及點到直線的距離,可求得的面積,然后利用橢圓方程可將的面積表示為有關(guān)的函數(shù),由此可求得面積的取值范圍.
【解析】(Ⅰ)設(shè)過點的切線方程為,將其代入,可得,
因為直線與拋物線相切,,解得.
因此,所求的兩條切線的方程為和;
(Ⅱ)設(shè)、、,由,可得,
則切線的方程為,又,
即.同理,切線的方程為.
又和都過點,.
直線方程為,即.
聯(lián)立,得.
,
由韋達定理得,.
.
點到直線的距離為,
的面積.
,,,
.
【點評】本題考查拋物線的切線方程的求解,同時也考查了三角形面積取值范圍的求解,考查了拋物線切點弦方程的求解,考查計算能力,屬于較難
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