
2、精練習(xí)題。復(fù)習(xí)時不要搞“題海戰(zhàn)術(shù)”,應(yīng)在老師的指導(dǎo)下,選一些源于課本的變式題,或體現(xiàn)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(xué)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(fù)玩味,悟出道理。
3、加強(qiáng)審題的規(guī)范性。每每大考過后,總有同學(xué)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(yīng)找出題目中的已知條件 ;善于挖掘題目中的隱含條件 ;認(rèn)真分析條件與目標(biāo)的聯(lián)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(jìn)行總結(jié),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(xùn),力求相同的錯誤不犯第二次。
第07講 拋物線及其性質(zhì)
目錄
知識點一、拋物線的定義
平面內(nèi)與一個定點和一條定直線的距離相等的點的軌跡叫做拋物線,定點叫拋物線的焦點,定直線叫做拋物線的準(zhǔn)線.
注:若在定義中有,則動點的軌跡為的垂線,垂足為點.
知識點二、拋物線的方程、圖形及性質(zhì)
拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程有4種形式:,,,,其中一次項與對稱軸一致,一次項系數(shù)的符號決定開口方向
【解題方法總結(jié)】
1、點與拋物線的關(guān)系
(1)在拋物線內(nèi)(含焦點).
(2)在拋物線上.
(3)在拋物線外.
2、焦半徑
拋物線上的點與焦點的距離稱為焦半徑,若,則焦半徑,.
3、的幾何意義
為焦點到準(zhǔn)線的距離,即焦準(zhǔn)距,越大,拋物線開口越大.
4、焦點弦
若為拋物線的焦點弦,,,則有以下結(jié)論:
(1).
(2).
(3)焦點弦長公式1:,,當(dāng)時,焦點弦取最小值,即所有焦點弦中通徑最短,其長度為.
焦點弦長公式2:(為直線與對稱軸的夾角).
(4)的面積公式:(為直線與對稱軸的夾角).
5、拋物線的弦
若AB為拋物線的任意一條弦,,弦的中點為,則
(1)弦長公式:
(2)
(3)直線AB的方程為
(4)線段AB的垂直平分線方程為
6、求拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程的焦點和準(zhǔn)線的快速方法(法)
(1)焦點為,準(zhǔn)線為
(2)焦點為,準(zhǔn)線為
如,即,焦點為,準(zhǔn)線方程為
7、參數(shù)方程
的參數(shù)方程為(參數(shù))
8、切線方程和切點弦方程
拋物線的切線方程為,為切點
切點弦方程為,點在拋物線外
與中點弦平行的直線為,此直線與拋物線相離,點(含焦點)是弦AB的中點,中點弦AB的斜率與這條直線的斜率相等,用點差法也可以得到同樣的結(jié)果.
9、拋物線的通徑
過焦點且垂直于拋物線對稱軸的弦叫做拋物線的通徑.
對于拋物線,由,,可得,故拋物線的通徑長為.
10、弦的中點坐標(biāo)與弦所在直線的斜率的關(guān)系:
11、焦點弦的??夹再|(zhì)
已知、是過拋物線焦點的弦,是的中點,是拋物線的準(zhǔn)線,,為垂足.
(1)以為直徑的圓必與準(zhǔn)線相切,以AF(或BF)為直徑的圓與y軸相切;
(2),
(3);
(4)設(shè),為垂足,則、、三點在一條直線上
題型一:拋物線的定義與方程
例1.(2023·福建福州·高三統(tǒng)考開學(xué)考試)已知點在拋物線C:上,則P到C的準(zhǔn)線的距離為( )
A.4B.3C.2D.1
【答案】C
【解析】拋物線的準(zhǔn)線為,
將代入得,
故P到準(zhǔn)線的距離為2,
故選:C.
例2.(2023·四川綿陽·統(tǒng)考二模)涪江三橋又名綿陽富樂大橋,跨越了涪江和芙蓉溪,是繼東方紅大橋、涪江二橋之后在涪江上修建的第三座大橋,于2004年國慶全線通車.大橋的拱頂可近似地看作拋物線的一段,若有一只鴿子站在拱頂?shù)哪硞€位置,它到拋物線焦點的距離為10米,則鴿子到拱頂?shù)淖罡唿c的距離為( )
A.6B.C.D.
【答案】B
【解析】如圖所示:
設(shè)鴿子所在位置為點,
因為它到拋物線焦點的距離為10米,
所以,解得,
則,
所以鴿子到拱頂?shù)淖罡唿c的距離為,
故選:B
例3.(2023·內(nèi)蒙古包頭·高三統(tǒng)考開學(xué)考試)拋物線的頂點為坐標(biāo)原點,焦點在軸上,直線交于,兩點,的準(zhǔn)線交軸于點,若,則的方程為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】由題可設(shè)拋物線的方程為,則準(zhǔn)線方程為,
當(dāng)時,可得,
可得,又,,
所以,即,
解得,
所以的方程為.
故選:C
變式1.(2023·陜西渭南·高三統(tǒng)考階段練習(xí))拋物線的焦點坐標(biāo)為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】拋物線的標(biāo)準(zhǔn)形式為,
所以拋物線的焦點在軸的正半軸上,
且,所以焦點坐標(biāo)為.
故選:B
變式2.(2023·全國·高三校聯(lián)考開學(xué)考試)過拋物線的焦點的直線交于兩點,若直線過點,且,則拋物線的準(zhǔn)線方程是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】因為直線過點,所以直線的方程為.
由得,.
設(shè),則.
因為
,
整理得,解得,
所以拋物線的準(zhǔn)線方程是.
故選:D.
變式3.(2023·廣西防城港·高三統(tǒng)考階段練習(xí))已知點A,B在拋物線上,O為坐標(biāo)原點,若,且的垂心恰好是此拋物線的焦點F,則直線AB的方程是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】如圖所示,為的垂心,為焦點,
,垂直平分線段,直線垂直于軸.
設(shè),,其中,
為垂心,,,
即,解得,
直線的方程為,即.
故選:D.
變式4.(2023·四川綿陽·高三綿陽南山中學(xué)實驗學(xué)校校考階段練習(xí))已知拋物線的焦點為,準(zhǔn)線為,過上的一點作的垂線,垂足為,點,與相交于點.若,且的面積為,則的方程為( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】設(shè)點,拋物線的焦點,準(zhǔn)線,
由得:,解得,不妨令點A在第一象限,則,,如圖,
因為,則,即有點D到x軸距離,
,解得,
所以的方程為.
故選:C
【解題方法總結(jié)】
求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程的步驟為:
(1)先根據(jù)題設(shè)條件及拋物線定義判斷它為拋物線并確定焦點位置:
(2)根據(jù)題目條件列出P的方程
(3)解方程求出P,即得標(biāo)準(zhǔn)方程
題型二:拋物線的軌跡方程
例4.(2023·高三課時練習(xí))已知點F(1,0),直線,若動點P到點F和到直線l的距離相等,則點P的軌跡方程是 .
【答案】
【解析】根據(jù)拋物線定義可知,點在以為焦點,直線為準(zhǔn)線的拋物線上,
所以,,拋物線方程為.
故答案為:.
例5.(2023·全國·高三專題練習(xí))在平面坐標(biāo)系中,動點P和點滿足,則動點的軌跡方程為 .
【答案】
【解析】由題意,
由得,
化簡得.
故答案為:.
例6.(2023·全國·高三專題練習(xí))與點和直線的距離相等的點的軌跡方程是 .
【答案】
【解析】由拋物線的定義可得平面內(nèi)與點和直線的距離相等的點的軌跡為拋物線,且為焦點,直線為準(zhǔn)線,
設(shè)拋物線的方程為,
可知,解得,
所以該拋物線方程是,
故答案為:
變式5.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知動點的坐標(biāo)滿足,則動點的軌跡方程為 .
【答案】
【解析】設(shè)直線,則動點到點的距離為,動點到直線的距離為,又因為,
所以動點M的軌跡是以為焦點,為準(zhǔn)線的拋物線,其軌跡方程為.
故答案為:
變式6.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知動點到定點與定直線的距離的差為1.則動點的軌跡方程為 .
【答案】,(注:也算對)
【解析】由題意,若時,問題等價于,
則,化簡得,
若,也滿足題意.
所以動點的軌跡方程為,.
或者根據(jù)題意有,則,化簡整理得:.
所以動點的軌跡方程為.
故答案為:,(注:也算對)
變式7.(2023·遼寧沈陽·高三沈陽二中??茧A段練習(xí))點,點是軸上的動點,線段的中點在軸上,且垂直,則點的軌跡方程為 .
【答案】
【解析】設(shè),,則中點坐標(biāo)為,由得,即,
又,
若,則,即,
若,則,重合,直線不存在.
所以軌跡方程是.
故答案為:.
變式8.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知動圓P與定圓C:(x+2)2+y2=1相外切,又與直線x=1相切,那么動圓圓心P的軌跡方程是 .
【答案】y2=﹣8x
【解析】設(shè)圓心P到直線x=1的距離等于r,P(x,y ),由題意可得 PC=1+r,即 =1+1﹣x,化簡可得 y2=﹣8x.
故答案為:y2=﹣8x.
變式9.(2023·河南·校聯(lián)考模擬預(yù)測)一個動圓與定圓相外切,且與直線相切,則動圓圓心的軌跡方程為 .
【答案】
【解析】由題意可知,圓的圓心為,半徑為,
由于動圓與定圓相外切,且與直線相切,
動圓圓心到點的距離比它到直線的距離大,
所以,動圓圓心到點的距離等于它到直線的距離,
所以,動圓圓心的軌跡是以點為圓心,以直線為準(zhǔn)線的拋物線,
設(shè)動圓圓心的軌跡方程為,則,可得,
所以,動圓圓心的軌跡方程為.
故答案為:.
變式10.(2023·上海·高三專題練習(xí))已知點,直線:,兩個動圓均過點且與相切,其圓心分別為、,若動點滿足,則的軌跡方程為 .
【答案】
【解析】由拋物線的定義得動圓的圓心軌跡方程,設(shè),,,根據(jù)可得,,利用可求得結(jié)果.由拋物線的定義得動圓的圓心軌跡是以為焦點,直線:為準(zhǔn)線的拋物線,其方程為,
設(shè),,,因為動點滿足,
所以,即,,
所以,,因為,所以,
所以,即的軌跡方程為.
故答案為:
變式11.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知點、,直線與相交于點,且直線的斜率與直線的斜率之差為,點的軌跡為曲線,則曲線 的軌跡方程為
【答案】
【解析】設(shè),由題意可得:,化簡可得曲線的軌跡方程.設(shè),由題意可得:,
化為.
曲線的軌跡方程為且.
故答案為:.
【解題方法總結(jié)】
常見考題中,會讓我們利用圓錐曲線的定義求解點P的軌跡方程,這時候要注意把動點P和滿足焦點標(biāo)志的定點連起來做判斷.焦點往往有以下的特征:(1)關(guān)于坐標(biāo)軸對稱的點;(2)標(biāo)記為F的點;(3)圓心;(4)題上提到的定點等等.當(dāng)看到滿足以上的標(biāo)志的時候要想到曲線的定義,把曲線和滿足焦點特征的點連起來結(jié)合曲線定義判斷.注意:在求解軌跡方程的題中,要注意x和y的取值范圍.
題型三:與拋物線有關(guān)的距離和最值問題
例7.(2023·江蘇無錫·校聯(lián)考三模)已如,是拋物線上的動點(異于頂點),過作圓的切線,切點為,則的最小值為 .
【答案】3
【解析】依題意,設(shè),有,圓的圓心,半徑,
于是,
因此,表示拋物線上的點到y(tǒng)軸距離與到定點的距離的和,
而點在拋物線內(nèi),當(dāng)且僅當(dāng)是過點垂直于y軸的直線與拋物線的交點時,取得最小值3,所以的最小值為3.
故答案為:3.
例8.(2023·江蘇南通·統(tǒng)考模擬預(yù)測)已知點是拋物線上的動點,則的最小值為 .
【答案】/
【解析】由題可知,過拋物線上的動點作直線的垂線交直線于,過點作軸的垂線交軸于,交準(zhǔn)線于點,為拋物線焦點,
由,得,所以,如圖所示
則動點到軸的距離為
所以,
當(dāng)且僅當(dāng)三點共線時,有最小值,即(此時為點到直線的距離),
所以到直線的距離為,
所以,
所以.
所以的最小值為.
故答案為:
例9.(2023·浙江紹興·統(tǒng)考模擬預(yù)測)函數(shù)的最大值為 .
【答案】
【解析】將給定的函數(shù)表達(dá)式變形為,
問題轉(zhuǎn)化為求點到點與距離之差的最大值,
而點的軌跡為拋物線,如圖所示,
由A、B的位置知直線必交拋物線于第二象限的一點C,
由三角形兩邊之差小于第三邊可知P位于C時,才能取得最大值.
.
故答案為:.
變式12.(2023·廣西南寧·南寧三中??寄M預(yù)測)已知斜率為的直線過拋物線的焦點,且與該拋物線交于兩點,若為該拋物線上一點,為圓上一點,則的最小值為 .
【答案】/
【解析】由題可知直線的方程為,設(shè),則
由,消去,整理得,,
所以,
所以,解得,
所以,而圓的圓心,
因為,
當(dāng)且僅當(dāng)點在同一條直線上取等號,且點位于點之間,如圖所示:
又,
所以的最小值為.
故答案為:.
變式13.(2023·山東濰坊·統(tǒng)考模擬預(yù)測)已知拋物線,其焦點為F,PQ是過點F的一條弦,定點A的坐標(biāo)是,當(dāng)取最小值時,則弦PQ的長是 .
【答案】
【解析】拋物線的焦點,準(zhǔn)線為,
如圖,過點作準(zhǔn)線的垂線,垂足為,
則,
所以,當(dāng)且僅當(dāng)三點共線時取等號,
所以當(dāng)取最小值時,點的橫坐標(biāo)為,
當(dāng)時,,即,
所以,
所以直線的方程為,
聯(lián)立,消得,解得或,
當(dāng)時,,即,
所以.
故答案為:.
變式14.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知點M為拋物線上的動點,點N為圓上的動點,則點M到y(tǒng)軸的距離與點M到點N的距離之和最小值為 ..
【答案】
【解析】由題可知,拋物線的準(zhǔn)線方程為,焦點坐標(biāo)為,
由拋物線的定義可知點M到y(tǒng)軸的距離即為,
圓的圓心坐標(biāo)為,半徑為,
故點M到y(tǒng)軸的距離與點M到點N的距離之和,
根據(jù)圓的性質(zhì)可知點M到y(tǒng)軸的距離與點M到點N的距離之和最小值為.
故答案為:.
變式15.(2023·四川南充·高三四川省南充高級中學(xué)校考階段練習(xí))過點的直線交拋物線于兩點,點的坐標(biāo)為. 設(shè)線段的中點為則的最小值為 .
【答案】
【解析】由題意拋物線的焦點為,準(zhǔn)線方程為,過點作準(zhǔn)線的垂線,
垂足分別為,,取的中點為,連接,如下圖所示:
點到準(zhǔn)線的距離為,易知四邊形為直角梯形,則由拋物線的定義可得
.
即(當(dāng)三點共線時,取等號)
即的最小值為.
故答案為:
變式16.(2023·遼寧大連·育明高中??家荒#┮阎菕佄锞€上一點,則的最小值為 .
【答案】/
【解析】由題可知, 過拋物線上的動點作直線的垂線交直線于,過點作軸的垂線交軸于,交準(zhǔn)線于點,為拋物線焦點.
由,得,所以,如圖所示
則動點到軸的距離為
所以,
當(dāng)且僅當(dāng)三點共線時,有最小值,即,( 為點到直線的距離).
所以到直線的距離為
所以,
所以.
所以的最小值為.
故答案為:.
變式17.(2023·江西南昌·高三統(tǒng)考階段練習(xí))已知拋物線的焦點為,過的直線交拋物線于,兩點,則的最小值是 .
【答案】9
【解析】依題意,
因為拋物線的焦點為,所以,
①當(dāng)斜率存在時:因為直線交拋物線于,兩點,所以,
設(shè)過的直線的直線方程為:,,
由拋物線定義得:,
由消整理得:,
所以,即,
所以;
②當(dāng)不存在時,直線為,此時,
所以;
綜上可知,的最小值為:9.
故答案為:9.
變式18.(2023·上海嘉定·上海市嘉定區(qū)第一中學(xué)??既#┮阎cP是拋物線上的動點,Q是圓上的動點,則的最大值是 .
【答案】/
【解析】拋物線的焦點為,準(zhǔn)線為,
圓的圓心為,半徑,
過點作垂直準(zhǔn)線,垂足為,由拋物線的定義可知,
設(shè),則,,
所以,
令,則,
所以,
所以當(dāng)即時,取到最大值,
所以的最大值為,
因此,,所以的最大值是.
故答案為:.
變式19.(2023·江西·校聯(lián)考模擬預(yù)測)已知是拋物線上兩點,且,為焦點,則最大值為 .
【答案】
【解析】拋物線的焦點,
由題得,,
即,
故
,
即,因為,且余弦函數(shù)在內(nèi)單調(diào)遞減,
故,當(dāng)且僅當(dāng)時成立.
故答案為:.
變式20.(2023·吉林通化·梅河口市第五中學(xué)校考模擬預(yù)測)已知P是拋物線上的動點,P到y(tǒng)軸的距離為,到圓上動點Q的距離為,則的最小值為 .
【答案】2
【解析】圓的圓心為,半徑,
拋物線的焦點,準(zhǔn)線方程為,
過點作準(zhǔn)線的垂線,垂足為,
因為是拋物線上的動點,到軸的距離為,
到圓上動點的距離為,
所以,,當(dāng)且僅當(dāng)三點共線時等號成立,且點在線段上,
所以,
又,當(dāng)且僅當(dāng)點為線段與拋物線的交點時等號成立,又,
所以,
當(dāng)且僅當(dāng)點為線段與拋物線的交點,點為線段與圓的交點時等號成立,
所以的最小值為2,
故答案為:2
變式21.(2023·河南·校聯(lián)考模擬預(yù)測)的最小值為 .
【答案】
【解析】易知動點的軌跡為拋物線,C的焦點為,設(shè)P到C的準(zhǔn)線的距離為d,,
則,
故的最小值為.
故答案為:.
變式22.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知點 是坐標(biāo)平面內(nèi)一定點, 若拋物線的焦點為, 點是拋物線上的一動點, 則的最小值是 .
【答案】/
【解析】
拋物線的準(zhǔn)線方程為,
過點作垂直準(zhǔn)線于點,
顯然,當(dāng)平行于軸時,
取得最小值,此時,
此時
故答案為:.
變式23.(2023·福建福州·高三福建省福州第八中學(xué)??茧A段練習(xí))已知為拋物線上的一個動點,為圓上的一個動點,那么點到點的距離與點到拋物線準(zhǔn)線的距離之和的最小值是 .
【答案】/
【解析】由題可知,拋物線的準(zhǔn)線方程為,焦點坐標(biāo)為,
圓的圓心坐標(biāo)為,半徑為,
設(shè)點到拋物線準(zhǔn)線的距離為,則,故,
所以當(dāng)動點位于線段上時,點到點的距離與點到拋物線準(zhǔn)線的距離之和最小,
此時.
故答案為:.
【解題方法總結(jié)】
拋物線上任意一點到焦點的距離等于到準(zhǔn)線的距離,利用這一定義可以把相等長度的線段進(jìn)行轉(zhuǎn)化,從而把兩條線段長度之和的問題轉(zhuǎn)化為兩點間的距離問題或點到直線的距離問題,即在解題中掌握“拋物線的定義及其性質(zhì)”,若求拋物線上的點到定直線(并非準(zhǔn)線)距離的最值問題用參數(shù)法或切線法求解.
題型四:拋物線中三角形,四邊形的面積問題
例10.(2023·四川樂山·統(tǒng)考三模)已知拋物線的焦點為F,準(zhǔn)線為l,過點F的直線交C于P,Q兩點,于H,若,O為坐標(biāo)原點,則與的面積之比為( )
A.6B.8C.12D.16
【答案】C
【解析】依題意,由于H,得,即是正三角形,,
而,則直線的方程為,
由,消去y并整理,得,
令,解得,又準(zhǔn)線,
因此,
所以與的面積之比.
故選:C.
例11.(2023·山東青島·統(tǒng)考二模)已知為坐標(biāo)原點,直線過拋物線的焦點,與及其準(zhǔn)線依次交于三點(其中點在之間),若,,則的面積是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】過點作垂直于準(zhǔn)線,垂足為,過點作垂直于準(zhǔn)線,垂足為,
設(shè)準(zhǔn)線與軸相交于點,
如圖,
則,,
在中,,所以,所以,
在中,,
所以,所以.
又軸,,所以.
又拋物線,則,
所以,所以拋物線,點.
因為,所以直線的斜率,
則直線,
與拋物線方程聯(lián)立,消并化簡得,
設(shè)點,則,
則.
又直線可化為,
則點到直線的距離,
所以.
故選:B.
例12.(2023·北京·101中學(xué)??寄M預(yù)測)已知直線,定點,P是直線上的動點,若經(jīng)過點F,P的圓與l相切,則這個圓的面積的最小值為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】根據(jù)題意,設(shè)圓的圓心為,則圓心到的距離等于到直線的距離,
故的軌跡為拋物線,拋物線方程為,
當(dāng)點與原點重合時,半徑最小為,
此時,圓心到直線的距離為,
直線與圓有交點,滿足,圓的面積的最小值為.
故選:B
變式24.(2023·黑龍江大慶·高三肇州縣第二中學(xué)校考階段練習(xí))已知拋物線,點為拋物線上任意一點,過點向圓作切線,切點分別為,則四邊形的面積的最小值為( )
A.3B.C.D.
【答案】C
【解析】如圖所示:
設(shè),,
連接,圓為:,
則,
則,
當(dāng)點時,的最小值為,
所以,
故選:C
變式25.(2023·貴州·高三統(tǒng)考開學(xué)考試)已知拋物線的焦點為是拋物線上的一點, 若, 則 (為坐標(biāo)原點)的面積是( )
A.B.1C.2D.4
【答案】A
【解析】由題可得,因為,
所以,,
所以為坐標(biāo)原點)的面積是.
故選:A.
變式26.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知拋物線:,點為拋物線上任意一點,過點向圓:作切線,切點分別為,,則四邊形的面積的最小值為( )
A.1B.2C.D.
【答案】C
【解析】如圖,連接,圓:,該圓的圓心與拋物線的焦點重合,半徑為1,
則.
又,所以當(dāng)四邊形的面積最小時,最小.
過點向拋物線的準(zhǔn)線作垂線,垂足為,則,
當(dāng)點與坐標(biāo)原點重合時,最小,此時.
故.
故選:C
變式27.(2023·江西宜春·校聯(lián)考模擬預(yù)測)已知斜率為的直線過拋物線:的焦點且與拋物線相交于兩點,過分別作該拋物線準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為,,若與的面積之比為2,則的值為( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】如圖所示:
由拋物線:,得,
設(shè)直線:,,,
由得,
所以,,
由已知和拋物線定義知:,
則有,即,
所以
解得,,.
故選:D
變式28.(2023·安徽淮南·統(tǒng)考二模)拋物線的焦點為F,準(zhǔn)線為l,過點F作傾斜角為的直線與拋物線在x軸上方的部分相交于點A,,垂足為K,若的面積是,則p的值為( )
A.1B.2C.D.3
【答案】B
【解析】根據(jù)拋物線的定義可知,,又,,
故是等邊三角形,又的面積是,
故可得,
故.
故選:B.
【解題方法總結(jié)】
解決此類問題經(jīng)常利用拋物線的定義,將拋物線上的點焦點的距離轉(zhuǎn)化為到準(zhǔn)線的距離,并構(gòu)成直角三角形或直角梯形,從而計算其面積或面積之比.
題型五:焦半徑問題
例13.(2023·江西·高三統(tǒng)考開學(xué)考試)已知為拋物線:的焦點,,,為上的三點,若,則 .
【答案】
【解析】由題意知,設(shè),,的橫坐標(biāo)分別為,,,
由,得,所以,
由拋物線的定義得.
故答案為:
例14.(2023·福建福州·??寄M預(yù)測)已知拋物線的焦點為,點為曲線上一點,若,則點的坐標(biāo)為 .
【答案】
【解析】由拋物線可得:,
由拋物線的定義可得:,則,
又因為點為曲線上一點,所以,
所以,所以點的坐標(biāo)為.
故答案為:
例15.(2023·湖北武漢·統(tǒng)考模擬預(yù)測)已知拋物線的焦點為,準(zhǔn)線與軸的交點為,過點的直線與拋物線交于,兩點,若,則 .
【答案】8
【解析】由題意得,,當(dāng)直線的斜率為0時,與拋物線只有1個交點,不合要求,
故設(shè)直線的方程為,不妨設(shè),
聯(lián)立,可得,易得,
設(shè),則,
則,
則,
,
由正弦定理得,,
因為,,
所以,,即,
又由焦半徑公式可知,
則,即,
即,解得,
則,解得,
故,
當(dāng)時,同理可得到.
故答案為:8
變式29.(2023·全國·模擬預(yù)測)若過點向拋物線作兩條切線,切點分別為A,B,F(xiàn)為拋物線的焦點,則 .
【答案】/
【解析】由題意可得點F的坐標(biāo)為,點不在拋物線上,
設(shè)點A,B的坐標(biāo)分別為,
∵,即,則,
可得,
所以拋物線C在點A處的切線方程為,則,
又∵切線過點可,則,得,
同理可得,
即點A,B的坐標(biāo)滿足方程,
所以直線AB的方程為,即,
聯(lián)立方程,消去y并整得,
則,,,
∵,
則
,
且,
所以.
故答案為:.
變式30.(2023·全國·高三專題練習(xí))設(shè)拋物線的焦點為,準(zhǔn)線為,過拋物線上一點A作的垂線,垂足為,設(shè),若與相交于點的面積為,則拋物線的方程為 .
【答案】
【解析】設(shè),
又,則,
由拋物線的定義得,所以,則,
由得,即,
所以,,
所以,解得:.
故答案為:
變式31.(2023·全國·高三專題練習(xí))如圖,過拋物線的焦點的直線交拋物線與圓于四點,則 .
【答案】1
【解析】拋物線的焦點為,準(zhǔn)線為,可設(shè)直線方程為,直線,與聯(lián)立得:,可得,,
,
答案為1.
變式32.(2023·全國·高三專題練習(xí))拋物線,直線l經(jīng)過拋物線的焦點F,與拋物線交于A、B兩點,若,則(O為坐標(biāo)原點)的面積為 .
【答案】
【解析】由題意可知:,結(jié)合焦半徑公式有:,
解得:,故直線AB的方程為:,
與拋物線方程聯(lián)立可得:,
則,
故的面積.
變式33.(2023·河南南陽·南陽中學(xué)校考模擬預(yù)測)拋物線: 的焦點為,設(shè)過點的直線交拋物線與兩點,且,則 .
【答案】4
【解析】設(shè)點的橫坐標(biāo)分別為,且
由焦半徑公式得,
當(dāng) 時,
,
的方程為 ,
則,化簡可得,
,且,所以,
所以 ,
同理,時,.
故答案為.
變式34.(2023·廣東茂名·茂名市第一中學(xué)校考三模)已知為坐標(biāo)原點,直線過拋物線的焦點,與拋物線及其準(zhǔn)線依次交于三點(其中點在之間),若.則的面積是 .
【答案】/
【解析】過點作垂直于準(zhǔn)線,垂足為,過點作垂直于準(zhǔn)線,垂足為,設(shè)準(zhǔn)線與軸相交于點,如圖,
則,
在中,,所以,所以,
故在中,,所以,則.
又軸,,所以,
又拋物線,則,所以,
所以拋物線,點.
因為,所以直線的斜率,則直線,
與拋物線方程聯(lián)立,消并化簡得,
易得,設(shè)點,則,
則,
又直線,可化為,
則點到直線的距離,
所以.
故選:B.
變式35.(多選題)(2023·全國·模擬預(yù)測)已知拋物線E:的焦點為F,準(zhǔn)線l交x軸于點C,直線m過C且交E于不同的A,B兩點,B在線段上,點P為A在l上的射影.下列命題正確的是( )
A.若,則B.若P,B,F(xiàn)三點共線,則
C.若,則D.對于任意直線m,都有
【答案】BCD
【解析】解法一:由已知條件可得
由拋物線的對稱性,不妨設(shè)直線的方程為
依題意,由整理,得
當(dāng),即時,由韋達(dá)定理,
得.
對于選項,因為直線的斜率為,
所以,即
又,所以,解得,所以
所以,
故,故錯誤;
對于選項,易得,所以
當(dāng)三點共線時,,
所以
由和,解得,
所以故正確
對于選項,過作,垂足為由已知可得,
所以.
又,所以.
由拋物線的定義,得
因此故正確;
對于選項,因為,
所以,又,
故成立.故正確.
故選:BCD.
解法二:對于選項,假設(shè)成立,則為等腰直角三角形,
,所以為等腰直角三角形,則點在軸上,這與已知條件顯然矛盾,故
故錯誤,其他選項同解法一進(jìn)行判斷.
故選:BCD.
變式36.(多選題)(2023·廣東惠州·高三統(tǒng)考階段練習(xí))已知拋物線的焦點為F,直線與拋物線C交于A、B兩點,下面說法正確的是( )
A.拋物線C的準(zhǔn)線方程為B.
C.時,D.
【答案】BD
【解析】由題意,可得,,準(zhǔn)線,故A錯誤;
設(shè)根據(jù)拋物線的定義可得
,則,,
根據(jù)拋物線的定義可得,
當(dāng)時,,故,故C錯誤;
,故D正確;
取AB的中點M,則M為以AB為直徑的圓的圓心,設(shè),過M作MN⊥準(zhǔn)線a于N,過A作⊥準(zhǔn)線a于,過B作⊥準(zhǔn)線a于,
根據(jù)梯形的性質(zhì)和拋物線的定義可得,
即以AB為直徑的圓與拋物線C的準(zhǔn)線相切,
則O在以AB為直徑的圓的內(nèi)部,故,故B正確.
故選:BD
變式37.(多選題)(2023·云南昭通·校聯(lián)考模擬預(yù)測)已知A,B是拋物線:上兩動點,為拋物線的焦點,則( )
A.直線AB過焦點F時,最小值為4
B.直線AB過焦點F且傾斜角為時,
C.若AB中點M的橫坐標(biāo)為2,則最大值為5
D.
【答案】BC
【解析】對于A項,過點分別作準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為,
過點分別作軸的垂線,垂足分別為,準(zhǔn)線與軸的交點為,
設(shè)直線的傾斜角為,畫圖為:
根據(jù)拋物線的定義:,從圖可知,,
,在中,,
所以,同理,
則
,故當(dāng)時,
故最小值為,此時垂直于軸,所以A不正確;
對于B項,由A可知,,故B正確;
對于C項,,
當(dāng)且僅當(dāng)直線過焦點時等號成立,所以最大值為5,故C正確;
當(dāng)直線過焦點時,,
當(dāng)直線不過焦點時,不是定值,
舉例當(dāng)時,此時,,
即,,,故D錯誤;
故選:BC.
變式38.(多選題)(2023·湖南常德·常德市一中校考二模)已知點是拋物線上過焦點的兩個不同的點,O為坐標(biāo)原點,焦點為F,則( )
A.焦點F的坐標(biāo)為(4,0)B.
C.D.
【答案】BD
【解析】由拋物線,可得焦點為,故A錯誤;
由焦半徑公式可得,故B正確;
設(shè)直線的方程為,與拋物線的方程聯(lián)立,可得,
則,,故C錯誤;
,故D正確.
故選:BD
變式39.(多選題)(2023·安徽亳州·安徽省亳州市第一中學(xué)??寄M預(yù)測)已知為拋物線的焦點,為其準(zhǔn)線與軸的交點,為坐標(biāo)原點.直線與該拋物線交于、兩點.則以下描述正確的是( )
A.線段的長為4B.的面積為
C.D.拋物線在、兩點處的切線交于點
【答案】BC
【解析】拋物線的焦點為,準(zhǔn)線為,所以,
由,消去整理得, 解得,,
此時,,則,,,
即,,或,,
所以或,故A錯誤;
因此,
因此原點到直線的距離等于,
所以,故B正確;
,故C正確;
對于D:不妨取,,由,,則,
則過的切線方程為,即,
顯然曲線在點處的切線不過,故D錯誤;
故選:BC
變式40.(多選題)(2023·山東德州·三模)已知拋物線的焦點為,準(zhǔn)線為,直線與軸交于點,過點的直線與拋物線交于兩點,為坐標(biāo)原點,則( )
A.若,則B.
C.D.面積的最小值為16
【答案】ACD
【解析】拋物線的焦點為,準(zhǔn)線,,
設(shè)直線為,則,即,
,故,,故,
對選項A:,正確;
對選項B:,錯誤;
對選項C:,正確;
對選項D:,
當(dāng)時等號成立,正確;
故選:ACD.
變式41.(2023·河南·校聯(lián)考模擬預(yù)測)已知F為拋物線的焦點,A,B,C為該拋物線上的三點,O為坐標(biāo)原點,,,面積分別為 ,若F為的重心,且,則該拋物線的方程為( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】設(shè)、、三點的坐標(biāo)分別為,,,,,,
拋物線的焦點的坐標(biāo)為,
,,
,
、、在拋物線上,,,,
由此可得:,
點是的重心,
,可得,
因此,,解得 (負(fù)值舍去),
故該拋物線的方程為,
故選:.
變式42.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知拋物線的焦點為F,過原點O的動直線l交拋物線于另一點P,交拋物線的準(zhǔn)線于點Q,下列說法正確的是( )
A.若O為線段PQ中點,則PF=1B.若PF=4,則OP=2
C.存在直線l,使得PF⊥QFD.△PFQ面積的最小值為2
【答案】D
【解析】拋物線的準(zhǔn)線為,焦點F(1,0).
對于A:若O為PQ中點,所以xp=1,所以,故A錯誤;
對于B:若,則,所以.故B錯誤;
對于C:設(shè),由O、P、Q三點共線,可得,所以,,所以,所以FP與FQ不垂直,故C錯誤;
對于D:,當(dāng)且僅當(dāng),即時取等號,所以△PFQ面積的最小值為2.故D正確.
故選:D.
變式43.(2023·云南昆明·高三云南省昆明市第十中學(xué)??奸_學(xué)考試)已知直線與拋物線相切于點,是的焦點,則( )
A.6B.4C.3D.2
【答案】D
【解析】聯(lián)立方程組,
整理得,
因為直線與拋物線相切,
則,
解得(舍去)或.
設(shè),則,
故,則.
故選:D.
變式44.(2023·海南·高三海南中學(xué)??茧A段練習(xí))已知拋物線的焦點為,若直線與交于,兩點,且,則( )
A.4B.5C.6D.7
【答案】B
【解析】令,則,故,所以,
所以,故準(zhǔn)線為,則.
故選:B
變式45.(2023·廣東珠海·珠海市斗門區(qū)第一中學(xué)??既#┮阎獟佄锞€的焦點為,準(zhǔn)線與坐標(biāo)軸交于點是拋物線上一點,若,則的面積為( )
A.4B.C.D.2
【答案】D
【解析】由,
得,
則,
根據(jù)拋物線的定義知2,
解得,
代入,
得,
所以的面積為.
故選:D.
變式46.(2023·上海徐匯·上海市南洋模范中學(xué)校考三模)已知拋物線的焦點與的一個焦點重合,過焦點的直線與交于,兩不同點,拋物線在,兩點處的切線相交于點,且的橫坐標(biāo)為4,則弦長( )
A.16B.26C.14D.24
【答案】A
【解析】由題意可得,,則,拋物線方程為,準(zhǔn)線方程.
由題意,直線AB的斜率存在,設(shè)直線AB的方程為,
設(shè),其中,
由,得.
在點A處的切線方程為,化簡得,①
同理可得在點B處的切線為,②
聯(lián)立①②得,由M的橫坐標(biāo)為4,得,
將AB的方程代入拋物線方程,可得,
,得,
,
則.
故選:A.
【解題方法總結(jié)】
(1).
(2).
(3).
題型六:拋物線的性質(zhì)
例16.(多選題)(2023·全國·高三專題練習(xí))關(guān)于拋物線,下列說法正確的是( )
A.開口向左B.焦點坐標(biāo)為C.準(zhǔn)線為D.對稱軸為軸
【答案】AD
【解析】對選項A,,開口向左,故A正確;
對選項B,,焦點為,故B錯誤;
對選項C,,準(zhǔn)線方程為,故C錯誤;
對選項D,,對稱軸為軸,故D正確.
故選:AD
例17.(多選題)(2023·山東日照·高三校聯(lián)考期末)(多選)對于拋物線上,下列描述正確的是( )
A.開口向上,焦點為B.開口向上,焦點為
C.焦點到準(zhǔn)線的距離為4D.準(zhǔn)線方程為
【答案】AC
【解析】由拋物線,即,可知拋物線的開口向上,焦點坐標(biāo)為,焦點到準(zhǔn)線的距離為4,準(zhǔn)線方程為.
故選:AC
例18.(多選題)(2023·浙江金華·模擬預(yù)測)已知為拋物線上的三個點,焦點F是的重心.記直線AB,AC,BC的斜率分別為,則( )
A.線段BC的中點坐標(biāo)為
B.直線BC的方程為
C.
D.
【答案】ABD
【解析】設(shè),
因為F為重心,
所以,設(shè)BC中點,則,
,由重心分中線得,
即,
又因為A在拋物線上,所以,所以,即,故A正確;
,
直線,故B正確;
因為,所以,所以,故C錯誤;
,同理,
所以,故D正確.
故選:ABD
變式47.(多選題)(2023·遼寧大連·校聯(lián)考模擬預(yù)測)已知拋物線的焦點為,焦點到準(zhǔn)線的距離為,為上的一個動點,則( )
A.的焦點坐標(biāo)為
B.若,則周長的最小值為
C.若,則的最小值為
D.在軸上不存在點,使得為鈍角
【答案】BCD
【解析】選項A,拋物線,焦點到準(zhǔn)線的距離為,則,焦點,錯誤;
選項B,,,,
設(shè)到準(zhǔn)線的距離為,到準(zhǔn)線的距離為,
則的周長為,正確;
選項C,設(shè),,則,
當(dāng)時,的最小值為,正確;
選項D,設(shè),,,,
,
,不可能為鈍角,正確;
故選:BCD
變式48.(多選題)(2023·吉林通化·梅河口市第五中學(xué)校考模擬預(yù)測)已知點A是拋物線上的動點,為坐標(biāo)原點,為焦點,,且三點順時針排列,則( )
A.當(dāng)點在軸上時,
B.當(dāng)點在軸上時,點A的坐標(biāo)為
C.當(dāng)點A與點關(guān)于軸對稱時,
D.若,則點A與點關(guān)于軸對稱
【答案】ABC
【解析】因為,所以為等邊三角形,
對于A,當(dāng)點在軸上時,又三點順時針排列,所以大致圖像如圖,
此時所在直線方程為,與聯(lián)立,消去得,
解得或,所以,故A正確;
對于B,當(dāng)點在軸上時,又三點順時針排列,
所以此時A點在軸下方,且所在直線方程為,
與聯(lián)立,消去得,解得或,
當(dāng)時,,即A點坐標(biāo)為,故B正確;
對于C,當(dāng)點A與點關(guān)于軸對稱時,又三點順時針排列,
所以此時A點在軸上方,且所在直線方程為,
與聯(lián)立,消去得,解得或,所以,故C正確;
對于D,當(dāng)時,得A點橫坐標(biāo)為,此時A點可能在軸上方,也可能在軸下方.
因為三點順時針排列,
所以當(dāng)A點在軸上方時,可得點A與點關(guān)于軸對稱;
當(dāng)A點在軸下方時,可得此時點在軸上,點A與點不關(guān)于軸對稱;故D錯誤;
故選:ABC.
變式49.(多選題)(2023·湖南長沙·長沙一中??寄M預(yù)測)拋物線有如下光學(xué)性質(zhì):由其焦點射出的光線經(jīng)過拋物線反射后,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(jīng)拋物線反射后必過拋物線的焦點.已知拋物線的焦點為F,O為坐標(biāo)原點,一束平行于x軸的光線從點射入,經(jīng)過拋物線上的點反射后,再經(jīng)拋物線上另一點反射后,沿直線射出,則下列結(jié)論中正確的是( )
A.
B.點關(guān)于x軸的對稱點在直線上
C.直線與直線相交于點D,則A,O,D三點共線
D.直線與間的距離最小值為4
【答案】ACD
【解析】由拋物線的光學(xué)性質(zhì)可知,直線AB過拋物線的焦點,
設(shè)直線AB的方程為,
將直線AB的方程代入中,得,
所以由韋達(dá)定理得,,所以,故選項A正確;
若點關(guān)于x軸的對稱點在直線上,則,
所以,即,不一定成立,故不合題意,選項B錯誤;
直線與相交于點,所以直線OD的斜率為,
又直線OA的斜率為,所以,所以A,O,D三點共線,故選項C正確;
直線與間的距離,
當(dāng)時,d取最小值4,故選項D正確;
故選:ACD.
變式50.(多選題)(2023·全國·高三專題練習(xí))已知拋物線的焦點為F,點P為C上任意一點,若點,下列結(jié)論正確的是( )
A.的最小值為2
B.拋物線C關(guān)于x軸對稱
C.過點M與拋物線C有一個公共點的直線有且只有一條
D.點P到點M的距離與到焦點F距離之和的最小值為4
【答案】CD
【解析】設(shè),則,,又拋物線的焦點為,
所以,時,等號成立.所以的最小值是1,A錯;
拋物線的焦點在軸上,拋物線關(guān)于軸對稱,B錯;
易知點在拋物線的內(nèi)部(含有焦點的部分),因此過與對稱軸平行的直線與拋物線只有一個公共點,其他直線與拋物線都有兩個公共點,C正確;
記拋物線的準(zhǔn)線為,準(zhǔn)線方程為,
過作于,過作于,則,
,所以當(dāng)三點共線,即與重合時,最小,最小值為.D正確.
故選:CD.
變式51.(多選題)(2023·全國·高三專題練習(xí))已知點F為拋物線的焦點,點K為點F關(guān)于原點的對稱點,點M在拋物線C上,則下列說法正確的是( )
A.使得為等腰三角形的點M有且僅有4個
B.使得為直角三角形的點M有且僅有4個
C.使得的點M有且僅有4個
D.使得的點M有且僅有4個
【答案】ABD
【解析】如圖,
由為等腰三角形,若,則有兩個點;若,則不存在,若,則有兩個點,則使得為等腰三角形的點有且僅有4個,故A正確;
由中為直角的點有兩個;為直角的點不存在;為直角的點有兩個,則使得為直角三角形的點有且僅有4個,故B正確;
若的在第一象限,可得直線,代入拋物線的方程可得,解得,由對稱性可得在第四象限只有一個,則滿足的有且只有2個,故C錯誤;
使得的點在第一象限,可得直線,
代入拋物線的方程,可得,,
可得點有2個;若在第四象限,由對稱性可得也有2個,則使得的點有且只有4個,故D正確.
故選:ABD
【解題方法總結(jié)】
在處理拋物線的考題的時候,要更加注意定義優(yōu)先原則,考察頻率更高,很多問題用上拋物線定義可以簡化計算.
1.(2023?北京)已知拋物線的焦點為,點在上,若到直線的距離為5,則
A.7B.6C.5D.4
【答案】
【解析】如圖所示,因為點到直線的距離,
點到直線的距離.
由方程可知,是拋物線的準(zhǔn)線,
又拋物線上點到準(zhǔn)線的距離和到焦點的距離相等,
故.
故選:.
2.(2021?新高考Ⅱ)若拋物線的焦點到直線的距離為,則
A.1B.2C.D.4
【答案】
【解析】拋物線的焦點,到直線的距離為,
可得,解得.
故選:.
3.(2020?新課標(biāo)Ⅰ)已知為拋物線上一點,點到的焦點的距離為12,到軸的距離為9,則
A.2B.3C.6D.9
【答案】
【解析】為拋物線上一點,點到的焦點的距離為12,到軸的距離為9,
因為拋物線上的點到焦點的距離和到準(zhǔn)線的距離相等,
故有:;
故選:.
考點要求
考題統(tǒng)計
考情分析
(1)掌握拋物線的定義、幾何圖形、標(biāo)準(zhǔn)方程.
(2)掌握拋物線的簡單幾何性質(zhì)(范圍、對稱性、頂點、離心率).
(3)了解拋物線的簡單應(yīng)用.
2023年北京卷第6題,5分
2023年II卷第10題,5分
2023年乙卷(文)第13題,5分
2023年I卷第22題,12分
從近五年的全國卷的考查情況來看,本節(jié)是高考的熱點,其中標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)考查比較頻繁.拋物線是圓雉曲線的重要內(nèi)容,新高考主要考查拋物線的定義、方程、焦點、準(zhǔn)線及其幾何性質(zhì)的應(yīng)用.
圖形
標(biāo)準(zhǔn)
方程
頂點
范圍
,
,
,
,
對稱軸
軸
軸
焦點
離心率
準(zhǔn)線方程
焦半徑
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