1.拋物線的概念
把平面內(nèi)與一個(gè)定點(diǎn)F和一條定直線l(l不經(jīng)過點(diǎn)F)的距離相等的點(diǎn)的軌跡叫做拋物線,點(diǎn)F叫做拋物線的焦點(diǎn),直線l叫做拋物線的準(zhǔn)線.
2.拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程和簡單幾何性質(zhì)
常用結(jié)論
拋物線焦點(diǎn)弦的幾個(gè)常用結(jié)論
設(shè)AB是過拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)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(zhǔn)線相切;
(5)以AF或BF為直徑的圓與y軸相切;
(6)過焦點(diǎn)弦的端點(diǎn)的切線互相垂直且交點(diǎn)在準(zhǔn)線上;
(7)通徑:過焦點(diǎn)與對稱軸垂直的弦長等于2p.
考點(diǎn)1 ******
[名師點(diǎn)睛]
求拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程的常用方法是待定系數(shù)法,其關(guān)鍵是判斷焦點(diǎn)位置、開口方向,在方程的類型已經(jīng)確定的前提下,由于標(biāo)準(zhǔn)方程只有一個(gè)參數(shù)p,只需一個(gè)條件就可以確定拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
[典例]
1.(2023·全國Ⅰ)已知A為拋物線C:y2=2px(p>0)上一點(diǎn),點(diǎn)A到C的焦點(diǎn)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
2.設(shè)拋物線y2=2px的焦點(diǎn)在直線2x+3y-8=0上,則該拋物線的準(zhǔn)線方程為( )
A.x=-4 B.x=-3
C.x=-2 D.x=-1
3.已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線為l,點(diǎn)A是拋物線C上一點(diǎn),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
[舉一反三]
1.已知拋物線y2=4x的焦點(diǎn)為F,M,N是拋物線上兩個(gè)不同的點(diǎn).若|MF|+|NF|=5,則線段MN的中點(diǎn)到y(tǒng)軸的距離為( )
A.3 B.eq \f(3,2) C.5 D.eq \f(5,2)
2.(2023·濟(jì)南模擬)已知拋物線x2=2py(p>0),過焦點(diǎn)F的直線與拋物線交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在第一象限).若直線AB的斜率為eq \f(\r(3),3),點(diǎn)A的縱坐標(biāo)為eq \f(3,2),則p的值為( )
A.eq \f(1,4) B.eq \f(1,2) C.1 D.2
3.如圖,過拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)F的直線交拋物線于點(diǎn)A、B,交其準(zhǔn)線l于點(diǎn)C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,則此拋物線的方程為________.
4.(2023·廣州模擬)已知拋物線x2=2py(p>0)的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線為l,點(diǎn)P(4,y0)在拋物線上,K為l與y軸的交點(diǎn),且|PK|=eq \r(2)|PF|,則y0=________,p=________.
考點(diǎn)2 拋物線的幾何性質(zhì)
[名師點(diǎn)睛]
應(yīng)用拋物線的幾何性質(zhì)解題時(shí),常結(jié)合圖形思考,通過圖形可以直觀地看出拋物線的頂點(diǎn)、對稱軸、開口方向等幾何特征,體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合思想解題的直觀性
[典例]
1.(2023·新高考全國Ⅱ)拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)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
2.(多選)已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,直線l的斜率為eq \r(3)且經(jīng)過點(diǎn)F,與拋物線C交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在第一象限),與拋物線C的準(zhǔn)線交于點(diǎn)D.若|AF|=8,則以下結(jié)論正確的是( )
A.p=4 B.eq \(DF,\s\up6(→))=eq \(FA,\s\up6(→))
C.|BD|=2|BF| D.|BF|=4
3.設(shè)P是拋物線y2=4x上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則點(diǎn)P到點(diǎn)A(-1,1)的距離與點(diǎn)P到直線x=-1的距離之和的最小值為________.
[舉一反三]
1.拋物線y2=2px(p>0)準(zhǔn)線上的點(diǎn)A與拋物線上的點(diǎn)B關(guān)于原點(diǎn)O對稱,線段AB的垂直平分線OM與拋物線交于點(diǎn)M,若直線MB經(jīng)過點(diǎn)N(4,0),則拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)是( )
A.(4,0) B.(2,0)
C.(1,0) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),0))
2.(多選)(2023·唐山模擬)拋物線有如下光學(xué)性質(zhì):由其焦點(diǎn)射出的光線經(jīng)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(diǎn).已知拋物線r:y2=x,O為坐標(biāo)原點(diǎn),一束平行于x軸的光線l1從點(diǎn)Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(41,16),1))射入,經(jīng)過r上的點(diǎn)A(x1,y1)反射后,再經(jīng)r上另一點(diǎn)B(x2,y2)反射后,沿直線l2射出,經(jīng)過點(diǎn)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(diǎn)C,則C,B,Q三點(diǎn)共線
3.(2023·新高考全國Ⅰ)已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,P為C上一點(diǎn),PF與x軸垂直,Q為x軸上一點(diǎn),且PQ⊥OP.若|FQ|=6,則C的準(zhǔn)線方程為________.
考點(diǎn)3 直線與拋物線
[名師點(diǎn)睛]
(1)求解直線與拋物線問題,一般利用方程法,但涉及拋物線的弦長、中點(diǎn)、距離等問題時(shí),要注意“設(shè)而不求”“整體代入”“點(diǎn)差法”以及定義的靈活應(yīng)用.
(2)有關(guān)直線與拋物線的弦長問題,要注意直線是否過拋物線的焦點(diǎn).若過拋物線的焦點(diǎn)(設(shè)焦點(diǎn)在x軸的正半軸上),可直接使用公式|AB|=x1+x2+p,若不過焦點(diǎn),則可用弦長公式.
[典例]
(2023·湖州模擬)如圖,已知拋物線x2=y(tǒng),點(diǎn)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(diǎn)P(x,y)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)<x<\f(3,2))).過點(diǎn)B作直線AP的垂線,垂足為Q.
(1)求直線AP斜率的取值范圍;
(2)求|PA|·|PQ|的最大值.
[舉一反三]
已知拋物線C:y2=3x的焦點(diǎn)為F,斜率為eq \f(3,2)的直線l與C的交點(diǎn)為A,B,與x軸的交點(diǎn)為P.
(1)若|AF|+|BF|=4,求l的方程;
(2)若eq \(AP,\s\up6(→))=3eq \(PB,\s\up6(→)),求|AB|.
標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)
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(zhǔn)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(diǎn)
(0,0)
離心率
e=1
第53講 拋物線
1.拋物線的概念
把平面內(nèi)與一個(gè)定點(diǎn)F和一條定直線l(l不經(jīng)過點(diǎn)F)的距離相等的點(diǎn)的軌跡叫做拋物線,點(diǎn)F叫做拋物線的焦點(diǎn),直線l叫做拋物線的準(zhǔn)線.
2.拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程和簡單幾何性質(zhì)
常用結(jié)論
拋物線焦點(diǎn)弦的幾個(gè)常用結(jié)論
設(shè)AB是過拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)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(zhǔn)線相切;
(5)以AF或BF為直徑的圓與y軸相切;
(6)過焦點(diǎn)弦的端點(diǎn)的切線互相垂直且交點(diǎn)在準(zhǔn)線上;
(7)通徑:過焦點(diǎn)與對稱軸垂直的弦長等于2p.
考點(diǎn)1 ******
[名師點(diǎn)睛]
求拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程的常用方法是待定系數(shù)法,其關(guān)鍵是判斷焦點(diǎn)位置、開口方向,在方程的類型已經(jīng)確定的前提下,由于標(biāo)準(zhǔn)方程只有一個(gè)參數(shù)p,只需一個(gè)條件就可以確定拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
[典例]
1.(2023·全國Ⅰ)已知A為拋物線C:y2=2px(p>0)上一點(diǎn),點(diǎn)A到C的焦點(diǎn)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(shè)A(x,y),由拋物線的定義知,點(diǎn)A到準(zhǔn)線的距離為12,即x+eq \f(p,2)=12.
又因?yàn)辄c(diǎn)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.設(shè)拋物線y2=2px的焦點(diǎn)在直線2x+3y-8=0上,則該拋物線的準(zhǔn)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(diǎn)為(4,0),∴拋物線y2=2px的焦點(diǎn)為(4,0),∴準(zhǔn)線方程為x=-4.
3.已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線為l,點(diǎn)A是拋物線C上一點(diǎn),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(jù)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.
[舉一反三]
1.已知拋物線y2=4x的焦點(diǎn)為F,M,N是拋物線上兩個(gè)不同的點(diǎn).若|MF|+|NF|=5,則線段MN的中點(diǎn)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(zhǔn)線方程為x=-1,分別過點(diǎn)M,N作準(zhǔn)線的垂線,垂足為M′,N′(圖略),
根據(jù)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(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為eq \f(1,2)(|MF|+|NF|)=eq \f(5,2),所以線段MN的中點(diǎn)到y(tǒng)軸的距離為eq \f(5,2)-1=eq \f(3,2).
2.(2023·濟(jì)南模擬)已知拋物線x2=2py(p>0),過焦點(diǎn)F的直線與拋物線交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在第一象限).若直線AB的斜率為eq \f(\r(3),3),點(diǎn)A的縱坐標(biāo)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(diǎn)在y軸上,準(zhǔn)線方程為y=-eq \f(p,2),
設(shè)A(xA,yA),則|AF|=y(tǒng)A+eq \f(p,2)=eq \f(3,2)+eq \f(p,2),設(shè)直線AB的傾斜角為α,則tan α=eq \f(\r(3),3),
因?yàn)棣痢蔥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.
3.如圖,過拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)F的直線交拋物線于點(diǎn)A、B,交其準(zhǔn)線l于點(diǎn)C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,則此拋物線的方程為________.
答案 y2=3x
解析 如圖,分別過A、B作AA1⊥l于A1,BB1⊥l于B1,由拋物線的定義知:|AF|=|AA1|,|BF|=|BB1|,∵|BC|=2|BF|,∴|BC|=2|BB1|,∴∠BCB1=30°,∴∠AFx=60°,連接A1F,則△AA1F為等邊三角形,過F作FF1⊥AA1于F1,則F1為AA1的中點(diǎn),設(shè)l交x軸于K,則|KF|=|A1F1|=eq \f(1,2)|AA1|=eq \f(1,2)|AF|,即p=eq \f(3,2),∴拋物線方程為y2=3x.
4.(2023·廣州模擬)已知拋物線x2=2py(p>0)的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線為l,點(diǎn)P(4,y0)在拋物線上,K為l與y軸的交點(diǎn),且|PK|=eq \r(2)|PF|,則y0=________,p=________.
答案 2 4
解析 作PM⊥l,垂足為M,由拋物線定義知|PM|=|PF|,又知|PK|=eq \r(2)|PF|,
∴在Rt△PKM中,sin∠PKM=eq \f(|PM|,|PK|)=eq \f(|PF|,|PK|)=eq \f(\r(2),2),
∴∠PKM=45°,∴△PMK為等腰直角三角形,
∴|PM|=|MK|=4,
又知點(diǎn)P在拋物線x2=2py(p>0)上,
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(py0=8,,y0+\f(p,2)=4,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(p=4,,y0=2.))
考點(diǎn)2 拋物線的幾何性質(zhì)
[名師點(diǎn)睛]
應(yīng)用拋物線的幾何性質(zhì)解題時(shí),常結(jié)合圖形思考,通過圖形可以直觀地看出拋物線的頂點(diǎn)、對稱軸、開口方向等幾何特征,體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合思想解題的直觀性
[典例]
1.(2023·新高考全國Ⅱ)拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)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(diǎn)坐標(biāo)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(diǎn)為F,直線l的斜率為eq \r(3)且經(jīng)過點(diǎn)F,與拋物線C交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在第一象限),與拋物線C的準(zhǔn)線交于點(diǎn)D.若|AF|=8,則以下結(jié)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(diǎn)A,B作拋物線C的準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為點(diǎn)E,M,連接EF.設(shè)拋物線C的準(zhǔn)線交x軸于點(diǎn)P,則|PF|=p.因?yàn)橹本€l的斜率為eq \r(3),所以其傾斜角為60°.
因?yàn)锳E∥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?yàn)閨AE|=|EF|=2|PF|,且PF∥AE,
所以F為AD的中點(diǎn),則eq \(DF,\s\up6(→))=eq \(FA,\s\up6(→)),故B正確;
因?yàn)椤螪AE=60°,所以∠ADE=30°,
所以|BD|=2|BM|=2|BF|,故C正確;
因?yàn)閨BD|=2|BF|,
所以|BF|=eq \f(1,3)|DF|=eq \f(1,3)|AF|=eq \f(8,3),故D錯(cuò)誤.
3.設(shè)P是拋物線y2=4x上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則點(diǎn)P到點(diǎn)A(-1,1)的距離與點(diǎn)P到直線x=-1的距離之和的最小值為________.
答案 eq \r(5)
解析 如圖,易知拋物線的焦點(diǎn)為F(1,0),準(zhǔn)線是x=-1,由拋物線的定義知點(diǎn)P到直線x=-1的距離等于點(diǎn)P到F的距離.于是,問題轉(zhuǎn)化為在拋物線上求一點(diǎn)P,使點(diǎn)P到點(diǎn)A(-1,1)的距離與點(diǎn)P到F(1,0)的距離之和最小,顯然,連接AF與拋物線相交的點(diǎn)即為滿足題意的點(diǎn),此時(shí)最小值為eq \r([1-(-1)]2+(0-1)2)=eq \r(5).
[舉一反三]
1.拋物線y2=2px(p>0)準(zhǔn)線上的點(diǎn)A與拋物線上的點(diǎn)B關(guān)于原點(diǎn)O對稱,線段AB的垂直平分線OM與拋物線交于點(diǎn)M,若直線MB經(jīng)過點(diǎn)N(4,0),則拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)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(shè)點(diǎn)B(x1,y1),M(x2,y2),
則點(diǎn)A(-x1,-y1),可得-x1=-eq \f(p,2),
則x1=eq \f(p,2),
設(shè)直線MB的方程為x=my+4,
聯(lián)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(diǎn)為(1,0).
2.(多選)(2023·唐山模擬)拋物線有如下光學(xué)性質(zhì):由其焦點(diǎn)射出的光線經(jīng)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(diǎn).已知拋物線r:y2=x,O為坐標(biāo)原點(diǎn),一束平行于x軸的光線l1從點(diǎn)Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(41,16),1))射入,經(jīng)過r上的點(diǎn)A(x1,y1)反射后,再經(jīng)r上另一點(diǎn)B(x2,y2)反射后,沿直線l2射出,經(jīng)過點(diǎn)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(diǎn)C,則C,B,Q三點(diǎn)共線
答案 BCD
解析 設(shè)拋物線的焦點(diǎn)為F,則Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4),0)).
因?yàn)镻eq \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(cuò)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(diǎn)共線,故D正確;
因?yàn)閨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.
3.(2023·新高考全國Ⅰ)已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,P為C上一點(diǎn),PF與x軸垂直,Q為x軸上一點(diǎn),且PQ⊥OP.若|FQ|=6,則C的準(zhǔn)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(zhǔn)線方程為x=-eq \f(3,2).
方法二 (應(yīng)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(zhǔn)線方程為x=-eq \f(3,2).
考點(diǎn)3 直線與拋物線
[名師點(diǎn)睛]
(1)求解直線與拋物線問題,一般利用方程法,但涉及拋物線的弦長、中點(diǎn)、距離等問題時(shí),要注意“設(shè)而不求”“整體代入”“點(diǎn)差法”以及定義的靈活應(yīng)用.
(2)有關(guān)直線與拋物線的弦長問題,要注意直線是否過拋物線的焦點(diǎn).若過拋物線的焦點(diǎn)(設(shè)焦點(diǎn)在x軸的正半軸上),可直接使用公式|AB|=x1+x2+p,若不過焦點(diǎn),則可用弦長公式.
[典例]
(2023·湖州模擬)如圖,已知拋物線x2=y(tǒng),點(diǎn)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(diǎn)P(x,y)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)<x<\f(3,2))).過點(diǎn)B作直線AP的垂線,垂足為Q.
(1)求直線AP斜率的取值范圍;
(2)求|PA|·|PQ|的最大值.
解 (1)設(shè)直線AP的斜率為k,k=eq \f(x2-\f(1,4),x+\f(1,2))=x-eq \f(1,2),因?yàn)椋璭q \f(1,2)<x<eq \f(3,2),
所以直線AP斜率的取值范圍是(-1,1).
(2)聯(lián)立直線AP與BQ的方程
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(kx-y+\f(1,2)k+\f(1,4)=0,,x+ky-\f(9,4)k-\f(3,2)=0,))解得點(diǎn)Q的橫坐標(biāo)是xQ=eq \f(-k2+4k+3,2(k2+1)).
因?yàn)閨PA|=eq \r(1+k2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,2)))=eq \r(1+k2)(k+1),
|PQ|=eq \r(1+k2)(xQ-x)=-eq \f((k-1)(k+1)2,\r(k2+1)),
所以|PA|·|PQ|=-(k-1)(k+1)3.
令f(k)=-(k-1)(k+1)3,
因?yàn)閒′(k)=-(4k-2)(k+1)2,
所以f(k)在區(qū)間eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-1,\f(1,2)))上單調(diào)遞增,eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),1))上單調(diào)遞減,
因此當(dāng)k=eq \f(1,2)時(shí),|PA|·|PQ|取得最大值eq \f(27,16).
[舉一反三]
已知拋物線C:y2=3x的焦點(diǎn)為F,斜率為eq \f(3,2)的直線l與C的交點(diǎn)為A,B,與x軸的交點(diǎn)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(shè)直線l:y=eq \f(3,2)x+t,
A(x1,y1),B(x2,y2).
(1)由題設(shè)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).
標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)
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(zhǔn)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(diǎn)
(0,0)
離心率
e=1

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