ZHISHIZHENDUANJICHUHANGSHI
(1)平面內(nèi)與一個定點F和一條定直線l(l不經(jīng)過點F)的距離______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______.(2)其數(shù)學表達式:{M||MF|=d}(d為點M到準線l的距離).
2.拋物線的標準方程與幾何性質(zhì)
解析 (1)當定點在定直線上時,軌跡為過定點F與定直線l垂直的一條直線,而非拋物線.
(3)拋物線是只有一條對稱軸的軸對稱圖形.(4)一條直線平行于拋物線的對稱軸,此時與拋物線只有一個交點,但不相切.
A.(0,-1) B.(0,1)C.(1,0) D.(-1,0)
故焦點為(0,-1).
解析 設拋物線的標準方程是y2=kx或x2=my,
3.(多選)頂點在原點,對稱軸為坐標軸且過點P(-2,3)的拋物線的標準方程是(  )
解析 由題意得,拋物線焦點為F(1,0),設直線AB的方程為
設A(x1,y1),B(x2,y2),
所以tan∠OPF=tan∠PQF,
5.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________.
解析 設B(x0,y0).
由題意,得F(1,0),A(-1,0),
KAODIANTUPOTIXINGPOUXI
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.
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=-3C.x=-2 D.x=-1
解析 設動圓的圓心坐標為(x,y),則圓心到點(1,0)的距離與到直線x=-1的距離相等,根據(jù)拋物線的定義易知動圓的圓心的軌跡方程為y2=4x.
2.動圓過點(1,0),且與直線x=-1相切,則動圓的圓心的軌跡方程為__________.
解析 如圖,分別過A、B作AA1⊥l于A1,BB1⊥l于B1,
3.如圖,過拋物線y2=2px(p>0)的焦點F的直線交拋物線于點A、B,交其準線l于點C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,則此拋物線的方程為________.
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,設l交x軸于K,
∴拋物線方程為y2=3x.
∴∠PKM=45°,∴△PMK為等腰直角三角形,∴|PM|=|MK|=4,又知點P在拋物線x2=2py(p>0)上,
解析 ∵焦點F(1,0),設直線l為x=λy+1(λ≠0),代入拋物線方程得y2-4λy-4=0.設A(x1,y1),B(x2,y2),由韋達定理得y1y2=-4,①
角度1 焦半徑和焦點弦
化簡得3t2-10t+3=0,
解析 設A(x1,y1),B(x2,y2),由拋物線的定義:
可得:y1+y2=p,
解析 如圖,∵y2=-4x,∴p=2,
例2 (1)若在拋物線y2=-4x上存在一點P,使其到焦點F的距離與到A(-2,1)的距離之和最小,則該點的坐標為________.
角度2 與拋物線有關的最值問題
焦點坐標為(-1,0).依題意可知當A,P及P到準線的垂足三點共線時,點P與點F、點P與點A的距離之和最小,故點P的縱坐標為1.
解析 如圖,易知拋物線的焦點為F(1,0),準線是x=-1,
(2)設P是拋物線y2=4x上的一個動點,則點P到點A(-1,1)的距離與點P到直線x=-1的距離之和的最小值為________.
由拋物線的定義知點P到直線x=-1的距離等于點P到F的距離.于是,問題轉(zhuǎn)化為在拋物線上求一點P,使點P到點A(-1,1)的距離與點P到F(1,0)的距離之和最小,
解析 由題意知,拋物線的準線l:y=-1,過點A作AA1⊥l交l于點A1,過點B作BB1⊥l交l于點B1,
(3)已知拋物線x2=4y上有一條長為6的動弦AB,則AB的中點到x軸的最短距離為________.
因為|AB|≤|AF|+|BF|(F為拋物線的焦點),即|AF|+|BF|≥6,所以|AA1|+|BB1|≥6,2|MM1|≥6,|MM1|≥3,故點M到x軸的距離d≥2,故最短距離為2.
解析 由拋物線定義可知點P到準線l的距離等于點P到焦點F的距離,由拋物線y2=4x及直線方程3x+4y+7=0可得直線與拋物線相離.
訓練1 (1)若拋物線y2=4x的準線為l,P是拋物線上任意一點,則P到準線l的距離與P到直線3x+4y+7=0的距離之和的最小值是(  )
解析 由題意知F(1,0),|AC|+|BD|=|AF|+|FB|-2=|AB|-2,即|AC|+|BD|取得最小值時當且僅當|AB|取得最小值.依拋物線定義知,當|AB|為通徑,即|AB|=2p=4時為最小值,所以|AC|+|BD|的最小值為2.
(2)已知拋物線y2=4x,過焦點F的直線與拋物線交于A,B兩點,過A,B分別作y軸的垂線,垂足分別為C,D,則|AC|+|BD|的最小值為________.
其中Δ=144(1-2t)>0,
其中Δ=4-8t>0,所以y1+y2=2,從而-3y2+y2=2,故y2=-1,y1=3.
解 設直線AP的斜率為k,
所以直線AP斜率的取值范圍是(-1,1).
(2)求|PA|·|PQ|的最大值.
所以|PA|·|PQ|=-(k-1)(k+1)3.
令f(k)=-(k-1)(k+1)3,因為f′(k)=-(4k-2)(k+1)2,
拋物線的幾個“二級結(jié)論”的應用
解析 [通法]易知直線l的斜率存在,設為k,則其方程為y=k(x-1).
例1 過拋物線y2=4x的焦點F的直線l與拋物線交于A,B兩點,若|AF|=2|BF|,則|AB|等于(  )
得xA·xB=1,①因為|AF|=2|BF|,由拋物線的定義得xA+1=2(xB+1),即xA=2xB+1,②
[優(yōu)解]法一 由對稱性不妨設點A在x軸的上方,如圖,設A,B在準線上的射影分別為D,C,作BE⊥AD于E,
設|BF|=m,直線l的傾斜角為θ,則|AB|=3m,由拋物線的定義知|AD|=|AF|=2m,|BC|=|BF|=m,
法二 因為|AF|=2|BF|,
例2 設F為拋物線C:y2=3x的焦點,過F且傾斜角為30°的直線交C于A,B兩點,O為坐標原點,則△OAB的面積為(  )
FENCENGXUNLIAN GONGGUTISHENG
3.設O為坐標原點,直線x=2與拋物線C:y2=2px(p>0)交于D,E兩點,若OD⊥OE,則C的焦點坐標為(  )
解析 不妨設點M位于第一象限,設拋物線的準線l與x軸交于點F′,作MB⊥l于點B,NA⊥l于點A.由拋物線的解析式可得準線方程為x=-4,F(xiàn)點的坐標為(4,0),A正確,B錯誤.
4.(多選)已知F是拋物線C:y2=16x的焦點,M是C上一點,F(xiàn)M的延長線交y軸于點N.若M為FN的中點,則(   )A.C的準線方程為x=-4B.F點的坐標為(0,4)C.|FN|=12
由拋物線的定義有|MF|=|MB|=6,結(jié)合題意,有|MN|=|MF|=6,
解析 依題意,設點A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),
A.|BF|=3B.△ABF是等邊三角形C.點F到準線的距離為3D.拋物線C的方程為y2=6x
解析 因為|FA|為半徑的圓交l于B,D兩點,所以|FA|=|FB|;又|BF|=|FD|=|FA|,所以∠ABD=90°,|FA|=|AB|,可得△ABF為等邊三角形,B正確;
解析 建立如圖平面直角坐標系,設拋物線方程為x2=-2py(p>0).
7.如圖是拋物線形拱橋,當水面在l時,拱頂離水面2米,水面寬4米.水位下降1米后,水面寬________米.
由題意將點A(2,-2)代入x2=-2py,得p=1,故x2=-2y.
解析 ∵半徑為3的圓與拋物線的準線l相切,∴圓心到準線的距離等于3,
8.已知直線l是拋物線y2=2px(p>0)的準線,半徑為3的圓過拋物線頂點O和焦點F與l相切,則拋物線的方程為________.
所以拋物線方程為y2=4x.當直線AB的斜率不存在時,將x=1代入拋物線方程,解得|AF|=|BF|=2,
當直線AB的斜率存在時,設AB的方程為y=k(x-1),
整理,得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,設A(x1,y1),B(x2,y2),
與y2=2px聯(lián)立,化簡得4x2-5px+p2=0,
所以p=4,從而拋物線方程是y2=8x.
即(2λ-1)2=4λ+1,解得λ=0或λ=2.
解 由p=4,4x2-5px+p2=0得x2-5x+4=0.又x1<x2,
∴拋物線C的方程為y2=x,
即只需證明2kOA=kOB+kOM成立,其中kOA=kOP=1,kOB=kON.當直線MN斜率不存在或斜率為零時,顯然與拋物線只有一個交點不滿足題意,所以直線MN斜率存在且不為零.
(2)求證:A為線段BM的中點.證明 ∵BM⊥x軸,∴設M(x1,y1),N(x2,y2),A(x1,yA),B(x1,yB),根據(jù)題意顯然有x1≠0.若要證A為BM的中點,只需證2yA=y(tǒng)B+y1即可,
即kON+kOM=kOB+kOM=2=2kOA,∴2yA=y(tǒng)B+y1恒成立,∴A為BM的中點,得證.
解析 ∵以MF為直徑的圓過點(0,2),∴點M在第一象限.
12.設拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點為F,點M在C上,|MF|=5,若以MF為直徑的圓過點(0,2),則C的方程為(  )A.y2=4x或y2=8xB.y2=2x或y2=8xC.y2=4x或y2=16xD.y2=2x或y2=16x
∵點N的橫坐標恰好等于圓的半徑,∴圓與y軸切于點(0,2),
即p2-10p+16=0,解得p=2或p=8,∴拋物線C的方程為y2=4x或y2=16x.
解析 由題意知F(1,0),不妨設A在第一象限,(1)若直線l斜率不存在,則A(1,2),B(1,-2),
13.(多選)設F是拋物線C:y2=4x的焦點,直線l過點F,且與拋物線C交于A,B兩點,O為坐標原點,則下列結(jié)論正確的是(   )A.|AB|≥4B.|OA|+|OB|>8C.若點P(2,2),則|PA|+|AF|的最小值是3D.△OAB面積的最小值是2
消元得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,設A(x1,y1),B(x2,y2),
(2)若直線l存在斜率,設直線l的斜率為k,則直線l的方程為y=k(x-1),顯然k≠0,
綜上,|AB|≥4,S△OAB≥2,故A正確,D正確.過點A向準線作垂線,垂足為N,則|PA|+|AF|=|PA|+|AN|.又P(2,2)在拋物線右側(cè),故當P,A,N三點共線時,|PA|+|AF|取得最小值3,故C正確.故選ACD.
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.
于是x1+x2=2t,x1x2=-1,y1+y2=t(x1+x2)+1=2t2+1,
設d1,d2分別為點D,E到直線AB的距離,
因此,四邊形ADBE的面積

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