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.
【知識點】
1.拋物線的概念
把平面內(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(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
1.通徑:過焦點與對稱軸垂直的弦長等于2p.
2.拋物線y2=2px(p>0)上一點P(x0,y0)到焦點Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(p,2),0))的距離|PF|=x0+eq \f(p,2),也稱為拋物線的焦半徑.
【核心題型】
題型一 拋物線的定義及應(yīng)用
“看到準(zhǔn)線想到焦點,看到焦點想到準(zhǔn)線”,許多拋物線問題均可根據(jù)定義獲得簡捷、直觀的求解.“由數(shù)想形,由形想數(shù),數(shù)形結(jié)合”是靈活解題的一條捷徑.
【例題1】(2024·廣東佛山·模擬預(yù)測)設(shè)為拋物線的焦點,點在上,且在第一象限,若直線的傾斜角為,則( )
A.2B.3C.4D.5
【答案】C
【分析】由拋物線的定義可知,再由拋物線的性質(zhì)可得即可求解.
【詳解】如圖所示,拋物線及準(zhǔn)線如圖所示,過點作垂直準(zhǔn)線于點,
過焦點作垂直于于點,由題意可知,
根據(jù)拋物線的定義
在中,,又,
所以,
解得.
故選:C.
【變式1】(2024·陜西西安·三模)設(shè)拋物線:的焦點為,過點的直線與拋物線相交于,兩點,,,則( )
A.1B.2C.4D.22
【答案】B
【分析】設(shè)直線的方程為,Ax1,y1,Bx2,y2,聯(lián)立,利用韋達(dá)定理和拋物線的定義即可求解.
【詳解】設(shè)拋物線:的焦點為,過點的直線與拋物線相交于,兩點,
設(shè)直線的方程為,Ax1,y1,Bx2,y2,
聯(lián)立,可得,所以,,
則.因為,,所以,,
則,解得或.因為,所以.
故選:B
【變式2】(2023·河北唐山·模擬預(yù)測)已知拋物線C:y=,直線:,:,M為C上的動點,則點M到與的距離之和的最小值為 .
【答案】3
【分析】結(jié)合圖形,由拋物線定義可將M到與的距離之和轉(zhuǎn)化為,后由點到直線距離公式可得答案.
【詳解】由題,拋物線焦點為F0,1,準(zhǔn)線為,過M點作,準(zhǔn)線垂線,垂足分別為B,C.
過M點作垂線,垂足為A,則M到與的距離之和為.
由拋物線定義知,又,則.
當(dāng)且僅當(dāng)三點共線時,最短時,
而為F到直線距離,
所以.
所以點M到與的距離之和的最小值為3.
故答案為:3.
【變式3】(2023·陜西榆林·模擬預(yù)測)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知拋物線C:的焦點為F,位于第一象限的點A(點A的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)都為整數(shù))在拋物線C上,且,.
(1)求p的值及點A的坐標(biāo);
(2)點B與A關(guān)于坐標(biāo)原點對稱,過點B的直線l(不經(jīng)過點A)與拋物線C相交于M,N兩點,直線AM,AN與x軸分別相交于點P,Q,求的值.
【答案】(1),點的坐標(biāo)為;
(2)32.
【分析】(1)設(shè),利用給定條件,結(jié)合拋物線的定義列出方程組求解.
(2)求出點的坐標(biāo),設(shè)出直線的方程并與拋物線方程聯(lián)立,設(shè),求出直線的方程及點的橫坐標(biāo),再結(jié)合韋達(dá)定理計算得解.
【詳解】(1)設(shè),則,由,得,即,
拋物線C:的焦點,準(zhǔn)線方程為,
由,得,把代入,得,
由是整數(shù)得,,,又,
所以,點的坐標(biāo)為.
(2)由(1)得,拋物線的焦點,設(shè),
直線不重直于坐標(biāo)軸,且不過點,設(shè)直線的方程為,
由消去得,,即,
則,直線的斜率,同理直線斜率,
直線方程,令,得點的橫坐標(biāo),
同理點的橫坐標(biāo),
則,
所以的值為32.

【點睛】結(jié)論點睛:點是拋物線上的兩點,則直線斜率;點是拋物線上的兩點,則直線斜率.
題型二 拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程
求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程的方法
(1)定義法.
(2)待定系數(shù)法:當(dāng)焦點位置不確定時,分情況討論.
【例題2】(2024·上海徐匯·一模)下列拋物線中,焦點坐標(biāo)為的是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】根據(jù)拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程及焦點坐標(biāo)即可求解.
【詳解】拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為:,焦點坐標(biāo)為,
由題意得,所以,
所以拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為:.
故選:.
【變式1】(2024·浙江金華·一模)已知點為拋物線:的焦點,點在拋物線上,且,則拋物線的方程為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】根據(jù)拋物線的定義,結(jié)合已知條件,求得,即可求得拋物線方程.
【詳解】根據(jù)題意,連接,過作垂直于拋物線的準(zhǔn)線,垂足為,作圖如下:

由拋物線定義可知,解得,
故拋物線方程為:.
故選:C.
【變式2】(2024·全國·模擬預(yù)測)已知拋物線的焦點為,準(zhǔn)線為,過點且傾斜角為的直線交拋物線于點A(點A在第一象限),過點A作,垂足為,直線交軸于點,若的外接圓的面積為,則拋物線的方程為 .
【答案】
【分析】根據(jù)題意結(jié)合拋物線的性質(zhì)可得是Rt的外接圓的直徑,可知,過點A作軸,結(jié)合拋物線的定義可得,即可得方程.
【詳解】如圖,因為直線的傾斜角為,,

可知,,
設(shè)準(zhǔn)線與軸交于點,則坐標(biāo)原點是線段的中點,,
可知點是線段的中點,則,
即為直角三角形,為斜邊,
所以是Rt的外接圓的直徑,
由題意可得:,解得.
過點A作軸,垂足為,
在Rt中,,
又因為,則,即,
所以拋物線的方程為.
故答案為:
【變式3】(2024·浙江溫州·一模)點在拋物線上,且到拋物線的焦點的距離為.
(1)求拋物線的方程;
(2)過點的直線交拋物線于,兩點,且,求直線的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)焦半徑公式及點在拋物線上,列方程組,可求的值.
(2)法1:設(shè)出直線的方程:,與拋物線方程聯(lián)立,得到,,再根據(jù),得求的值.
法2:設(shè)直線的方程:,與拋物線方程聯(lián)立,得到,,再根據(jù),得得的關(guān)系,從而說明直線經(jīng)過定點,再結(jié)合直線過拋物線的焦點,可得直線方程.
法3:設(shè),,則直線可寫成,根據(jù)及可求出的值,得直線的方程.
法4:設(shè),,根據(jù)直線與垂直,可分別設(shè)兩直線方程為,,分別與拋物線方程聯(lián)立,把、坐標(biāo)用表示出來,再結(jié)合求的值,進(jìn)而求出點坐標(biāo),結(jié)合直線過點,可求直線方程.
法5:設(shè),,設(shè)直線:與拋物線方程聯(lián)立,可得,再根據(jù),結(jié)合直線過點,可求的值,得直線的方程.
【詳解】(1)根據(jù)焦半徑公式可得,所以,
又,所以,
解得或(舍去),
故所求拋物線方程為.
(2)法1:,,設(shè),,,
,所以,
,
,(舍去),
所以即.
法2:設(shè),,,
,所以,

,
,所以過定點,
又因為過,所以;
法3:,,設(shè),,,

.
,

所以.
法4:設(shè),,不妨設(shè),
,
,
,同理,
,
,

又因為過,所以.
法5:設(shè),,,
,
,

,
.
又因為過,所以,
解得,,所以.
題型三 拋物線的幾何性質(zhì)
應(yīng)用拋物線的幾何性質(zhì)解題時,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、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.
【例題3】(2024·全國·模擬預(yù)測)已知過拋物線的焦點的直線垂直于軸,且與拋物線交于,兩點,點在軸上,且.若(為坐標(biāo)原點),則的準(zhǔn)線方程為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】由題意設(shè),,討論點的坐標(biāo)為或者,即可根據(jù),求出p的值,即可求得答案.
【詳解】由拋物線的方程y2=2pxp>0,得,
由拋物線的對稱性,不妨設(shè),,
當(dāng)點的坐標(biāo)為時,,,
因為,所以,則(不合題意,舍去);
當(dāng)點的坐標(biāo)為時,,
因為,所以,則,
所以拋物線的準(zhǔn)線方程為,
故選:A.
【變式1】(2024·天津·一模)以雙曲線的右頂點為圓心,焦點到漸近線的距離為半徑的圓交拋物線于A,B兩點.已知,則拋物線的焦點到準(zhǔn)線的距離為( )
A.或4B.C.或4D.4
【答案】A
【分析】先求出雙曲線的頂點坐標(biāo),焦點坐標(biāo)及漸近線方程,進(jìn)而可求得圓的方程,根據(jù)圓與拋物線都關(guān)于軸對稱,則兩點關(guān)于軸對稱,從而可求得點的坐標(biāo),代入拋物線方程即可得解.
【詳解】雙曲線的右頂點坐標(biāo)為2,0,焦點為,
漸近線方程為,即,
焦點到漸近線的距離為,
所以題中圓的方程為,
因為圓和拋物線的圖象都關(guān)于軸對稱,
所以兩點關(guān)于軸對稱,
不妨設(shè)點在第一象限,設(shè),則,
則,所以,
因為點在圓上,
所以,解得或,
所以或,
當(dāng),則,解得,
當(dāng),則,解得,
綜上所述,拋物線的焦點到準(zhǔn)線的距離為或4.

故選:A.
【點睛】關(guān)鍵點點睛:根據(jù)圓與雙曲線都關(guān)于軸對稱,得出兩點關(guān)于軸對稱,求得點的坐標(biāo),是解決本題的關(guān)鍵
【變式2】(2021·全國·高考真題)已知為坐標(biāo)原點,拋物線:()的焦點為,為上一點,與軸垂直,為軸上一點,且,若,則的準(zhǔn)線方程為 .
【答案】
【分析】先用坐標(biāo)表示,再根據(jù)向量垂直坐標(biāo)表示列方程,解得,即得結(jié)果.
【詳解】拋物線: ()的焦點,
∵P為上一點,與軸垂直,
所以P的橫坐標(biāo)為,代入拋物線方程求得P的縱坐標(biāo)為,
不妨設(shè),
因為Q為軸上一點,且,所以Q在F的右側(cè),
又,
因為,所以,

所以的準(zhǔn)線方程為
故答案為:.
【點睛】利用向量數(shù)量積處理垂直關(guān)系是本題關(guān)鍵.
【變式3】(2023·新疆·模擬預(yù)測)已知拋物線,圓與拋物線有且只有兩個公共點.
(1)求拋物線的方程;
(2)設(shè)為坐標(biāo)原點,過圓心的直線與圓交于點,直線分別交拋物線于點(點不與點重合).記的面積為,的面積為,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)聯(lián)立拋物線和圓的方程并消元,由對稱性可得關(guān)于的方程有兩個相等的正的實數(shù)根,由且根為正數(shù)解出,得出拋物線的方程;
(2)設(shè)直線的方程為,代入圓的方程中,消去,可得的縱坐標(biāo);設(shè)直線的方程為,代入拋物線方程,可得的縱坐標(biāo);將和的面積用公式表示,并轉(zhuǎn)為坐標(biāo)形式,利用韋達(dá)定理和參數(shù)的范圍,求出最大值.
【詳解】(1)由,
得,即.
由對稱性可得關(guān)于的方程有兩個相等的正的實數(shù)根,
所以,且,
解得,
所以拋物線C的方程為.
(2)由題意,知直線的斜率不為,故設(shè)直線的方程為,
如圖,設(shè),,,.
將直線的方程代入圓的方程中,消去,得,
所以,所以,且.
直線的方程為,代入拋物線方程,
消去,得,解得或,所以.
同理,得,
所以
,
所以當(dāng)時,取得最大值,為.
【課后強化】
【基礎(chǔ)保分練】
一、單選題
1.(2024·陜西安康·模擬預(yù)測)過點,且焦點在軸上的拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】利用待定系數(shù)法,設(shè)出拋物線方程,把點代入求解即可.
【詳解】設(shè)拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,
將點點代入,得,解得,
所以拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程是.
故選:B
2.(2024·山東聊城·二模)點在拋物線上,若點到點的距離為6,則點到軸的距離為( )
A.4B.5C.6D.7
【答案】A
【分析】由拋物線的定義知,點到焦點的距離等于點到準(zhǔn)線的距離,結(jié)合點和準(zhǔn)線的位置,求點到軸的距離.
【詳解】拋物線開口向右,準(zhǔn)線方程為,
點到焦點的距離為6,則點到準(zhǔn)線的距離為6,
點在y軸右邊,所以點到y(tǒng)軸的距離為4.
故選:A.
3.(2024·全國·模擬預(yù)測)已知點是焦點為的拋物線上的一個點,過點作直線的垂線,垂足為點,直線與軸的交點為,若是的平分線,則的面積為( ).
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】先由題意求點的坐標(biāo),得到,然后判斷四邊形的形狀,最后求點的坐標(biāo),進(jìn)而得的面積.
【詳解】因為,即,因此,易知直線是的準(zhǔn)線,則,
如圖,又,,所以,
得,四邊形為正方形,故的面積為.
故選:B.

4.(2024·全國·模擬預(yù)測)如圖,某種地磚ABCD的圖案由一個正方形和4條拋物線構(gòu)成,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的對稱美.,,,,,已知正方形ABCD的面積為64,連接,的焦點,,線段分別交,于點G,H,則的值為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】根據(jù)正方形的面積可得點的坐標(biāo),進(jìn)而可得拋物線方程,根據(jù)直線與拋物線方程聯(lián)立可得交點,進(jìn)而根據(jù)焦半徑公式以及對稱性即可求解.
【詳解】由正方形ABCD的面積為64,得正方形ABCD的邊長為8,
根據(jù)對稱性可得,,,,
將代入,得,所以拋物線的方程為.
故,
故,,設(shè),直線的方程為,
聯(lián)立,得,解得或(舍),
故,.
由對稱性可知,.
故選:B.
二、多選題
5.(2024·廣西來賓·模擬預(yù)測)已知拋物線,過的焦點作直線,若與交于兩點,,則下列結(jié)論正確的有( )
A.
B.
C.或
D.線段中點的橫坐標(biāo)為
【答案】ABD
【分析】由直線,可知焦點F1,0,得的值和拋物線方程,可判斷A選項;直線方程代入拋物線方程,由韋達(dá)定理結(jié)合,求出兩點坐標(biāo)和的值,結(jié)合韋達(dá)定理和弦長公式判斷選項BCD.
【詳解】拋物線的焦點在軸上,
過作直線,可知F1,0,則,得,A選項正確;
拋物線方程為,直線的方程代入拋物線方程,得.
設(shè)Ax1,y1,Bx2,y2,由韋達(dá)定理有,,
,得,解得或,
,則或,C選項錯誤;
則,線段中點的橫坐標(biāo)為,D選項正確;
,,B選項正確.
故選:ABD.
6.(2023·全國·模擬預(yù)測)已知拋物線C:,圓.若C與交于M,N兩點,圓與x軸的負(fù)半軸交于點P,則( )
A.若為直角三角形,則圓的面積為
B.
C.直線PM與拋物線C相切
D.直線PN與拋物線C有兩個交點
【答案】ABC
【分析】對于A:分析可知直線MN過焦點F且與x軸垂直,可得,進(jìn)而可得結(jié)果;對于B:分析可知,即可得結(jié)果;對于CD:,求直線AM的方程,與拋物線聯(lián)立,結(jié)合以及對稱性分析判斷.
【詳解】記拋物線C的焦點為,坐標(biāo)原點為O,
則圓的圓心為F,半徑.
對于選項A:由拋物線與圓的對稱性可知,點M,N關(guān)于x軸對稱,
若為直角三角形,則,
則直線MN過焦點F且與x軸垂直,則,圓的面積為,故A正確;
對于選項B:,故B正確;
對于選項C,D:設(shè),由拋物線定義可知,,
又因為,則,所以直線PM的方程為,
與拋物線C:聯(lián)立可得,,則,
故,所以直線PM與拋物線C相切,
由拋物線與圓的對稱性可知直線PN也與拋物線C相切,故C正確,D錯誤.
故選:ABC.

三、填空題
7.(2024·福建泉州·模擬預(yù)測)已知為坐標(biāo)原點,矩形的頂點A,C在拋物線上,則頂點B的軌跡方程為 .
【答案】
【分析】設(shè)Ax1,y1,,則,再由,可得,進(jìn)而可得答案.
【詳解】如圖,
設(shè)Ax1,y1,,則,
依題意,四邊形為矩形,
則,即,
所以,即,
則,
所以頂點的軌跡方程為,
故答案為:.
8.(2024·河南·模擬預(yù)測)設(shè)拋物線的焦點為,直線與的一個交點為,直線與的另一個交點為,則 .
【答案】
【分析】根據(jù)給定條件,聯(lián)立直線與拋物線的方程求出交點坐標(biāo),進(jìn)而求出點的坐標(biāo),再借助拋物線定義求出長.
【詳解】拋物線的焦點為,由,解得或,
即點或,當(dāng)點時,直線,即,
由,得,因此,
顯然點與關(guān)于軸對稱,則當(dāng)點時,點與點關(guān)于軸對稱,,
所以.
故答案為:
四、解答題
9.(2023·陜西漢中·模擬預(yù)測)已知拋物線的焦點為,點在拋物線上,且.
(1)求拋物線的方程;
(2)已知直線交拋物線于兩點,且點為線段的中點,求直線的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用拋物線定義可求得,即可求出拋物線的方程;
(2)由弦中點坐標(biāo)為并利用點差法即可求得直線的斜率為,便可得直線方程.
【詳解】(1)點在拋物線上,
由拋物線定義可得,解得,
故拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)設(shè),如下圖所示:

則,兩式相減可得,
即,
又線段的中點為,可得;
則,故直線的斜率為4,
所以直線的方程為,
即直線的方程為.
10.(2024·浙江杭州·一模)在直角坐標(biāo)系中,拋物線的焦點為,點在拋物線上,若的外接圓與拋物線的準(zhǔn)線相切,且該圓的面積為.
(1)求的方程;
(2)若點關(guān)于直線對稱的點在上,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)題意,由條件可得外接圓的半徑以及圓心橫坐標(biāo),結(jié)合拋物線的定義即可得到圓心到準(zhǔn)線的距離為半徑,即可得到;
(2)根據(jù)題意,由點關(guān)于線對稱可得點?1,1關(guān)于直線對稱的點坐標(biāo),然后代入拋物線方程計算,即可得到結(jié)果.
【詳解】(1)
因為的外接圓的面積為,則其半徑為,
且外接圓的圓心一定在的垂直平分線上,
其中焦點,準(zhǔn)線方程為,
所以圓心的橫坐標(biāo)為,則圓心到準(zhǔn)線的距離為,
即,所以的方程為.
(2)設(shè)點?1,1關(guān)于直線對稱的點為,
則兩點連線的中點坐標(biāo)在直線上,即,
化簡可得①,
由對稱性又可知,?1,1和所在直線與垂直,則②,
聯(lián)立①②可得,,解得,所以,
又因為在拋物線上,則,即,
即,
即,即,
所以,
其中時,,所以,
所以,即.
11.(2022·四川·模擬預(yù)測)如圖,已知拋物線與圓相交于A,B,C,D四點.
(1)若以線段為直徑的圓經(jīng)過點M,求拋物線C的方程;
(2)設(shè)四邊形兩條對角線的交點為E,點E是否為定點?若是,求出點E的坐標(biāo);若不是,請說明理由.
【答案】(1)
(2)是,
【分析】(1)利用韋達(dá)定理結(jié)合條件可得,進(jìn)而可得,即求;
(2)由題可得直線的方程:,進(jìn)而可得,即得.
【詳解】(1)根據(jù)已知圓及拋物線的對稱性,可設(shè).
由消去y,可得,
則,得或,
,且,
顯然,
故,
由以為直徑的圓經(jīng)過點M,知,
所以,,
于是,,
即.
故拋物線C的方程為.
(2)由題意,直線的斜率存在,且為.
所以,直線的方程可以表示為:.
即,
所以,
即.
于是直線恒過點.
由拋物線和圓的對稱性,易知的兩條對角線交點E必在x軸上,
故四邊形的兩條對角線交點 E 是定點
【綜合提升練】
一、單選題
1.(2024·貴州貴陽·二模)拋物線上一點與焦點間的距離是10,則到軸的距離是( )
A.4B.6C.7D.9
【答案】B
【分析】借助拋物線定義計算即可得.
【詳解】拋物線的準(zhǔn)線為,
由拋物線定義可得,故,
則,即到軸的距離為.
故選:B.
2.(2024·全國·模擬預(yù)測)設(shè)拋物線的焦點為F,直線l與C交于A,B兩點,,,則l的斜率是( )
A.±1B.C.D.±2
【答案】D
【分析】根據(jù)拋物線的定義得到如圖的拋物線,得到,可求得,做在直角三角形中,可求得,結(jié)合斜率的定義進(jìn)行求解即可
【詳解】下圖所示為l的斜率大于0的情況.
如圖,設(shè)點A,B在C的準(zhǔn)線上的射影分別為,,,垂足為H.
設(shè),,則.
而,所以,
l的斜率為.同理,l的斜率小于0時,其斜率為.
另一種可能的情形是l經(jīng)過坐標(biāo)原點O,可知一交點為,則,
可求得,可求得l斜率為,
同理,l的斜率小于0時,其斜率為.
故選:D
3.(2024·湖北·模擬預(yù)測)已知拋物線C:和圓,點是拋物線的焦點,圓上的兩點滿足,其中是坐標(biāo)原點,動點在圓上運動,則到直線的最大距離為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】由條件化簡可知點在圓N:上,所以是圓與圓的公共弦,再求出的方程,數(shù)形結(jié)合可求到直線的最大距離.
【詳解】拋物線的焦點,圓,其圓心,半徑.
設(shè)點是滿足的任意一點,則,
化簡得,結(jié)合,所以是圓與圓的公共弦,
將圓與圓的方程相減得,直線的方程為,
取線段的中點,連接,則,
則,
故選:A.
4.(2024·湖南邵陽·三模)已知拋物線:的焦點為,點在的準(zhǔn)線上,點在上且位于第一象限,,則( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】由點在拋物線 的準(zhǔn)線上,可得 ,得出斜率關(guān)系求出點B,最后應(yīng)用兩點間距離結(jié)合勾股定理計算即可.
【詳解】
由點在拋物線 的準(zhǔn)線上,可得 ,即 ,
所以拋物線 C 的方程為,焦點 ,準(zhǔn)線方程為 ,
設(shè)則,由 ,可得,即,
整理得,又,所以,解得或,
點B位于第一象限,所以,,且,顯然不滿足垂直,
所以,
所以,所以.
故選:D.
5.(2024·江蘇南通·模擬預(yù)測)在平面直角坐標(biāo)系中,已知點為拋物線:上一點,若拋物線在點處的切線恰好與圓:相切,則( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】將的坐標(biāo)代入拋物線的方程,解得,可得拋物線的方程,由導(dǎo)數(shù)的幾何意義可得處切線的斜率和方程,求得圓的圓心和半徑,由直線和圓相切的條件,解方程可得的值.
【詳解】由點為拋物線上一點,可得,解得,
所以拋物線的方程為,
由,可得,則,
所以拋物線在處的切線斜率為,則切線方程為,即.
圓的圓心為,半徑為,
又拋物線在點處的切線恰好與圓相切,可得,
解得或(舍去).
故選:C.
6.(2023·西藏日喀則·一模)已知點為拋物線上一動點,點為圓:上一動點,點為拋物線的焦點,點到軸的距離為.若的最小值為3.則( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】B
【分析】由拋物線的定義,數(shù)形結(jié)合可知當(dāng)共線,且在線段上時,最短,此時有最小值,列方程即可求解.
【詳解】圓的圓心,半徑,
拋物線的焦點為,準(zhǔn)線方程為,
則由拋物線的定義知點到y(tǒng)軸的距離為,則,
由圖知,當(dāng)共線,且在線段上時,最短,
此時,而,
則,所以.
故選:B
7.(2024·天津紅橋·二模)過拋物線焦點F的直線與拋物線交于A,B兩點,,拋物線的準(zhǔn)線與x軸交于點C,則的面積為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】利用拋物線的定義到焦點的距離等于到準(zhǔn)線的距離作出圖形,結(jié)合圖形得到解出從而確定的長度,再利用三角形面積和之間的關(guān)系求出即可.
【詳解】
設(shè)拋物線的準(zhǔn)線為,
過作于,過作于點,過作于,
設(shè),
因為,所以,
所以,
所以,
在中,,所以,
因為,所以,
又,所以,
又由,可得,
所以,所以,
所以,
所以.
故選:B.
【點睛】關(guān)鍵點點睛:本題關(guān)鍵在于利用拋物線的定義建立方程,解出.
8.(2024·四川·模擬預(yù)測)設(shè)拋物線的焦點為,點是上一點.已知圓與軸相切,與線段相交于點,圓被直線截得的弦長為,則的準(zhǔn)線方程為( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】由題意得,過作直線的垂線,為垂足,設(shè)圓與直線相交于點,求得,利用,可得,可求,進(jìn)而可求得拋物線準(zhǔn)線方程.
【詳解】由已知,點在拋物線上,則,即①.
如圖所示,過作直線的垂線,為垂足,設(shè)圓與直線相交于點.
易知,,由,可知.
因為圓被直線截得的弦長為,所以.
由,在中,
②.
由①②解得:,拋物線的準(zhǔn)線方程為:.
故選:B.
【點睛】本小題設(shè)置課程學(xué)習(xí)情境,主要考查圓與拋物線的綜合應(yīng)用,考查拋物線的定義及其簡單幾何性質(zhì)?圓的方程?圓的弦長公式?勾股定理在拋物線中的應(yīng)用等基本知識;考查數(shù)形結(jié)合?化歸與轉(zhuǎn)化等數(shù)學(xué)思想;考查數(shù)學(xué)抽象?邏輯推理?數(shù)學(xué)運算等數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
二、多選題
9.(2024·河北保定·二模)若直線與拋物線只有1個公共點,則的焦點的坐標(biāo)可能是( )
A.B.C.D.
【答案】BC
【分析】根據(jù)題意,分和,兩種情況討論,結(jié)合直線與拋物線的位置關(guān)系的判定方法,即可求解.
【詳解】當(dāng)時,直線與只有一個公共點,滿足題意,此時的坐標(biāo)為12,0;
當(dāng)時,聯(lián)立方程組,整理得,
由,解得或(舍去),此時對應(yīng)的的坐標(biāo)為1,0.
故選:BC.
10.(2024·黑龍江·二模)拋物線的焦點到準(zhǔn)線的距離為,過拋物線的焦點作兩條互相垂直的直線,與拋物線分別交于點,和點,,則( )
A.拋物線的準(zhǔn)線方程是
B.過拋物線的焦點的最短弦長為
C.若弦的中點為,則直線的方程為
D.四邊形面積的最小值為
【答案】BCD
【分析】首先表示出焦點坐標(biāo)與準(zhǔn)線方程,依題意求出,即可得到拋物線方程,從而判斷A,根據(jù)焦點弦的性質(zhì)判斷B,利用點差法求出,即可判斷C,設(shè)直線為,聯(lián)立直線與拋物線方程,消元,列出韋達(dá)定理,由焦點弦公式表示出,,再由及基本不等式計算面積最小值,即可判斷D.
【詳解】拋物線焦點,準(zhǔn)線方程為,
依題意可得,則拋物線方程為,所以準(zhǔn)線方程為,故A錯誤;
過拋物線的焦點且與軸垂直時弦長最短,最短弦長為,故B正確;
設(shè)Mx1,y1,Nx2,y2,則,,
所以,即,
又弦的中點為,所以,
所以,即,
又弦過焦點,所以弦的方程為,即,故C正確;
依題意直線的斜率存在且不為,設(shè)直線為,
由,消去整理得,顯然,
所以,所以,
同理可得,
所以
,
當(dāng)且僅當(dāng),即時取等號,故D正確.
故選:BCD
11.(2024·黑龍江佳木斯·三模)過拋物線C:上的一點作兩條直線,,分別交拋物線C于A,B兩點,F(xiàn)為焦點( )
A.拋物線的準(zhǔn)線方程為
B.過點與拋物線有且只有一個公共點的直線有1條
C.若,則
D.若,則
【答案】AD
【分析】將代入拋物線方程,求出,即可判斷A;分直線斜率是否為零討論即可判斷B;設(shè)Ax1,y1,Bx2,y2,根據(jù),求出,再根據(jù)焦半徑公式即可判斷C;設(shè)直線的方程為,則的方程為,聯(lián)立方程,求出兩點的坐標(biāo),再根據(jù)斜率公式即可判斷D.
【詳解】由題意可得,所以,則拋物線C的方程為,準(zhǔn)線方程為,故A正確;
當(dāng)過點的直線斜率等于零時,直線方程為,
直線與拋物線的交點坐標(biāo)為,只有一個交點,
當(dāng)過點的直線斜率不等于零時,設(shè)直線方程為,
聯(lián)立,消得,
當(dāng)過點與拋物線有且只有一個公共點時,,解得,
綜上所述,過點與拋物線有且只有一個公共點的直線有2條,故B錯誤;
設(shè)Ax1,y1,Bx2,y2,,
由,得,
所以,即,
所以,故C錯誤;
對于D選項,由題意,直線的斜率存在且不為零,
設(shè)直線的方程為,則的方程為,
聯(lián)立,消得,
則,所以,
則,所以,
同理可得,
則,故D正確.

故選:AD.
三、填空題
12.(2024·浙江寧波·一模)拋物線:的焦點為,為上一點且,為坐標(biāo)原點,則 .
【答案】
【分析】根據(jù)焦半徑公式,確定點的橫坐標(biāo),再求點的縱坐標(biāo),可得的面積.
【詳解】如圖:
不妨設(shè)點Px,y在第一象限,過點作與拋物線的準(zhǔn)線垂直,垂足為.
則,又,所以,所以.
所以.
故答案為:
13.(2024·上海奉賢·一模)已知拋物線上有一點到準(zhǔn)線的距離為,點到軸的距離為,則拋物線的焦點坐標(biāo)為 .
【答案】0,2
【分析】根據(jù)題意求出點的縱坐標(biāo),結(jié)合點到準(zhǔn)線的距離可求出的值,即可得出拋物線焦點的坐標(biāo).
【詳解】拋物線的準(zhǔn)線方程為,
設(shè)點,則,由于點到準(zhǔn)線的距離為,可得,
因為點到軸的距離為,則,所以,,解得,
故拋物線的方程為,其焦點坐標(biāo)為.
故答案為:.
14.(2023·全國·模擬預(yù)測)已知拋物線C:的焦點為F,,過點M作直線的垂線,垂足為Q,點P是拋物線C上的動點,則的最小值為 .
【答案】
【分析】本題先求出直線必過的定點,再求出的軌跡方程,再數(shù)形結(jié)合求最值即可.
【詳解】

由得,
所以直線過點.
連接AM,則,由題意知點Q在以AM為直徑的圓上,設(shè),所以點Q的軌跡方程為(不包含點),
記圓的圓心為,過點Q,P,N分別作準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為B,D,S,連接DQ,則,當(dāng)且僅當(dāng)B,P,Q,N四點共線且點Q在PN中間時等號同時成立,所以的最小值為.
故答案為;
四、解答題
15.(2024·陜西安康·模擬預(yù)測)已知拋物線上的動點與距離的最小值為.
(1)求;
(2)過點的直線交拋物線于兩點,直線平行于,且與拋物線僅有一個公共點,求面積的最小值.
【答案】(1)1
(2)
【分析】(1)設(shè)拋物線上的動點為,則,根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì),找出最小值,得到的值.
(2)先設(shè)直線,與拋物線聯(lián)立計算得到,設(shè)平行線的方程為,與拋物線聯(lián)立令,得到,計算到的距離,求得面積公式,算出范圍即可.
【詳解】(1)設(shè)拋物線上的動點為,
,
因為的最小值為,且時,,
故可知,且,
解得舍.
(2)由(1)知,拋物線方程為,
由題意可知,直線的斜率不為0,設(shè)直線的方程為,

代入,可得,
則,
所以
.
設(shè)平行線的方程為,
將代入,
可得,當(dāng)時,,
則,即,
所以點到直線的距離為:
,


當(dāng)時,取得最小值,此時
【點睛】思路點睛:① 通過點與點的距離,求得最小值,得到的值.
② 設(shè)直線,得到弦長,與平行,設(shè)出,聯(lián)立求出坐標(biāo),求出到距離,算出面積公式,求出范圍.
16.(2024·浙江嘉興·模擬預(yù)測)已知拋物線的焦點為,點是上的一點,且.
(1)求拋物線的方程;
(2)設(shè)點(其中)是上異于的兩點,的角平分線與軸垂直,為線段的中點.
(i)求證:點在定直線上;
(ii)若的面積為6,求點的坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)(i)證明見解析;(ii)或
【分析】(1)由拋物線焦半徑公式即可求解;
(2)(i)由題意得到的斜率互為相反數(shù),構(gòu)造方程即可求解;
(ii)寫出直線方程,由點到線的距離公式求得高,代入三角形面積公式求解即可.
【詳解】(1)因為,由拋物線的定義得,又,所以,
因此,即,解得,從而拋物線的方程為.
(2)

(i)由(1)知點的坐標(biāo)為,因為的角平分線與軸垂直,
所以可知的傾斜角互補,即的斜率互為相反數(shù),

同理,則,
化簡得,則,
所以點在定直線上.
(ii),則直線,

線段的長度:,點到直線的距離,
可得的面積為,
因為,且,化簡得

令,則,即.
解得或,
由知或,所以或
所求點的坐標(biāo)為,或者.
17.(2024·山東濟南·三模)如圖所示,拋物線的準(zhǔn)線過點,
(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若角為銳角,以角為傾斜角的直線經(jīng)過拋物線的焦點,且與拋物線交于A、B兩點,作線段的垂直平分線交軸于點,證明:為定值,并求此定值.
【答案】(1)y2=8x
(2)證明見解析,8
【分析】(1)根據(jù)準(zhǔn)線過點即可求出p,進(jìn)而可知拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)假設(shè)直線的方程,與拋物線聯(lián)立,進(jìn)而可以得到與其中垂線的交點坐標(biāo),進(jìn)而可以表示出中垂線方程,進(jìn)而求點的坐標(biāo),再求即可.
【詳解】(1)解:(1)由題意得
∴拋物線的方程為
(2)設(shè),直線AB的斜率為
則直線方程為
將此式代入,得,

設(shè)的中垂線為直線m,設(shè)直線m與的交點為

故直線m的方程為
令得點P的橫坐標(biāo)為

∴為定值8
18.(2024·四川德陽·模擬預(yù)測)點M是直線x=?1上的動點,O為坐標(biāo)原點,過點M作y軸的垂線l,過點O作直線OM的垂線交直線l于點P.
(1)求點P的軌跡C的方程;
(2)過曲線C上的一點P(異于原點O)作曲線C的切線交橢圓于A、B兩點,求面積的最大值.
【答案】(1)
(2)3
【分析】(1)設(shè)出點坐標(biāo),根據(jù)垂直關(guān)系寫出對應(yīng)向量關(guān)系式,由此可得軌跡的方程;
(2)設(shè)出直線的方程,根據(jù)直線與曲線相切得到關(guān)于的表達(dá)式,然后通過聯(lián)立方程結(jié)合韋達(dá)定理以及弦長公式表示出的面積,最后利用基本不等式求解出最大值.
【詳解】(1)設(shè)Px,y,則,所以,
因為,所以,
所以P點到軌跡為;
(2)設(shè)Ax1,y1,Bx2,y2,,
因為為曲線的切線,聯(lián)立可得,
所以,
由可得,
所以,
且,,
所以,
又因為原點O到AB的距離為,
所以,
當(dāng)且僅當(dāng),即或時等號成立(此時滿足),
綜上可知面積的最大值為3.
【點睛】方法點睛:圓錐曲線中求解三角形面積的常用方法:
(1)利用弦長以及點到直線的距離公式,結(jié)合底高,表示出三角形的面積;
(2)根據(jù)直線與圓錐曲線的交點,利用公共底或者公共高的情況,將三角形的面積表示為或;
(3)借助三角形內(nèi)切圓的半徑,將三角形面積表示為(r為內(nèi)切圓半徑).
19.(2024·黑龍江大慶·模擬預(yù)測)在平面直角坐標(biāo)系中,一動圓經(jīng)過點且與直線相切,設(shè)該動圓圓心的軌跡為曲線,是曲線上一點.
(1)求曲線的方程;
(2)過點且斜率為的直線與曲線交于,兩點,若且直線與直線交于點,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由題意動圓的軌跡滿足拋物線的定義,所以得出拋物線的軌跡方程即可,
(2)聯(lián)立直線l與拋物線,求出AB,AC的值,又,設(shè)出OP的方程,再聯(lián)立拋物線求出OP的值,再求出OQ,得出AB?ACOP?OQ的值.
【詳解】(1)由題意可知圓心到12,0的距離等于到直線的距離,
由拋物線的定義可知,曲線K的軌跡方程為,
(2)設(shè)直線l的方程為y=kx?12,
聯(lián)立y=kx?12y2=2x,消y得k2x2?k2+2x+14k2=0,
∴k2≠0Δ=k2+22?k4>0,∴,
設(shè)Bx1,y1,Cx2,y2,∴,
又AB=x1+12,AC=x2+12,
∴AB?AC=x1+12x2+12=x1x2+12x1+x2+14=14+12?k2+2k2+14=k2+1k2
∵,∴設(shè)直線OP的方程為,
聯(lián)立y=kxy2=2x,消y得,
∴,∴P2k2,2k,∴OP=2k22+2k2=2k2+1k2,
令,則,∴Q1,k,∴OQ=1+k2,
∴AB?ACOP?OQ=k2+1k22k2+1k2?1+k2=12,
故AB?ACOP?OQ的值為.
【拓展沖刺練】
一、單選題
1.(2024·陜西咸陽·模擬預(yù)測)如圖,點是正方體面內(nèi)的動點,且點到棱和面的距離相等,則點的軌跡是( )
A.圓B.橢圓C.拋物線D.雙曲線
【答案】C
【分析】根據(jù)拋物線的定義進(jìn)行判斷.
【詳解】如圖:連接,過做于點.
因為是正方體,點在平面上,所以,所以線段的長度為點到棱的距離,
又,平面,平面平面,
平面平面,所以平面,所以線段的長度為點到平面的距離.
在平面內(nèi),點到定點的距離與到定直線的距離相等,且,所以點的軌跡為拋物線.
故選:C
2.(2024·四川成都·三模)已知點分別是拋物線和圓上的動點,若拋物線的焦點為,則的最小值為( )
A.6B.C.D.
【答案】C
【分析】根據(jù)題意,將轉(zhuǎn)化為的形式,尋求定點,使得恒成立,轉(zhuǎn)化為,當(dāng)且僅當(dāng)在一條直線上時,取得最小值,即可求解.
【詳解】由拋物線,可得焦點坐標(biāo)為,
又由圓,可化為,
可得圓心坐標(biāo)為,半徑,
設(shè)定點,滿足成立,且
即恒成立,
其中,代入兩邊平方可得:
,解得,
所以定點滿足恒成立,
可得,
如圖所示,當(dāng)且僅當(dāng)在一條直線上時,
此時取得最小值,
即,
設(shè),滿足,
所以,
,
當(dāng)時,等號成立,
故選:C.
【點睛】關(guān)鍵點睛:解答本題的關(guān)鍵是將所求轉(zhuǎn)化為三點共線時,線段的長的問題,結(jié)合拋物線方程即可求解.
二、多選題
3.(2024·江蘇南通·模擬預(yù)測)設(shè)拋物線的焦點為,是上的一個動點,則下列結(jié)論正確的是( )
A.點到的距離比到軸的距離大2
B.點到直線的最小距離為
C.以為直徑的圓與軸相切
D.記點在的準(zhǔn)線上的射影為,則不可能是正三角形
【答案】BC
【分析】由拋物線,可得焦點,準(zhǔn)線方程為,設(shè),
.利用拋物線的定義可得,即可判斷出正誤;
.,利用點到直線的距離公式可得點到直線的距離,進(jìn)而判斷出正誤;
.設(shè)的中點為,可得,即可判斷出正誤;
.,令,可得,,解得,即可判斷出正誤.
【詳解】由拋物線,可得焦點,準(zhǔn)線方程為,設(shè),
因為,因此不正確;
因為,則點到直線的距離為,
當(dāng)時取等號,可得點到直線的最小距離為,因此正確;
設(shè)的中點為,則,于是以為直徑的圓與軸相切,
因此正確;
,令,則,,解得,
此時,是正三角形,因此不正確.
故選:BC.
4.(2024·廣東·模擬預(yù)測)曲線上任點,滿足點到定點的距離與到定直線的距離之和為6,則下列說法中正確的有( )
A.曲線經(jīng)過原點
B.曲線關(guān)于軸對稱
C.曲線上點的橫坐標(biāo)的取值范圍為
D.直線被曲線截得的線段長為
【答案】ABD
【分析】根據(jù)兩點距離公式可列方程,即可化簡,作出函數(shù)圖象即可求解AB,結(jié)合拋物線的性質(zhì)即可求解C,聯(lián)立方程,即可求解D.,
【詳解】設(shè)點Px,y,因為點到定點的距離與到定直線的距離之和為6,
所以,
當(dāng)時,得,兩邊同平方,得;
當(dāng)時,得,兩邊同平方,得,
對于A,如圖,曲線過原點,A正確;
對于B,由圖易知,兩段拋物線弧均關(guān)于軸對稱,故曲線關(guān)于軸對稱,B正確;
對于C,若點Px,y在上,
得,所以,
若點Px,y在上,同理得,C錯誤;
對于D,由,得或(舍去),
由,得或((舍去),
故與曲線交于點,
則,
可得,D正確.
故選:ABD.
【點睛】關(guān)鍵點點睛:本題的關(guān)鍵是由兩點間距離公式推導(dǎo)出函數(shù)的表達(dá)式,再根據(jù)yy的取值范圍去掉絕對值符號,得到分段函數(shù).
三、填空題
5.(2024·山西長治·模擬預(yù)測)已知拋物線、分別是雙曲線的左、右焦點,拋物線的準(zhǔn)線過雙曲線的左焦點,且與雙曲線的一條漸近線交于點A,若,則b= .
【答案】
【分析】根據(jù)題意可知,,根據(jù)題意,列出方程求解即可.
【詳解】如圖所示,因為拋物線所以,
因為拋物線的準(zhǔn)線過雙曲線的左焦點,所以,
所以,
又因為雙曲線的一條漸近線,
所以,
因為,所以
即,化簡得,
又因為,聯(lián)立解得
故答案為:.
6.(2022·遼寧大連·模擬預(yù)測)設(shè)拋物線,若任意以為圓心的圓與拋物線至多有3個公共點,則的值范圍為 .
【答案】
【分析】令圓為且,討論、,并依此為前提討論、、,數(shù)形結(jié)合判斷是否任意圓與拋物線交點個數(shù)不超過3個,即可得答案.
【詳解】令圓為且,拋物線,
對于,圓與拋物線公共點情況如下,
若,它們恒有1個公共點,

若,它們沒有公共點,

若,它們恒有2個公共點,

所以,對于,任意以為圓心的圓與拋物線至多有2個公共點,滿足題設(shè);
對于,圓與拋物線公共點情況如下,
若,它們恒有3個公共點,

若,它們恒有2個公共點,

若,它們可能0個或2個或4個公共點,

所以,不滿足以為圓心的任意圓與拋物線至多有3個公共點;
綜上,.
故答案為:
【點睛】關(guān)鍵點點睛:討論,,結(jié)合的取值、數(shù)形結(jié)合判斷圓與拋物線交點個數(shù).
7.(2024·江西新余·模擬預(yù)測)在平面直角坐標(biāo)系中,分別為軸上的點,,則以原點為頂點且經(jīng)過兩點的拋物線的準(zhǔn)線斜率為 .
【答案】
【分析】假設(shè)拋物線,,,,,進(jìn)而得到的坐標(biāo),代入拋物線即可得到,進(jìn)而得到.將拋物線逆時針旋轉(zhuǎn)個單位,則分別旋轉(zhuǎn)到軸上的點,因此可以求旋轉(zhuǎn)后的拋物線對稱軸的斜率,又準(zhǔn)線與拋物線對稱軸垂直,因此斜率相乘等于,進(jìn)而求出準(zhǔn)線的斜率.
【詳解】設(shè)拋物線,,,,,如圖所示,
則,,即,
又在上,
,故,
又,所以,
故逆時針旋轉(zhuǎn)后,分別旋轉(zhuǎn)到軸上的點,
此時拋物線對稱軸斜率為,而準(zhǔn)線與對稱軸垂直,故;
同理,若順時針旋轉(zhuǎn),;
故答案為:.
四、解答題
8.(2024·黑龍江·二模)已知是拋物線的準(zhǔn)線上任意一點,過點作拋物線的兩條切線,,切點分別為.
(1)求拋物線焦點坐標(biāo)及準(zhǔn)線方程;
(2)設(shè)直線,的斜率分別為,,求的值.
【答案】(1)焦點坐標(biāo)為,準(zhǔn)線方程為
(2)
【分析】(1)借助拋物線的基本性質(zhì)即可得;
(2)由點斜式設(shè)出直線方程,直曲聯(lián)立,由判別式為零,得到關(guān)于的一元二次方程,再由韋達(dá)定理即可得到斜率之積的值.
【詳解】(1)由,得拋物線焦點坐標(biāo)為1,0,準(zhǔn)線方程為;
(2)點在拋物線的準(zhǔn)線上,設(shè)
由題意知過點作拋物線C的切線,斜率存在且不為0,
設(shè)其斜率為k,則切線方程為
聯(lián)立,
由于直線與拋物線C相切,可知,即,
而拋物線C的兩條切線的斜率,即為方程的兩根,
故.
9.(2024·陜西安康·模擬預(yù)測)已知拋物線的準(zhǔn)線方程為,直線l與C交于A,B兩點,且(其中O為坐標(biāo)原點),過點O作交AB于點D.
(1)求點D的軌跡E的方程;
(2)過C上一點作曲線E的兩條切線分別交y軸于點M,N,求面積的最小值.
【答案】(1)
(2)8.
【分析】(1)由拋物線準(zhǔn)線方程即可得到p,從而求得拋物線方程,然后利用兩個垂直轉(zhuǎn)化為向量的數(shù)量積為0,再結(jié)合點D在直線AB上,得到等式,消元即可求得點D軌跡方程;
(2)易知,利用切線方程求出M,N的坐標(biāo),然后求得,最后用表示的面積,再利用基本不等式即可求得面積的最小值.
【詳解】(1)由題意可得,即,所以拋物線方程為
設(shè),則,
因為,所以,
及,又由題意可知,所以
又,且
所以,
即,
又因為點D在直線AB上,且,
所以,即,
所以,
由①②式可得,
當(dāng)時,,解得;,此時;
當(dāng)時,消可得,,即,
點2,0同樣滿足該方程,
顯然D與O不重合,所以,
綜上,點D的軌跡E的方程為;
(2)因為,結(jié)合題意可得切線斜率存在且都不為0,
設(shè)切線的斜率為,的斜率分別為,則
切線方程為,即,
令,得,
,
又,消元得
因為相切,所以,

易知的斜率分別為是方程③的兩個根,
所以,
所以,
所以,
所以,
令,
,當(dāng)且僅當(dāng),即時,取等號.
綜上,面積的最小值為8.
【點睛】關(guān)鍵點點睛:第(1)小題的關(guān)鍵是利用兩個垂直,轉(zhuǎn)化為數(shù)量積為0的等量關(guān)系,然后借助點在直線上,利用向量共線得到另一個等量關(guān)系,消元即可求得動點的軌跡方程;第(2)小題的關(guān)鍵是利用切線方程與圓的方程聯(lián)立,求得一個關(guān)于斜率k的一元二次方程,把兩條切線的斜率轉(zhuǎn)化為一個關(guān)于k的一元二次方程的兩根,用韋達(dá)定理求出的值,最后求得面積關(guān)于的表達(dá)式.
10.(2024·黑龍江大慶·三模)已知平面內(nèi)一動圓過點,且在軸上截得弦長為2,動圓圓心的軌跡為曲線.
(1)求曲線的方程;
(2)設(shè)點是圓上的動點,曲線上有四個點,其中是的中點,是的中點,記的中點為.
①求直線的斜率:
②求面積的最大值.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】(1)設(shè)動圓圓心,根據(jù)題意結(jié)合距離公式運算求解;
(2)①設(shè),根據(jù)中點利用同構(gòu)可得為方程的兩根,利用韋達(dá)定理分析證明;②根據(jù)題意可得,結(jié)合圓的方程可得,進(jìn)而可得最值.
【詳解】(1)設(shè)動圓圓心,
當(dāng)時,由已知得,即;
當(dāng)時,點的軌跡為點,滿足.
綜上可知,點的軌跡方程為.
(2)①設(shè).
由題意得,的中點在拋物線上,即.
又,將代入得,
同理可得,
可知為方程的兩根,所以.
所以直線的斜率為0;
②由得,
所以,
又因為,
所以.
又因為點在圓上,則,且.
設(shè)的面積為S,則,
當(dāng)時,S有最大值48.
所以面積的最大值為48.
【點睛】方法點睛:圓錐曲線中最值或范圍問題的常見解法:
(1)幾何法,若題目的條件和結(jié)論能明顯體現(xiàn)幾何特征和意義,則考慮利用幾何法來解決;
(2)代數(shù)法,若題目的條件和結(jié)論能體現(xiàn)某種明確的函數(shù)關(guān)系,則可首先建立目標(biāo)函數(shù),再求這個函數(shù)的最值或范圍.
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
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
(0,0)
離心率
e=1

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