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人教B版 (2019)选择性必修 第一册第二章 平面解析几何2.7 抛物线及其方程2.7.2 抛物线的几何性质课后测评
展开第二章 平面解析几何
2.7抛物线及其方程
2.7.2 抛物线的几何性质
知识梳理
方程
图形
焦点
准线
对称轴
轴
轴
顶点
(0,0)
注意:
(1) 焦半径:,;焦点弦:
(2) ,
(3) 以为直径的圆与准线相切,以为直径的圆与y轴相切
(4)
(5)
(6) 中点弦:(中点坐标和斜率的关系)
常见考点
考点一 抛物线的焦半径
典例1.过焦点为的抛物线上一点向准线作垂线,垂足为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
由抛物线方程可得焦点坐标和准线方程,设,由可构造方程求得,利用抛物线焦半径公式可求得结果.
【详解】
由抛物线方程知:,准线方程为:;
设,则,,解得:,
由抛物线焦半径公式知:.
故选:A.
变式1-1.已知抛物线的焦点为,是抛物线上一点. 若,则点的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
首先求出抛物线的准线方程,设,根据焦半径公式求出,再代入抛物线方程求出,即可得解;
【详解】
解:抛物线,
,
抛物线的准线方程是,
设,
,
,解得,所以,解得,
故点的坐标为或.
故选:D
变式1-2.已知O是坐标原点,P是抛物线上一点,焦点为F,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
根据抛物线的定义及两点间的距离即可求解.
【详解】
由,得,解得,所以,
设,则
由抛物线的定义知,,又,
所以,解得,
因为点是抛物线上一点,
所以,解得,所以,
所以.
故选:A.
变式1-3.设F为抛物线的焦点,点为C上一点,过P作y轴垂线,垂足为A,若,则( )
A. B.4 C. D.2
【答案】C
【解析】
【分析】
根据抛物线的定义进行转化求解即可.
【详解】
根据抛物线的定义,可知,即有,解得,所以,
故选:C.
考点二 抛物线的焦点弦
典例2.过抛物线的焦点作直线交于两点,若,则
A.16 B.12 C.10 D.8
【答案】B
【解析】
【详解】
试题分析:由题意,所以.故选B.
考点:抛物线的焦点弦长.
变式2-1.已知为抛物线的焦点,直线与抛物线交于点,则( )
A. B.16 C.12 D.
【答案】C
【解析】
联立直线方程与抛物线方程,利用焦点弦计算公式代入求解即可.
【详解】
由题意得,所以过焦点.
设,
则.
联立得,
所以.
又,
所以.
故选:C.
【点睛】
本题考查抛物线中的弦长求解,本题涉及抛物线焦点弦的求解,属抛物线基础题.
变式2-2.已知,是抛物线上的两个动点.当直线经过抛物线的焦点,且线段的中点的横坐标为1时,,则抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
由抛物线过焦点的弦长公式可得,可求出的值,进而求出结果.
【详解】
解:设,的横坐标分别为,,则由抛物线焦点弦长公式可得:,
又由已知可得,,所以,
故抛物线的准线方程为:,
故选:.
【点睛】
本题考查了抛物线的焦点弦长公式,属于基础题.
变式2-3.已知抛物线的焦点为,直线经过点,且分别交于、两点,则( )
A. B.8 C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
先求出抛物线的方程,再联立直线方程和抛物线方程,消去后利用韦达定理和焦半径公式可求的值.
【详解】
因为直线经过点,所以,故即,所以.
设,由可得,故,
故.
故选:B.
【点睛】
本题考查抛物线的焦点弦的长度计算,一般地,过抛物线 的焦点的直线与抛物线交于,则,本题属于基础题.
考点三 抛物线的面积问题
典例3.为坐标原点,为抛物线的焦点,为上一点,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
利用抛物线的定义,由,求得点P的横坐标,进而得到点P的纵坐标,由求解.
【详解】
因为抛物线,所以 ,
由抛物线的定义得:,
解得,则,
所以的面积为,
故选:A
变式3-1.已知抛物线的焦点为F,过F且斜率为的直线与抛物线C上相交于P,Q两点,且P,Q两点在准线上的投影分别为M,N两点,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
联立直线与抛物线方程,利用韦达定理求出,,再求出,最后根据三角形的面积公式可求出结果.
【详解】
依题意可得,过的直线为,
联立,消去并整理得,
设、,
则,,
所以,
所以的面积为.
故选:D
变式3-2.已知抛物线的焦点为,准线为,过抛物线上一点作,垂足为,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
由题意结合图形可得为等边三角形,且边长为2,从而可求出其面积
【详解】
如图,由已知得,,,
,为等边三角形,又点到准线的距离为,
.
故选:C.
变式3-3.已知过抛物线焦点F的直线与抛物线交于A,B两点,且,则(O为坐标原点)的面积为( )
A. B. C.3 D.
【答案】D
【解析】
根据题意,设直线AB为,由,得到,联立方程组,得出,进而求得的值,结合面积公式,即可求解.
【详解】
由题意,抛物线的焦点坐标为,
设直线AB为,,,
因为,可得,
由,整理得,所以,
又由,可得,解得或,
当时,,可得;
当时,,可得.
故选:D.
考点四 抛物线焦点线的其他几何性质
典例4.设过抛物线的焦点的弦,则以为直径的圆与抛物线准线的位置关系是( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.以上答案均有可能
【答案】B
【解析】
【分析】
先找到的中点,然后设其到准线的距离是,再得到,到准线的距离,最后根据梯形中位线的关系可得到答案.
【详解】
设的中点是,到准线的距离是.
而到准线的距离,到准线的距离.
又到准线的距离是梯形的中位线,故有.
即圆心到准线的距离等于半径,所以,圆与准线是相切.
故选:B.
变式4-1.抛物线C:y2=4x的焦点为F,直线l过点F,其斜率k>0,且交抛物线于A,B(点A在x轴下方)两点,抛物线的准线为m,AA1⊥m于A1,BB1⊥m于B1,下列结论不正确的是( )
A.若=3,则k= B.+=1
C.若k=1,则|AB|=2 D.∠A1FB1=90°
【答案】C
【解析】
【分析】
A设|FA|=|AA1|=t,由已知得|FB|=|BB1|=3t,再由三角形相似求|AQ|,即可确定直线的倾斜角,进而求结论;B、C若为直线l的倾斜角,由抛物线焦半径性质及相关公式结论即可判断正误;D抛物线定义易知∠BB1F=∠B1FB,∠AA1F=∠A1FA,进而可求∠A1FB1.
【详解】
A:记直线l交准线m于Q,设|FA|=|AA1|=t,由知:|FB|=|BB1|=3t,设|AQ|=x,则△QAA1∽△QBB1,有,即,可得,可得∠A1AQ=60°,则斜率k=tan60°=,正确.
B:若为直线l的倾斜角,如上图,,则,同理可得,故,正确.
C:设直线AB的倾斜角为θ,由k=1则θ=,由B分析可得:|AB|==8,错误.
D:易知∠BB1F=∠B1FB,∠AA1F=∠A1FA,故∠B1FB+∠A1FA=×180°=90°,从而∠A1FB1=180°-90°=90°,正确.
故选:C.
变式4-2.已知抛物线为的焦点,过焦点且倾斜角为的直线与交于两点,则下面结论不正确的是( )
A.以为直径的圆与抛物线准线相切 B.
C. D.记原点为,则
【答案】D
【解析】
设直线方程为,直线方程与抛物线方程联立,消元后应用韦达定理得,由直线方程、抛物线方程可得,根据抛物线的定义,焦半径公式判断各选项.
【详解】
由题意知,令,直线方程为,与抛物线联立方 程,消去得
则
如图,过分别作抛物线准线的垂线,垂足分别为
记的中点为,过点作抛物线准线的垂线,垂足为
由
所以以为直径的圆与抛物线的准线相切,
故A正确.
故B正确.
由
所以
故C正确
如图,作于
则
经检验,当时
亦成立
故D错误.
故选:D.
【点睛】
结论点睛:本题考查抛物线的焦点弦性质.本题ABC三个选项是抛物线焦点弦的性质,D选项结论改为.记住这些性质对解抛物线的焦点弦有关问题有帮助.
变式4-3.已知抛物线的焦点为,准线与轴交于点,过焦点的直线交抛物线于,两点,分别过点,作准线的垂线,垂足分别为,,如图所示,则
①以线段为直径的圆与准线相切;
②以为直径的圆经过焦点;
③,,(其中点为坐标原点)三点共线;
④若已知点的横坐标为,且已知点,则直线与该抛物线相切;
则以上说法中正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【解析】
由抛物线的性质可判断①;连接,结合抛物线的性质可得,即可判断②;设直线,与抛物线方程联立,结合韦达定理、向量共线可判断③;求出直线的方程,联立方程组即可判断④.
【详解】
对于①,设,则,
所以线段的中点到准线的距离为,
所以以线段为直径的圆与准线相切,故①正确;
对于②,连接,如图,
因为,,
所以,所以,
所以即,
所以以为直径的圆经过焦点,故②正确;
对于③,设直线,,
将直线方程代入抛物线方程化简得,,则,
又OA=x1,y1=y122p,y1,OB1=-p2,y2,
因为y122p=-p2⋅-y12p2,y2⋅-y12p2=y1y2⋅-y1p2=-p2⋅-y1p2=y1,
所以OA=-y12p2⋅OB1,所以,,三点共线,故③正确;
对于④,不妨设,则,
则直线,代入抛物线方程化简得,
则,
所以直线与该抛物线相切,故④正确.
故选:D.
【点睛】
关键点点睛:①将点在圆上转化为垂直关系,将直线与圆相切转化为圆心到直线的距离,将点共线转化为向量共线;
②设直线方程,联立方程组解决直线与抛物线交点的问题.
巩固练习
练习一 抛物线的焦半径
1.过焦点为的抛物线上一点向其准线作垂线,垂足为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
由抛物线方程可得焦点坐标和准线方程,设,由可构造方程求得,利用抛物线焦半径公式可求得结果.
【详解】
由抛物线方程知:,准线方程为:;
设,则,,解得:,
由抛物线焦半径公式知:.
故选:A.
2.已知抛物线的焦点为,是抛物线上一点. 若,则点的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
首先求出抛物线的准线方程,设,根据焦半径公式求出,再代入抛物线方程求出,即可得解;
【详解】
解:抛物线,
,
抛物线的准线方程是,
设,
,
,解得,所以,解得,
故点的坐标为或.
故选:D
3.已知O是坐标原点,P是抛物线上一点,焦点为F,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
根据抛物线的定义及两点间的距离即可求解.
【详解】
由,得,解得,所以,
设,则
由抛物线的定义知,,又,
所以,解得,
因为点是抛物线上一点,
所以,解得,所以,
所以.
故选:A.
4.设F为抛物线的焦点,点为C上一点,过P作y轴垂线,垂足为A,若,则( )
A. B.4 C. D.2
【答案】C
【解析】
【分析】
根据抛物线的定义进行转化求解即可.
【详解】
根据抛物线的定义,可知,即有,解得,所以,
故选:C.
练习二 抛物线的焦点弦
5.过抛物线的焦点作直线交于两点,若,则
A.16 B.12 C.10 D.8
【答案】B
【解析】
【详解】
试题分析:由题意,所以.故选B.
考点:抛物线的焦点弦长.
6.已知为抛物线的焦点,直线与抛物线交于点,则( )
A. B.16 C.12 D.
【答案】C
【解析】
联立直线方程与抛物线方程,利用焦点弦计算公式代入求解即可.
【详解】
由题意得,所以过焦点.
设,
则.
联立得,
所以.
又,
所以.
故选:C.
【点睛】
本题考查抛物线中的弦长求解,本题涉及抛物线焦点弦的求解,属抛物线基础题.
7.已知,是抛物线上的两个动点.当直线经过抛物线的焦点,且线段的中点的横坐标为1时,,则抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
由抛物线过焦点的弦长公式可得,可求出的值,进而求出结果.
【详解】
解:设,的横坐标分别为,,则由抛物线焦点弦长公式可得:,
又由已知可得,,所以,
故抛物线的准线方程为:,
故选:.
【点睛】
本题考查了抛物线的焦点弦长公式,属于基础题.
8.已知抛物线的焦点为,直线经过点,且分别交于、两点,则( )
A. B.8 C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
先求出抛物线的方程,再联立直线方程和抛物线方程,消去后利用韦达定理和焦半径公式可求的值.
【详解】
因为直线经过点,所以,故即,所以.
设,由可得,故,
故.
故选:B.
【点睛】
本题考查抛物线的焦点弦的长度计算,一般地,过抛物线 的焦点的直线与抛物线交于,则,本题属于基础题.
练习三 抛物线的面积问题
9.为坐标原点,为抛物线的焦点,为上一点,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
利用抛物线的定义,由,求得点P的横坐标,进而得到点P的纵坐标,由求解.
【详解】
因为抛物线,所以 ,
由抛物线的定义得:,
解得,则,
所以的面积为,
故选:A
10.已知抛物线的焦点为F,过F且斜率为的直线与抛物线C上相交于P,Q两点,且P,Q两点在准线上的投影分别为M,N两点,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
联立直线与抛物线方程,利用韦达定理求出,,再求出,最后根据三角形的面积公式可求出结果.
【详解】
依题意可得,过的直线为,
联立,消去并整理得,
设、,
则,,
所以,
所以的面积为.
故选:D
11.已知抛物线的焦点为,准线为,过抛物线上一点作,垂足为,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
由题意结合图形可得为等边三角形,且边长为2,从而可求出其面积
【详解】
如图,由已知得,,,
,为等边三角形,又点到准线的距离为,
.
故选:C.
12.已知过抛物线焦点F的直线与抛物线交于A,B两点,且,则(O为坐标原点)的面积为( )
A. B. C.3 D.
【答案】D
【解析】
根据题意,设直线AB为,由,得到,联立方程组,得出,进而求得的值,结合面积公式,即可求解.
【详解】
由题意,抛物线的焦点坐标为,
设直线AB为,,,
因为,可得,
由,整理得,所以,
又由,可得,解得或,
当时,,可得;
当时,,可得.
故选:D.
练习四 抛物线焦点线的其他几何性质
13.设过抛物线的焦点的弦,则以为直径的圆与抛物线准线的位置关系是( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.以上答案均有可能
【答案】B
【解析】
【分析】
先找到的中点,然后设其到准线的距离是,再得到,到准线的距离,最后根据梯形中位线的关系可得到答案.
【详解】
设的中点是,到准线的距离是.
而到准线的距离,到准线的距离.
又到准线的距离是梯形的中位线,故有.
即圆心到准线的距离等于半径,所以,圆与准线是相切.
故选:B.
14(多选).已知抛物线的焦点为F,过点F的直线交该抛物线于,两点,点T(-1,0),则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.若三角形TAB的面积为S,则S的最小值为
D.若线段AT中点为Q,且,则
【答案】ABD
【解析】
【分析】
A选项,设出直线AB:,与联立后得到两根之积;B选项,利用抛物线的定义得到,,转化为两根之和与两根之积的关系式,代入求解;C选项,表达出,求出最小面积;D选项,根据得到,,得到,进而计算出,求出.
【详解】
将直线AB:与联立得:
设,则,故A正确;
由抛物线的定义可知:,,
则
,B正确;
,当且仅当时等号成立,故S的最小值为4,C错误;
由可得:,即,
所以,
解得:或(舍去),
又因为,所以,
因此,D正确.
故选:ABD
【点睛】
抛物线的焦点弦的性质是比较多的,要重点记忆一些,比如,,等.
15(多选).过抛物线的焦点F的直线交抛物线于,两点,则以下结论中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】
【分析】
设过焦点的直线方程,与抛物线方程联立,由韦达定理可知根与系数的关系,进而可判断A,B选项是对的.对于C,D选项,根据焦半径公式以及根与系数的关系,代入化简即可知C对D错.
【详解】
由题意知,
直线的斜率不可能为0,故可设其方程为,
联立,消去,得,
,故B对
故,故A对
由抛物线的定义知,,
又
∴=
==,即选项C对,D错.
故选:ABC
16(多选).弦经过抛物线:的焦点,设,,下列说法正确的是( )
A. B.的最小值为
C. D.以弦为直径的圆与准线相切
【答案】BCD
【解析】
【分析】
首先得出焦点坐标和准线方程,然后由抛物线的定义可判断A,设弦所在的直线方程为,然后联立直线与抛物线的方程消元,然后韦达定理可得,,然后可判断BCD.
【详解】
焦点为,准线为,,故A错误,
设弦所在的直线方程为,由可得,
所以,,故C正确,
所以,所以当时最小,最小值为,故B正确,
的中点的横坐标为,
所以以弦为直径的圆的圆心到准线的距离为,
所以以弦为直径的圆与准线相切,故D正确,
故选:BCD
高中数学人教A版 (2019)选择性必修 第一册第三章 圆锥曲线的方程3.3 抛物线优秀当堂检测题: 这是一份高中数学人教A版 (2019)选择性必修 第一册第三章 圆锥曲线的方程3.3 抛物线优秀当堂检测题,文件包含332抛物线的简单几何性质精讲解析版docx、332抛物线的简单几何性质精讲原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共54页, 欢迎下载使用。
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