(新高考)高考数学一轮考点复习8.6《抛物线》课时跟踪检测(含详解)
展开1.(2021·武汉模拟)已知抛物线y2=2px(p>0)上的点M到其焦点F的距离比点M到y轴的距离大eq \f(1,2),则抛物线的标准方程为( )
A.y2=x B.y2=2x
C.y2=4x D.y2=8x
解析:选B 由抛物线y2=2px(p>0)上的点M到其焦点F的距离比点M到y轴的距离大eq \f(1,2),根据抛物线的定义可得eq \f(p,2)=eq \f(1,2),所以p=1,所以抛物线的标准方程为y2=2x.故选B.
2.已知抛物线y2=2px(p>0)上的点到准线的最小距离为eq \r(3),则抛物线的焦点坐标为( )
A.(eq \r(3),0) B.(0,eq \r(3))
C.(2eq \r(3),0) D.(0,2eq \r(3))
解析:选A 抛物线y2=2px(p>0)上的点到准线的最小距离为eq \r(3),就是顶点到焦点的距离是eq \r(3),即eq \f(p,2)=eq \r(3),则抛物线的焦点坐标为(eq \r(3),0).故选A.
3.在平面直角坐标系xOy中,抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,M是抛物线C上的一点,若△OFM的外接圆与抛物线C的准线相切,且该圆的面积为36π,则p=( )
A.2 B.4
C.6 D.8
解析:选D 依题意,△OFM的外接圆半径为6,△OFM的外接圆圆心应位于OF的垂直平分线x=eq \f(p,4)上,圆心到准线x=-eq \f(p,2)的距离为6,即eq \f(p,4)+eq \f(p,2)=6,解得p=8,故选D.
4.若直线AB与抛物线y2=4x交于A,B两点,且AB⊥x轴,|AB|=4eq \r(2),则抛物线的焦点到直线AB的距离为( )
A.1 B.2
C.3 D.5
解析:选A 由|AB|=4eq \r(2)及AB⊥x轴,不妨设点A的纵坐标为2eq \r(2),代入y2=4x得点A的横坐标为2,从而直线AB的方程为x=2.又y2=4x的焦点为(1,0),所以抛物线的焦点到直线AB的距离为2-1=1,故选A.
5.已知抛物线y2=8x的焦点为F,点P在该抛物线上,且P在y轴上的投影为点E,则|PF|-|PE|的值为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选B 因为抛物线y2=8x,所以抛物线的准线方程为x=-2,因为P在y轴上的投影为点E,所以|PE|即为点P到x=-2的距离减去2,因为点P在该抛物线上,
故点P到x=-2的距离等于|PF|,
所以|PE|=|PF|-2,故|PF|-|PE|=2,故选B.
6.已知直线l过点(1,0)且垂直于x轴,若l被抛物线y2=4ax截得的线段长为4,则抛物线的焦点坐标为________.
解析:由题知直线l的方程为x=1,则直线与抛物线的交点为(1,±2eq \r(a))(a>0).
又直线被抛物线截得的线段长为4,
所以4eq \r(a)=4,即a=1.所以抛物线的焦点坐标为(1,0).
答案:(1,0)
二、综合练——练思维敏锐度
1.若抛物线y2=2px上一点P(2,y0)到其准线的距离为4,则抛物线的标准方程为( )
A.y2=4x B.y2=6x
C.y2=8x D.y2=10x
解析:选C ∵抛物线y2=2px,∴准线为x=-eq \f(p,2).
∵点P(2,y0)到其准线的距离为4,∴eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(-\f(p,2)-2))=4.
∴p=4,∴抛物线的标准方程为y2=8x.
2.已知抛物线C:y2=x的焦点为F,A(x0,y0)是C上一点,|AF|=eq \f(5,4)x0,则x0=( )
A.1 B.2
C.4 D.8
解析:选A 由题意知抛物线的准线为x=-eq \f(1,4).因为|AF|=eq \f(5,4)x0,根据抛物线的定义可得x0+eq \f(1,4)=|AF|=eq \f(5,4)x0,解得x0=1.故选A.
3.双曲线eq \f(x2,m)-eq \f(y2,n)=1(mn≠0)的离心率为2,有一个焦点与抛物线y2=4x的焦点重合,则mn的值为( )
A.eq \f(3,16) B.eq \f(3,8)
C.eq \f(16,3) D.eq \f(8,3)
解析:选A ∵抛物线y2=4x的焦点为(1,0),∴双曲线中c=1,又e=2,∴eq \f(1,\r(m))=2,∴m=eq \f(1,4),∴n=eq \f(3,4),∴mn=eq \f(3,16).
4.已知点A(0,2),抛物线C1:y2=ax(a>0)的焦点为F,射线FA与抛物线C相交于点M,与其准线相交于点N.若|FM|∶|MN|=1∶eq \r(5),则a的值为( )
A.eq \f(1,4) B.eq \f(1,2)
C.1 D.4
解析:选D 依题意,点F的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a,4),0)),如图,设点M在准线上的射影为K,由抛物线的定义知|MF|=|MK|,|KM|∶|MN|=1∶eq \r(5),则|KN|∶|KM|=2∶1.∵kFN=eq \f(0-2,\f(a,4)-0)=-eq \f(8,a),kFN=-eq \f(|KN|,|KM|)=-2,∴eq \f(8,a)=2,解得a=4.
5.(2020·北京高考)设抛物线的顶点为O,焦点为F,准线为l,P是抛物线上异于O的一点,过P作PQ⊥l于Q.则线段FQ的垂直平分线( )
A.经过点O B.经过点P
C.平行于直线OP D.垂直于直线OP
解析:选B 连接PF,由题意及抛物线的定义可知|PQ|=|FP|,则△QPF为等腰三角形,故线段FQ的垂直平分线经过点P.故选B.
6.已知抛物线y2=4x的焦点为F,过焦点F的直线交抛物线于A,B两点,O为坐标原点.若△AOB的面积为4,则|AB|=( )
A.6 B.8
C.12 D.16
解析:选D 设Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(y\\al(2,1),4),y1)),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(y\\al(2,2),4),y2)),F(1,0).当AB⊥x轴时,|AB|=4,S△AOB=eq \f(1,2)|OF|·|AB|=2,不成立,所以eq \f(y2,\f(y\\al(2,2),4)-1)=eq \f(y1,\f(y\\al(2,1),4)-1)⇒y1y2=-4.由△AOB的面积为4,得eq \f(1,2)|y1-y2|×1=4,所以yeq \\al(2,1)+yeq \\al(2,2)=56,因此|AB|=x1+x2+p=eq \f(y\\al(2,1)+y\\al(2,2),4)+2=16.
7.(2021年1月新高考八省联考卷)已知抛物线y2=2px上三点A(2,2),B,C,直线AB,AC是圆(x-2)2+y2=1的两条切线,则直线BC的方程为( )
A.x+2y+1=0 B.3x+6y+4=0
C.2x+6y+3=0 D.x+3y+2=0
解析:选B 把A(2,2)代入y2=2px得p=1,
又直线AB,AC是圆(x-2)2+y2=1的两条切线,
易得AB方程为y-2=eq \r(3)(x-2),
AC方程为y-2=-eq \r(3)(x-2),
联立AB方程和抛物线方程得Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(8,3)-\f(4,\r(3)),\f(2,\r(3))-2)),
同理:Ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(8,3)+\f(4,\r(3)),-\f(2,\r(3))-2)),
由B,C两点坐标可得直线BC的方程为3x+6y+4=0,所以选B.
8.(多选)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,A为C上一点,以F为圆心,|FA|为半径的圆交l于B,D两点.若∠ABD=90°,且△ABF的面积为9eq \r(3),则下列说法正确的是( )
A.△ABF是等边三角形
B.|BF|=3
C.点F到准线的距离为3
D.抛物线C的方程为y2=6x
解析:选ACD ∵以F为圆心,|FA|为半径的圆交l于B,D两点,∠ABD=90°,由抛物线的定义可得|AB|=|AF|=|BF|,∴△ABF是等边三角形,∴∠FBD=30°.
∵△ABF的面积为eq \f(\r(3),4)|BF|2=9eq \r(3),∴|BF|=6.又点F到准线的距离为|BF|sin 30°=3=p,则该抛物线的方程为y2=6x.
9.(2021·海口调研)若抛物线y2=8x上一点P(m,n)到其焦点的距离为8m,则m=______.
解析:由题意得,抛物线的准线方程为x=-2,
又点P(m,n) 到焦点的距离为8m,
所以|PF|=m+2=8m,解得m=eq \f(2,7).
答案:eq \f(2,7)
10.抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为A,其准线与x轴的交点为B,如果在直线3x+4y+25=0上存在点M,使得∠AMB=90°,则实数p的取值范围是________.
解析:由题得Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(p,2),0)),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(p,2),0)),
∵M在直线3x+4y+25=0上,设点Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x,\f(-3x-25,4))),
∴ eq \(AM,\s\up7(―→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(p,2),\f(-3x-25,4))),eq \(BM,\s\up7(―→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(p,2),\f(-3x-25,4))).
又∠AMB=90°,
∴eq \(AM,\s\up7(―→))·eq \(BM,\s\up7(―→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(p,2)))·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(p,2)))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(-3x-25,4)))2=0,
即25x2+150x+625-4p2=0,∴Δ≥0,
即1502-4×25×(625-4p2)≥0,
解得p≥10,或p≤-10,
又p>0,∴p的取值范围是[10,+∞).
答案:[10,+∞)
11.已知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点,斜率为2eq \r(2)的直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)(x1
(2)O为坐标原点,C为抛物线上一点,若eq \(OC,\s\up7(―→))=eq \(OA,\s\up7(―→))+λeq \(OB,\s\up7(―→)),求λ的值.
解:(1)由题意得直线AB的方程为y=2eq \r(2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(p,2))),
与y2=2px联立,消去y得4x2-5px+p2=0,
所以x1+x2=eq \f(5p,4).
由抛物线定义得|AB|=x1+x2+p=eq \f(5p,4)+p=9,
所以p=4,从而该抛物线的方程为y2=8x.
(2)由(1)得4x2-5px+p2=0,即x2-5x+4=0,
则x1=1,x2=4,于是y1=-2eq \r(2),y2=4eq \r(2),
从而A(1,-2eq \r(2)),B(4,4eq \r(2)).
设C(x3,y3),则eq \(OC,\s\up7(―→))=(x3,y3)=eq \(OA,\s\up7(―→))+λeq \(OB,\s\up7(―→))=(1,-2eq \r(2))+λ(4,4eq \r(2))=(4λ+1,4eq \r(2)λ-2eq \r(2)).
又yeq \\al(2,3)=8x3,所以[2eq \r(2)(2λ-1)]2=8(4λ+1),
整理得(2λ-1)2=4λ+1,解得λ=0或λ=2.
12.已知点F为抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,过点F的动直线l与抛物线C交于M,N两点,且当直线l的倾斜角为45°时,|MN|=16.
(1)求抛物线C的方程;
(2)试确定在x轴上是否存在点P,使得直线PM,PN关于x轴对称?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)当直线l的倾斜角为45°时,l的斜率为1,
∵Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(p,2),0)),∴l的方程为y=x-eq \f(p,2).
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=x-\f(p,2),,y2=2px,))得x2-3px+eq \f(p2,4)=0.
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=3p,
∴|MN|=x1+x2+p=4p=16,p=4,
∴抛物线C的方程为y2=8x.
(2)假设满足题意的点P存在.
设P(a,0),由(1)知F(2,0),
①当直线l不与x轴垂直时,设l的方程为y=k(x-2)(k≠0),
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=kx-2,,y2=8x))得k2x2-(4k2+8)x+4k2=0,
则x1+x2=eq \f(4k2+8,k2),x1x2=4.
Δ=[-(4k2+8)]2-4·k2·4k2=64k2+64>0,
∵直线PM,PN关于x轴对称,
∴kPM+kPN=0,
又kPM=eq \f(kx1-2,x1-a),kPN=eq \f(kx2-2,x2-a),
∴k(x1-2)(x2-a)+k(x2-2)(x1-a)=k[2x1x2-(a+2)(x1+x2)+4a]=-eq \f(8a+2,k)=0,
∴a=-2,此时P(-2,0).
②当直线l与x轴垂直时,由抛物线的对称性,易知PM,PN关于x轴对称,此时只需P与焦点F不重合即可.
综上,存在唯一的点P(-2,0),使直线PM,PN关于x轴对称.
三、自选练——练高考区分度
1.抛物线有如下光学性质:过焦点的光线经抛物线反射后得到的光线平行于抛物线的对称轴;反之,平行于抛物线对称轴的光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知抛物线y2=4x的焦点为F,一条平行于x轴的光线从点M(3,1)射出,经过抛物线上的点A反射后,再经过抛物线上的另一点B射出,则△ABM的周长为( )
A.eq \f(71,12)+eq \r(26) B.9+eq \r(10)
C.eq \f(83,12)+eq \r(26) D.9+eq \r(26)
解析:选D 对于y2=4x,令y=1,得x=eq \f(1,4),即Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4),1)),结合抛物线的光学性质,得AB经过焦点F,设直线AB的方程为y=k(x-1),与抛物线方程联立可得,k2x2-2(k2+2)x+k2=0,据此可得xAxB=1,∴xB=eq \f(1,xA)=4.
∴|AB|=xA+xB+p=eq \f(25,4).
将x=4代入y2=4x可得y=±4,故B(4,-4),
∴|MB|=eq \r(4-32+-4-12)=eq \r(26).
∴△ABM的周长为|MA|+|MB|+|AB|=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(3-\f(1,4)))+eq \f(25,4)+eq \r(26)=9+eq \r(26).故选D.
2.(多选)设F是抛物线C:y2=4x的焦点,直线l过点F,且与抛物线C交于A,B两点,O为坐标原点,则下列结论正确的是( )
A.|AB|≥4
B.|OA|+|OB|>8
C.若点P(2,2),则|PA|+|AF|的最小值是3
D.△OAB的面积的最小值是2
解析:选ACD F(1,0),如图,不妨设A在第一象限.
(1)若直线l斜率不存在,则A(1,2),B(1,-2),则|AB|=4,|OA|+|OB|=2|OA|=2eq \r(5),S△OAB=eq \f(1,2)×4×1=2,显然B错误;
(2)若直线l斜率存在,设直线l斜率为k,则直线l的方程为y=k(x-1),显然k≠0,
联立方程组eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=kx-1,,y2=4x,))消元得:k2x2-(2k2+4)x+k2=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=eq \f(2k2+4,k2)=2+eq \f(4,k2),∴|AB|=x1+x2+2=4+eq \f(4,k2)>4,原点O到直线l的距离d=eq \f(|k|,\r(k2+1)),∴S△OAB=eq \f(1,2)×|AB|×d=eq \f(1,2)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(4+\f(4,k2)))×eq \f(|k|,\r(k2+1))=2eq \r(1+\f(1,k2))>2.
综上,|AB|≥4,S△OAB≥2,故A正确,D正确.过点A向准线作垂线,垂足为N,则|PA|+|AF|=|PA|+|AN|,又P(2,2)在抛物线右侧,故当P,A,N三点共线时,|PA|+|AF|取得最小值3,故C正确.故选A、C、D.
3.(多选)已知过抛物线C:y2=4x焦点的直线交抛物线C于P,Q两点,交圆x2+y2-2x=0于M,N两点,其中P, M位于第一象限,则eq \f(1,|PM|)+eq \f(4,|QN|)的值可能为( )
A.3 B.4
C.5 D.6
解析:选BCD 如图所示,可设eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(PF))=m,eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(QF))=n,则eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(PM))=m-1,eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(QN))=n-1,∵y2=4x,∴p=2,根据抛物线的常用结论,有eq \f(1,m)+eq \f(1,n)=eq \f(2,p)=1,∴eq \f(m+n,mn)=1,则m+n=mn,
∴eq \f(1,|PM|)+eq \f(4,|QN|)=eq \f(1,m-1)+eq \f(4,n-1)=eq \f(4m+n-5,mn-m+n+1)=4m+n-5,
又∵(4m+n)·1=(4m+n)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,m)+\f(1,n)))=4+eq \f(4m,n)+eq \f(n,m)+1≥5+2 eq \r(\f(4m,n)·\f(n,m))=9,得4m+n≥9,
∴4m+n-5≥4,则eq \f(1,|PM|)+eq \f(4,|QN|)的值不可能为3.
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