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新高考数学一轮复习讲练教案8.6 抛物线(含解析)
展开这是一份新高考数学一轮复习讲练教案8.6 抛物线(含解析),共19页。
第六节 抛物线
核心素养立意下的命题导向
1.结合抛物线的定义,考查求抛物线方程、最值等问题,凸显直观想象的核心素养.
2.结合抛物线的几何性质及几何图形,求其相关性质及性质的应用能力,凸显数学运算、直观想象的核心素养.
[理清主干知识]
1.抛物线的概念
平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.
2.抛物线的标准方程和几何性质
标准方程
y2=2px
(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py
(p>0)
p的几何意义:焦点F到准线l的距离
图形
顶点
O(0,0)
对称轴
x轴
y轴
焦点
F
F
F
F
离心率
e=1
准线方程
x=-
x=
y=-
y=
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
开口方向
向右
向左
向上
向下
焦半径(其中
P(x0,y0))
|PF|=x0+
|PF|=-x0+
|PF|=y0+
|PF|=-y0+
3.抛物线焦点弦的几个常用结论
设AB是过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),则
(1)x1x2=,y1y2=-p2;
(2)|AF|=,|BF|=,弦长|AB|=x1+x2+p=(α为弦AB的倾斜角);
(3)+=;
(4)以弦AB为直径的圆与准线相切;
(5)焦点弦端点与顶点构成的三角形面积:
S△AOB==|AB||d|=|OF|·|y1-y2|;
(6)通径:过焦点垂直于对称轴的弦,长等于2p,通径是过焦点最短的弦;
(7)以AF或BF为直径的圆与y轴相切;
(8)过焦点弦的端点的切线互相垂直且交点在准线上.
[澄清盲点误点]
一、关键点练明
1.(抛物线的标准方程)已知抛物线C与双曲线x2-y2=1有相同的焦点,且顶点在原点,则抛物线C的方程是( )
A.y2=±2x B.y2=±2x
C.y2=±4x D.y2=±4x
解析:选D 由已知知双曲线的焦点为(-,0),(,0).设抛物线方程为y2=±2px(p>0),则=,所以p=2,所以抛物线方程为y2=±4x.故选D.
2.(抛物线的定义)若抛物线y=4x2上的一点M到焦点的距离为1,则点M的纵坐标是( )
A. B.
C. D.0
解析:选B M到准线的距离等于M到焦点的距离,又准线方程为y=-,设M(x,y),则y+=1,∴y=.
3.(抛物线的性质)若抛物线y2=2px(p>0)的焦点是椭圆+=1的一个焦点,则p=( )
A.2 B.3
C.4 D.8
解析:选D 抛物线y2=2px(p>0)的焦点坐标为,椭圆+=1的焦点坐标为(±,0).
由题意得=,解得p=0(舍去)或p=8.
二、易错点练清
1.(忽视抛物线的标准形式)抛物线y=-2x2的准线方程是( )
A.x= B.x=
C.y= D.y=
解析:选D 抛物线方程为x2=-y,所以p=,准线方程为y=.
2.(忽视抛物线的开口方向)过点P(-2,3)的抛物线的标准方程是( )
A.y2=-x或x2=y B.y2=x或x2=y
C.y2=x或x2=-y D.y2=-x或x2=-y
解析:选A 设抛物线的标准方程为y2=kx或x2=my,代入点P(-2,3),解得k=-,m=,所以y2=-x或x2=y.故选A.
3.(忽视焦点的位置)若抛物线的焦点在直线x-2y-4=0上,则此抛物线的标准方程为______________.
解析:令x=0,得y=-2;令y=0,得x=4.所以抛物线的焦点是(4,0)或(0,-2),故所求抛物线的标准方程为y2=16x或x2=-8y.
答案:y2=16x或x2=-8y
考点一 抛物线的定义及应用
[典例] (1)(2020·全国卷Ⅰ)已知A为抛物线C:y2=2px(p>0)上一点,点A到C的焦点的距离为12,到y轴的距离为9,则p=( )
A.2 B.3
C.6 D.9
(2)已知抛物线y2=2x的焦点是F,点P是抛物线上的动点,若A(3,2),则|PA|+|PF|的最小值为________,此时点P的坐标为________.
[解析] (1)根据抛物线的定义及题意得,点A到C的准线x=-的距离为12,因为点A到y轴的距离为9,所以=12-9,解得p=6.故选C.
(2)将x=3代入抛物线方程
y2=2x,得y=±.
因为>2,所以点A在抛物线内部,如图所示.过点P作PQ⊥l于点Q,
则|PA|+|PF|=|PA|+|PQ|(运用定义进行转化),
当PA⊥l,即A,P,Q三点共线时,
|PA|+|PQ|最小(两点之间,线段最短),
最小值为,即|PA|+|PF|的最小值为,此时点P的纵坐标为2,代入y2=2x,得x=2,所以所求点P的坐标为(2,2).
[答案] (1)C (2) (2,2)
[方法技巧]
1.利用抛物线的定义可解决的常见问题
轨迹
问题
用抛物线的定义可以确定动点与定点、定直线距离有关的轨迹是否为抛物线
距离
问题
涉及抛物线上的点到焦点的距离和点到准线的距离问题时,注意在解题中利用两者之间的相互转化
2.抛物线定义的应用规律
[提醒] 建立函数关系后,一定要根据题目的条件探求自变量的取值范围,即函数的定义域.
[针对训练]
1.若点A为抛物线y2=4x上一点,F是抛物线的焦点,|AF|=5,点P为直线x=-1上的动点,则|PA|+|PF|的最小值为( )
A.8 B.2
C.2+ D.
解析:选D 由题意可知,p=2,F(1,0),由抛物线的定义可知,|AF|=xA+=xA+1=5,∴xA=4,代入抛物线方程,得y=16,不妨取点A为(4,4).如图,设点F关于x=-1的对称点为E,则E(-3,0),∴|PA|+|PF|=|PA|+|PE|≥|AE|==.
2.如图,圆锥底面半径为,体积为π,AB,CD是底面圆O的两条互相垂直的直径,E是母线PB的中点,已知过CD与E的平面与圆锥侧面的交线是以E为顶点的抛物线的一部分,则该抛物线的焦点到其准线的距离等于________.
解析:由V=πr2h=π×()2×PO=π,得PO=,则PB=2,OE=1,OC=OD=.
以E为坐标原点,OE为x轴,过E点与CD平行的直线为y轴建立如图所示的平面直角坐标系,则C(-1,).
设抛物线的方程为y2=-2px(p>0),
∴()2=-2p×(-1),解得p=1,
故焦点到其准线的距离等于1.
答案:1
考点二 抛物线的标准方程
[典例] (1)已知抛物线y2=ax上的点M(1,m)到其焦点的距离为2,则该抛物线的标准方程为( )
A.y2=2x B.y2=4x
C.y2=3x D.y2=5x
(2)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点M在C上,|MF|=5.若以MF为直径的圆过点A(0,2),则C的方程为( )
A.y2=4x或y2=8x B.y2=2x或y2=8x
C.y2=4x或y2=16x D.y2=2x或y2=16x
[解析] (1)由题得点M到准线的距离为2,
所以1+=2,解得a=4.
所以该抛物线的标准方程为y2=4x.
(2)由已知得抛物线的焦点F设点M(x0,y0),
则AF―→=,AM―→=.
由已知得,AF―→·AM―→=0,即y-8y0+16=0,
因而y0=4,M.
由|MF|=5,得 =5.
又p>0,解得p=2或p=8.
故C的方程为y2=4x或y2=16x.
[答案] (1)B (2)C
[方法技巧]
抛物线的标准方程的求法
(1)定义法
根据抛物线的定义,确定p的值(系数p是指焦点到准线的距离),再结合焦点位置,求出抛物线方程.标准方程有四种形式,要注意选择.
(2)待定系数法
①根据抛物线焦点是在x轴上还是在y轴上,设出相应形式的标准方程,然后根据条件确定关于p的方程,解出p,从而写出抛物线的标准方程;
②当焦点位置不确定时,有两种方法解决.一种是分情况讨论,注意要对四种形式的标准方程进行讨论,对于焦点在x轴上的抛物线,若开口方向不确定需分为y2=-2px(p>0)和y2=2px(p>0)两种情况求解.另一种是设成y2=mx(m≠0),若m>0,开口向右;若m<0,开口向左;若m有两个解,则抛物线的标准方程有两个.同理,焦点在y轴上的抛物线可以设成x2=my(m≠0).
[针对训练]
1.如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线l交抛物线于点A,B,交其准线于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则此抛物线的方程为( )
A.y2=9x B.y2=6x
C.y2=3x D.y2=x
解析:选C 如图,过点A,B分别作准线的垂线,交准线于点E,D,设|BF|=a,则由已知得|BC|=2a,由抛物线定义得|BD|=a,故∠BCD=30°,在直角三角形ACE中,因为|AE|=|AF|=3,|AC|=3+3a,2|AE|=|AC|,所以3+3a=6,从而得a=1,|FC|=3a=3,
所以p=|FG|=|FC|=,因此抛物线的方程为y2=3x,故选C.
2.已知抛物线x2=2py(p>0)的焦点为F,点P为抛物线上的动点,点M为其准线上的动点,若△FPM为边长是4的等边三角形,则此抛物线的方程为________.
解析:△FPM为等边三角形,则|PM|=|PF|,由抛物线的定义得PM垂直于抛物线的准线,设P,则点M.因为焦点F,△FPM是等边三角形,所以解得因此抛物线方程为x2=4y.
答案:x2=4y
考点三 抛物线的几何性质
[典例] (1)(2020·全国卷Ⅲ)设O为坐标原点,直线x=2与抛物线C:y2=2px(p>0)交于D,E两点,若OD⊥OE,则C的焦点坐标为( )
A. B.
C.(1,0) D.(2,0)
(2)已知F是抛物线C:y2=8x的焦点,M是C上一点,FM的延长线交y轴于点N.若M为FN的中点,则|FN|=________.
[解析] (1)将直线方程与抛物线方程联立,可得y=±2,不妨设D(2,2),E(2, -2).
由OD⊥OE,可得OD―→·OE―→=4-4p=0,解得p=1,
所以抛物线C的方程为y2=2x,其焦点坐标为.
(2)依题意,抛物线C:y2=8x的焦点F(2,0),因为M是C上一点,FM的延长线交y轴于点N,M为FN的中点,设M(a,b)(b>0),所以a=1,b=2,所以N(0,4),|FN|==6.
[答案] (1)B (2)6
[方法技巧]
抛物线几何性质的应用技巧
(1)涉及抛物线几何性质的问题常结合图形思考,通过图形可以直观地看出抛物线的顶点、对称轴、开口方向等几何特征,体现了数形结合思想解题的直观性.
(2)与抛物线的焦点弦长有关的问题,可直接应用公式求解.解题时,需依据抛物线的标准方程,确定弦长公式是由交点横坐标还是由交点纵坐标定,是p与交点横(纵)坐标的和还是与交点横(纵)坐标的差,这是正确解题的关键.
[针对训练]
1.过抛物线y2=4x的焦点F的直线交该抛物线于A,B两点,O为坐标原点.若|AF|=3,则△AOB的面积为( )
A. B.
C. D.2
解析:选C 由题意设A(x1,y1),B(x2,y2)(y1>0,y2<0),如图所示,
|AF|=x1+1=3,所以x1=2,
y1=2.
设AB的方程为x-1=ty,
由
消去x得y2-4ty-4=0.
所以y1y2=-4,所以y2=-,x2=,
所以S△AOB=×1×|y1-y2|=,故选C.
2.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,Q为抛物线上一点,连接QF并延长交抛物线的准线于点P,且点P的纵坐标为负数.若|PQ|=2|QF|,则直线PF的方程为( )
A.x-y-=0
B.x+y-=0
C.x-y-=0或x+y-=0
D.x-y-1=0
解析:选D 由于点P的纵坐标为负数,所以直线PF斜率大于零,设直线PF的倾斜角为θ.作出抛物线y2=4x和准线x=-1的图象如图所示.作QA⊥PA,交准线x=-1于点A.根据抛物线的定义可知|QF|=|QA|,且∠QFx=∠AQP=θ.
因为|PQ|=2|QF|,所以在直角三角形PQA中,
cos θ===,
所以θ=.
故直线PF的斜率为tan=,
所以直线PF的方程为y-0=(x-1),
化简得x-y-1=0.故选D.
3.(多选)已知抛物线C:y2=2px过点P(1,1),则下列结论正确的是( )
A.点P到抛物线焦点的距离为
B.过点P作过抛物线焦点的直线交抛物线于点Q,则△OPQ的面积为
C.过点P与抛物线相切的直线方程为x-2y+1=0
D.过点P作两条斜率互为相反数的直线交抛物线于M,N两点,则直线MN的斜率为定值
解析:选BCD 因为抛物线C:y2=2px过点P(1,1),
所以p=,
所以抛物线方程为y2=x,焦点坐标为F.
对于A,|PF|=1+=,故A错误.
对于B,kPF=,所以lPF:y=,与y2=x联立得:4y2-3y-1=0,
所以y1+y2=,y1y2=-,
所以S△OPQ=|OF|·|y1-y2|=××=,故B正确.
对于C,依题意斜率存在,设直线方程为y-1=k(x-1),与y2=x联立得:ky2-y+1-k=0,
Δ=1-4k(1-k)=0,4k2-4k+1=0,解得k=,
所以切线方程为x-2y+1=0,故C正确.
对于D,依题意斜率存在,设lPM:y-1=k(x-1),与y2=x联立得:ky2-y+1-k=0,
所以yM+1=,即yM=-1,则xM=2,
所以点M,
同理N,
所以kMN===-,故D正确.故选B、C、D.
创新思维角度——融会贯通学妙法
解决与抛物线有关的最值问题的方法
与抛物线有关的最值问题是历年高考的一个热点,由于所涉及的知识面广,题目多变,一般需要通过数形结合或利用函数思想来求最值,因此相当一部分同学对这类问题感到束手无策.下面就抛物线最值问题的求法作一归纳.
方法(一) 定义转换法
[例1] 已知点M(20,40),抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F.若对于抛物线上的任意点P,|PM|+|PF|的最小值为41,则p的值等于________.
[解析] 过点P作抛物线准线的垂线,垂足为D,则|PF|=|PD|.当点M(20,40)位于抛物线内时,根据点M与抛物线的位置分类讨论.
如图(1),|PM|+|PF|=|PM|+|PD|.
当点M,P,D共线时,|PM|+|PF|的值最小.
由最小值为41,得20+=41,解得p=42.
当点M(20,40)位于抛物线外时,如图(2),当点P,M,F共线时,|PM|+|PF|的值最小.
由最小值为41,得 =41,解得p=22或58.当p=58时,y2=116x,点M(20,40)在抛物线内,故舍去.综上,p=42或22.
[答案] 42或22
[名师微点]
定义是解决问题的基础和灵魂,运用定义转化,将点到焦点的距离转化为点到准线的距离,借助平面几何知识求解.
方法(二) 平移直线法
[例2] 抛物线y=-x2上的点到直线4x+3y-8=0的距离的最小值是________.
[解析] 法一:设与直线4x+3y-8=0平行且与抛物线y=-x2相切的直线为4x+3y+b=0,切线方程与抛物线方程联立消去y整理得3x2-4x-b=0,则Δ=16+12b=0,解得b=-,所以切线方程为4x+3y-=0,抛物线y=-x2上的点到直线4x+3y-8=0的距离的最小值是这两条平行线间的距离d==.
法二:由y=-x2,得y′=-2x.如图,设与直线4x+3y-8=0平行且与抛物线y=-x2相切的直线与抛物线的切点是T(m,-m2),则切线斜率k=y′|x=m=-2m=-,所以m=,即切点T,点T到直线4x+3y-8=0的距离d==,由图知抛物线y=-x2上的点到直线4x+3y-8=0距离的最小值是.
[答案]
[名师微点]
通过转化,利用平行线之间距离最短平移直线与抛物线相切,再求两直线的距离.
方法(三) 函数法
[例3] 若点P在抛物线y2=x上,点Q在圆(x-3)2+y2=1上,则|PQ|的最小值为________.
[解析] 由题意得抛物线与圆不相交,且圆的圆心为A(3,0),则|PQ|≥|PA|-|AQ|=|PA|-1,当且仅当P,Q,A三点共线时取等号,所以当|PA|取得最小值时,|PQ|最小.设P(x0,y0),则y=x0,|PA|==
= ,当且仅当x0=时,|PA|取得最小值,此时|PQ|取得最小值-1.
[答案] -1
[名师微点]
本题可通过巧设点的坐标,将距离表示为关于y0(参数)的二次函数形式,配方后求最值.
方法(四) 数形结合法
[例4] 已知定长为3的线段AB的两个端点在抛物线y2=2x上移动,M为AB的中点,则点M到y轴的最短距离为________.
[解析] 如图,抛物线y2=2x的准线方程为l:x=-,
过A,B,M分别作AA′,BB′,MM′垂直于l,垂足分别为A′,B′,M′.
由抛物线的定义知|AA′|=|FA|,|BB′|=|FB|,又M是AB的中点,
所以由梯形的中位线定理,
得|MM′|=(|AA′|+|BB′|)=(|FA|+|FB|)≥|AB|=×3=(当且仅当AB过抛物线的焦点时取“=”).所以点M到y轴的最短距离为1.
[答案] 1
[名师微点]
本题通过抛物线定义、平面几何知识、数形结合将问题化难为易.
一、基础练——练手感熟练度
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,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,根据抛物线的定义可得=,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,则抛物线的焦点坐标为( )
A.(,0) B.(0,)
C.(2,0) D.(0,2)
解析:选A 抛物线y2=2px(p>0)上的点到准线的最小距离为,就是顶点到焦点的距离是,即=,则抛物线的焦点坐标为(,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=上,圆心到准线x=-的距离为6,即+=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|=4,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|=4及AB⊥x轴,不妨设点A的纵坐标为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,±2)(a>0).
又直线被抛物线截得的线段长为4,
所以4=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=-.
∵点P(2,y0)到其准线的距离为4,∴=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|=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=-.因为|AF|=x0,根据抛物线的定义可得x0+=|AF|=x0,解得x0=1.故选A.
3.双曲线-=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. B.
C. D.
解析:选A ∵抛物线y2=4x的焦点为(1,0),∴双曲线中c=1,又e=2,∴=2,∴m=,∴n=,∴mn=.
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∶,则a的值为( )
A. B.
C.1 D.4
解析:选D 依题意,点F的坐标为,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∶,则|KN|∶|KM|=2∶1.∵kFN==-,kFN=-=-2,∴=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A,B,F(1,0).当AB⊥x轴时,|AB|=4,S△AOB=|OF|·|AB|=2,不成立,所以=⇒y1y2=-4.由△AOB的面积为4,得|y1-y2|×1=4,所以y+y=56,因此|AB|=x1+x2+p=+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=(x-2),
AC方程为y-2=-(x-2),
联立AB方程和抛物线方程得B,
同理:C,
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9,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|BF|2=9,∴|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=.
答案:
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A,B,
∵M在直线3x+4y+25=0上,设点M,
∴ =,=.
又∠AMB=90°,
∴·=·+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=+λ,求λ的值.
解:(1)由题意得直线AB的方程为y=2,
与y2=2px联立,消去y得4x2-5px+p2=0,
所以x1+x2=.
由抛物线定义得|AB|=x1+x2+p=+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=-2,y2=4,
从而A(1,-2),B(4,4).
设C(x3,y3),则=(x3,y3)=+λ=(1,-2)+λ(4,4)=(4λ+1,4λ-2).
又y=8x3,所以[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,
∵F,∴l的方程为y=x-.
由得x2-3px+=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),
由得k2x2-(4k2+8)x+4k2=0,
则x1+x2=,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=,kPN=,
∴k(x1-2)(x2-a)+k(x2-2)(x1-a)=k[2x1x2-(a+2)(x1+x2)+4a]=-=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.+ B.9+
C.+ D.9+
解析:选D 对于y2=4x,令y=1,得x=,即A,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==4.
∴|AB|=xA+xB+p=.
将x=4代入y2=4x可得y=±4,故B(4,-4),
∴|MB|==.
∴△ABM的周长为|MA|+|MB|+|AB|=++=9+.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|=2,S△OAB=×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,
联立方程组消元得:k2x2-(2k2+4)x+k2=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2==2+,∴|AB|=x1+x2+2=4+>4,原点O到直线l的距离d=,∴S△OAB=×|AB|×d=××=2>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+的值可能为( )
A.3 B.4
C.5 D.6
解析:选BCD 如图所示,可设=m,=n,则=m-1,=n-1,∵y2=4x,∴p=2,根据抛物线的常用结论,有+==1,∴=1,则m+n=mn,
∴+=+==4m+n-5,
又∵(4m+n)·1=(4m+n)·=4+++1≥5+2 =9,得4m+n≥9,
∴4m+n-5≥4,则+的值不可能为3.
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