专题3-6 抛物线综合大题归类(讲+练)-高二数学热点题型讲与练(人教A版选择性必修第一册)
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【题型一】韦达定理常规型
【典例分析】
已知抛物线,焦点为F,直线交抛物线C于A,B两点,P是线段AB的中点,过P作x轴的垂线交抛物线C于点Q.
(1)若抛物线C上有一点到焦点F的距离为3,求m的值;
(2)是否存在实数m,使是以Q为直角顶点的直角三角形?若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)存在,
【分析】(1)根据点到焦点F的距离为3,即R到准线的距离为3,列方程可得m;
(2)假设存在实数m满足条件,列方程求解m即可.
(1)
∵抛物线,∴焦点.∵,∴.
(2)假设存在实数m满足题意.由,消去y得,
恒成立,设,,则,,
∵P是线段AB的中点,∴,即,∴,
∵是以Q为直角顶点的直角三角形,
∴.∵,,
∴,化简得,∴或(舍去),
∴存在实数,使是以Q为直角顶点的直角三角形.
【提分秘籍】
【变式演练】
已知抛物线上的点到的距离等于到直线的距离.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)过点的直线与交于A、B两点,且,求直线的方程.
【答案】(1)(2)或.
【分析】(1)根据抛物线的焦点坐标和准线方程得抛物线标准方程;
(2)设,,,直线方程代入抛物线方程应用韦达定理得,代入可求得参数得直线方程.
(1)
由题意抛物线的焦点,准线方程是,,,
的标准方程为..
(2)
显然的斜率不为0,设,,,
联立,得
,,,
又,所以,即,
即,
即,解得,
所以直线的方程为,即或.
【题型二】抛物线技巧:点带入
【典例分析】
已知抛物线的顶点为坐标原点,焦点在坐标轴上,设是抛物线上一点.
(1)求抛物线方程;
(2)若抛物线的焦点在x轴上,过点M做两条直线分别交抛物线于A,B两点,若直线与的倾斜角互补,求面积的最大值.
【答案】(1)或(2)6
【分析】(1)设抛物线方程为或,点M代入抛物线方程可得答案;
(2)抛物线方程为,设,根据,得,
设直线, 求出点M到直线的距离为,,可得,令,得,是偶函数,讨论的情况利用导数判断单调性可得答案.
(1)由题意抛物线过点,所以设抛物线方程为:或,带入点M得,或,抛物线方程为:或.
(2)由抛物线焦点在x轴上,抛物线方程为,设,因为直线与的倾斜角互补,所以,得,即,整理得,所以则设直线,即,点M到直线的距离为:,,所以,令,由,得,所以.因为是偶函数,所以只需讨论的情况.当时,令,则,所以在上单调递增,所以的最大值为,即的最大值为.综上可知,的面积的最大值为6.
【提分秘籍】
【变式演练】
如图所示,曲线,曲线,过点作直线交曲线于点A,交曲线于点B,若点C在曲线的准线上.
(1)求;
(2)若存在直线使点B为中点,求A点横坐标(用p表示)及斜率的范围.
【答案】(1)2;(2).A点的横坐标为,AC斜率的范围是.
【分析】(1)先得出曲线的准线方程,进而建立等式求出答案;
(2)设点,进而得到点A的坐标,然后代入曲线化简即可得到t,p间的关系,进而求出点A的横坐标;然后根据及t,p间的关系将所求斜率进行化简,最后结合对勾函数的性质求出斜率的范围.
(1)
由题意,曲线的准线方程为,则.
(2)
由题意,,,设,因为点B为线段AC的中点,则,代入曲线得,则点A的横坐标.
因为,所以,
易知,由对勾函数的性质可知,,所以,于是.
【题型三】直线过定点型
【典例分析】
已知椭圆C:的一个焦点与抛物线的焦点相同,为C的左、右焦点,M为C上任意一点,最大值为1.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设不过点F2的直线l:y=kx+m(m≠0)交椭圆C于A,B两点.若x轴上任意一点到直线AF2与BF2距离相等,求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标.
【答案】(1)(2)证明见解析,定点坐标为
【分析】(1)由抛物线方程可得焦点为,即,当M为椭圆的短轴端点时,面积最大,即可得到,进而求得,即可求解;
(2)联立直线方程与椭圆方程,可得,由韦达定理可与斜率公式结合题意求解即可
(1)
由抛物线的方程得其焦点为,则,
当点M为椭圆的短轴端点时,面积最大,此时,则,
所以,故椭圆的方程为.
(2)联立得,,
,
设,,则,,
,由题意可得,
,即,
,解得,
【提分秘籍】
【变式演练】
已知拋物线的焦点为,过点且斜率为的直线交于两点.当时,.
(1)求的方程;
(2)若关于轴的对称点为,当变化时,求证:直线过定点,并求该定点坐标.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)当k=1时,直线l的方程,将其与抛物线方程联立,求出,再利用焦点弦长公式求得P,确定抛物线方程;
(2)设出,利用对称得到,联立直线TQ与抛物线方程,根据韦达定理解得即可确定直线TQ过定点.
(1)
直线l的斜率为k且过焦点,则直线l的方程为,
当k=1时,直线l的方程为,
联立方程组消去y,得设
则,
所以,,解得
所以抛物线C的方程为.
(2)
设,直线PQ的斜率存在,,
因为P,T关于x轴对称,则,所以,
直线TQ的方程为,即
联立方程组消去x,得,由题知所以
直线TQ的方程为,即,
令得所以,直线TQ过定点.
【题型四】定值型
【典例分析】
设抛物线的焦点为,点是抛物线上一点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若,为抛物线上异于点的两点,且,设直线的方程为,点,到直线的距离分别为,,求证:为定值.
【答案】(1)(2)证明见解析
【分析】(1)首先可得抛物线的焦点坐标与准线方程,再焦半径公式求出,即可得解;
(2)首先求出点坐标,设,,联立直线与抛物线,即可求出,从而求出,再将用代入,可求得,即可求解.
(1)解:抛物线的焦点,准线方程为,
因为是抛物线上一点,,
,即,
抛物线的方程为,
(2)证明是抛物线上一点,,,,设,,
又直线的方程,
联立直线与抛物线方程,化简整理可得,,即,
,点到直线的距离为,,又,
用代入,可得,,
,即为定值.
【提分秘籍】
【变式演练】
已知曲线C上的点都在y轴及其右侧,且C上的任一点P到y轴的距离比它到圆F:x2+y2﹣2x0的圆心的距离小1.
(1)求曲线C的方程;
(2)过点F分别作直线l1,l2,其中直线l1交曲线C于点A,B,直线l2交曲线C于点M,N,且直线AM过定点,求证:直线BN的斜率为定值.
【答案】(1)y2=4x(2)证明见解析
【分析】(1)由抛物线的定义求解
(2)待定系数法设直线,,分别联立抛物线后由韦达定理得坐标关系
由坐标表示斜率后化简证明
(1)配方可得圆F的方程为即圆F的圆心为F(1,0),
由题意可得C上任意一点P到直线的距离等于该点到圆心F的距离,
由抛物线的定义可得知,点P的轨迹为以点F(1,0)为焦点的抛物线,
所以曲线C的方程为y2=4x.
(2)证明:依题意可知直线AM不与坐标轴垂直,故可设其方程为x=m(y),
代入y2=4x,得y2﹣4my+4m=0,其判别式Δ=16m2﹣16m>0,所以m或m<0,
设A(x1,y1),M(x2,y2),则y1+y2=4m,,因为点B,N在曲线C上,
所以可设其坐标为B(,y3),N(,y4),因为直线AB过点F(1,0),
所以可设其方程为x=ny+1,代入y2=4x,得y2﹣4ny﹣4=0,Δ>0,所以,所以y3,
所以点B的坐标为(),同理可得点N的坐标为(),
所以直线BN的斜率为k,为定值.
【题型五】抛物线切线
【典例分析】
已知抛物线,,是C上两个不同的点.
(1)求证:直线与C相切;
(2)若O为坐标原点,,C在A,B处的切线交于点P,证明:点P在定直线上.
【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析
【分析】(1)联立直线与抛物线的方程消元,利用证明即可;
(2)设,由(1)可得出两条切线的方程,然后联立可得,然后由可得,即可证明.
(1)联立得,
因为在C上,则,
所以,因此直线与C相切.
(2)由(1)知,设,切线的方程为,切线的方程为,
联立得,
因为,,所以.
又因为,所以,
解得,所以.故点P在定直线上.
【提分秘籍】
【变式演练】
抛物线焦点为,过斜率为的直线交抛物线于,两点,且
(1)求抛物线的标准方程;
(2)过直线上一点作抛物线两条切线,切点为,,猜想直线与直线位置关系,并证明猜想.
【答案】(1)(2)直线与直线垂直;证明见解析
【分析】(1)设直线的方程为,与抛物线交于,,将直线方程代入抛物线方程化简,利用根与系数的关系得,再结抛物线的定义可求出,从而可得抛物线的方程,
(2)根据导数的几何意义求出切线的方程,从而可得直线的方程,再求出直线的斜率,比较两直线斜率的关系可得结论
(1)设直线的方程为,与抛物线交于,
联立抛物线方程,所以,
所以,又由抛物线的定义知
即,所以抛物线的方程为
(2)直线与直线垂直,理由如下:由(1)得,,
设,,所以直线方程为:
又因为点A在抛物线上,联立,得到直线方程为
同理可得方程为:,由两点可以确定一条直线,,经过点,
所以所在直线方程为:
当时,直线,显然直线与直线垂直,;
当时,直线斜率,直线所在斜率,
则, 综上,直线与直线垂直.
【题型六】斜率型:角平分线
【典例分析】
已知抛物线上第一象限的一点到其焦点的距离为2.
(1)求抛物线C的方程和点坐标;
(2)过点的直线l交抛物线C于A、B,若的角平分线与y轴垂直,求弦AB的长.
【答案】(1)抛物线方程为:, 点坐标为(2,1)(2)4
【分析】(1)根据题意结合抛物线的定义可求出,则可得抛物线方程,再将代入抛物线方程可求出,从而可求得点的坐标,
(2)由题意可得直线l的斜率存在,设直线方程为,,,将直线方程代入抛物线方程化简利用根与系数的关系,再由的角平分线与y轴垂直,可得,化简可求出的值,再利用弦长公式可求得弦AB的长.
(1)由可得:p=2,故抛物线方程为:,
当y=1时,,
又因为x>0,所以x=2,所以点坐标为(2,1);
(2)由题意可得直线l的斜率存在,设直线方程为,,,
由,得,
所以,,,
因为的角平分线与y轴垂直,所以,
所以,即,
即,
所以,,,
所以.
【提分秘籍】
【变式演练】
已知中心在原点O的椭圆E的长轴长为,且与抛物线有相同的焦点.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若点H的坐标为(2,0),点、()是椭圆E上的两点,点A,B,H不共线,且∠OHA=∠OHB,证明:直线AB过定点.
【答案】(1)(2)证明见解析
【分析】(1)根据长轴长与焦点坐标即可求解,从而求出方程;
(2)设直线的方程为,代入椭圆方程,由得,结合韦达定理即可证明结论.
(1)
∵抛物线的焦点为,∴的焦点为,即,焦点在轴
又,∴,
∴椭圆的方程为
(2)设直线的方程为,则,,
由得,.即
则, ∵, ∴
∴,即
∴,∴满足题意 ∴直线恒过定点.
【题型七】斜率型:积定型
【典例分析】
已知抛物线的焦点为F,点在抛物线上.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)过点的直线交抛物钱C于A,B两点,O为坐标原点,记直线OA,OB的斜率分别,,求证:为定值.
【答案】(1)(2)证明见解析
【分析】(1)将点代入抛物线方程即可求解;
(2)当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为,,
将直线方程与抛物线方程联立利用韦达定理即可求出的值; 当直线AB的斜率不存在时,由过点即可求出点和点的坐标,即可求出的值.
(1)
将点代入得,,∴抛物线的标准方程为.
(2)
当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为,,
将联立得,,
由韦达定理得:,,
,
当直线AB的斜率不存在时,由直线过点,
则,,,,
综上所述可知,为定值为.
【提分秘籍】
【变式演练】
已知抛物线C:x2=2py的焦点为F,点N(t,1)在抛物线C上,且|NF|=.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点M(0,1)的直线l交抛物线C于不同的两点A,B,设O为坐标原点,直线OA,OB的斜率分别为k1,k2,求证:k1k2为定值.
【答案】(1)x2=2y;(2)证明见解析.
【分析】(1)利用抛物线的定义进行求解即可;
(2)设直线l的直线方程与抛物线方程联立,根据一元二次方程根与系数关系、斜率公式进行证明即可.
(1)∵点N(t,1)在抛物线C:x2=2py上,且|NF|=,
∴|NF|=,解得p=1,
∴抛物线C的方程为x2=2y;
(2)
依题意,设直线l:y=kx+1,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,得x2﹣2kx﹣2=0.
则x1x2=﹣2,∴.
故k1k2为定值.
【题型八】斜率型:和定型
【典例分析】
已知抛物线C:,过定点的直线为l.
(1)若l与C仅有一个公共点,求直线l的方程;
(2)若l与C交于A、B两点,直线OA、OB的斜率分别为、,试探究与的数量关系.
【答案】(1)或或;(2).
【分析】(1)直线l的斜率存在时,设出其方程,与抛物线方程联立并借助判别式计算即可,再探讨直线l的斜率不存在的情况作答.
(2)利用(1)中信息结合斜率坐标公式计算作答.
(1)
当直线l的斜率不存在时,l:,显然满足题意,此时l与抛物线C相切,其方程为,
当直线l的斜率存在时,设l:,
由消去y整理得:,
当时,关于x的一元二次方程只有唯一解,满足题意,此时l与抛物线C相交,其方程为,
当时,,解得,此时l与抛物线C相切,其方程为,
综上,直线l的方程为或或.
(2)
设,,由(1)知:,,,,
而,,则,
所以与满足的数量关系为:.
【提分秘籍】
【变式演练】
已知:抛物线C的顶点在坐标原点,焦点F在x轴上,已知抛物线C上一点到焦点F的距离为3.
(1)求抛物线C的方程.
(2)设,动直线L:与抛物线C相交于B,E两点,记直线DE和直线DB的斜率分别为,,证明:为定值.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【分析】(1)设出抛物线C的方程,求出其准线,再利用抛物线定义计算作答.
(2)动直线L不垂直于y轴,令,将L的方程代入抛物线C的方程,借助韦达定理结合已知计算作答.
(1)
依题意,设抛物线C的方程为:,则其准线为:,
由抛物线的定义得:,解得,
抛物线C的方程:.
(2)
直线L与抛物线有两个交点B,E,显然L不垂直于y轴,令,则L的方程为:,
由消去x并整理得:,设,,
则,,因此,,,
,
所以为定值-1.
【题型九】斜率型:比值定型
【典例分析】
已知点在椭圆C:上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过原点的直线与椭圆C交于A,B两点(A,B不是椭圆C的顶点),点D在椭圆C上,且AD⊥AB,直线BD与x轴、y轴分别交于M、N两点,设直线AM,AN的斜率分别为k1,k2,证明:存在常数λ,使得k1=λk2,并求出λ的值.
【答案】(1);(2)证明见解析,.
【分析】(1)代入两点,解方程组,求出与;(2)A点与B点中心对称,设出A点与B点坐标,利用AD⊥AB,得到斜率之间的关系,表示出k1,k2,找到两者的倍数关系,求出λ的值
【详解】(1)由题意得,解得∴椭圆C的方程为+y2=1.
(2)设A(x1,y1)(x1y1≠0),D(x2,y2),则B(-x1,-y1).
所以直线AB的斜率kAB=.
设直线AD的方程为y=kx+m,由题意知k≠0,m≠0.因为AB⊥AD,所以k=-.
由可得(1+3k2)x2+6mkx+3m2-3=0,
所以x1+x2=-,y1+y2=k(x1+x2)+2m=.
所以直线BD的斜率kBD==-=,所以直线BD的方程为y+y1=(x+x1),令y=0,得x=2x1,即M(2x1,0),可得k1=-,令x=0,得y=-,即N,可得k2=,
所以k1=-k2,即λ=-,因此,存在常数λ=-使得结论成立.
【变式演练】
已知曲线E上的点到的距离比它到直线的距离小1.
(1)求曲线E的方程;
(2)若直线l经过点F,与曲线相交于A,B两点,与直线相交于点C,已知点,设直线PA,PB,PC的斜率分别为,,,求证:为定值,并求出该定值.
【答案】(1);(2)证明见解析,.
【分析】(1)利用两点距离公式有,讨论x范围求曲线E的方程;
(2)由题意令,联立抛物线方程应用韦达定理求、、等关于k的表达式,再结合斜率的两点式化简,即可证结论.
(1)
由题设,令曲线E上的点为,则,
当时,,整理得且,满足前提;
当时,,整理得且,不满足前提;
所以曲线E的方程为.
(2)
由题设,直线l的斜率必存在且不为0,设,则,
联立,整理可得:,则,,
所以,
又,,且,,,
则,故为定值.
【题型十】面积最值型
【典例分析】
已知椭圆与抛物线有相同的焦点.
(1)求椭圆的方程;
(2)为坐标原点,过焦点的直线交椭圆于,两点,求面积的最大值.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)根据抛物线求得,结合椭圆a,b,c的关系求得答案;
(2)设直线方程,和椭圆方程联立,可得根与系数的关系式,进而表示出的面积,利用基本不等式可求得最值.
(1)
椭圆与抛物线有相同的焦点,
即且,,椭圆的方程为:.
(2)由(1)可知的坐标为.显然的斜率不为0.
设直线的方程为:,设,.
联立,可得,
恒成立,
,,
,
.
当且仅当,即时取等号,面积的最大值为.
【提分秘籍】
【变式演练】
设椭圆C:(),,分别为C的左、右焦点,点P为椭圆C上任意一点,面积的最大值为,离心率.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设曲线E:,若不经过的直线l与曲线E于A、B两点,且(O为坐标原点),直线l与C交于M,N两点,求面积的最大值.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)由题可得,结合,即得;
(2)设直线的方程为,利用抛物线方程,利用韦达定理及向量数量积的坐标表示可得,然后直线方程与椭圆方程联立,利用韦达定理法可得,然后通过换元利用基本不等式即得.
(1)当点P为椭圆C的短轴端点时,面积的最大,
∴,又,∴,∴椭圆C的方程为;
(2)设直线的方程为,由,可得,,
设,则,因为,
解得或(舍去),
∴所以直线的方程为,由,可得,
设,则,所以
,令,则,
∴,
当且仅当,即时,面积取得最大值.
1.设抛物线上的点与焦点的距离为6,且点到x轴的距离为.
(1)求抛物线的方程;
(2)设抛物线的准线与x轴的交点为点,过焦点的直线与抛物线交于两点,证明:.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【分析】(1)求出点的坐标,利用抛物线的定义列方程可得,进而得出抛物线的方程;
(2)设出直线,与抛物线联立,消元写出韦达定理,利用直线斜率公式代入化简,可得,即为的角平分线,命题得证.
【详解】(1)由点到轴的距离为得:,
将代入得:,由抛物线的定义得,,
由已知,,所以,
所以抛物线的方程为;
(2)由得,
由题意知与抛物线交于两点,
可设直线的方程为,,,
联立方程,得,
所以,,,
所以
,所以,则
所以为的角平分线,
由角平分线的性质定理,得.
2.在平面直角坐标系中,点在抛物线上.
(1)求的值;
(2)若直线l与抛物线C交于,两点,,且,求的最小值.
【答案】(1)1(2)
【分析】(1)将点代入即可求解;
(2)利用向量数量积为3求出,再对式子变形后使用基本不等式进行求解最小值.
(1)
将代入抛物线,解得:.
(2),在抛物线C上,故,
,解得:或2,
因为,所以,即,
故,
当且仅当,即时等号成立,
故的最小值为.
3.已知一个边长为的等边三角形的一个顶点位于原点,另外两个顶点在抛物线上.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点作两条互相垂直的直线和,交抛物线于、两点,交抛物线于,两点,若线段的中点为,线段的中点为,证明:直线过定点.
【答案】(1)(2)证明见解析
【分析】(1)求出等边三角形的顶点坐标,代入抛物线方程,求出,进而求出抛物线方程;
(2)设出直线方程为,联立抛物线方程,求出两根之和,两根之积,进而求出线段的中点的坐标,同理得到线段的中点的坐标,从而求出直线的方程,求出直线过的定点坐标.
(1)
由对称性可知等边三角形的顶点在上,
代入得:,解得:,所以抛物线方程为:;
(2)由题意知和斜率均存在,,设直线方程为,则直线方程为,
由联立得:,设,则,
故,同理得故直线MN方程为
整理得:,故直线MN过定点
4.已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F,且点F与圆M:(x+4)2+y2=1上点的距离的最大值为1.
(1)求p;
(2)已知直线l:y=kx+4与C相交于A,B两点,过点B作平行于y轴的直线BD交直线l':y=﹣4于点D.问:直线AD是否过y轴上的一定点?若过定点,求出该定点的坐标;若不过定点,试说明理由.
【答案】(1)p=2(2)直线AD恒过y轴上的一定点(0,0)
【分析】(1)由焦点到圆心的距离加半径等于可求得;
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),直线方程与抛物线方程联立消元后应用韦达定理得,得点坐标,写出直线方程,求出它与轴的交点坐标,利用韦达定理的结论化简可得.
(1)由抛物线的方程可得焦点F(0,),圆M:(x+4)2+y2=1可得圆心M(﹣4,0),半径r=1,
F到圆M的最大距离为:|FM|+r1,由题意可得11,p>0,
解得:p=2;
(2)由(1)得抛物线的方程为:x2=4y,设A(x1,y1),B(x2,y2),联立,整理可得:x2﹣4kx﹣16=0,
x1+x2=4k,x1x2=﹣16,由题意可得D(x2,﹣4),
所以直线AD的方程为:y+4(x﹣x2)x,
令x=0,可得y0,
所以直线AD恒过y轴上的一定点(0,0).
5.已知抛物线上的任意一点到的距离比到x轴的距离大1.
(1)求抛物线的方程;
(2)若过点的直线l与抛物线交于A,B两点,过A,B两点分别作抛物线的切线,两条切线交于点Q,求重心G的轨迹方程.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)根据抛物线的定义求解即可;
(2)设直线的方程为,再联立抛物线的方程,利用韦达定理结合切线方程可得,再根据重心的坐标公式,代入韦达定理可得轨迹
(1)由抛物线的定义可得,∴抛物线的方程为;
(2)
由题意可得直线的斜率存在,设其为k,设,则直线的方程为;代入抛物线方程得,则有,
∵,∴,∴,即①
同理可得②,①-②有,得,∴.∴
又,设,则,
消k得,所以G的轨迹方程为.
6.已知抛物线的焦点为F,过点的直线l交C于M,N两点,当l与x轴垂直时,.
(1)求C的方程:
(2)在x轴上是否存在点P,使得恒成立(O为坐标原点)?若存在求出坐标,若不存在说明理由.
【答案】(1)(2)存在,
【分析】(1)易知,求出即可;
(2)设,,,由题可知直线l斜率不为零,
设,代入抛物线方程消去x,得,
由可得,利用斜率公式,根与系数的关系求解即可
(1)
当l与x轴垂直时,由题意易得,
从而,解得p=1,
所以C的方程为;
(2)
设,,,由题可知直线l斜率不为零,
设,代入抛物线方程消去x,得,
从而,,①
由可得
将①代入上式,得恒成立,
所以,因此存在点P,且满足题意,P点坐标为.
7.已知抛物线:的焦点到顶点的距离为.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知过点的直线交抛物线于不同的两点,,为坐标原点,设直线,的斜率分别为,,求的值.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由抛物线的几何性质有焦点到顶点的距离为,从而即可求解;
(2)当直线的斜率不存在时,不符合题意;当直线的斜率存在时,设的方程为,,,联立抛物线的方程,由韦达定理及两点间的斜率公式即可求解.
(1)解:依题意,,解得,∴抛物线的方程为;
(2)
解:当直线的斜率不存在时,直线与抛物线仅有一个交点,不符合题意;
当直线的斜率存在时,设的方程为,,,
由消去可得,∵直线交抛物线于不同的两点,
∴,由韦达定理得,
∴.
8.已知抛物线上的点到坐标原点的距离等于该点到准线的距离.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若为抛物线上异于原点的两点,直线的斜率分别为,,若直线过定点.证明:为定值.
【答案】(1)(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意得点到坐标原点的距离等于该点到焦点的距离,进而点在坐标原点与焦点所在线段的中垂线上,即,解方程即可求解;
(2)设,,进而根据题意设直线的方程为:,再联立方程,结合题意求解即可.
(1)
解:∵点到坐标原点的距离等于该点到准线的距离,
∴点到坐标原点的距离等于该点到焦点的距离,
∴点在坐标原点与焦点所在线段的中垂线上,
所以,解得,即抛物线方程为;
(2)解:设,,则,,设直线的方程为:,
联立方程得,则,,
∴.
9.(2022上·黑龙江大庆·高二大庆实验中学校考期末)设抛物线的准线为,过抛物线上的动点作,为垂足.设点的坐标为,则有最小值.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知,过抛物线焦点的直线(直线斜率不为0)与抛物线交于两点,记直线的,斜率分别为,求的值.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)结合抛物线定义确定的最小值,即可求得p的值,可得答案.
(2)设出直线方程并联立抛物线方程,可得根与系数的关系,进而将化简,即可求得答案.
【详解】(1)设抛物线焦点为,则,则有,
即三点共线时取得最小值,
而有最小值,故,得,则抛物线的方程为
(2)由题意可知,直线的斜率一定存在,设为k,则其方程为,
设,
由,得,,,,,,
,所以的值为.
10.已知抛物线的顶点在原点,焦点为,过焦点且斜率为的直线交抛物线于两点,
(1)求抛物线方程;
(2)若,求的值;
(3)过点作两条互相垂直的直线分别交抛物线于四点,且分别为线段的中点,求的面积最小值.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】(1)根据焦点坐标可直接得到抛物线方程;
(2)由可得,设,与抛物线方程联立可得韦达定理的形式,由可构造方程求得;
(3)设,,与抛物线方程联立,结合韦达定理可得中点坐标,进而表示出,由,利用基本不等式可求得最小值.
(1)
抛物线的顶点在原点,焦点为,抛物线方程为:;
(2)由题意知:,可设直线,,,,,即,
由得:,,
,即,解得:,;
(3)
由题意知:直线的斜率均存在,
不妨设,,,,,
则;
由得:,则,即;
,,,
;同理可得:
,,
(当且仅当,即时取等号),面积的最小值为.
一、热考题型归纳
【题型一】 韦达定理常规型
【题型二】 抛物线技巧:点带入型
【题型三】 直线过定点型
【题型四】 定值型
【题型五】 抛物线切线型
【题型六】 斜率型:角平分线
【题型七】 斜率型:积定型
【题型八】 斜率型:和定型
【题型九】 斜率型:比值定型
【题型十】 面积最值型
二、培优练
利用韦达定理解决抛物线与直线相交的问题
(1)设直线方程,设交点坐标为;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,必要时计算;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;
(5)代入韦达定理求解.
过定点问题的两大类型及解法
(1)动直线l过定点问题.解法:设动直线方程(斜率存在)为,由题设条件将t用k表示为,得,故动直线过定点;
(2)动曲线C过定点问题.解法:引入参变量建立曲线 C的方程,再根据其对参变量恒成立,令其系数等于零,得出定点.
求定值问题常见的方法有两种:
(1)从特殊入手,求出定点,再证明这个值与变量无关.
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定点.
如图,过点向抛物线引两条切线,切点分别为,则有:
结论1.直线的方程为.
结论2.若为准线上任一一点,则直线过抛物线的焦点.反之,过的直线与抛物线交于两点,以分别为切点做两条切线,则这两条切线的交点的轨迹即为抛物线的准线.此时有.
结论3.直线的中点为,则平行于抛物线的对称轴.
圆锥曲线中求面积常规类型
(1)
(2)三角形恒过数轴上的定线段,可分为左右或者上下面积,转化为
(3)三角形恒过某定点,可分为左右或者上下面积,转化为
(4)四边形面积,注意根据题中条件,直接求面积或者转化为三角形面积求解。
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