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    专题07 抛物线与阿基米德三角形(讲义)-2024高考数学二轮复习解析几何压轴题
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    专题07 抛物线与阿基米德三角形(讲义)-2024高考数学二轮复习解析几何压轴题01
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    专题07 抛物线与阿基米德三角形(讲义)-2024高考数学二轮复习解析几何压轴题03
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    专题07 抛物线与阿基米德三角形(讲义)-2024高考数学二轮复习解析几何压轴题

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    这是一份专题07 抛物线与阿基米德三角形(讲义)-2024高考数学二轮复习解析几何压轴题,文件包含专题07抛物线与阿基米德三角形讲义原卷版docx、专题07抛物线与阿基米德三角形讲义教师版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共45页, 欢迎下载使用。

    一、注意基础知识的整合、巩固。二轮复习要注意回归课本,课本是考试内容的载体,是高考命题的依据。浓缩课本知识,进一步夯实基础,提高解题的准确性和速度
    二、查漏补缺,保强攻弱。在二轮复习中,对自己的薄弱环节要加强学习,平衡发展,加强各章节知识之间的横向联系,针对“一模”考试中的问题要很好的解决,根据自己的实际情况作出合理的安排。
    三、提高运算能力,规范解答过程。在高考中运算占很大比例,一定要重视运算技巧粗中有细,提高运算准确性和速度,同时,要规范解答过程及书写。
    四、强化数学思维,构建知识体系。同学们在听课时注意把重点要放到理解老师对问题思路的分析以及解法的归纳总结,以便于同学们在刷题时做到思路清晰,迅速准确。
    五、解题快慢结合,改错反思。审题制定解题方案要慢,不要急于解题,要适当地选择好的方案,一旦方法选定,解题动作要快要自信。
    六、重视和加强选择题的训练和研究。对于选择题不但要答案正确,还要优化解题过程,提高速度。灵活运用特值法、排除法、数形结合法、估算法等。

    专题07 抛物线与阿基米德三角形
    【突破满分数学之秒杀技巧与答题模板】:
    抛物线的弦与过弦的端点的两条切线所围的三角形,这个三角形又常被称为阿基米德三角形.阿基米德三角形的得名,是因为阿基米德本人最早利用逼近的思想证明 如下结论:
    抛物线与阿基米德三角形定理:
    如图,假设抛物线方程为, 过抛物线准线上一点向抛物线引两条切线,切点分别记为,其坐标为. 则以点和两切点围成的三角形中,有如下的常见结论:
    结论1.直线过抛物线的焦点.
    结论2.直线的方程为.
    证明:参见下面的例1.也可由极点与极线得到.
    进一步,设:,则.
    则,显然由于过焦点,代入可得.我们得到了抛物线焦点弦两端点坐标之间的基本关系.
    结论3.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.
    证明:过点的切线方程为,过点的切线方程为,两式相除可得:.这就证明了该结论.
    结论4..
    证明:由结论3,,.那么.
    结论5..
    证明:,则.由抛物线焦点弦的性质可知,代入上式即可得,故.
    结论6.直线的中点为,则平行于抛物线的对称轴.
    证明:由结论3的证明可知,过点的切线的交点在抛物线准线上.且的坐标为,显然平行于抛物线的对称轴.
    例1、已知的方程为,过直线上的动点作的两条切线,切点分别为,证明:直线恒过定点.
    【详解】曲线:,即,则,
    设,
    可知切线的斜率为,所以切线:,
    则,整理得,
    同理由切线可得:,
    可知:为方程的两根,则,
    可得直线的斜率,
    设的中点为,则,
    即,
    所以直线:,整理得,
    所以直线恒过定点.

    例2、已知曲线,为直线上的动点,过作的两条切线,切点分别为,.
    (1)证明:直线过定点.
    (2)若以为圆心的圆与直线相切,且切点为线段的中点,求该圆的方程.
    【解析】(1)证明:设,,,则,
    由于,切线的斜率为,故,
    整理得:.
    设,,同理可得.
    故直线的方程为.
    直线过定点;
    (2)解:由(1)得直线的方程.
    由,可得.
    于是.
    设为线段的中点,则,
    由于,而,与向量平行,
    ,解得或.
    当时,,所求圆的方程为;
    当时,,所求圆的方程为.
    1.在平面直角坐标系中,为直线上的动点,过点作抛物线的两条切线,,切点分别为,,为的中点.
    (1)证明:轴;
    (2)直线是否恒过定点?若是,求出这个定点的坐标;若不是,请说明理由.
    【解析】解:(1)证明:设切点为,,,,
    即的导数为,
    所以切线的斜率为,切线的方程为,
    设,则有,
    化简可得,
    同理可得,
    所以,是方程的两根,
    所以,,

    所以轴;
    (2)因为,
    所以,
    因为,
    所以直线的方程为,
    即,
    所以直线恒过定点.
    2.设抛物线,过焦点的直线与抛物线交于点、.当直线垂直于轴时,.
    (1)求抛物线的标准方程.
    (2)已知点,直线、分别与抛物线交于点、.求证:直线过定点.
    【答案】(1)
    (2)证明见解析
    【分析】(1)利用弦长求解,即可求解抛物线方程;
    (2)设直线方程,与抛物线联立,韦达定理找到坐标关系,表示出直线方程,即可求出定点.
    【详解】(1)解:由题意,当直线垂直于轴时,直线的方程为,
    联立可得,则,所以,即,
    所以抛物线的方程为.
    (2)证明:若直线与轴重合,则直线与抛物线只有一个交点,不合乎题意,
    同理可知,直线也不与轴重合,
    设、,设直线的方程为,
    联立得,,
    因此,.
    设直线的方程为,联立得,
    则,因此,,则,同理可得.
    所以.
    因此直线的方程为,
    由对称性知,定点在轴上,
    令得,

    所以,直线过定点.
    【点睛】方法点睛:求解直线过定点问题常用方法如下:
    (1)“特殊探路,一般证明”:即先通过特殊情况确定定点,再转化为有方向、有目的的一般性证明;
    (2)“一般推理,特殊求解”:即设出定点坐标,根据题设条件选择参数,建立一个直线系或曲线的方程,再根据参数的任意性得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即为所求点;
    (3)求证直线过定点,常利用直线的点斜式方程或截距式来证明.
    例3、(2023届·黄冈中学5月二模·T6)设抛物线的焦点为F,过F的直线交C于A,B两点,分别以A,B为切点作C的切线,,若与交于点P,且满足,则|AB|=()
    A.5B.6C.7D.8
    【答案】D
    【详解】
    法一:因为弦AB过焦点,故点P在准线上,勾股求出P点到x轴距离,进而可知∠PFO=30°,
    又∵∠PFB=90°,故∠FBP=60°,由焦点弦公式可得.
    法二:常规解法
    ,设直线AB的方程为 ,显然m是存在的,
    设 ,显然 ,求导: ,
    在A点处的切线方程为…①,
    同理可得在B点处的切线方程为:;
    联立方程 ,解得 , , ,
    联立方程 解得 , ,
    即P点在准线 上,设 , ,
    考虑抛物线关于x轴对称,不妨取 ,代入①得: ,解得 或 ,
    由图可知 ,再代入抛物线方程得 ,
    例4、已知点,从抛物线的准线上一点引抛物线的两条切线,,且,为切点,则点到直线的距离的最大值是( )
    A.B.C.2D.3
    【答案】A
    【分析】设出点的坐标,利用导数的几何意义求出切线的方程,进而抽象出直线的方程,即可推理作答.
    【详解】抛物线的准线为,设点,对函数求导得,
    于是直线的方程为,即,亦即,
    同理,直线的方程为,而点为直线、的公共点,则,
    因此点,的坐标都满足方程,即直线的方程为,从而直线恒过定点,
    所以点到直线的距离的最大值.
    例5、(多选)设抛物线C:的焦点为F,过抛物线C上不同的两点A,B分别作C的切线,两条切线的交点为P,AB的中点为Q,则( )
    A.轴B.C.D.
    【答案】AC
    【简证】
    由结论1可得A对,
    因为AB一定不过焦点F,故B错,
    由结论5可得C对,
    由结论5可得故D错
    【详解】对于A选项:设,
    ,,
    过点A切线为:①,
    过点B切线为:②,
    ①②得
    化简可得
    轴,A选项正确.

    过A点的切线为,过B点的切线为,交点为
    AB的中点为,所以不垂直,B选项错误;
    ,所以,D选项错误;
    作抛物线准线的垂线 ,连接

    显然 ,所以
    又因为由抛物线定义,得,故知 是线段 的中垂线,得到则
    同理可证:,,
    所以,即,
    所以 ,即.
    例6.已知抛物线的方程为,点是抛物线的准线上的任意一点,过点作抛物线的两条切线,切点分别为,,点是的中点.
    (1)求证:切线和互相垂直;
    (2)求证:直线与轴平行;
    (3)求面积的最小值.
    【解析】(1)证明:由题意,开口向上的抛物线的切线斜率存在.
    设点坐标为,切线斜率为,过点的切线方程为,
    联立方程,,
    消去,得,
    由△,得,
    记关于的一元二次方程的两根为,,
    则,分别为切线,的斜率,由根与系数的关系知,
    所以切线和互相垂直.
    (2)证明:设点,由,知,则,
    所以过点的切线方程为,
    将点代入,化简得,
    同理可得,
    所以,是关于的方程的两个根,
    由根与系数的关系知,
    所以,即中点的横坐标为,
    而点的横坐标也为,所以直线与轴平行.
    (3)解:点,则,
    则,
    由(2)知,,,
    则,,,
    当时,面积的最小值为4.
    1.过向抛物线引两条切线,切点分别为,又点在直线上的射影为,则焦点与连线的斜率取值范围是 .
    【答案】.
    【简证】半代入得切点弦QR方程为,故QR过定点,所以点的轨迹为以为直径的圆
    点与圆相切时斜率取到最值
    【常规法详解】设,不妨设,
    由,可得,可得,则,
    可得切线的方程为
    因为点在直线上,可得,
    同理可得:,
    所以直线的方程为,可得直线过定点,
    又因为在直线上的射影为,可得且,
    所以点的轨迹为以为直径的圆,其方程为,
    当与相切时,
    由抛物线,可得,设过点与圆相切的直线的斜率为,
    可得切线方程为,则,解得或,
    所以实数的范围为.
    故答案为:.

    2.(2023秋·海南·高三统考期末)已知,是抛物线上位于不同象限的两点,分别过,作的切线,两条切线相交于点,为的焦点,若,,则( )
    A.B.C.D.4
    【答案】B
    【简证】由阿基米德三角形性质可得
    【常规法详解】解:抛物线的焦点,抛物线的准线方程为,
    如图所示,根据抛物线对称性,不妨令第二象限,Q在第一象限,
    根据抛物线的定义,可知
    所以的纵坐标为1,的纵坐标为4,则,.
    由得,得,所以抛物线在,两点处的切线斜率分别为和2,
    得到两条切线方程并联立,解得,则,
    所以.
    3.(多选)已知抛物线,过其准线上的点作的两条切线,切点分别为A、B,下列说法正确的是( )
    A.B.当时,
    C.当时,直线AB的斜率为2D.直线AB过定点
    【答案】BD
    【分析】根据为准线上的点列方程,解方程即可得到可判断A;利用导数的几何意义得到过点,的切线斜率,可得到,为方程的解,然后利用导数的几何意义和韦达定理得到,即可判断B;利用韦达定理和斜率公式求即可判断C;联立和得到,同理可得,即可得到直线的方程为,可判断D.
    【详解】因为为准线上的点,所以,解得,故A错;
    根据抛物线方程得到,则,设切点坐标为,,
    则,整理得,同理得,
    所以,为方程的解,,
    所以,则,故B正确;
    由B选项得,所以,故C错;
    由B选项得,又,联立得,
    同理得,所以直线AB的方程为,恒过点,故D正确.

    4.已知抛物线的方程为,过点作抛物线的两条切线,切点分别为,.
    (1)若点坐标为,求切线,的方程;
    (2)若点是抛物线的准线上的任意一点,求证:切线和互相垂直.
    【解析】(1)解:由题意,开口向上的抛物线的切线斜率存在,设切线斜率为,
    点坐标为,过点的切线方程为,
    联立,消去,得,
    由△,解得,
    所以切线,的方程分别为和,
    即切线方程分别为和;
    (2)证明:设点坐标为,切线斜率为,过点的切线方程为,
    联立,消去,得,
    由△,得,
    记关于的一元二次方程的两根为,,
    则,分别为切线,的斜率,由根与系数的关系知,
    所以切线和互相垂直.
    例7、已知抛物线:,直线与抛物线相交于两点,过两点分别作抛物线的切线,两条切线相交于点,求面积的最小值.
    【答案】
    【详解】如图所示,

    设,则,联立方程组整理得,
    所以,且,
    所以.
    由,可得,则,所以抛物线的过点A的切线方程是,
    将代入上式整理得,
    同理可得抛物线的过点的切线方程为
    由解得,所以,
    所以到直线的距离,
    所以的面积,
    当时,,
    所以面积的最小值为.
    例8、已知点,动点到点的距离比动点到直线的距离大1,动点的轨迹为曲线.
    (1)求曲线的方程;
    (2)为直线上的动点,过做曲线的切线,切点分别为、,求的面积的最小值
    【解析】解:(1)设动点,
    由题意得,动点到点的距离与动点到直线的距离相等,
    动点的轨迹为抛物线,且焦点为,准线为,
    曲线的方程为:;
    (2)设,设切线的斜率为,
    则切线方程为:,代入抛物线整理:,
    由△得:,

    ,解得:,
    切点坐标为,
    由,得,,
    设直线与的夹角为,则,


    令切点到的距离为,
    则,
    ,,

    当,即时,的面积取得最小值.
    1.已知点、,直线与相交于点,且直线的斜率与直线的斜率之差为,点的轨迹为曲线.
    (Ⅰ)求曲线的轨迹方程;
    (Ⅱ)为直线上的动点,过做曲线的切线,切点分别为、,求的面积的最小值.
    【解析】解:设,由题意可得:,
    化为.
    曲线 的轨迹方程为且.
    设,切线方程为,
    联立,化为,
    由于直线与抛物线相切可得△,即.
    ,解得.可得切点,
    由.,.
    切线.
    为直角三角形,.
    令切点到的距离为,
    则,



    当时,即时,的面积取得最小值4.
    2.(2022·浙江杭州·学军中学模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线的焦点为F,准线为l,过点F且斜率大于0的直线交抛物线C于A,B两点,过线段的中点M且与x轴平行的直线依次交直线,,l于点P,Q,N.
    (1)求证:;
    (2)若线段上的任意一点均在以点Q为圆心、线段长为半径的圆内或圆上,若,求实数的取值范围;
    【答案】(1)证明见解析
    (2)
    【分析】(1)设,即可表示、的坐标,再由直线的方程,得到点坐标,同理可得点坐标,从而得证;
    (2)依题意可得,即可求出、,再根据三角形面积求出的取值范围;
    【详解】(1)解:设,
    则,
    由于A,F,B三点共线,则,整理得,
    又,
    则,同理可得
    则,
    ,所以,即证;
    (2)解:若线段上的任意一点均在以点Q为圆心、线段长为半径的圆内或圆上,
    即,则,
    化简得,,

    可得,又因为,

    可得,,,
    ,,即例9、双曲线的左,右焦点分别为,,右支上有一点M,满足,的内切圆与y轴相切,则双曲线C的离心率为 .
    【答案】
    【分析】由圆的切线性质及双曲线定义,可得关系式,
    ,从而解出、,利用勾股定理可解.
    【详解】内切圆Q分别与,,,轴切于点S,T,N,P
    则四边形、都为正方形,
    设内切圆半径为,由圆的切线性质,
    则,则 ,①
    又因为,②
    且双曲线定义得,,③
    由①、②、③得,
    所以,
    从而,
    由勾股定理,,所以,解得.
    例10、已知点分别为双曲线的左、右焦点,过点的直线交双曲线的右支第一象限于点,若的内切圆的半径为1,则直线的斜率为( )
    A.B.C.1D.
    【答案】B
    【分析】利用双曲线的焦点三角形的内切圆的性质,圆心在实轴上的射影点就是双曲线对应的顶点,从而构造直角三角形,结合正切的二倍角公式求解.
    【详解】如图,设的内切圆的圆心为,内切圆与三边相切于,


    所以,即的内切圆与轴相切于右顶点,即双曲线的右顶点为,
    设直线的倾斜角为,即,则由内切圆的性质可知轴,
    所以在中,,
    所以
    例10、(2023届·湖南师范大学附属中学月考(三))已知椭圆的左、右焦点分别为为上不与左、右顶点重合的一点,为的内心,且,则的离心率为( )
    A.B.C.D.
    【答案】B
    【分析】取中点,由及得到三点共线且,再根据双曲线定义及得到的比例关系,进而解出离心率.
    【详解】设是的中点,连接,如图,则,由,得
    三点共线,.由既是的平分线,又是边上的中线,得.作轴于点,,且,.
    故选:B.
    例11、已知点是抛物线的顶点,,是上的两个动点,且.
    (1)判断点是否在直线上?说明理由;
    (2)设点是的外接圆的圆心,求点的轨迹方程.
    【解析】解:(1)由抛物线的方程可得顶点,由题意可得直线的斜率存在,设直线的方程为:,设,,,
    联立直线与抛物线的方程:,整理可得:,△,即,
    ,,,,
    因为,,,
    而,所以,解得,满足判别式大于0,
    即直线方程为,所以恒过
    可得点在直线上.
    (2)因为点是的外接圆的圆心,所以点是三角形三条边的中垂线的交点,
    设线段的中点为,线段的中点为,
    因为,设,,,
    所以,,,,,,
    所以线段的中垂线的方程为:,
    因为在抛物线上,所以,
    的中垂线的方程为:,即,
    同理可得线段的中垂线的方程为:,
    联立两个方程,解得,
    由(1)可得,,
    所以,,
    即点,所以,
    即点的轨迹方程为:.
    1、已知点为双曲线右支上一点,点,分别为双曲线的左右焦点,点是△的内心(三角形内切圆的圆心),若恒有成立,则双曲线的离心率取值范围是 .
    【答案】
    【详解】设的内切圆的半径为,
    由双曲线的定义可得,
    则,
    因为,所以,
    可得,故
    2、已知双曲线:的左、右焦点分别为,,若上存在点,满足(为坐标原点),且的内切圆的半径等于,则双曲线的离心率为 .
    【答案】5
    【详解】设,,点在双曲线的右支上,
    由,可知,
    又由双曲线的定义有,,
    在中,的内切圆的半径,又由,可得,联立解得代入,
    有,整理为,可得,
    有,故双曲线的离心率.
    3、已知双曲线的左、右焦点分别为,,P是双曲线上一点,且(为坐标原点),若内切圆的半径为,则C的离心率是( )
    A.B.C.D.
    【答案】C
    【分析】由分析可得,根据内切圆性质结合双曲线定义分析可得切点D为双曲线的右顶点,在中,由勾股定理列式求解.
    【详解】,即为,即为,可得.所以.
    根据双曲线的对称性,不妨设点P在第一象限,如图所示,由题意设的内切圆切三边分别于G,D,E三点,则,,.
    又,所以.
    设,则,所以,
    所以切点D为双曲线的右顶点,所以,

    在中,由勾股定理得,
    整理得,即,解得,
    又因为,所以C的离心率为,
    故选:C.
    4、(多选)双曲线的左、右焦点分别,具有公共焦点的椭圆与双曲线在第一象限的交点为,双曲线和椭圆的离心率分别为的内切圆的圆心为,过作直线的垂线,垂足为,则( )
    A.到轴的距离为
    B.点的轨迹是双曲线
    C.若,则
    D.若,则
    【答案】ACD
    【分析】根据题意,利用切线长定理,再利用双曲线的定义求得,可判断A;在等腰中,利用中位线结合双曲线的定义可求出,可判断B;设,由,即,由余弦定理代入化简可得,再结合椭圆和双曲线的定义可判断C;由,即可判断D.
    【详解】设圆与三边的切点为,

    又,故,故,所以到轴的距离为,故A正确;

    过作直线的垂线,垂足为,延长交于点,
    因为,则为的中点且,于是,
    故点的轨迹是在以为圆心,半径为的圆上,故B不正确;
    设椭圆的长半轴长为,它们的半焦距为,并设,
    根据椭圆和双曲线的定义可得:,所以,
    在中,由余弦定理得:,
    即,
    在中,由余弦定理得:,
    即,由,
    两式相加,则,又,所以,
    所以,所以,即,故C正确;
    ,即,所以,即,故D正确
    5.已知是抛物线的顶点,、是上的两个动点,且.
    (1)试判断直线是否经过某一个定点?若是,求这个定点的坐标;若不是,说明理由;
    (2)设点是的外接圆圆心,求点的轨迹方程.
    【解析】解:(1)因为点是抛物线的顶点,
    故点的坐标为,
    根据题意可知直线的斜率存在,设直线的方程为:,
    设,,,,
    故,
    因为,
    则,
    因为、是上的两个动点,
    则有,,
    故,
    整理可得,解得,
    由,消去可得,
    则有,,
    所以,解得,
    故直线的方程为,
    所以直线经过一个定点.
    (2)线段的中点坐标为,
    又直线的斜率为,
    所以线段的垂直平分线的方程为,①
    同理,线段的垂直平分线的方程为,②
    由①②解得,
    设点,则有,
    消去,得到,
    所以点的轨迹方程为.
    例12、已知双曲线C:过点,则其方程为 ,设,分别为双曲线C的左右焦点,E为右顶点,过的直线与双曲线C的右支交于A,B两点(其中点A在第一象限),设M,N分别为,的内心,则的取值范围是 .
    【答案】
    【分析】①将点代入方程中求出,即可得答案;②据圆的切线长定理和双曲线的定义可推得,的内切圆与轴切于双曲线的右顶点,设直线的倾斜角为,可用表示,根据两点都在右支上得到的范围,利用的范围可求得的取值范围
    【详解】①由双曲线C:过点,所以
    所以方程为
    ②如图:
    设的内切圆与分别切于,
    所以,
    所以,
    又,所以,
    又,所以与重合,所以的横坐标为,同理可得的横坐标也为,
    设直线的倾斜角为.则,,

    当时,,
    当时,由题知,...
    因为两点在双曲线的右支上,∴,且,所以或,
    ∴.且,,
    综上所述,.
    例13、图,已知是直线上的动点,过点作抛物线的两条切线,切点分别为,,与轴分别交于,.
    (1)求证:直线过定点,并求出该定点;
    (2)设直线与轴相交于点,记,两点到直线的距离分别为,;求当取最大值时的面积.
    【解析】解:(1)证明:设过点与抛物线相切的直线方程为:,
    由,
    因为相切,所以,
    设,是该方程的两根,
    由韦达定理得:,
    ,分别表示切线,斜率的倒数,且每条切线对应一个切点,
    所以切点
    所以直线为:,
    直线方程为:,
    所以过定点.
    (2)方法一
    由(1)知,
    由(1)知点坐标为,,所以直线方程为:,
    即:,,分居直线两侧,,

    当且仅当,
    又由,令得:,

    方法二:
    因为,
    由(1)知点坐标为,,
    又由(1)知直线方程为:,

    当且仅当取到等号,
    又由,令得:,.
    1、(多选)已知椭圆:的左、右焦点分别为,右顶点为A,点M为椭圆上一点,点I是的内心,延长MI交线段于N,抛物线(其中c为椭圆下的半焦距)与椭圆交于B,C两点,若四边形是菱形,则下列结论正确的是( )
    A.B.椭圆的离心率是
    C.的最小值为D.的值为
    【答案】ACD
    【详解】对于A,因为椭圆的左、右焦点分别为,右顶点为A,则,,,,
    因为抛物线(其中c为椭圆下的半焦距)与椭圆交于B,C两点,
    所以由椭圆与抛物线的对称性可得,两点关于轴对称,不妨设,,,
    因为四边形是菱形,所以的中点是的中点,
    所以由中点坐标公式得,则,
    将代入抛物线方程得,,
    所以,则,所以,故A正确;
    对于B,由选项A得,再代入椭圆方程得,
    化简得,则,故,所以,故B错误;
    对于C,由选项B得,所以,则,
    所以,不妨设,则,且,
    所以,
    当且仅当且,即,即时,等号成立,
    所以的最小值为,故C正确;
    对于D,连接和,如图,
    因为的内心为,所以为的平分线,则有,
    同理:,所以,
    所以,所以,故D正确.
    2.(2022·全国·模拟预测)已知抛物线的焦点为,准线为,过的直线交抛物线于两点,作﹐垂足分别为,若,直线分别与以为直径的圆相切于不同的点,则( )
    A.B.C.D.
    【答案】D
    【分析】法一:应用解析法,设,,联立抛物线方程,结合已知条件求参数,即可确定所在直线为轴,进而求;法二:应用几何法,根据抛物线的性质及已知条件有,由勾股定理可得,且,即可确定所在直线为轴,进而求;
    【详解】法一:如图所示,
    由抛物线得﹐设,其中,
    若直线,则,
    由得:,故,

    ∴,解得,
    由以为直径的圆均与轴相切,则直线为,
    ∴.
    法二:如图,
    由题知:,,
    ∴,则,则,

    由以为直径的圆均与轴相切,则直线为轴,.
    故选:D.
    3.(2021·全国·统考高考真题)抛物线C的顶点为坐标原点O.焦点在x轴上,直线l:交C于P,Q两点,且.已知点,且与l相切.
    (1)求C,的方程;
    (2)设是C上的三个点,直线,均与相切.判断直线与的位置关系,并说明理由.
    【答案】(1)抛物线,方程为;(2)相切,理由见解析
    【分析】(1)根据已知抛物线与相交,可得出抛物线开口向右,设出标准方程,再利用对称性设出坐标,由,即可求出;由圆与直线相切,求出半径,即可得出结论;
    (2)方法一:先考虑斜率不存在,根据对称性,即可得出结论;若斜率存在,由三点在抛物线上,将直线斜率分别用纵坐标表示,再由与圆相切,得出与的关系,最后求出点到直线的距离,即可得出结论.
    【详解】(1)依题意设抛物线,

    所以抛物线的方程为,
    与相切,所以半径为,
    所以的方程为;
    (2)[方法一]:设
    若斜率不存在,则方程为或,
    若方程为,根据对称性不妨设,
    则过与圆相切的另一条直线方程为,
    此时该直线与抛物线只有一个交点,即不存在,不合题意;
    若方程为,根据对称性不妨设
    则过与圆相切的直线为,
    又,
    ,此时直线关于轴对称,
    所以直线与圆相切;
    若直线斜率均存在,
    则,
    所以直线方程为,
    整理得,
    同理直线的方程为,
    直线的方程为,
    与圆相切,
    整理得,
    与圆相切,同理
    所以为方程的两根,

    到直线的距离为:

    所以直线与圆相切;
    综上若直线与圆相切,则直线与圆相切.
    [方法二]【最优解】:设.
    当时,同解法1.
    当时,直线的方程为,即.
    由直线与相切得,化简得,
    同理,由直线与相切得.
    因为方程同时经过点,所以的直线方程为,点M到直线距离为.
    所以直线与相切.
    综上所述,若直线与相切,则直线与相切.
    【整体点评】第二问关键点:过抛物线上的两点直线斜率只需用其纵坐标(或横坐标)表示,将问题转化为只与纵坐标(或横坐标)有关;法一是要充分利用的对称性,抽象出与关系,把的关系转化为用表示,法二是利用相切等条件得到的直线方程为,利用点到直线距离进行证明,方法二更为简单,开拓学生思路
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