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      高一升高二数学暑假预习课16讲第15讲 抛物线与7考点精讲(解析版)

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      高一升高二数学暑假预习课16讲第15讲 抛物线与7考点精讲(解析版)

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      这是一份高一升高二数学暑假预习课16讲第15讲 抛物线与7考点精讲(解析版),共27页。
      \l "_Tc26584" 一、 抛物线的标准方程 PAGEREF _Tc26584 \h 2
      \l "_Tc24886" 基础知识 PAGEREF _Tc24886 \h 2
      \l "_Tc24476" 考点1 动点的轨迹问题 PAGEREF _Tc24476 \h 2
      \l "_Tc5463" 考点2 由抛物线的定义解题 PAGEREF _Tc5463 \h 4
      \l "_Tc20498" 考点3 抛物线的焦点坐标及准线方程 PAGEREF _Tc20498 \h 6
      \l "_Tc13" 考点4 求抛物线的标准方程 PAGEREF _Tc13 \h 7
      \l "_Tc13257" 二、抛物线的几何性质 PAGEREF _Tc13257 \h 9
      \l "_Tc24828" 基础知识 PAGEREF _Tc24828 \h 9
      \l "_Tc1506" 考点5 抛物线对称性 PAGEREF _Tc1506 \h 10
      \l "_Tc16545" 考点6 抛物线相关最值问题 PAGEREF _Tc16545 \h 13
      \l "_Tc18236" 考点7 抛物线相关的实际应用 PAGEREF _Tc18236 \h 15
      \l "_Tc13655" 三、 课后作业 PAGEREF _Tc13655 \h 18
      \l "_Tc12788" 单选题 PAGEREF _Tc12788 \h 18
      \l "_Tc16708" 多选题 PAGEREF _Tc16708 \h 21
      \l "_Tc13837" 填空题 PAGEREF _Tc13837 \h 22
      \l "_Tc6384" 解答题 PAGEREF _Tc6384 \h 23
      一、 抛物线的标准方程
      基础知识
      1.抛物线的定义
      (1)定义: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作抛物线.点F叫作抛物线的焦点,直线l叫作抛物线的准线.
      (2)集合语言表示
      设点M(x,y)是抛物线上任意一点,点M到直线l的距离为d,则抛物线就是点的集合P={M||MF|=d}.
      2.抛物线的标准方程
      抛物线的标准方程与其在坐标系中的位置的对应关系:
      考点1 动点的轨迹问题
      【例1.1】(23-24高二下·广西·阶段练习)点P到直线y=3的距离比到点F0,−1的距离大2,则点P的轨迹方程为( )
      A.y2=2xB.y2=−4xC.x2=4yD.x2=−4y
      【解题思路】根据题意点P到直线y=1的距离和到点F0,−1的距离相等,可得点的轨迹为抛物线,即可得解.
      【解答过程】根据题意,设点P(x,y),且点P在y=3的下方,
      故点P到直线y=1的距离和到点F0,−1的距离相等,
      所以点的轨迹为以F0,−1为焦点,以直线y=1为准线的抛物线,
      所以P的轨迹方程为x2=−4y,
      故选:D.
      【例1.2】(23-24高二上·重庆·期末)已知点Px,y满足(x−1)2+y2=x+1,则点P的轨迹为( )
      A.椭圆B.双曲线C.抛物线D.圆
      【解题思路】根据已知条件及抛物线的定义即可求解.
      【解答过程】(x−1)2+y2表示点Px,y到点1,0的距离; x+1表示点Px,y到直线x=−1的距离.
      因为(x−1)2+y2=x+1,
      所以点Px,y到点1,0的距离等于点Px,y到直线x=−1的距离,
      所以P的轨迹为抛物线.
      故选:C.
      【变式1.1】(23-24高二下·甘肃白银·期中)若圆C与x轴相切且与圆x2+y2=4外切,则圆C的圆心的轨迹方程为( )
      A.x2=4y+4B.x2=−4y+4
      C.x2=4y+4D.x2=4y−4
      【解题思路】设圆心坐标为x,y,依题意可得x2+y2=2+y,化简整理即可得解.
      【解答过程】设圆心坐标为x,y,依题意可得x2+y2=2+y,化简得x2=4y+4,
      即圆C的圆心的轨迹方程为x2=4y+4.
      故选:C.
      【变式1.2】(23-24高三上·安徽·开学考试)已知圆C与过点−1,0且垂直于x轴的直线l仅有1个公共点,且与圆C′:x2+y2−6x+5=0外切,则点C的轨迹方程为( )
      A.y2=12xB.y2=6xC.x24+y23=1D.x210+y2=1
      【解题思路】根据外切关系结合抛物线定义,分析得到C的轨迹为抛物线,由此求解出抛物线的方程.
      【解答过程】由题意得,直线l:x=−1,且圆C′:(x−3)2+y2=4,
      设点C到直线l的距离为r,
      则点C到l′:x=−3与点C到C′的距离相等,都是r+2,
      故点C的轨迹是以C′为焦点,以l′为准线的抛物线,故方程为y2=12x.
      故选:A.
      考点2 由抛物线的定义解题
      【例2.1】 (23-24高二上·安徽合肥·期末)已知抛物线x2=2y上有两个点A,B,焦点为F,若AF+BF=7,则线段AB的中点到x轴的距离是( )
      A.32B.2C.52D.3
      【解题思路】设点A,B的坐标分别为x1,y1和x2,y2,利用抛物线的定义,结合AF+BF=7求解.
      【解答过程】解:由已知可得抛物线x2=2y的准线方程为y=−12,
      设点A,B的坐标分别为x1,y1和x2,y2,
      由抛物线的定义得AF+BF=y1+y2+1=7,即y1+y2=6,
      线段AB中点的纵坐标为y1+y22=3,
      故线段AB的中点到x轴的距离是3,
      故选:D.
      【例2.2】(23-24高二上·广东汕头·期末)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8,到y轴的距离为5,则p=( )
      A.2B.3C.6D.9
      【解题思路】根据题意,结合抛物线的焦半径公式,列出方程,即可求解.
      【解答过程】由点A为抛物线C:y2=2px(p>0)上一点,且到y轴的距离为5,可得xA=5,
      又由点A到C的焦点的距离为8,根据抛物线的焦半径可得AF=xA+p2=8,
      即5+p2=8,解得p=6.
      故选:C.
      【变式2.1】(23-24高二下·河南焦作·期末)已知点A0,2,抛物线C:y2=2pxp>0的焦点为F, 射线FA与抛物线C 交于点M,与拋物线准线相交于N,若 MN=5FM, 则p的值为( )
      A.12B.1C.2D.3
      【解题思路】过M作BM⊥准线,垂足为B,根据抛物线的定义可得cs∠NMB=55,可得tan∠AFO=tan∠NMB=2,运算求解即可.
      【解答过程】过M作BM⊥准线,垂足为B,则MF=MB,
      由题意可得:cs∠NMB=MBMN=MFMN=15=55,
      且∠NMB为锐角,则sin∠NMB=1−cs2∠NMB=255,
      可得tan∠NMB=sin∠NMBcs∠NMB=2,
      在Rt△AOF中,tan∠AFO=tan∠NMB=AOOF,
      即2p2=2,解得p=2.
      故选:C.
      【变式2.2】(23-24高二上·河北邢台·阶段练习)已知A为抛物线C:x2=2py(p>0)上一点,点A到C的焦点的距离为18,到x轴的距离为12,则p=( )
      A.6B.8C.10D.12
      【解题思路】直接利用抛物线的定义分析求解即可.
      【解答过程】由抛物线的定义知,抛物线上的点到焦点的距离和到准线的距离相等,
      因为点A到C的焦点的距离为18,所以点A到抛物线C准线的距离为18,
      又点A到x轴的距离为12,所以p2=18−12=6,则p=12.
      故选:D.
      考点3 抛物线的焦点坐标及准线方程
      【例3.1】 (23-24高二上·陕西西安·阶段练习)已知抛物线y=2px2过点1,4,则该抛物线的焦点坐标为( )
      A.1,0B.116,0C.0,116D.0,1
      【解题思路】根据点1,4在抛物线y=2px2上,求出p,求出焦点坐标,判断选项.
      【解答过程】根据点1,4在抛物线y=2px2上,则4=2p,解得p=2,故x2=14y,所以焦点坐标为0,116.
      故选:C.
      【例3.2】(23-24高二上·四川攀枝花·期末)对抛物线y=14x2,下列描述正确的是( )
      A.开口向上,焦点为0,1B.开口向右,焦点为1,0
      C.开口向上,焦点为0,116D.开口向右,焦点为116,0
      【解题思路】将抛物线方程化为标准方程,再由抛物线的性质,即可得到开口方向和焦点坐标.
      【解答过程】抛物线y=14x2,即为抛物线x2=4y,
      由抛物线的性质可得该抛物线开口向上,
      焦点为0,1.
      故选:A.
      【变式3.1】(23-24高二上·辽宁·阶段练习)抛物线x2=−4y的准线方程是( )
      A.y=1B.y=−1C.y=2D.y=−2
      【解题思路】结合抛物线的准线方程求解即可.
      【解答过程】由题知抛物线x2=−2py=−4y,所以p=2,故抛物线x2=−4y的准线方程为y=p2=1.
      故选:A.
      【变式3.2】(2024·全国·模拟预测)抛物线y=ax2上一点P−1,2到其准线的距离为( )
      A.52B.178C.12D.78
      【解题思路】根据抛物线的标准方程及其简单几何性质进行求解.
      【解答过程】把点P−1,2的坐标代入抛物线方程,解得a=2,
      所以抛物线的方程为y=2x2,即x2=12y,抛物线的准线的方程为y=−18,
      所以点P−1,2到抛物线准线的距离为2−−18=178.
      故选:B.
      考点4 求抛物线的标准方程
      【例4.1】(23-24高二上·全国·期末)已知抛物线的焦点坐标为2,0,则抛物线的标准方程是( )
      A.y2=−8xB.y2=8x
      C.x2=−8yD.x2=8y
      【解题思路】
      利用抛物线的标准方程的相关知识即可得解.
      【解答过程】
      依题意,设抛物线方程为y2=2px(p>0),
      由焦点坐标为2,0,得p2=2,即p=4,
      所以抛物线的标准方程为y2=8x.
      故选:B.
      【例4.2】(23-24高二上·陕西西安·期中)抛物线y2=mxm>0的准线与直线x=1的距离为3,则此抛物线的方程为( )
      A.y2=16xB.y2=8xC.y2=4xD.y2=2x
      【解题思路】准线x=−m4与直线x=1的距离为1+m4,计算得到答案.
      【解答过程】抛物线y2=mxm>0的准线为x=−m4,准线x=−m4与直线x=1的距离为1+m4,
      故1+m4=3,解得m=8,故此抛物线的方程为y2=8x.
      故选:B.
      【变式4.1】(23-24高二上·四川乐山·期中)已知点F是抛物线x2=2py(p>0)的焦点,点M(x0,1)在抛物线上,若FM=32,则该抛物线的方程为( )
      A.x2=2yB.x2=32yC.x2=yD.x2=12y
      【解题思路】根据抛物线的定义直接求出p即可.
      【解答过程】由抛物线的定义知,
      FM=1−(−p2)=32,
      解得p=1,
      所以抛物线方程为x2=2y,
      故选:A.
      【变式4.2】(2024·北京·模拟预测)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,点A是抛物线C上一点,AD⊥l于D.若AF=2,∠DAF=60∘,则抛物线C的方程为( )
      A.y2=8xB.y2=4x
      C.y2=2xD.y2=x
      【解题思路】
      根据抛物线的定义求得DF=2,然后在直角三角形中利用∠DAF=60°可求得p=2,从而可得答案.
      【解答过程】如图,连接DF,设准线与x轴交点为M

      抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为Fp2,0,准线l:x=−p2
      又抛物线的定义可得AF=AD,又∠DAF=60∘,所以△DAF为等边三角形,
      所以DF=AF=2,∠DFM=60∘
      所以在Rt△DFM中,DF=2MF=2p=2,则p=1,所以抛物线C的方程为y2=2x.
      故选:C.
      二、抛物线的几何性质
      基础知识
      1.抛物线的几何性质
      抛物线的简单几何性质:
      2.抛物线与椭圆、双曲线几何性质的差异
      抛物线与椭圆、双曲线几何性质的差异:
      ①它们都是轴对称图形,但椭圆和双曲线又是中心对称图形;
      ②顶点个数不同,椭圆有4个顶点,双曲线有2个顶点,抛物线只有1个顶点;
      ③焦点个数不同,椭圆和双曲线各有2个焦点,抛物线只有1个焦点;
      ④离心率取值范围不同,椭圆的离心率范围是00),显然点B4,0.8在此抛物线上,
      因此42=2p×0.8,解得p=10,
      所以该抛物线的焦点到准线距离为10.
      故选:C.
      【例3.2】(23-24高三上·湖南长沙·阶段练习)假设一水渠的横截面曲线是抛物线形,如图所示,它的渠口宽AB为2m,渠深OC为1.5m,水面EF距AB为0.5m,则截面图中水面宽EF的长度约为( )(2≈1.414,3≈1.732,6≈2.449)

      A.0.816mB.1.33mC.1.50mD.1.63m
      【解题思路】建立平面直角坐标系,求得抛物线方程并将水面宽度坐标化即可求得结果.
      【解答过程】以O为原点,OC为y轴,建立如图所示的平面直角坐标系,

      设抛物线的标准方程为x2=2py(p>0),
      由题意可得B1,1.5,代入x2=2py得1=3p,得p=13,故抛物线的标准方程为x2=23y,
      设Fx0,y0(x0>0,y0>0),则y0=1.5−0.5=1,则x02=23×1=23,
      即可得x0=23=63≈0.816,
      所以截面图中水面宽EF的长度约为0.816×2≈1.63m,
      故选:D.
      【变式3.1】(23-24高二上·四川德阳·阶段练习)如图是某景区内的一座抛物线拱形大桥,该桥抛物线拱形部分的桥面跨度为10米,拱形最高点与水面的距离为6米,为增加景区的夜晚景色,景区计划在拱形桥的焦点处悬挂一闪光灯,则竖直悬挂的闪光灯到水面的距离为( )(结果精确到0.01)
      A.4.96B.5.06C.4.26D.3.68
      【解题思路】建立平面直角坐标系,设抛物线的方程,根据题意知抛物线经过点5,−6,把点5,−6代入抛物线方程即可求出p,根据竖直悬挂的闪光灯距离水面的距离为6−p2,即可求出答案.
      【解答过程】如图,设抛物线的方程为x2=−2py,抛物线经过点5,−6,
      所以25=12p,解得p=2512,所以抛物线顶点到焦点的距离为p2=2524,
      故竖直悬挂的闪光灯距离水面的距离为6−p2=6−2524≈4.96米.
      故选:A.
      【变式3.2】(23-24高二上·江苏泰州·期中)如图所示,一隧道内设双行线公路,其截面由一个长方形和抛物线构成,为保证安全,要求行驶车辆顶部(设为平顶)与隧道顶部在竖直方向上高度之差至少要有0.5m,已知行车道总宽度AB=6m,那么车辆通过隧道的限制高度为( )
      A.2.25mB.3.25mC.3.5mD.3.75m
      【解题思路】根据题意,建立平面直角坐标系,即可得到抛物线方程,然后代入计算,即可得到结果.
      【解答过程】
      取隧道截面,以抛物线的顶点为原点,对称轴为y轴,建立直角坐标系,
      则C4,−4,设抛物线方程为x2=−2py p>0,将点C代入抛物线方程,
      可得p=2,则抛物线方程为x2=−4y,行车宽度AB=6m,将x=3代入抛物线方程,
      可得y=−2.25m,所以限度为6−2.25−0.5=3.25m.
      故选:B.
      三、 课后作业
      单选题
      1.(23-24高二上·陕西榆林·期中)已知抛物线C:y2=mx过点2,5,则抛物线C的准线方程为( )
      A.x=58B.x=−58C.x=38D.x=−38
      【解题思路】根据题意,求得抛物线的方程y2=52x,结合抛物线的几何性质,即可求解.
      【解答过程】由抛物线C:y2=mx过点2,5,可得(5)2=m×2,解得m=52,
      即抛物线的方程为y2=52x,可得抛物线C的准线方程为x=−58.
      故选:B.
      2.(23-24高二下·陕西咸阳·阶段练习)已知抛物线x2=4y的焦点为F,点M在抛物线上,且MF=3,则点M到x轴的距离为( )
      A.4B.22C.2D.3
      【解题思路】由抛物线定义计算即可得.
      【解答过程】由抛物线定义可知MF等于点M到准线的距离,
      故点M到x轴的距离为MF−1=3−1=2.
      故选:C.
      3.(23-24高二上·浙江杭州·期中)已知线段AB的端点B的坐标是(2,1),端点A在抛物线y=x2上运动,则线段AB的中点M的轨迹为( )
      A.直线B.抛物线C.双曲线D.椭圆
      【解题思路】设Mx,y,借助M为线段AB的中点及A在抛物线y=x2上,计算可得M轨迹方程,即可得解.
      【解答过程】设Mx,y,由M为线段AB的中点,故A2x−2,2y−1,
      又端点A在抛物线y=x2上,故有2y−1=2x−22,
      化简得y=2x2−4x+52,故线段AB的中点M的轨迹为抛物线.
      故选:B.
      4.(23-24高二上·陕西渭南·期中)点M5,3到抛物线y=ax2(a>0)的准线的距离为6,那么抛物线的方程是( )
      A.y=12x2B.y=−136x2C.y=−36x2D.y=112x2
      【解题思路】将y=ax2化为标准形式,利用抛物线定义可得答案.
      【解答过程】将y=ax2化为x2=1ay,准线y=−14a,由已知得:3+14a=6,所以1a=12,
      即a=112,所以抛物线方程为y=112x2.
      故选:D.
      5.(23-24高二上·浙江温州·期中)已知等边三角形的一个顶点位于原点,另外两个顶点在抛物线y2=4x上,则这个等边三角形的边长为( )
      A.83B.42C.43D.32
      【解题思路】设另外两个顶点的坐标分别为m24,m,m24,−mm>0,由图形的对称性可以得到方程tan30°=mm24,解此方程得到m的值,即可得到答案.
      【解答过程】由题意,依据抛物线的对称性,及等边三角形的一个顶点位于原点,另外两个顶点在抛物线y2=4x上,
      可设另外两个顶点的坐标分别为m24,m,m24,−mm>0,
      ∴tan30°=33=mm24,解得m=43,
      故这个等边三角形的边长为2m=83.
      故选:A.
      6. (23-24高二上·安徽阜阳·期末)已知A3,2,抛物线C:y2=8x的焦点为F,P是抛物线C上任意一点,则△PAF周长的最小值为( )
      A.32B.5+22C.5+5D.3+22
      【解题思路】过点P作PH垂直于准线且交准线于H,则△PAF的周长AF+PA+PF转化成AF+PA+PH即可求解.
      【解答过程】由题意,抛物线的准线x=−2,过点P作PH垂直于准线且交准线于H,则PF=PH,
      由题可知,△PAF的周长为AF+PA+PF=AF+PA+PH,又AF=5,
      如图,AF+PA+PH≥AF+AH,当A,P,H三点共线时,
      △PAF的周长最小,且最小值为5+5.
      故选:C.
      7.(23-24高二上·福建厦门·阶段练习)已知点P是抛物线x2=2y上的一动点,焦点为F,若定点M(1,2),则当P点在抛物线上移动时,|PM|+|PF|的最小值等于( )
      A.52B.2C.3D.4
      【解题思路】利用抛物线的定义,数形结合即可得解.
      【解答过程】如图,过P作抛物线x2=2y的准线y=−12的垂线,垂足为Q,连接MQ,
      则PM+PF=PM+PQ≥MQ≥2+12=52,当且仅当M,P,Q共线时等号成立,
      故PM+PF的最小值为52,
      故选:A.
      8.(23-24高三上·河南驻马店·期末)已知O为坐标原点,抛物线C:y2=4x的焦点为F,过点F的直线l交抛物线C于A,B两点,若AF=3BF,则OA=( )
      A.23B.15C.17D.21
      【解题思路】先推导焦半径公式得AF=21−csθ,BF=21+csθ.由AF=3BF,求出θ=π3,再由余弦定理求解.
      【解答过程】不妨设点A在第一象限,直线AB的倾斜角为θ,
      所以csθ=AF−2AF,则AF=21−csθ,同理可得BF=21+csθ.
      因为AF=3BF,所以csθ=12,即θ=π3,∠AFO=2π3,
      所以AF=21−csθ=4.
      在△AFO中,OA=AF2+OF2−2AF⋅OFcs∠AFO=21.
      故选:D.
      多选题
      9.(23-24高二上·福建厦门·期中)已知抛物线C:x2=4y的焦点为F,O为坐标原点,点Mx0,y0在抛物线C上,若|MF|=5,则( )
      A.F的坐标为(1,0)B.x0=±4C.y0=3D.|OM|=42
      【解题思路】直接由抛物线方程得焦点坐标及其准线方程可判断A,由抛物线定义可判断BC,由两点间距离公式可判断D.
      【解答过程】对于A,抛物线C:x2=4y的焦点为F0,1,准线方程为y=−1,故A错误;
      对于BC,由抛物线定义可得|MF|=5=y0+1,所以y0=4,x02=16,解得x0=±4,故B正确C错误;
      对于D,|OM|=16+16=42,故D正确.
      故选:BD.
      10.(2024·全国·模拟预测)已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,点P5,y0在抛物线上,且|PF|=6,过点P作PQ⊥x轴于点Q,则( )
      A.p=2B.抛物线的准线为直线y=−1
      C.y0=25D.△FPQ的面积为45
      【解题思路】根据抛物线的定义以及焦半径的长度可求出p值,即可判断选项AB,根据点在抛物线上即可求出点P的纵坐标,即可判断选项C,利用三角形的面积公式即可求出△FPQ的面积,即可判断选项D.
      【解答过程】抛物线y2=2px(p>0)的准线为直线x=−p2,设点P在第一象限,过点P向准线作垂线垂足为M,
      由抛物线的定义可知|PF|=PM=5+p2=6,解得p=2,
      则抛物线的方程为y2=4x,准线为直线x=−1,故A正确,B错误;
      将x=5代入抛物线方程,解得y0=±25,故C错误;
      焦点F(1,0),点P(5,±25),即|PQ|=25,
      所以S△FPQ=12×25×(5−1)=45,故D正确;
      故选:AD.
      填空题
      11.(23-24高二下·上海·期中)已知抛物线C:x2=−2py(p>0)经过点(2,−1),则此抛物线的准线方程是
      y=1 .
      【解题思路】将点(2,−1)代入x2=−2py(p>0)中,求得p=2,从而得到抛物线的准线方程.
      【解答过程】因为抛物线C:x2=−2py(p>0)经过点(2,−1),所以22=−2p×(−1),解得p=2,
      所以抛物线方程为x2=−4y,故抛物线的焦点在y轴的负半轴,所以抛物线的准线方程为y=1.
      故答案为:y=1.
      12.(23-24高二上·重庆·期末)已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,P点为抛物线上任意一点,M为圆E:x−62+y2=4上任意一点,则2PM+MF的最小值为 46 .
      【解题思路】设存在定点C(t,0),使得点M在圆E上运动时,均有|MC|=12|MF|,结合两点间距离公式,可确定t的值,从而有2PM+MF=2PM+MC≥2PC,再利用抛物线的方程,根据二次函数的性质,求得|PC|的最小值,即可得解.
      【解答过程】由题意知,焦点F(2,0),
      设存在定点C(t,0),使得点M在圆E上运动时,均有|MC|=12|MF|,
      设M(x,y),则x−62+y2=4,
      由|MC|=12|MF|,知x−t2+y2=12x−22+y2,
      联立两式,消去y可得40−8tx+4t2−100=0,
      令40−8t=0,则t=5,满足上式,
      所以C(5,0),
      所以2PM+MF=2PM+2MC=2PM+MC≥2PC,
      当且仅当P、M、C,三点共线时,等号成立,
      设P(a,b),则b2=8a,
      所以|PC|=a−52+b2=a2−10a+25+8a=a2−2a+25
      =a−12+24≥26,
      当且仅当a=1时,等号成立,
      所以2|PM|+|MF|≥2|PC|≥46,
      即2|PM|+|MF|的最小值为46.
      故答案为:46.
      解答题
      13.(2024高二上·江苏·专题练习)分别求满足下列条件的抛物线的标准方程.
      (1)准线方程为2y+4=0;
      (2)过点(3,−4);
      (3)焦点在直线x+3y+15=0上.
      【解题思路】
      (1)求出抛物线的焦点坐标,直接写出方程即得.
      (2)设出抛物线的标准方程,利用待定系数法求解即得.
      (3)求出直线与坐标轴的交点,再写出抛物线的标准方程即得.
      【解答过程】
      (1)准线方程为2y+4=0,即y=−2,则抛物线的焦点坐标为(0,2),
      所以所求抛物线的标准方程为x2=8y.
      (2)设所求抛物线的标准方程为y2=mx(m≠0)或x2=ny(n≠0),
      于是(−4)2=3m,解得m=163,或32=−4n,解得n=−94,
      所以所求抛物线的标准方程为y2=163x或x2=−94y.
      (3)直线x+3y+15=0交y轴于点(0,−5),则以(0,−5)为焦点的抛物线标准方程为x2=−20y;
      直线x+3y+15=0交x轴于点(−15,0),则以(−15,0)为焦点的抛物线标准方程为y2=−60x,
      所以所求抛物线的标准方程为x2=−20y或y2=−60x.
      14.(23-24高二上·上海浦东新·期末)已知点P到点F(2,0)的距离等于它到直线x=−2的距离,
      (1)求点P的轨迹方程;
      (2)若A(2,2),求△PAF周长的最小值.
      【解题思路】
      (1)利用抛物线的定义得解;
      (2)根据抛物线的定义可将问题转化成PA+PN′的最小值,根据三点共线即可求解.
      【解答过程】
      (1)由题意知动点P到F(2,0)的距离与它到直线x=−2的距离相等,
      所以动点P的轨迹为以F(2,0)为焦点、以直线x=−2为准线的抛物线,
      因此动点P的轨迹方程为y2=8x.
      (2)由题意知,焦点为F2,0,FA=02+22=2,
      当PA+PF的值最小时,△PAF的周长最小.
      设点P在抛物线的准线上的射影为N′,根据抛物线的定义,可知PN′=PF ,
      因此PA+PF的最小值即PA+PN′的最小值.
      根据平面几何的知识可得,当N′,P,A 三点共线时,即可A作AN⊥准线于N,
      与抛物线交于M′,此时N,M′,A 三点共线,
      此时PA+PF=M′A+M′N=AN=2+2=4,
      所以△PAF周长的最小值为2+4=6.
      15.(23-24高二上·全国·课后作业)如图,A地在B地东偏北45°方向相距22km处,且B与l相距4km.已知曲线形公路PQ上任意一点到B地的距离等于到高铁线l(近似看成直线)的距离,现要在公路旁建造一个变电房M(变电房与公路之间的距离忽略不计)

      (1)试建立适当的直角坐标系求环形公路PQ所在曲线的轨迹方程;
      (2)问变电房M应建在相对A地的什么位置(方位和距离),才能使得架设电路所用电线长度最短?并求出最短长度.
      【解题思路】
      (1)取经过点B且垂直l的直线为y轴,垂足为K,并使原点与线段BK的中点重合,建立直角坐标系,由题意可知环形公路PQ所在曲线的轨迹是抛物线,直接利用抛物线的定义得到其标准方程;
      (2)利用抛物线的定义,把所要求的最小值转化为在抛物线上取一点,使该点到A点的距离和到高铁线l的距离最小.
      【解答过程】
      (1)如图,

      取经过点B且垂直l的直线为y轴,垂足为K,
      并使原点与线段BK的中点重合,建立直角坐标系,
      则B0,2,A2,4,
      因为环形公路PQ上任意一点到B地的距离等于到直线l的距离,
      所以PQ所在的曲线是以B0,2为焦点以l为准线的抛物线.
      设抛物线方程为x2=2pyp>0,则p=4.
      ∴环形公路PQ所在曲线的轨迹方程为x2=8y.
      (2)要使架设电线长度最短,即MA+MB最小,
      过M作MH⊥l,垂足为H,
      ∴MA+MB=MA+MH,
      当A、M、H三点共线时,即MA+MB取得最小值,
      此时M2,12,位于A地正南方且与A地相距72,所用电线最短长度为6km.
      16.(23-24高二·全国·课后作业)在两个条件①点B3,2;②点B3,4中任选一个,补充在下面的问题中.
      已知抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l,点P在此抛物线上移动,求:
      (1)点P到点F与它到______的距离之和的最小值;
      (2)点P到点A−1,1与它到准线l的距离之和的最小值;
      (3)点P到直线y=−4x−5与它到准线l的距离之和的最小值.
      【解题思路】(1)(2)(3)数形结合,利用抛物线定义对所求距离之和进行转化为两点之间的距离,或点到直线的距离可得.
      【解答过程】
      (1)过点B、P分别作准线的垂线,垂足为E、D.
      选①:如图1
      由抛物线定义可得,PF+PB=PB+PD≥BE=3−(−1)=4
      所以点P到点F与它到B的距离之和的最小值为4.
      选②:由图2可知,PF+PB≥BF=(3−1)2+42=25
      所以点P到点F与它到B的距离之和的最小值为25

      (2)如图2
      由抛物线定义可得,PA+PD=PA+PF≥AF=5
      点P到点A−1,1与它到准线l的距离之和的最小值为5.
      (3)记P到直线y=−4x−5的距离为d,F到直线y=−4x−5的距离为m.
      由图2结合抛物线定义可知,则PD+d=d+PF≥m=4+517=417+8517.
      所以点P到直线y=−4x−5与它到准线l的距离之和的最小值为417+8517.
      图形
      标准方程
      焦点坐标
      准线方程
      y2=2px(p>0)
      y2=-2px(p>0)
      x2=2py(p>0)
      x2=-2py(p>0)
      标准
      方程
      y2=2px(p>0)
      y2=-2px(p>0)
      x2=2py(p>0)
      x2=-2py(p>0)
      图形
      顶点
      (0,0)
      (0,0)

      对称轴y=0
      对称轴x=0
      焦点
      准线
      离心率
      e =1
      e=1
      开口
      开口向右
      开口向左
      开口向上
      开口向下
      焦半径
      范围
      x≥0
      x≤0
      y≥0
      y≤0

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