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      人教A版高中数学高二上册选择性必修第一册同步考点讲与练专题3.6 抛物线的标准方程和性质【八大题型】(2份,原卷版+解析版)

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      数学人教A版 (2019)抛物线同步测试题

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      这是一份数学人教A版 (2019)抛物线同步测试题,文件包含人教A版高中数学高二上册选择性必修第一册同步考点讲与练专题36抛物线的标准方程和性质八大题型原卷版docx、人教A版高中数学高二上册选择性必修第一册同步考点讲与练专题36抛物线的标准方程和性质八大题型解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共25页, 欢迎下载使用。

      TOC \ "1-3" \h \u
      \l "_Tc9463" 【题型1 动点的轨迹问题】 PAGEREF _Tc9463 \h 2
      \l "_Tc2747" 【题型2 利用抛物线的定义解题】 PAGEREF _Tc2747 \h 3
      \l "_Tc15206" 【题型3 抛物线的焦点坐标及准线方程】 PAGEREF _Tc15206 \h 5
      \l "_Tc2035" 【题型4 求抛物线的标准方程】 PAGEREF _Tc2035 \h 6
      \l "_Tc14676" 【题型5 根据抛物线的方程求参数】 PAGEREF _Tc14676 \h 8
      \l "_Tc2053" 【题型6 抛物线的对称性的应用】 PAGEREF _Tc2053 \h 11
      \l "_Tc15270" 【题型7 与抛物线有关的最值问题】 PAGEREF _Tc15270 \h 13
      \l "_Tc10522" 【题型8 与抛物线有关的实际应用问题】 PAGEREF _Tc10522 \h 16
      【知识点1 抛物线的标准方程】
      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:
      【题型1 动点的轨迹问题】
      【例1】动点Px,y到点F3,0的距离比它到直线x+2=0的距离大1,则动点P的轨迹是( ).
      A.椭圆B.双曲线C.双曲线的一支D.抛物线
      【解题思路】根据抛物线的定义即可判断.
      【解答过程】解:∵动点到点3,0的距离比它到直线x=−2的距离大1,∴动点到点3,0的距离等于它到直线x=−3的距离,∴由抛物线的定义知:该动点的轨迹是以点3,0为焦点,以直线x=−3为准线的抛物线.故选:D.
      【变式1-1】动点Mx,y满足方程5x−12+y−22=3x+4y+12,则点M的轨迹是( )
      A.圆B.椭圆C.双曲线D.抛物线
      【解题思路】根据轨迹方程所代表的意义和抛物线的定义可得答案.
      【解答过程】由5(x−1)2+(y−2)2=3x+4y+12得(x−1)2+(y−2)2=3x+4y+125,
      等式左边表示点x,y和点1,2的距离,等式的右边表示点x,y到直线3x+4y+12=0的距离,整个等式表示的意义是点x,y到点1,2的距离和到直线3x+4y+12=0的距离相等,且点1,2不在直线3x+4y+12=0上,所以其轨迹为抛物线.故选:D.
      【变式1-2】在平面直角坐标系xOy中,动点Px,y到直线x=1的距离比它到定点−2,0的距离小1,则P的轨迹方程为( )
      A.y2=2xB.y2=4x
      C.y2=−4xD.y2=−8x
      【解题思路】根据抛物线的定义判断轨迹,再由抛物线焦点、准线得到方程即可.
      【解答过程】由题意知动点Px,y到直线x=2的距离与定点−2,0的距离相等,
      由抛物线的定义知,P的轨迹是以−2,0为焦点,x=2为准线的抛物线,所以p=4,轨迹方程为y2=−8x,
      故选:D.
      【变式1-3】已知动圆M与直线y=2相切,且与定圆C:x2+(y+3)2=1 外切,则动圆圆心M的轨迹方程为( )
      A.x2=−12y B.x2=12yC.y2=12x D.y2=−12x
      【解题思路】根据动圆M与直线y=2相切,且与定圆C:x2+(y+3)2=1外切,可得动点M到C(0,-3)的距离与到直线y=3的距离相等,由抛物线的定义知,点M的轨迹是抛物线,由此易得轨迹方程.
      【解答过程】设动圆圆心为M(x,y),半径为r,由题意可得M到C(0,-3)的距离与到直线y=3的距离相等,由抛物线的定义可知,动圆圆心的轨迹是以C(0,-3)为焦点,以y=3为准线的一条抛物线,所以p2=3,2p=12,其方程为x2=-12y.故选:A.
      【题型2 利用抛物线的定义解题】
      【例2】抛物线C:y=ax2过点1,2,则C的焦点到准线的距离为( )
      A.18B.14C.12D.1
      【解题思路】根据条件求出a的值,从而得出抛物线的方程,进而可求出结果.
      【解答过程】因为抛物线C:y=ax2过点1,2,所以a=2,故抛物线C:x2=12y,所以C的焦点到准线的距离为14.故选:B.
      【变式2-1】若抛物线y2=4x上的一点M到坐标原点O的距离为5,则点M到该抛物线焦点的距离为( )
      A.23B.1C.2D.3
      【解题思路】求得点M的坐标,将点M到该抛物线焦点的距离转化为点M到抛物线y2=4x的准线的距离即可.
      【解答过程】设点My24,y,∵MO=5,∴y24−02+(y−0)2=5,∴y2=4或y2=−20(舍去),
      ∴x=y24=1,∴M到抛物线y2=4x的准线x=−1的距离d=1−(−1)=2,∵点M到该抛物线焦点的距离等于点M到抛物线y2=4x的准线的距离,∴点M到该抛物线焦点的距离为2.故选:C.
      【变式2-2】已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,点M在抛物线C上,若M到直线x=−3的距离为7,则MF=( )
      A.4B.5C.6D.7
      【解题思路】根据题意转化为点M到准线x=−1的距离为5,结合抛物线的定义,即可求解.
      【解答过程】由抛物线C:y2=4x的焦点为F(1,0),准线方程为x=−1,如图,
      因为点M在C上,且M到直线x=−3的距离为7,可得M到直线x=−1的距离为7−2=5,即点M到准线的距离为5,根据抛物线的定义,可得点M到焦点的距离等于点M到准线的距离,所以MF=5.故选:B.
      【变式2-3】已知抛物线C:x2=8y的焦点为F,C的准线与对称轴交于D,过D的直线l与C交于A,B两点,且AB=2BD,若FB为∠DFA的平分线,则AF+BF等于( )
      A.83B.8C.10D.323
      【解题思路】由题意可得F0,2,D0,−2,从而可求DF=4.过A,B分别作准线的垂线,垂足分别为A1,B1,则AA1//BB1.根据抛物线的定义,结合角平分线的性质及相似三角形的性质即可求解.
      【解答过程】F0,2,D0,−2,所以DF=4.过A,B分别作准线的垂线,垂足分别为A1,B1,则AA1//BB1.
      因为FB为∠DFA的平分线.则ABBD=AFDF,又AB=2BD,∴AA1=AF=2DF=8,又BB1AA1=DBDA=13,∴BF=BB1=13AA1=83.∴AF+BF=8+83=323.故选:D.
      【题型3 抛物线的焦点坐标及准线方程】
      【例3】已知P−1,2为抛物线C:y2=−2pxp>0上一点,则C的焦点坐标为( ).
      A.−14,0B.−12,0C.−32,0D.−1,0
      【解题思路】将点P的坐标代入抛物线C的方程,求出p的值,可得出抛物线C的方程,进而可求得抛物线C的焦点坐标.
      【解答过程】将点P的坐标代入抛物线C的方程可得22=2p,解得p=2,所以,抛物线C的方程为y2=−4x,其焦点坐标为−1,0.故选:D.
      【变式3-1】抛物线y2=14x的焦点到其准线的距离为( )
      A.12B.14C.18D.116
      【解题思路】根据抛物线的标准方程和几何性质,即可求解.
      【解答过程】由抛物线y2=14x,可得2p=14,所以p=18,所以抛物线的焦点坐标为F(116,0),准线方程为x=−116所以该抛物线的焦点到其准线的距离为18.故选:C.
      【变式3-2】已知抛物线C与抛物线 y2=4x关于y轴对称,则C的准线方程是( )
      A.x=− 2B.x=2
      C.x=− 1D.x=1
      【解题思路】根据两个抛物线的对称性,即可求抛物线C的准线方程.
      【解答过程】抛物线y2=4x的准线方程为x=−1,因为抛物线C与抛物线 y2=4x关于y轴对称,所以两个抛物线的准线也关于y轴对称,所以C的准线方程是x=1.故选:D.
      【变式3-3】已知点P在圆C:x2−4x+y2=0上,其横坐标为1,抛物线x2=−2pyp>0经过点P,则抛物线的准线方程是( )
      A.y=36B.x=312C.x=36D.y=312
      【解题思路】结合圆的方程可求得P点坐标,代入抛物线方程可确定p的值,进而确定准线方程.
      【解答过程】将x=1代入圆C方程得:y2=3,解得:y=±3,∴P1,3或P1,−3,∵P在抛物线x2=−2pyp>0上,∴1=−23p或1=23p,解得:p=−36(舍)或p=36,∴抛物线方程为x2=−33y,∴抛物线的准线方程为:y=312.故选:D.
      【题型4 求抛物线的标准方程】
      【例4】以x轴为对称轴,顶点为坐标原点,焦点到准线的距离为4的抛物线方程是( )
      A.y2=8xB.y2=−8xC.y2=8x或y2=−8xD.x2=8y或x2=−8y
      【解题思路】根据抛物线的概念以及几何性质即可求抛物线的标准方程.
      【解答过程】依题意设抛物线方程为y2=±2pxp>0.因为焦点到准线的距离为4,所以p=4,所以2p=8,所以抛物线方程为y2=8x或y2=−8x.故选:C.
      【变式4-1】已知抛物线y2=2px上的点M(2,y0)到该抛物线焦点的距离为3,则抛物线的方程是( )
      A.y2=2xB.y2=4x
      C.y2=−2xD.y2=−4x
      【解题思路】由抛物线知识得出准线方程,再由点M(2,y0)到焦点的距离等于其到准线的距离求出p,从而得出方程.
      【解答过程】由题意知p>0,则准线为x=−p2,点M(2,y0)到焦点的距离等于其到准线的距离,
      即|−p2−2|=3,∴p=2,则y2=4x,故选:B.
      【变式4-2】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.
      【变式4-3】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43,则抛物线C的方程为( )
      A.y2=2xB.y2=4x
      C.y2=8xD.y2=16
      【解题思路】利用圆和抛物线的定义得到△ABF是等边三角形,再△ABF面积得到BF的长度,进而建立关于p的等式即可求解.
      【解答过程】解:∵以F为圆心,FA为半径的圆交l于B,D两点,∠ABD=90°,结合抛物线的定义可得:AB=AF=BF∴△ABF是等边三角形,∴∠FBD=30°.∵△ABF的面积为:34BF2=43,
      ∴BF=4.又点F到准线的距离为BFsin30°=2=p,则该抛物线的方程为y2=4x.故选:B.
      【题型5 根据抛物线的方程求参数】
      【例5】抛物线y=ax2的准线方程是y=2,则a=( )
      A.18B.−18C.8D.−8
      【解题思路】将抛物线方程标准化后写出抛物线准线方程即可求得结果.
      【解答过程】抛物线y=ax2化为标准方程x2=1ay,所以准线方程是y=−14a,所以−14a=2,解得a=−18.
      故选:B.
      【变式5-1】将抛物线y2=mx绕其顶点顺时针旋转90∘之后,正好与抛物线y=2x2重合,则m=( )
      A.−12B.12C.-2D.2
      【解题思路】根据抛物线旋转规律可得,其焦点坐标从x轴负半轴旋转到y轴正半轴,即可得m=−12.
      【解答过程】根据题意可得抛物线y2=mx的焦点坐标为m4,0,抛物线y=2x2的标准方程为x2=12y,可得其焦点坐标为0,18,易知m4,0绕原点顺时针旋转90∘之后得到0,18,即可得m4=−18,解得m=−12.
      故选:A.
      【变式5-2】P为抛物线y2=2px(p>0)上一点,点P到抛物线准线和对称轴的距离分别为10和6,则p=( )
      A.2B.4C.4或9D.2或18
      【解题思路】由抛物线y2=2px(p>0)可得准线l的方程为:x=−p2,设点P(x,y),再由点P到抛物线准线和对称轴的距离分别为10和6,可得x+p2=10,y=±6,再与抛物线方程y2=2px(p>0),联立解方程组,即可求解.
      【解答过程】解:由题意可得:抛物线y2=2px(p>0)的准线l的方程为:x=−p2设点P(x,y),又因点P到抛物线准线和对称轴的距离分别为10和6,所以有{x+p2=10y=±6y2=2px,解得{x=1p=18或{x=9p=2,即p的值分别为18或2.故选:D.
      【变式5-3】已知抛物线C:y2=2pxp>0的焦点为F,点M在C上,O为坐标原点,若OM=5,FM=2,则p=( )
      A.2B.4
      C.2或32D.2或23
      【解题思路】由抛物线的定义设M点坐标,由题意列方程求解
      【解答过程】依题意,设Mx0,y0,则x0=2−p2,OM2=x02+y02=2−p22+2p2−p2=5,解得p=2或p=23,故选:D.
      【知识点2 抛物线的简单几何性质】
      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的轴的直线与抛物线C交于A,B两点,OA⋅OB=0,则AB=4,则p=( )
      A.4B.3C.2D.1
      【解题思路】由题知△AOB为等腰直角三角形,进而得A2,2,再代入方程求解即可.
      【解答过程】解:∵OA⋅OB=0,∴OA⋅OB⋅cs∠AOB=0,∴∠AOB=90∘,
      ∵AB=4,且AB⊥x轴,∴由抛物线的对称性△AOB为等腰直角三角形,设AB与x轴的交点为D,
      ∴AD=BD=OD=2,即A2,2,∴将A2,2代入y2=2px得4=4p,解得p=1.故选:D.
      【变式6-1】以x轴为对称轴,顶点为坐标原点,焦点与原点之间的距离为2的抛物线方程是( )
      A.y2=8xB.y2=−8x
      C.y2=8x或y2=−8xD.x2=8y或x2=−8y
      【解题思路】根据抛物线的概念以及几何性质即可求抛物线的标准方程.
      【解答过程】依题意设抛物线方程为y2=±2pxp>0.因为焦点与原点之间的距离为2,所以p2=2,所以2p=8,所以抛物线方程为y2=8x或y2=−8x.故选:C.
      【变式6-2】已知A,B是抛物线y2=2px(p>0)上的两个点,O为坐标原点,若OA=OB且△AOB的垂心恰是抛物线的焦点,则直线AB的方程是( )
      A.x=pB.x=3pC.x=52pD.x=32p
      【解题思路】根据题意,结合抛物线的对称性,得到A,B关于x轴对称,设直线AB的方程为x=m,由△AOB的垂心恰好是抛物线的焦点F(p2,0),得到AF⊥OB,根据kAF⋅kOB=−1,列出方程,即可求解.
      【解答过程】由点A,B是抛物线y2=2px(p>0)上的两点,且OA=OB,根据抛物线的对称性,可得A,B关于x轴对称,设直线AB的方程为x=m,则A(m,2pm),B(m,−2pm),因为△AOB的垂心恰好是抛物线的焦点F(p2,0),所以AF⊥OB,可得kAF⋅kOB=−1,即2pm−0m−p2⋅−2pm−0m−0=−1,解得m=5p2,即直线AB的方程为x=5p2.故选:C.
      【变式6-3】已知抛物线C:y2=6x的焦点为F ,准线为l,点A在抛物线C上,且点A到准线l的距离为6,AF的垂直平分线与准线l交于点N,点O为坐标原点,则△OFN的面积为( )
      A.932B.934C.93D.332
      【解题思路】解法一:先根据焦半径公式求出A的坐标,再求出AF的垂直平分线的方程,从而可求N的坐标,故可求△OFN的面积.
      解法二:先根据焦半径公式求出A的坐标,过点A作l的垂线,垂足为B,利用抛物线的定义可得B,N重合,从而可求△OFN的面积.
      【解答过程】解法一:抛物线C:y2=6x的焦点为F32,0,准线为l:x=−32,
      设A(m,n),由点A到准线l的距离为6,得m+32=6,得m=92,
      代入抛物线的方程得n2=6×92=27,所以n=±33.
      由抛物线的对称性,不妨设A92,33,则直线AF的斜率为kAF=3392−32=3,
      又A,F的中点坐标为3,332,故AF的垂直平分线的方程为y−332=−33(x−3),
      令x=−32,得y=33,即N−32,33.所以△OFN的面积为12×32×33=934.故选:B.
      解法二:抛物线C:y2=6x的焦点为F32,0,准线为l:x=−32,
      设A(m,n),由A到准线l的距离为6,得m+32=6,得m=92,代入抛物线的方程得n2=6×92=27,所以n=±33.由抛物线的对称性,不妨设A92,33,则直线AF的斜率为kAF=3392−32=3,所以∠AFx=60°.过点A作l的垂线,垂足为B,则B−32,33,连接BF,则∠FAB=∠AFx=60°,而AF=AB,所以△FAB是等边三角形,于是边AF的垂直平分线过点B,即点B与点N重合,所以△OFN的面积为12×32×33=934.故选:B.
      【题型7 与抛物线有关的最值问题】
      【例7】已知抛物线E:x2=4y,圆C:x2+y−32=1,P为E上一点,Q为C上一点,则PQ的最小值为( )
      A.5B.22−1C.22D.3
      【解题思路】先利用配方法求得P到圆心C的最小距离,从而求得P到Q的最小距离.
      【解答过程】由题意知C(0,3),r=1,设Px0,y0,则x02=4y0,
      所以PC=x02+y0−32=y02−2y0+9=y0−12+8,

      故当y0=1时,PCmin=22,所以PQmin=PCmin−r=22−1.故选:B.
      【变式7-1】已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,点P在C上,若点Q6,3,则△PQF周长的最小值为( ).
      A.13B.12C.10D.8
      【解题思路】由抛物线的定义结合三点共线取得最小值.
      【解答过程】y2=2×4x,故F2,0,记抛物线C的准线为l,则l:x=−2,记点P到l的距离为d,点Q6,3到l的距离为d′,则PQ+PF+QF=PQ+d+6−22+3−02≥d'+5=8+5=13.故选:A.
      【变式7-2】已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到其准线的距离为4,M是抛物线C上一点,若A2,3,则MF+MA的最小值为( )
      A.8B.6C.5D.4
      【解题思路】由抛物线的焦点坐标求得p,设M,A在准线l上的射影为M1,A1,利用抛物线的定义进行转化后易得最小值.
      【解答过程】由焦点F到其准线的距离为4,得p=4;设M,A在准线l:x=−2上的射影为M1,A1如图,则MA+MF =MA+MM1≥AA1=2+2=4,当且仅当A1,M,A共线时取得等号.所以所求最小值是4.
      故选:D.
      【变式7-3】设P为抛物线C:y2=4x上的动点,A2,4关于P的对称点为B,记P到直线x=−1,x=−3的距离分别d1,d2,则d1+d2+AB的最小值为( )
      A.217+2B.213+2
      C.17+2D.13+17+2
      【解题思路】根据题意得到d1+d2+AB=2d1+2+2PA=2d1+PA+2,再利用抛物线的定义结合三角不等式求解.
      【解答过程】解:如图,

      因为d2=d1+2,且A2,4关于P的对称点为B,所以|PA|=|PB|,抛物线焦点F1,0,
      所以d1+d2+AB=2d1+2+2PA=2d1+PA+2 =2PF+PA+2≥2AF+2 =217+2.
      当P在线段AF上时,d1+d1+AB取得最小值,且最小值为217+2.故选:A.
      【题型8 与抛物线有关的实际应用问题】
      【例8】如图1,太阳灶是一种将太阳光反射至一点用来加热水或食物的设备,上面装有抛物面形的反光镜,镜的轴截面是抛物线的一部分(如图2),盛水或食物的容器放在抛物线的焦点处,该容器由6根等长的铁筋焊接在一起的架子支撑(图中F点为放置容器处,其余6个焊点在镜口圆上).已知镜口圆的直径为12dm,镜深2dm.
      (1)建立适当的坐标系,求抛物线的标准方程及焦点的坐标;
      (2)若把盛水或食物的容器近似地看作点,试求支撑容器的架子所用铁筋的总长度(单位dm).
      【解题思路】(1)先建立直角坐标系,得到A点坐标,然后设出抛物线方程进而求得p的值,从而可以确定抛物线的方程和焦点的位置.
      (2)根据盛水或食物的容器在焦点处,结合两点间距离公式可得每根铁筋的长度.
      【解答过程】(1)如图,
      在反光镜的轴截面内建立直角坐标系,使反光镜的顶点(即抛物线的顶点)与原点重合,x轴垂直于镜口直径.由已知,得A点坐标是(2,6),设抛物线方程为y2=2px(p>0),则36=2p×2,解得p=9,
      则抛物线的标准方程是y2=18x,焦点坐标是F(4.5,0).
      (2)因为盛水的容器在焦点处,所以A、F两点间的距离即为每根铁筋长,
      所以每根铁筋长为2+p2=2+4.5=6.5dm,所以架子所用钢筋总长度为6.5×6=39dm.
      【变式8-1】北京时间2022年4月16日9时56分,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,全国人民都为我国的科技水平感到自豪.某学校科技小组在计算机上模拟航天器变轨返回试验.如图,航天器按顺时针方向运行的轨迹方程为x2100+y225=1,变轨(即航天器运行轨迹由椭圆变为抛物线)后返回的轨迹是以y轴为对称轴,0,365为顶点的抛物线的一部分(从点C到点B).已知观测点A的坐标6,0,当航天器与点A距离为4时,指挥中心向航天器发出变轨指令.
      (1)求航天器变轨时点C的坐标;
      (2)求航天器降落点B与观测点A之间的距离.
      【解题思路】(1)设出点C,利用A,C的距离和椭圆方程可求出点C的坐标;
      (2)根据抛物线经过的点求出方程,解出降落点的坐标,可得答案.
      【解答过程】(1)设Cx,y,由题意,AC=4,即x−62+y2=4,
      又x2100+y225=1,联立解得x=6或x=10(舍),当x=6时, y=4,故C的坐标为6,4.
      (2)由题意设抛物线的方程为y=−mx2+n,因为抛物线经过点C6,4,0,365,
      所以n=365,4=−36m+365,解得m=445,即y=−445x2+365;
      令y=0可得x=9或x=−9(舍),即B9,0;所以|AB|=|OB|−|OA|=3,
      所以航天器降落点B与观测点A之间的距离为3.
      【变式8-2】河道上有一抛物线型拱桥,在正常水位时,拱圈最高点距水面 8m,拱圈内水面宽 24m,一条船在水面以上部分高 6.5m,船顶部宽6m.
      (1)试建立适当的直角坐标系,求拱桥所在的抛物线的标准方程;
      (2)近日水位暴涨了1.54m,为此,必须加重船载,降低船身,才能通过桥洞,试问:船身至少应该降低多少? (精确到0.1m)
      【解题思路】(1)根据图形建立直角坐标系,设出拱桥所在的抛物线方程,设拱桥与水面两交点分别为A,B,由坐标系可知A,B两点的坐标,将其中一个代入抛物线方程,即可得;(2)根据船顶宽6m,可知船顶距离拱桥最高点的极限高度h,再由6.5+1.54−(8−ℎ),可知船身应降低高度。
      【解答过程】解:(1)设抛物线型拱桥与水面两交点分别为A,B,以AB垂直平分线为y轴,拱圈最高点O为坐标原点,建立平面直角坐标系,
      则A(−12,−8),B(12,−8),设拱桥所在的抛物线方程为x2=−2py(p>0),
      因点A(−12,−8)在抛物线上,代入解得p=9,故拱桥所在的抛物线方程是x2=−18y.
      (2)因x2=−18y,故当x=3时,y=−0.5,
      故当水位暴涨1.54m后,船身至少应降低6.5+1.54−(8−0.5)=0.54,
      因精确到0.1m,故船身应降低0.6m. 答:船身应降低0.6m,才能安全通过桥洞.
      【变式8-3】如图,弯曲的河流是近似的抛物线C,公路l恰好是C的准线,C上的点O到l的距离最近,且为0.4km,城镇P位于点O的北偏东30°处,OP=10km,现要在河岸边的某处修建一座码头,并修建两条公路,一条连接城镇,一条垂直连接公路l,以便建立水陆交通网.
      (1)建立适当的坐标系,求抛物线C的方程;
      (2)为了降低修路成本,必须使修建的两条公路总长最小,请给出修建方案(作出图形,在图中标出此时码头Q的位置),并求公路总长的最小值(结果精确到0.001km).
      【解题思路】(1)由抛物线的定义,O为坐标原点可建立平面坐标系,即可求抛物线C的方程;
      (2)由抛物线的定义,公路总长=QF+QP≥PF,即可求公路总长最小值.
      【解答过程】(1)如图,建立平面直角坐标系,由题意得,p2=0.4,则抛物线C:y2=1.6x.
      (2)如图,设抛物线C的焦点为F,则F0.4,0,
      ∵城镇P位于点O的北偏东30°处,OP=10km,∴P5,53,
      根据抛物线的定义知,公路总长=Q′F+Q′P≥PF=5−0.42+53−02≈9.806.
      当Q′与Q重合时(Q为线段PF与抛物线C的交点),公路总长最小,最小值为9.806km.
      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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