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2026年高考数学一轮复习举一反三专练(通用版)专题8.7抛物线(学生版+解析)
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TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc18903" 【题型1 抛物线的定义及其应用】 PAGEREF _Tc18903 \h 3
\l "_Tc23988" 【题型2 抛物线的标准方程】 PAGEREF _Tc23988 \h 5
\l "_Tc13297" 【题型3 抛物线的焦点坐标及准线方程】 PAGEREF _Tc13297 \h 7
\l "_Tc10028" 【题型4 抛物线的轨迹方程】 PAGEREF _Tc10028 \h 8
\l "_Tc10577" 【题型5 抛物线上的点到定点的距离及最值】 PAGEREF _Tc10577 \h 10
\l "_Tc5715" 【题型6 抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值】 PAGEREF _Tc5715 \h 12
\l "_Tc8235" 【题型7 抛物线的焦半径公式】 PAGEREF _Tc8235 \h 15
\l "_Tc20091" 【题型8 抛物线的几何性质】 PAGEREF _Tc20091 \h 17
\l "_Tc25775" 【题型9 抛物线中的三角形(四边形)面积问题】 PAGEREF _Tc25775 \h 19
\l "_Tc28825" 【题型10 抛物线的实际应用】 PAGEREF _Tc28825 \h 22
1、抛物线
知识点1 抛物线的方程及其性质
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.抛物线的标准方程与几何性质
3.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),其准线方程为y=−p2.
已知点A到C的焦点的距离为4,由抛物线的定义可知,点A到准线的距离也为4.
又因为点A到x轴的距离为2,所以点A到准线的距离为点A到x轴的距离加上p2,即2+p2=4.
对2+p2=4进行求解,移项可得p2=4−2=2,解得p=4.
故选:C.
【变式1-1】(2025·吉林·三模)已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,点Pm,4在抛物线C上,则PF=( )
A.3B.4C.5D.6
【答案】B
【解题思路】先根据点P在抛物线上求出m的值,再根据抛物线的定义求出|PF|的值.
【解答过程】已知点P(m,4)在抛物线C:y2=8x上,可得42=8m,解得m=2.
在抛物线C:y2=8x中,焦点F的坐标为(2,0),准线方程为x=−2.
由抛物线的定义可知,抛物线上的点到焦点的距离等于到准线的距离.
所以点P到准线的距离为2−(−2)=4,即|PF|=4.
故选:B.
【变式1-2】(2025·陕西安康·三模)已知抛物线x2=16y上的点M到焦点F的距离为6,则点M到y轴的距离为( )
A.22B.42C.2D.4
【答案】B
【解题思路】由抛物线的定义确定M坐标,即可求解.
【解答过程】由抛物线方程可得:抛物线的准线方程为:y=−4,
由抛物线的定义可得:点M到准线y=−4的距离为6,
所以M点纵坐标为2,代入抛物线方程可得:x2=32,
得:x=±42,
所以点M到y轴的距离为42,
故选:B.
【变式1-3】(2025·湖南长沙·一模)已知抛物线C:y=x24的焦点为F,准线为l,P为C上一点,过P 作l的垂线,垂足为M.若|MF|=|PF|,则|PF|=( )
A.2B.3C.4D.23
【答案】C
【解题思路】由抛物线定义及已知条件知△PMF为等边三角形,进而可求PF.
【解答过程】由抛物线的定义知|PF|=|PM|,又|MF|=|PF|,
所以△PMF为等边三角形, ∠FMN=30∘(N为准线与y轴的交点),
抛物线y=x24的焦点F0,1,准线l:y=−1,p=2,
故∣MF∣=NFsin∠FMN=psin30∘=2p=4,
故PF=4.
故选:C.
【题型2 抛物线的标准方程】
【例2】(25-26高二上·全国·单元测试)已知抛物线C关于y轴对称,顶点在坐标原点,且焦点在直线x+2y−6=0上,则抛物线C的标准方程为( )
A.y2=−12xB.x2=8y
C.x2=−12yD.x2=12y
【答案】D
【解题思路】求出直线与y轴的交点坐标,得抛物线的焦点,进而可得抛物线的标准方程.
【解答过程】直线x+2y−6=0与y轴的交点为0,3,
所以抛物线C的焦点为0,3,故p2=3,解得p=6,
所以抛物线C的标准方程为x2=12y.
故选:D.
【变式2-1】(24-25高二上·天津河西·期末)准线方程为y=4的抛物线的标准方程是( )
A.x2=8yB.x2=−8yC.x2=16yD.x2=−16y
【答案】D
【解题思路】由准线方程求出抛物线的标准方程即可求解.
【解答过程】由题意可知抛物线开口向下,故设抛物线方程为x2=−2py(p>0).
因为抛物线的准线方程为y=4,所以p2=4,即p=8,所以该抛物线的标准方程为x2=−16y.
故选:D.
【变式2-2】(2025·山西·二模)若点(2,2)在以原点为顶点x轴为对称轴的抛物线C上,则C的方程为( )
A.y2=2xB.y2=x+2C.x2=2yD.x2=y+2
【答案】A
【解题思路】由抛物线的标准方程,代入(2,2)可得结果.
【解答过程】由题意可知,抛物线C的方程为y2=2px,
将(2,2)代入y2=2px,可得p=1,故抛物线C的方程为y2=2x.
故选:A.
【变式2-3】(2024·宁夏石嘴山·三模)如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线l交抛物线于两点A、B,交其准线于C,AE与准线垂直且垂足为E,若BC=2BF,AE=3,则此抛物线的方程为( )
A.y2=3x2B.y2=9x
C.y2=9x2D.y2=3x
【答案】D
【解题思路】过点A,B作准线的垂线,设BF=a,得到AC=3+3a,结合抛物线的定义,求得a=1,再由BD//FG,列出方程求得p的值,即可求解.
【解答过程】如图所示,分别过点B作准线的垂线,垂足为D,
设BF=a,则BC=2BF=2a,
由抛物线的定义得 BD=BF=a,
在直角△BCD中,可得sin∠BCD=BDBC=12,所以∠BCD=30∘,
在直角△ACE中,因为AE=3,可得AC=3+3a,
由AC=2AE,所以3+3a=6,解得a=1,
因为BD//FG,所以1p=2a3a,解得p=32,所以抛物线方程为y2=3x.
故选:D.
.
【题型3 抛物线的焦点坐标及准线方程】
【例3】(2025·北京朝阳·二模)若抛物线C:x2=my(m≠0)的焦点坐标为(0,−1),则抛物线C的准线方程为( )
A.x=2B.x=1C.y=2D.y=1
【答案】D
【解题思路】由抛物线方程及焦点坐标直接求出准线方程.
【解答过程】因为抛物线C:x2=my(m≠0)的焦点坐标为(0,−1),
所以抛物线方程为x2=−4y,
准线方程为y=1.
故选:D.
【变式3-1】(2025·安徽·模拟预测)抛物线y=18x2的焦点坐标是( )
A.(0,2)B.(0,−2)C.(−2,0)D.(2,0)
【答案】A
【解题思路】变形得x2=8y即可判断焦点坐标.
【解答过程】y=18x2,即x2=8y,则p=4,则其焦点坐标为(0,2).
故选:A.
【变式3-2】(2025·安徽·模拟预测)已知抛物线C:2x2+my=0恰好经过圆M:x−12+y+22=1的圆心,则C的准线方程为( )
A.x=12B.x=−12C.y=18D.y=−18
【答案】C
【解题思路】求出圆心坐标,将圆心坐标代入抛物线方程,将抛物线方程化为标准方程,即可得出抛物线C的准线方程.
【解答过程】圆M的圆心为M1,−2,
将圆心M的坐标代入抛物线的方程得2×12−2m=0,解得m=1,
故抛物线C的方程为2x2+y=0,标准方程为x2=−12y,
则2p=12,所以,p2=18,故抛物线C的准线方程为y=18.
故选:C.
【变式3-3】(2025·安徽合肥·三模)已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F,第一象限的点Px1,y1,Qx2,y2在抛物线上,且PF=QF+3,PQ=32.若x1+x2=6,则抛物线C的准线方程为( )
A.y=−32B.y=−3C.y=−1D.y=−2
【答案】A
【解题思路】根据题意结合抛物线的定义可得y1−y2=3,再根据两点间距离公式可得x1−x22=9,最后代入方程作差可得p=3,即可得结果.
【解答过程】因为PF=QF+3,则y1+p2=y2+p2+3,可得y1−y2=3,
又因为PQ=x1−x22+y1−y22=x1−x22+9=32,可得x1−x22=9,
且x12=2py1x22=2py2,两式相减得x12−x22=2py1−y2,即x1+x2x1−x2=2py1−y2,
平方可得x1+x22x1−x22=4p2y1−y22,
且x1+x2=6,可得36×9=4p2×9,即p2=9
且p>0,即p=3,
所以所求准线方程为y=−32.
故选:A.
【题型4 抛物线的轨迹方程】
【例4】(2025·湖南衡阳·三模)已知点F(2,0),动圆P过点F,且与x=−2相切,记动圆圆心P点的轨迹为曲线Γ,则曲线Γ的方程为( )
A.y2=2xB.y2=4xC.y2=8xD.y2=12x
【答案】C
【解题思路】分析题意,利用抛物线的定义判断曲线是抛物线,再求解轨迹方程即可.
【解答过程】由题意知,点P到点F的距离和它到直线x=−2的距离相等,
所以点P的轨迹是以(2,0)为焦点的抛物线,所以Γ的方程为y2=8x,故C正确.
故选:C.
【变式4-1】(2025·辽宁沈阳·一模)已知平面直角坐标系中不同的三点A(0,5),B(x,0),C(0,y),圆心在y轴上的圆E经过A,B,C三点,设点M的坐标为x,y,则M点的轨迹方程为( )
A.x2=5y(y≠0)B.y2=5x(x≠0)
C.y2=−5x(x≠0)D.x2=−5y(y≠0)
【答案】D
【解题思路】根据给定条件可得AB⊥BC,再利用数量积的坐标表示求出方程.
【解答过程】由圆心在y轴上的圆E经过点A(0,5),B(x,0),C(0,y),得线段AC为圆E的直径,
而点B在x轴上,则AB⊥BC,又AB=(x,−5),CB=(x,−y),
于是AB⋅CB=x2+5y=0,而B,C不重合,即y≠0,
所以M点的轨迹方程为x2=−5y(y≠0).
故选:D.
【变式4-2】(2025·河北邯郸·模拟预测)在平面内,到定点2,0的距离比到定直线x=−1的距离大1的动点M的轨迹方程是 .
【答案】y2=8x
【解题思路】先根据已知条件将动点M到定点与定直线的距离关系进行转化,再依据抛物线定义确定其轨迹方程.
【解答过程】由已知可得动点M满足到定点2,0的距离等于到定直线x=−2的距离,
由抛物线定义知动点M的轨迹方程为焦点在x轴上的抛物线,且焦点为2,0,则p2=2,p=4.因此轨迹方程为:y2=8x.
故答案为:y2=8x.
【变式4-3】(2024·宁夏石嘴山·模拟预测)在平面直角坐标系xOy中,已知点M1,0,P为动点,以线段MP为直径的圆与y轴相切.动点P的轨迹Γ的方程为 .
【答案】y2=4x
【解题思路】设P(x,y),求得以线段MP为直径的圆的圆心和半径,由直线和圆相切的条件可得所求轨迹方程.
【解答过程】设P(x,y),可得以线段MP为直径的圆的圆心为x+12,y2,
半径为r=x−122+y22,
由以线段MP为直径的圆与y轴相切,
可得x+12=x−122+y22,整理得y2=4x.
故答案为:y2=4x.
【题型5 抛物线上的点到定点的距离及最值】
【例5】(2025·全国·模拟预测)已知A是抛物线C:y2=4x上的点,N4,0,则AN的最小值为( )
A.2B.22C.4D.23
【答案】D
【解题思路】由抛物线的方程,利用二次函数的性质求最值
【解答过程】设At24,t,
则AN=t24−42+t2=t416−t2+16=t24−22+12≥23,
当且仅当t=±22时,等号成立.
故选:D.
【变式5-1】(24-25高二下·河南洛阳·阶段练习)设O为坐标原点,F为抛物线C:y2=8x的焦点,点A在抛物线C上.若AF=5,则OA=( )
A.66B.9C.3D.33
【答案】D
【解题思路】设Ax0,y0,先由抛物线定义和AF=5解出x0,得到A点坐标,再由两点间距离公式求出OA即可.
【解答过程】因为抛物线C:y2=8x,所以焦点F(2,0),准线方程为x=−2.
设Ax0,y0,因为AF=5,所以由抛物线定义可知x0+2=5,解得x0=3,
因为点A在抛物线C上,所以y02=8x0=8×3=24,所以A(3,±26),
所以OA=x02+y02=9+24=33.
故选:D.
【变式5-2】(2025·甘肃甘南·模拟预测)已知直线l:x=−5,点P(3,0),点A(4,1),动点Q到点P的距离比到直线l的距离小2,则|QA|+|QP|的最小值为( )
A.4B.6C.7D.8
【答案】C
【解题思路】利用定义法可求抛物线方程,也可以利用几何关系代入坐标公式求出抛物线方程,再利用抛物线的几何性质转化线段可求和的最小值.
【解答过程】方法一:设Q(x,y).∵点P(3,0),直线l:x=−5,
动点Q到点P的距离比到直线l的距离小2,
∴(x−3)2+(y−0)2+2=|x−(−5)|,化简得y2=12x,
即点Q的轨迹是以P(3,0)为焦点,以直线x=−3为准线的抛物线.
方法二:设Q(x,y).∵点P(3,0),直线l:x=−5,
动点Q到点P的距离比到直线l的距离小2,
∴动点Q到点P的距离等于到直线x=−3的距离,
∴点Q的轨迹是以P(3,0)为焦点,以直线x=−3为准线的抛物线,
即抛物线方程为y2=12x.
如图,过点Q作准线的垂线,垂足为B,由抛物线的定义,得|QP|=|QB|,
则|QA|+|QP|=|QA|+|QB|,当A,Q,B三点共线时,
|QA|+|QP|取得最小值,最小值为|AB|=4+3=7.
故选:C.
【变式5-3】(24-25高三上·安徽·阶段练习)已知抛物线x2=2pyp>0,点A4,4在抛物线上,点B0,3,若P点是抛物线上的动点,则PB的最小值为( )
A.8B.22C.9D.3
【答案】B
【解题思路】把点A4,4代入抛物线中求出p=2,再设Px0,y0利用两点间距离计算根据二次函数求最值即可.
【解答过程】因为点A4,4在抛物线上,所以42=2p⋅4,解得p=2,
所以抛物线方程为x2=4y,设Px0,y0,
则PB2=x02+y0−32=x02+y02−6y0+9=y02−2y0+9=y0−12+8≥8,
所以PB的最小值为22.
故选:B.
【题型6 抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值】
【例6】(2025·海南儋州·模拟预测)已知A(1,54),B(0,4),P为抛物线y=x2−2x+2上一动点,则PA+PB的最小值为( )
A.94B.114C.134D.5
【答案】C
【解题思路】根据图象的平移和抛物线的几何性质,得到曲线(x−1)2=y−1的焦点坐标为A(1,54),准线方程为l:y=34,过点P作PN⊥l,根据抛物线的定义,得到PA=PN,结合PA+PB=PN+PB,即可求解.
【解答过程】由抛物线y=x2−2x+2=(x−1)2+1,即(x−1)2=y−1,
又由抛物线x2=y表示开口向上,且焦点为(0,14),准线方程为y=−14,
将抛物线x2=y向右平移1个单位,再向上平移1个单位,即可得到(x−1)2=y−1,
所以抛物线(x−1)2=y−1的焦点坐标为A(1,54),准线方程为l:y=34,
因为点P是抛物线(x−1)2=y−1上任意点,则点P到焦点F的距离等于点P到l的距离,
如图所示,过点P作PN⊥l,可得PA=PN,
所以PA+PB=PN+PB≥4−34=134,当且仅当P,B,N三点共线时,等号成立,
所以PA+PB的最小值为134.
故选:C.
【变式6-1】(2025·贵州贵阳·模拟预测)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,M为C上的动点,N为直线l:x+3y+3=0上的动点,设点M到y轴的距离为d,则|MN|+d的最小值为( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】A
【解题思路】由抛物线的定义可知点到焦点的距离等于到准线的距离,进行转化,当M,N,F三点共线时,可求得最小值.
【解答过程】
因为抛物线C:y2=4x,∴F(1,0),过F点作FF1垂直直线l于点F1,过M作准线的垂线交准线于点H,如图所示,则|MF|=|MH|,d=|MH|−1,
则|MN|+d=|MN|+|MH|−1=|MN|+|FM|−1≥FF1−1=|1+0+3|12+32−1=1,
当点N与点F1重合,点M为线段FF1与抛物线的交点时,等号成立.
故选:A.
【变式6-2】(2025·辽宁葫芦岛·一模)已知点P是抛物线y2=4x上的一个动点,则点P到点0,2的距离与点P到该抛物线准线的距离之和的最小值为( )
A.22B.3C.5D.92
【答案】C
【解题思路】利用抛物线定义将点P到准线的距离转化到与焦点的距离,再根据三点不共线时两边之和大于第三边且三点共线时能取得最值,即得结果.
【解答过程】依题意,抛物线y2=4x中,F1,0,点P到准线的距离PQ=PF,
故点P到点0,2的距离PA与P到该抛物线准线的距离之和为:
PA+PQ=PA+PF≥AF=12+22=5,
当且仅当A,P,F三点共线时等号成立.
所以PA+PQ的最小值为5.
故选:C.
【变式6-3】(2025·江西萍乡·一模)设抛物线C:x2=16y的焦点为F,斜率不为0的直线l过点A(3,4),过F作l的垂线,垂足为P,Q是C上的一个动点,则|FQ|+|PQ|的最小值为( )
A.112B.6C.132D.7
【答案】C
【解题思路】分析点P的轨迹,作出图形,结合抛物线定义可得.
【解答过程】F(0,4),因为FP⊥l,垂足为P,
所以点P的轨迹是以FA为直径的圆(不包括F,A两点),
半径r=12|FA|=32,圆心为B32,4,又因为Q在拋场线C: x2=16y上,
其准线为直线y=−4,过点Q作准线的垂线,垂足为R,
则FQ+|PQ|=|QR|+|PQ|≥|PR|,
当B,P,Q,R四点共钱且P在B点下方时取等号,
(FQ+PQ|)min=|BR−r=8−32=132.
故选:C.
【题型7 抛物线的焦半径公式】
【例7】(2025·广东佛山·三模)已知抛物线Γ:y2=2pxp>0上的点A的横坐标为4,抛物线Γ的焦点为F.若AF=5,则p的值为( )
A.18B.9C.4D.2
【答案】D
【解题思路】由抛物线的焦半径公式,可直接得到答案.
【解答过程】由抛物线定义得xA+p2=AF=5,
又xA=4,解得p=2.
故选:D.
【变式7-1】(2025·北京海淀·一模)已知抛物线C:y2=2pxp>0的焦点为F,点M32,y0在C上,MF=2,则y0=( )
A.1B.2
C.3D.2
【答案】C
【解题思路】根据抛物线焦半径公式列出方程,求出p的值,可得出方程,点在曲线上,代入可得解.
【解答过程】由抛物线定义知:MF=32+p2=2,解出p=1,故抛物线C:y2=2x,
又点M32,y0在C上,则C:y02=2×32=3,y0=3,
故选:C.
【变式7-2】(2025·安徽蚌埠·三模)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,过C上一点A作其准线的垂线,设垂足为B,若cs∠BAF=35,|AF|=10,则p=( )
A.2B.3C.4D.5
【答案】C
【解题思路】根据抛物线的定义得AF=AB=10,由余弦定理可得BF=45,则AF=xA+p2=10,在Rt△BEF中,由勾股定理即可求解.
【解答过程】由题意可知:抛物线C的焦点Fp2,0,准线为x=−p2,且AF=AB=10,
因为cs∠BAF=35,
所以由余弦定理得2AF2−2AF2cs∠BAF=200×1−35=80=BF2,
即BF=45;
由AF=xA+p2=10,所以xA=10−p2,yA2=2pxA=20p−p2;
设E为准线与x轴的交点,EF=p,
则EF2+yA2=p2+20p−p2=BF2=80,则p=4.
故选:C.
【变式7-3】(2025·四川成都·模拟预测)已知抛物线C:y=4x2的焦点为F,P是抛物线C上的一点,O为坐标原点,若PO=52,则( )
A.p=2B.PF=2
C.准线为y=−14D.PF=1716
【答案】D
【解题思路】由已知根据抛物线方程即可判断A,C;设Pm,n,由PO=52得n=1,根据抛物线的定义即可求解.
【解答过程】抛物线C:y=4x2,即x2=14y,所以p=18,故A错误;
因为焦点为0,116,准线为y=−116,故C错误;
设Pm,n,则n=4m2,
由题意m2+n2=52,且n≥0,故n2+n4−54=0,
解得n=−54(舍)或n=1,
故PF=n+116=1716,故D正确.
故选:D.
【题型8 抛物线的几何性质】
【例8】(2025·安徽·模拟预测)已知点P在抛物线y2=4x上,则点P到点4,0的距离的最小值为( )
A.2B.22C.23D.4
【答案】C
【解题思路】记点M4,0,Px0,y0,则y02=4x0,且x0≥0,利用二次函数的基本性质可求出MP的最小值.
【解答过程】记点M4,0,Px0,y0,则y02=4x0,
所以MP2=x0−42+y02=x02−8x0+16+4x0=x0−22+12,
由x0≥0,所以MP2≥12⇒MP≥23,当且仅当x0=2时,MP取最小值23.
即点P到点4,0的距离的最小值为23.
故选:C.
【变式8-1】(24-25高二下·重庆·阶段练习)已知x轴上一定点Aa,0a>0,和抛物线y2=2pxp>0上的一动点M,若AM≥a恒成立,则实数a的取值范围为( )
A.0,p2B.0,pC.0,3p2D.0,2p
【答案】B
【解题思路】设Mx0,y0 x0≥0,表示出AM,依题意可得x02−2a−2px0≥0恒成立,分x0=0和x0>0两种情况讨论,当x0>0时x0≥2a−2p恒成立,即可得到2a−2p≤0,从而求出a的取值范围.
【解答过程】设Mx0,y0 x0≥0,则y02=2px0,所以AM=x0−a2+y02
=x0−a2+2px0=x02−2a−2px0+a2
=x0−a−px0+a2,
因为AM≥a恒成立,所以x02−2a−2px0+a2≥a2恒成立,
所以x02−2a−2px0≥0恒成立,
当x0=0时显然恒成立,当x0>0时x0≥2a−2p恒成立,
所以2a−2p≤0,则a≤p,又a>0,所以00则线段OP的垂直平分线l方程为x=t,
令l与x轴交于点H,又∠OAP=120°,
则在直角三角形OAH中∠OAH=12∠OAP=60°
继而可得AH=OH3=3t3,
所以A点坐标为t,3t3,
代入抛物线C:y2=8x,可得t23=8t,解得t=24,
直角三角形OAH中OA=2AH=2×33×24=163,
所以四边形OAPB的周长为4OA=643.
故选:A.
【变式8-3】(24-25高二下·云南·期中)已知抛物线C:y2=8x,其中AC,BD是过拋物线焦点F的两条互相垂直的弦,直线AC的倾斜角为α,当α=45°时,如图所示的“蝴蝶形图案(阴影区域)”的面积为( )
A.4B.8C.16D.32
【答案】D
【解题思路】依题写出直线AC的方程并与抛物线方程联立,求得A,C的横坐标,利用弦长公式结合抛物线对称性求出相关线段长,即可求得答案.
【解答过程】由题意知F2,0,直线AC的倾斜角α=45°,则直线AC的方程为y=x−2,
联立y2=8x,消去y可得:x2−12x+4=0,解得x=6±42,
xA=6+42,xC=6−42,
由抛物线的定义可得AF=xA+2=8+42,CF=xC+2=8−42,
根据抛物线的对称性结合AC,BD是过抛物线焦点F的两条互相垂直的弦,
可知DF=AF=8+42,BF=CF=8−42,
故S△AFB=12AF×BF=128+428−42=16,
故“蝴蝶形图案(阴影区域)”的面积为2×16=32.
故选:D.
【题型9 抛物线中的三角形(四边形)面积问题】
【例9】(2025·甘肃白银·模拟预测)已知圆E:x−22+y2=5与抛物线C:y2=2pxp>0交于A,B两点,且直线AB过C的焦点F,点K与点F关于原点对称,M为C上一点,当△MFK为等腰三角形时,△MFK面积的最大值为( )
A.1B.2C.5D.23
【答案】B
【解题思路】先根据条件求出抛物线的方程,再分情况讨论,求出三角形的面积.
【解答过程】由题得圆心E2,0,所以圆E关于x轴对称,因为抛物线C关于x轴对称,且直线AB过抛物线C的焦点Fp2,0,
所以直线AB垂直于x轴,不妨设点A在第一象限,则Ap2,p,
所以p2−22+p2=5,即5p2−8p−4=0,解得p=2或p=−25(舍),
所以抛物线C:y2=4x,F1,0,
因为点K与点F关于原点对称,所以K−1,0,所以在△MFK中,FK=2,
当FK=FM=2时,FK⊥FM,S△MFK=12×2×2=2;
当FK=MK=2时,0°0),
由图可得点(0.5,0.25)在抛物线上,即
0.52=2p×0.25,解得p=0.5,
故轴截面所在抛物线的顶点到焦点的距离为0.25.
故选:A.
【变式10-1】(2025·全国·模拟预测)某社会实践小组在调研时发现一座石造单孔桥(如图),该桥抛物线拱形部分的桥面跨度为21.6m,拱顶距水面10.9m,路面厚度约1m.若小组计划用绳子从桥面石栏放下摄像机取景,使其落在抛物线的焦点处,则绳子最合适的长度是( )
A.3mB.4mC.5mD.6m
【答案】B
【解题思路】建立适当的平面直角坐标系,设出抛物线方程,将点的坐标代入抛物线方程可求得参数p,进一步即可得解.
【解答过程】以拱形部分的顶点为坐标原点,水平线为x轴,垂直于x轴,且方向向上,建立平面直角坐标系.
设抛物线的方程为x2=−2pyp>0.
易知抛物线过点10.8,−10.9,则10.82=21.8p,得p=10.8221.8,
所以p2=5.4210.9≈2.7,所以p2+1≈3.7.
故选:B.
【变式10-2】(2025·福建莆田·二模)如图是抛物线形拱桥,当水面在l时,拱顶O离水面3m,水面宽6m.水面上升1m后,水面宽度是 m.
【答案】26
【解题思路】建立坐标系,先根据条件求抛物线的方程,再根据y的值求x即可.
【解答过程】如图:以拱桥顶点为原点,建立如图坐标系.
设抛物线方程为:x2=−2py,由题意,抛物线过点3,−3.
所以2p=93=3,所以抛物线方程为:x2=−3y.
水面上升1m,则y=−2,此时x2=6 ⇒ x=−6或x=6.
所以水面宽度为:26m.
故答案为:26.
【变式10-3】(24-25高二上·陕西渭南·阶段练习)如图,探照灯反射镜由抛物线的一部分绕对称轴旋转而成,光源位于抛物线的焦点处,这样可以保证发出的光线经过反射之后平行射出.已知当灯口圆的直径为80cm时,灯的深度为50cm.为了使反射的光更亮,增大反射镜的面积,将灯口圆的直径增大到88cm,并且保持光源与顶点的距离不变,此时探照灯的深度为 cm.
【答案】60.5
【解题思路】由已知条件建立平面直角坐标系,并求得方程,根据题意即可求得.
【解答过程】在反射镜的轴截面上建立平面直角坐标系,以抛物线的顶点为原点,以旋转轴为x轴(抛物线开口方向是x轴的正方向),如下图所示:
则可设抛物线的方程为y2=2px,
由题可得灯口圆与轴截面在第一象限的交点P(50,40),
代入抛物线方程得402=2p×50,解得p=16,所以抛物线的方程为y2=32x,
当灯口圆的直径增大到88cm时,灯口圆与轴截面在第一象限的交点坐标为882=44,
将y=44代入抛物线方程求得x=60.5,此时探照灯的深度为60.5cm.
故答案为:60.5.
一、单选题
1.(2025·四川·三模)抛物线C:y2=2pxp>0的焦点为F,A2,−4是抛物线C上一点,则AF=( )
A.10B.8C.6D.4
【答案】D
【解题思路】由点在抛物线上求参数值,再由抛物线的定义求焦半径.
【解答过程】由题意,得4p=−42,解得p=4,则AF=2+p2=4.
故选:D.
2.(2025·北京海淀·三模)点M5,3到抛物线y=ax2的准线的距离为6,那么该抛物线的标准方程是( )
A.x2=12yB.x2=112y或x2=−136y
C.x2=−136yD.x2=12y或x2=−36y
【答案】D
【解题思路】将y=ax2转化为x2=1ay,分类讨论a>0和a0时,抛物线开口向上,准线方程y=−14a,
点M(5,3)到准线的距离为3+14a=6,解得a=112,
所以抛物线方程为y=112x2,即x2=12y;
当a0),
故选:C.
7.(2025·海南海口·模拟预测)如图,设抛物线y2=8x的焦点为F,不经过焦点的直线上有三个不同的点A,B,C,其中点A,B在该抛物线上,点C在y轴上,若|FA|=9,|FB|=4,则|AB||BC|=( )
A.52B.3C.72D.4
【答案】A
【解题思路】根据抛物线方程,求出准线方程,根据抛物线上的点到焦点距离求出点的横坐标,在根据相似三角形求出边长的比值即可.
【解答过程】
如图所示,设A(xA,yA),B(xB,yB),由|FA|=9,|FB|=4,
由y2=8x可知准线方程为x=−2,
根据抛物线定义可得xA+2=9,xB+2=4,故xA=7,xB=2,
过A,B分别作y轴的垂线AG,BM垂足为G,M,过B作AG的垂线,垂足为E,
明显△ABE∼△BCM,所以|AB||BC|=xA−xBxB−xC=7−22=52,
故选:A.
8.(2025·甘肃白银·三模)如图,抛物线E:y2=4x的焦点为F,过点F且斜率为1的直线交抛物线E于A,B两点,线段AB的中点为M,其垂直平分线交x轴于点C,MN⊥y轴于点N,则四边形CMNF的面积等于( )
A.12B.8C.6D.7
【答案】D
【解题思路】根据抛物线焦点坐标即可确定直线AB的方程,设Ax1,y1,Bx2,y2,Mx0,y0,根据直线斜率的坐标关系可得y1+y2=4,所以y0=2,作MK⊥x轴于点K,确定MK的值,从而可得四边形CMNF的面积.
【解答过程】抛物线E:y2=4x的焦点F1,0,则直线AB的方程为y=x−1,
因为四边形CMNF为梯形,且FC // NM,
设Ax1,y1,Bx2,y2,Mx0,y0,则kAB=y1−y2x1−x2=4y1−y2y12−y22=4y1+y2=1,
所以y1+y2=4,所以y0=2,
作MK⊥x轴于点K,则MK=2,
因为直线AB的斜率为1,所以△FMC为等腰直角三角形,
故FK=MK=KC=2,
所以MN=OF+FK=3,FC=4,
所以四边形CMNF的面积为12×3+4×2=7.
故选:D.
二、多选题
9.(2025·湖北·模拟预测)已知点P在抛物线y2=12x上运动,F为抛物线的焦点,点M4,1,则PM+PF的值可能是( )
A.9B.8C.7D.6
【答案】ABC
【解题思路】根据给定条件,作出几何图形,利用抛物线定义求出PM+PF的最小值即可.
【解答过程】抛物线y2=12x的焦点F(3,0),准线l:x=−3,
如图,过点P作PA⊥l于A,过点M作MB⊥l于B,连接PM,PF,
由抛物线的定义知PF=PA,则PM+PF=PM+PA≥MB,当且仅当点P在MB上时取等号,
又MB=4+3=7,所以PM+PF的最小值为7.
故选:ABC.
10.(2025·新疆喀什·模拟预测)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,点P(x0,y0)在C上,则( )
A.抛物线C的准线方程为x=2B.F的坐标为1,0
C.若y0=2,则PF=2D.PF≥2
【答案】BC
【解题思路】对A,B,根据抛物线的标准方程求出焦点,准线方程,判断;对C,D,根据抛物线的定义求解判断.
【解答过程】对于A,B,由抛物线方程为y2=4x,则焦点F1,0,准线方程为x=−1,故A错误,B正确;
对于C,将y0=2代入y2=4x,得x0=1,则PF=x0+p2=1+1=2,故C正确;
对于D,由抛物线定义得PF=x0+p2=x0+1≥1,当x0=0时,取等号,故D错误.
故选:BC.
11.(2025·宁夏石嘴山·模拟预测)已知抛物线x2=2py(p>0)的焦点为F,A,B是抛物线上两动点,且AF的最小值为1,M是线段AB的中点,P(2,3)是平面内一定点,则( )
A.p=2
B.若|AF|+|BF|=8,则M到x轴距离为4
C.若AF=2FB,则AB=92
D.|AP|+|AF|的最小值为4
【答案】ACD
【解题思路】根据的最小值即为p2,求得p,判断A;利用抛物线的焦半径公式可判断B;根据求出的纵坐标,结合焦半径公式判断C;判断P点位置,利用的几何意义,几何作图分析,可求得其最小值,判断D.
【解答过程】解:抛物线x2=2py(p>0)上的点A到抛物线焦点F距离的最小值为1,
则有p2=1,解得p=2,A正确;
抛物线的方程为x2=4y,焦点F(0,1),准线l:y=−1,设Ax1,y1,Bx2,y2,
对于B,点Mx1+x22,y1+y22,由抛物线的定义知,|AF|+|BF|=y1+1+y2+1=8,
有y1+y2=6,所以M到x轴距离y1+y22=3,B不正确;
对于C,AF=−x1,1−y1,FB=x2,y2−1,
由AF=2FB得:1−y1=2y2−1,即y1+2y2=3,
又AF=2FB,即y1+1=2y2+1,则y1−2y2=1,解得y1=2,y2=12,
于是得|AB|=|AF|+|BF|=y1+1+y2+1=92,C不正确;
对于D,抛物线x2=4y中,当x=2时,y=1
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