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苏教版 (2019)选择性必修第一册3.3 抛物线一课一练
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1.过点A(3,0)且与y轴相切的圆的圆心的轨迹为( )
A.圆 B.椭圆
C.直线 D.抛物线
解析:选D 如图,设P为满足条件的一点,不难得出结论:点P到点A的距离|PA|等于点P到y轴的距离|PB|,故点P在以点A为焦点,y轴为准线的抛物线上,故点P的轨迹为抛物线.
2.(多选)对标准形式的抛物线给出下列条件,其中满足抛物线y2=10x的有( )
A.焦点在y轴上
B.焦点在x轴上
C.抛物线上横坐标为1的点到焦点的距离等于6
D.由原点向过焦点的某直线作垂线,垂足坐标为(2,1)
解析:选BD 抛物线y2=10x的焦点在x轴上,B满足,A不满足.设M(1,y0)是抛物线y2=10x上一点,F为焦点,则|MF|=1+eq \f(p,2)=1+eq \f(5,2)=eq \f(7,2)≠6,所以C不满足.由于抛物线y2=10x的焦点为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,2),0)),若由原点向该直线作垂线,垂足为(2,1),则该直线的斜率存在,设过该焦点的直线方程为y=keq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(5,2))),则k=-2,此时存在,所以D满足.所以满足抛物线y2=10x的有B、D.
3.若抛物线y2=2px(p>0)的焦点是椭圆eq \f(x2,3p)+eq \f(y2,p)=1的一个焦点,则p=( )
A.2 B.3
C.4 D.8
解析:选D 依题意知抛物线的焦点坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(p,2),0)),椭圆的焦点坐标为(±eq \r(2p),0),所以eq \f(p,2)=eq \r(2p),解得p=8.
4.已知抛物线的焦点为F(a,0)(a<0),则抛物线的标准方程是( )
A.y2=2ax B.y2=4ax
C.y2=-2ax D.y2=-4ax
解析:选B 因为抛物线的焦点为F(a,0)(a<0),所以抛物线的标准方程为y2=4ax,故选B.
5.已知F是抛物线y2=4x的焦点,M,N是该抛物线上两点,|MF|+|NF|=8,则MN的中点到准线的距离为( )
A.5 B.4
C.3 D.eq \f(5,2)
解析:选B ∵F是抛物线y2=4x的焦点,∴F(1,0),准线方程为x=-1,设M(x1,y1),N(x2,y2),∴|MF|+|NF|=x1+1+x2+1=8,解得x1+x2=6,
∴线段MN中点的横坐标为3,
∴线段MN的中点到准线的距离为3+1=4.
6.抛物线y=-4x2的焦点坐标是________,准线方程是________.
解析:抛物线的标准方程为x2=-eq \f(1,4)y,故焦点坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,-\f(1,16))),准线方程为y=eq \f(1,16).
答案:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,-\f(1,16))) y=eq \f(1,16)
7.若抛物线y=ax2的准线方程是y=2,则a的值是________.
解析:把抛物线方程y=ax2化为标准形式得x2=eq \f(1,a)y,
所以-eq \f(1,4a)=2,a=-eq \f(1,8).
答案:-eq \f(1,8)
8.已知抛物线y2=2px(p>0)上一点M(1,m)到其焦点的距离为5,双曲线x2-eq \f(y2,a)=1的左顶点为A,若双曲线的一条渐近线与直线AM垂直,则实数a=________.
解析:根据抛物线的定义得1+eq \f(p,2)=5,p=8.不妨取M(1,4),则AM的斜率为2,由已知得-eq \r(a)×2=-1,故a=eq \f(1,4).
答案:eq \f(1,4)
9.已知抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,抛物线上一点M(m,-3)到焦点的距离为5,求m的值、抛物线方程和准线方程.
解:法一:如图所示,设抛物线的方程为x2=-2py(p>0),则焦点Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,-\f(p,2))),准线l:y=eq \f(p,2),作MN⊥l,垂足为N,
则|MN|=|MF|=5,又|MN|=3+eq \f(p,2),所以3+eq \f(p,2)=5,
即p=4.所以抛物线方程为x2=-8y,准线方程为y=2.
由m2=-8×(-3)=24,得m=±2eq \r(6).
法二:设所求抛物线方程为x2=-2py(p>0),则焦点为Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,-\f(p,2))).因为M(m,-3)在抛物线上,且|MF|=5,
故eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(m2=6p,, \r(m2+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-3+\f(p,2)))\s\up12(2))=5,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(p=4,,m=±2\r(6).))
所以抛物线方程为x2=-8y,m=±2eq \r(6),准线方程为y=2.
10.已知动圆过定点A(4,0),且在y轴上截得弦MN的长为8.求动圆圆心的轨迹C的方程.
解:如图,设动圆圆心为O1(x,y),由题意,得|O1A|=|O1M|.
当O1不在y轴上时,过O1作O1H⊥MN交MN于H,则H是MN的中点,∴|O1M|=eq \r(x2+42).
又|O1A|=eq \r((x-4)2+y2),∴eq \r((x-4)2+y2)=eq \r(x2+42),
化简得,y2=8x(x≠0).
当O1在y轴上时,O1与O重合,点O1的坐标(0,0)也满足方程y2=8x,∴动圆圆心的轨迹C的方程为y2=8x.
[B级 综合运用]
11.(2020·全国卷Ⅰ)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12,到y轴的距离为9,则p=( )
A.2 B.3
C.6 D.9
解析:选C 法一:因为点A到y轴的距离为9,所以可设点A(9,yA),所以yeq \\al(2,A)=18p.又点A到焦点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(p,2),0))的距离为12,所以 eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(9-\f(p,2)))\s\up12(2)+yeq \\al(2,A))=12,所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(9-\f(p,2)))eq \s\up12(2)+18p=122,即p2+36p-252=0,解得p=-42(舍去)或p=6.故选C.
法二:根据抛物线的定义及题意得,点A到C的准线x=-eq \f(p,2)的距离为12,因为点A到y轴的距离为9,所以eq \f(p,2)=12-9,解得p=6.故选C.
12.(多选)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l,P为C上一点,PQ垂直于l且交l于点Q,若∠PFx=60°,则( )
A.△PQF为等边三角形 B.|PQ|=4
C.S△PQF=4eq \r(3) D.xP=4
解析:选ABC 如图,因PQ∥x轴,
∴∠QPF=∠PFx=60°,
由抛物线定义知|PQ|=|PF|,
∴△PQF为等边三角形.
因F(1,0),过F作FM⊥PQ,垂足为M.∴xM=1,∴|MQ|=2.
∴|PQ|=4,∴S△PQF=eq \f(1,2)×2eq \r(3)×4=4eq \r(3),xP=3.
故选A、B、C.
13.抛物线y2=2px(p>0)上一点M与焦点间的距离是aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(a>\f(p,2))),则点M到准线的距离是________,点M的横坐标是________.
解析:由抛物线的定义知点M到准线的距离等于M到焦点间的距离,故点M到准线的距离为a,
设M(x0,y0),则x0+eq \f(p,2)=a,
即x0=a-eq \f(p,2).
答案:a a-eq \f(p,2)
14.设点P是抛物线y2=4x上的一个动点.
(1)求点P到A(-1,1)的距离与点P到直线x=-1的距离之和的最小值;
(2)若B(3,2),求|PB|+|PF|的最小值.
解:(1)如图,易知抛物线的焦点为F(1,0),准线为x=-1,由抛物线的定义知点P到直线x=-1的距离等于点P到焦点F的距离.于是,问题转化为在曲线上求一点P,使点P到点A(-1,1)的距离与点P到F(1,0)的距离之和最小.显然,连接AF与抛物线的交点即为所求点P,故最小值为eq \r(22+12)=eq \r(5).
(2)如图,过点B作BQ垂直准线于点Q,交抛物线于点P1,此时,|P1Q|=|P1F|,那么|PB|+|PF|≥|P1B|+|P1Q|=|BQ|=4,即最小值为4.
[C级 拓展探究]
15.动圆P与定圆A:(x+2)2+y2=1外切,且与直线l:x=1相切,求动圆圆心P的轨迹方程.
解:如图,设动圆圆心P(x,y),过点P作PD⊥l于点D,
作直线l′:x=2,过点P作PD′⊥l′于点D′,连接PA.
设圆A的半径为r,动圆P的半径为R,可知r=1.
∵圆P与圆A外切,∴|PA|=R+r=R+1.
又∵圆P与直线l:x=1相切,
∴|PD′|=|PD|+|DD′|=R+1.
∴|PA|=|PD′|,即动点P到定点A与到定直线l′的距离相等,
∴点P的轨迹是以A为焦点,以l′为准线的抛物线.
设抛物线的方程为y2=-2px(p>0),可知p=4,
∴所求动圆圆心P的轨迹方程为y2=-8x.
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