第40讲 抛物线的双切线问题-2022年新高考数学二轮专题突破精练
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第40讲 抛物线的双切线问题
参考答案与试题解析
一.选择题(共1小题)
1.(2021•吉州区校级一模)设抛物线 ,为直线上任意一点,过引抛物线的切线,切点分别为,,,,的横坐标分别为,,则
A. B.
C. D.以上都不对
【解答】解:由得,得,
所以直线的方程为,直线的方程为,
所以,①,②
由①、②得.
故选:.
二.填空题(共1小题)
2.(2021•厦门一模)过抛物线焦点的直线与交于,两点,在点,处的切线分别与轴交于,两点,则的最大值是 8 .
【解答】解:由,,求导,,设,,
,,则过点的切线的斜率,
则切线方程,
令,解得:,则,
同理可得,则,
设直线的方程:,联立,
整理得:,则,
,
则,
设,,设,,
当时,取最大值,最大值为8,
的最大值为8,
故答案为:8.
三.解答题(共36小题)
3.(2021•东台市校级模拟)如图,设抛物线方程为,为直线上任意一点,过引抛物线的切线,切点分别为,.
(Ⅰ)求证:,,三点的横坐标成等差数列;
(Ⅱ)已知当点的坐标为时,,求此时抛物线的方程.
【解答】解:(Ⅰ)证明:由题意设.
由得,得,
所以,.
因此直线的方程为,直线的方程为.
所以,①.②
由①、②得,因此,即.
所以,,三点的横坐标成等差数列.
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知,当时,
将其代入①、②并整理得:,,所以,是方程的两根,
因此,,又,所以.
由弦长公式得.又,
所以或,因此所求抛物线方程为或.
4.(2021•苏州期末)如图,设抛物线,为直线上任意一点,过引抛物线的切线,切点分别为,.求证:,,三点的横坐标成等差数列.
【解答】证明:由题意,设,,,.
由得,得,
所以,.
因此直线的方程为,直线的方程为.
所以,①,②
由①、②得,因此,即.
所以,,三点的横坐标成等差数列.
5.(2021•浙江模拟)如图,设抛物线方程为,为直线上任意一点,过引抛物线的切线,切点分别为,.
(Ⅰ)求直线与轴的交点坐标;
(Ⅱ)若为抛物线弧上的动点,抛物线在点处的切线与三角形的边,分别交于点,,记,问是否为定值?若是求出该定值;若不是请说明理由.
【解答】解:设,,,,过点的切线方程为,过点的切线方程为,
联立这两个方程可得,
又,所以直线的方程为:,
化简得,令,,
直线过点;
(Ⅱ)记,,,
,,
,
设,记,则,
同理,,,,
于是,
,,
.
6.(2012•上海模拟)如图,设抛物线方程为,为直线上任意一点,过引抛物线的切线,切点分别为、.
(1)设抛物线上一点到直线的距离为,为焦点,当时,求抛物线方程;
(2)若,求线段的长;
(3)求到直线的距离的最小值.
【解答】解:(1)由,得,,
抛物线方程为.
(2)在直线上,,解得,
抛物线方程为,
设过点的直线为,联立:,消去,得
即,
直线与抛物线相切,△,即
,,此时,方程有等根,
,,
,.
、在抛物线上,
.
(3)设,过点的直线为,联立:,消去,得,
①,
直线与抛物线相切,△
,②,此时方程①有等根,
令,,,,则,,
的斜率,
由②,根据韦达定理可得,,
直线的方程为,
化简可得,
,
由②,,
方程化为:,
点到的距离,
当且仅当,即,
时,上式等号成立,
到直线的距离的最小值为.
7.(2021•秦州区校级二模)如图,设抛物线方程为,为直线上任意一点,不在轴上,过引抛物线的切线,切点分别为,.
(Ⅰ)设线段的中点为;
(ⅰ)求证:平行于轴;
(ⅱ)已知当点的坐标为时,,求此时抛物线的方程;
(Ⅱ)是否存在点,使得点关于直线的对称点在抛物线上,其中,点满足为坐标原点).若存在,求出所有适合题意的点的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】(Ⅰ)(ⅰ)证明:由题意设,,,,,,.
由得,则,所以,.
因此直线的方程为,
直线的方程为.
所以,①.②
由①、②得,因此,即.
所以平行于轴.
(ⅱ)解:由(ⅰ)知,当时,将其代入①、②并整理得:
,,
所以,是方程的两根,
因此,,又,
所以.
由弦长公式的.
又,所以或,
因此所求抛物线方程为或.
(Ⅱ)解:设,,由题意得,,
则的中点坐标为,
设直线的方程为,
由点在直线上,并注意到点也在直线上,
代入得.
若,在抛物线上,则,
因此或.
即或.
(1)当时,则,此时,点适合题意.
(2)当,对于,此时,,
又,,所以,
即,矛盾.
对于,因为,此时直线平行于轴,
又,
所以直线与直线不垂直,与题设矛盾,
所以时,不存在符合题意得点.
综上所述,不存在符合题意得点.
8.(2012•韶关一模)设抛物线C的方程为x2=4y,M为直线l:y=﹣m(m>0)上任意一点,过点M作抛物线C的两条切线MA,MB,切点分别为A,B.
(1)当M的坐标为(0,﹣1)时,求过M,A,B三点的圆的方程,并判断直线l与此圆的位置关系;
(2)求证:直线AB恒过定点;
(3)当m变化时,试探究直线l上是否存在点M,使△MAB为直角三角形,若存在,有几个这样的点,若不存在,说明理由.
【解答】(1)证明:当M的坐标为(0,﹣1)时,设过M点的切线方程为y=kx﹣1,代入x2=4y,整理得x2﹣4kx+4=0,
令Δ=16k2﹣16=0,解得k=±1,
代入方程得x=±2,故得A(2,1),B(﹣2,1),…(2分)
因为M到AB的中点(0,1)的距离为2,
从而过M,A,B三点的圆的方程为x2+(y﹣1)2=4.
∵圆心坐标为(0,1),半径为2,∴圆与直线l:y=﹣1相切…(4分)
(2)证法一:设切点分别为A(x1,y1),B(x2,y2),过抛物线上点A(x1,y1)的切线方程为(y﹣y1)=k(x﹣x1),代入x2=4y,整理得x2﹣4kx+4(kx1﹣y1)=0Δ=(4k)2﹣4×4(kx1﹣y1)=0,又因为,所以…(6分)
从而过抛物线上点A(x1,y1)的切线方程为即
又切线过点M(x0,y0),所以得①即…(8分)
同理可得过点B(x2,y2)的切线为,
又切线过点M(x0,y0),所以得②…(10分)
即…(6分)
即点A(x1,y1),B(x2,y2)均满足即x0x=2(y0+y),故直线AB的方程为x0x=2(y0+y)…(12分)
又M(x0,y0)为直线l:y=﹣m(m>0)上任意一点,故x0x=2(y﹣m)对任意x0成立,所以x=0,y=m,从而直线AB恒过定点(0,m)…(14分)
证法二:设过M(x0,y0)的抛物线的切线方程为y﹣y0=k(x﹣x0)(k≠0),
代入x2=4y,消去y,得x2﹣4kx﹣4(y0﹣kx0)=0
∴Δ=(4k)2+4×4(y0﹣kx0)=0即:k2﹣x0k+y0=0…(6分)
从而,此时,
所以切点A,B的坐标分别为,…(8分)
因为,,,
所以AB的中点坐标为…(11分)
故直线AB的方程为,即x0x=2(y0+y)…(12分)
又M(x0,y0)为直线l:y=﹣m(m>0)上任意一点,故x0x=2(y﹣m)对任意x0成立,所以x=0,y=m,从而直线AB恒过定点(0,m)…(14分)
证法三:由已知得,求导得,切点分别为A(x1,y1),B(x2,y2),故过点A(x1,y1)的切线斜率为,从而切线方程为即
…(7分)
又切线过点M(x0,y0),所以得①即…(8分)
同理可得过点B(x2,y2)的切线为,
又切线过点M(x0,y0),所以得②即…(10分)
即点A(x1,y1),B(x2,y2)均满足即x0x=2(y0+y),故直线AB的方程为x0x=2(y0+y)…(12分)
又M(x0,y0)为直线l:y=﹣m(m>0)上任意一点,故x0x=2(y﹣m)对任意x0成立,所以x=0,y=m,从而直线AB恒过定点(0,m)…(14分)
(3)由(2)中①②两式知x1,x2是方程的两实根,故有
∵,,y0=m
∴=4m2+m﹣4m﹣=(m﹣1)(+4m),…(9分)
①当m=1时,=0,直线l上任意一点M均有MA⊥MB,△MAB为直角三角形;…(10分)
②当0<m<1时,<0,∠AMB>,△MAB不可能为直角三角形;…(11分)
③当m>1时,>0,∠AMB<,
因为kAB===,=,
所以kABkMA=
若kABkMA=﹣1,则,整理得(y0+2)=﹣4,
又因为y0=﹣m,所以(m﹣2)=4,
因为方程(m﹣2)=4有解的充要条件是m>2,所以当m>2时,有MA⊥AB或MB⊥AB,△MAB为直角三角形…(13分)
综上所述,当m=1时,直线l上任意一点M,使△MAB为直角三角形,当m>2时,直线l上存在两点M,使△MAB为直角三角形;当0<m<1或1<m≤2时,△MAB不是直角三角形.…(14分)
9.(2012•韶关一模)设抛物线的方程为,,为直线上任意一点,过点作抛物线的两条切线,,切点分别为,.
(1)当的坐标为时,求过,,三点的圆的方程,并判断直线与此圆的位置关系;
(2)求证:直线恒过定点.
【解答】(1)解:当的坐标为时,设过点的切线方程为,代入,整理得,
令△,解得,
代入方程得,故得,,(2分)
因为到的中点的距离为2,
从而过,,三点的圆的方程为.
圆心坐标为,半径为2,圆与直线相切(4分)
(2)证法一:设切点分别为,,,,过抛物线上点,的切线方程为,代入,整理得△,又因为,所以(6分)
从而过抛物线上点,的切线方程为即
又切线过点,,所以得①即(8分)
同理可得过点,的切线为,
又切线过点,,所以得②(10分)
即(6分)
即点,,,均满足即,故直线的方程为(12分)
又,为直线上任意一点,故对任意成立,所以,,从而直线恒过定点(14分)
证法二:设过,的抛物线的切线方程为,代入,消去,得△即:(6分)
从而,此时,
所以切点,的坐标分别为,(8分)
因为,,,
所以的中点坐标为(11分)
故直线的方程为,即(12分)
又,为直线上任意一点,故对任意成立,所以,,从而直线恒过定点(14分)
证法三:由已知得,求导得,切点分别为,,,,故过点,的切线斜率为,从而切线方程为即
(7分)
又切线过点,,所以得①即(8分)
同理可得过点,的切线为,
又切线过点,,所以得②即(10分)
即点,,,均满足即,故直线的方程为(12分)
又,为直线上任意一点,故对任意成立,所以,,从而直线恒过定点(14分)
10.(2021春•城区校级月考)已知抛物线,为直线上任意一点,过点作抛物线的两条切线,,切点分别为,.
(1)当的坐标为时,求过,,三点的圆的方程;
(2)若,是上的任意点,求证:点处的切线的斜率为;
(3)证明:以为直径的圆恒过点.
【解答】解:(1)当的坐标为时,
设过点的切线方程为,代入,整理得,
令△,解得,
代入方程得,故得,,
因为到的中点的距离为2,
从而过,,三点的圆的方程为.
(2)证明:抛物线,导数为,
可得,是上的任意点,
点处的切线的斜率为;
(3)证明:设切点分别为,,,,
,,
切线的方程为,即,
切线的方程为,即,
又因为切线过点,,
所以得,①
又因为切线也过点,,
所以得,②
所以,是方程的两实根,
由韦达定理得,,
因为,,,,
所以
,
将,代入,得,
则以为直径的圆恒过点.
11.(2021春•江苏期中)已知抛物线的焦点坐标为.
(1)求抛物线方程;
(2)过直线上一点作抛物线的切线切点为,.
①设直线、、的斜率分别为,,,求证:,,成等差数列;
②若以切点为圆心为半径的圆与抛物线交于,两点且,关于直线对称,求点横坐标的取值范围.
【解答】解:(1)由题意知,,
可得抛物线的方程为;
(2)①证明:设,,,,
因为,所以,所以,,
所以,,
所以,即,,成等差数列;
②直线的方程为,
同理直线的方程为,
则两直线的交点坐标,
代入直线,得,
直线的方程为,
因为,所以,
因为,所以直线的方程为.
若则抛物线上不存在两点关于直线对称;
若,设,,,为抛物线上关于直线对称的两点,
此时,
设方程为,与直线交于点,,
由,可得,
则,,
所以,,
因为点在直线上,所以代入式,
得,所以.
所以的取值范围是.
12.(2021•益阳模拟)已知抛物线的方程为,过点,为常数)作抛物线的两条切线,切点分别为,.
(1)过焦点且在轴上截距为2的直线与抛物线交于,两点,,两点在轴上的射影分别为,,且,求抛物线的方程;
(2)设直线,的斜率分别为,.求证:为定值.
【解答】解:(1)因为抛物线的焦点坐标是,
所以过焦点且在轴上截距为2的直线方程是,即.
联立消去并整理,得,
设点,,,,
则,.
则,
解得.
所以抛物线的方程为.
(2)设点,,,,.
依题意,由,得,
则.
所以切线的方程是,
即.
又点在直线上,
于是有,
即.
同理,有,
因此,,是方程的两根,
则,.
所以,
故为定值得证.
13.(2021•崇明区二模)对于直线与抛物线,若与有且只有一个公共点且与的对称轴不平行(或重合),则称与相切,直线叫做抛物线的切线.
(1)已知,是抛物线上一点,求证:过点的的切线的斜率;
(2)已知,为轴下方一点,过引抛物线的切线,切点分别为,、,,求证:、、成等差数列;
(3)如图所示,、是抛物线上异于坐标原点的两个不同的点,过点、的的切线分别是、,直线、交于点,且与轴分别交于点、,设、为方程的两个实根,,表示实数、中较大的值,求证:“点在线段上”的充要条件是“”.
【解答】证明:(1)由可得,.
过点,的的切线额度斜率.
(2)由(1)可知过点的切线方程为,
代入抛物线方程可得,
令△可得,
同理可得:,
两式相减得,
.
、、成等差数列.
(3)由在抛物线可得,
切线的方程为,即.
同理切线的方程为,
联立方程组,解得,.
,.
解方程可得,.
把代入直线的方程可得,即,
①若在线段上,,即,
,
,,,.
②若,.则,
,
,即,
在线段上.
综上,点在线段上”的充要条件是“”.
14.(2012•青羊区校级三模)离心率为的双曲线上的动点到两焦点的距离之和的最小值为,抛物线的焦点与双曲线的上顶点重合.
(Ⅰ)求抛物线的方程;
(Ⅱ)过直线为负常数)上任意一点向抛物线引两条切线,切点分别为,坐标原点恒在以为直径的圆内,求实数的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)由已知得双曲线焦距为,离心率为,则长轴长为2,故双曲线的上顶点为,所以抛物线的方程为;
(Ⅱ)设,,,故直线的方程为,即,
所以,同理可得:,
即,是方程的两个不同的根,所以
坐标原点恒在以为直径的圆内,
,即.
15.(2021•福州一模)如图,以原点为顶点,以轴为对称轴的抛物线的焦点为,点是直线上任意一点,过点引抛物线的两条切线分别交轴于点,,切点分别为,.
求抛物线的方程;
(Ⅱ)求证:点,在以为直径的圆上;
(Ⅲ)当点在直线上移动时,直线恒过焦点,求的值.
【解答】解:设抛物线的方程为,
依题意,
所以抛物线的方程为.
(Ⅱ)设点,,,.,否则切线不过点
,切线的斜率,
方程为,其中.
令,得,点的坐标为,
直线的斜率,
,
,即点在以为直径的圆上;
同理可证点在以为直径的圆上,
所以,在以为直径的圆上.
(Ⅲ)抛物线焦点,可设直线.
由,
则.
由(Ⅱ)切线的方程为过点,,
得,
同理.
消去,得
,由上
,即的值为.
16.已知抛物线的方程为.
(1)若抛物线上一点,到焦点的距离,求抛物线的标准方程;
(2)过点,为常数)作抛物线的两条切线,切点分别为,右左),设直线,的斜率分别为,,求证为定值.
【解答】解:(1)抛物线的准线方程为,
,到焦点的距离,
又,在抛物线上,,
,解得.
抛物线的标准方程是:.
(2)证明:,设抛物线过点的切线方程为,
代入抛物线方程得:,即,
△,即,
显然,为关于的方程的两个解,
.
为定值.
17.(2016•石家庄一模)已知抛物线C:y2=2px(p>0)过点M(m,2),其焦点为F,且|MF|=2.
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)设E为y轴上异于原点的任意一点,过点E作不经过原点的两条直线分别与抛物线C和圆F:(x﹣1)2+y2=1相切,切点分别为A,B,求证:A、B、F三点共线.
【解答】(I)解:抛物线C的准线方程为:,
∴,
又抛物线C:y2=2px(p>0)过点M(m,2),
∴4=2pm,即…(2分)
∴p2﹣4p+4=0,∴p=2,
∴抛物线C的方程为y2=4x.…(4分)
(II)证明;设E(0,t)(t≠0),已知切线不为y轴,设EA:y=kx+t联立,消去y,可得k2x2+(2kt﹣4)x+t2=0
∵直线EA与抛物线C相切,∴Δ=(2kt﹣4)2﹣4k2t2=0,即kt=1.
代入,∴x=t2,即A(t2,2t),…(6分)
设切点B(x0,y0),则由几何性质可以判断点O,B关于直线EF:y=﹣tx+t对称,
则,解得:,即…(8分)
直线AF的斜率为,
直线BF的斜率为,∴kAF=kBF,即A,B,F三点共线.…(10分)
当t=±1时,A(1,±2),B(1,±1),此时A,B,F共线.
综上:A,B,F三点共线.…(12分)
18.(2021•宁波期末)已知抛物线的方程为,为其焦点,过不在抛物线上的一点作次抛物线的切线,,,为切点,且.
(1)求证:直线过定点;
(2)直线与曲线的一个交点为,求的最小值.
【解答】解:(1)证明:设直线的方程为,
,,,,
由抛物线方程得,,
,
,
的方程为:,
,
,①
同理,,
且的方程为:,②
由得:,
,,
,
,
,
即直线的方程为:,
故直线恒过点.
(2)设,,分别代回①②得,
,
,
两式相减,结合抛物线方程可得,
,
,
当时,,可得,
当时,,此时,
,
,
,
,
,
,
令,,
则,
在,递减,在,递增,
最小值为,
故的最小值为.
19.(2021•辽宁)如图,抛物线,,点,在抛物线上,过作的切线,切点为,为原点时,,重合于,当时,切线的斜率为.
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)当在上运动时,求线段中点的轨迹方程,重合于时,中点为.
【解答】解:(Ⅰ)因为抛物线上任意一点的切线斜率为,且切线的斜率为,
所以设点坐标为,得,解得,,点的坐标为,
故切线的方程为
因为点,在切线及抛物线上,于是
①
②
解得
(Ⅱ)设,,,,,,由为线段中点知③,④
切线,的方程为,⑤;⑥,
由⑤⑥得,的交点,的坐标满足,
因为点,在上,即,所以⑦
由③④⑦得,
当时,,丙点重合于原点,,中点为,坐标满足
因此中点的轨迹方程为
20.(2021•诸暨市期末)已过抛物线的焦点作直线交抛物线于,两点,以,两点为切点作抛物线的切线,两条直线交于点.
(1)当直线平行于轴时,求点的坐标;
(2)当时,求直线的方程.
【解答】解:(1)依题可知,当直线平行于轴时,则的方程为,
所以可得,,又可得,;
所以在, 处的切线分别为:,,即,,
联立两切线可得解得,,所以.
(2)设的方程为:,,,
则联立有整理得:,所以,,
在处的切线为:,即,
同理可得,在处切线:,即,
联立有:解得,,即点,.
,
同理可得:,
所以,,
又,解得.,所以或,
所以直线方程为:.
21.(2012秋•宜春期末)已知抛物线的焦点为,过点作直线交抛物线于、两点;椭圆的中心在原点,焦点在轴上,点是它的一个顶点,且其离心率.
(1)求椭圆的方程;
(2)经过、两点分别作抛物线的切线、,切线与相交于点.证明:点定在直线上;
(3)椭圆上是否存在一点,经过点作抛物线的两条切线、、为切点),使得直线过点?若存在,求出切线、的方程;若不存在,试说明理由.
【解答】解:(1)设椭圆的方程为,半焦距为.
由已知条件,,,,,
解得,.所以椭圆的方程为.(3分)
(2)显然直线的斜率存在,否则直线与抛物线只有一个交点,不合题意,
故可设直线的方程为,,,
与抛物线方程联立,消去,并整理得,
.(5分)
抛物线的方程为,求导得,
过抛物线上,两点的切线方程分别是
,
即,
解得两条切线的交点的坐标为,,
点在直线上..(8分)
(3)假设存在点满足题意,由(2)知点必在直线上,又直线与椭圆有唯一交点,故的坐标为.,
设过点且与抛物线相切的切线方程为,其中点,为切点.
令,得,,解得或,
故不妨取,,,即直线过点.
综上所述,椭圆上存在一点,经过点作抛物线的两条切线、、为切点),能使直线过点.
此时,两切线的方程分别为和.(13分)
22.(2021春•思明区校级月考)如图,已知抛物线的焦点在抛物线上,点是抛物线上的动点.
(Ⅰ)求抛物线的方程及其准线方程;
(Ⅱ)过点作抛物线的两条切线,、分别为两个切点,求面积的最小值.
【解答】解:(Ⅰ)抛物线的焦点在抛物线上,
即有,可得,
即有的方程为,
其准线方程为.
(Ⅱ)设,,,,,
,,
的导数为,直线的斜率为,直线的斜率为,
则切线的方程:,
即,又,所以,
同理切线的方程为,
又和都过点,所以,
所以直线的方程为.
联立得,
所以,,
所以.
点到直线的距离.
所以的面积,
所以当时,取最小值为2.即面积的最小值为2.
23.(2021•嘉兴二模)如图,已知抛物线的焦点在抛物线上,点是抛物线上的动点.
(Ⅰ)求抛物线的方程及其准线方程;
(Ⅱ)过点作抛物线的两条切线,、分别为两个切点,设点到直线的距离为,求的最小值.
【解答】解:(Ⅰ)抛物线的方程为,抛物线的焦点为,(2分)
抛物线的焦点在抛物线上
,可得.(4分)
故抛物线的方程为,其准线方程为.(6分)
(Ⅱ)设,,,
可得的方程:,
点坐标代入,化简得,即.
同理可得,得.(8分)
由得、是方程的两个实数根,
,.
的方程:,
化简整理,得
代入式,可得的方程为.(12分)
于是,点到直线的距离.
令,则(当时取等号).
由此可得,当坐标为,时,点到直线的距离的最小值为.(15分)
24.(2009秋•宁波期末)点,,,是抛物线上的不同两点,过,分别作抛物线的切线,两条切线交于点,.
(1)求证:是与的等差中项;
(2)若直线过定点,求证:原点是的垂心;
(3)在(2)的条件下,求的重心的轨迹方程.
【解答】解:(1)对求导 得,
所以直线,即
同理,直线,解得
所以是与的等差中项;(5分)
(2)设直线,代入整理得.
,得
即;,
,
,同理,
所以原点是的垂心;(10分),只需证明两个垂直就得满分)
(3)设的重心,则,
因为,所以点的轨迹方程为.(15分)
25.(2021•合肥二模)如图,抛物线与圆相交于,两点,且点的横坐标为2.过劣弧上动点,作圆的切线交抛物线于,两点,分别以,为切点作抛物线的切线,,与相交于点.
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)求动点的轨迹方程.
【解答】解:(Ⅰ)由点的横坐标为2,可得点的坐标为,
代入,解得,
(Ⅱ)设,,,.
切线,
代入得,由△解得,
方程为,同理方程为,
联立,解得,
方程为,其中,满足,,
联立方程得,则,
代入可知满足,
代入得,
考虑到,知.
动点的轨迹方程为,.
26.(2021•合肥二模)如图,已知抛物线与圆相交于,两点,且点的横坐标为2.过劣弧上动点,作圆的切线交抛物线于,两点,分别以,为切点作抛物线的切线,,与相交于点.
(1)求抛物线的方程;
(2)求点到直线距离的最大值.
【解答】解:(1)由得,故,.
于是,抛物线的方程为.
(2)设,,切线,
代入得,由△解得,
方程为,同理方程为,
联立,解得,
易得方程为,其中,满足,,
联立方程得,则,
满足,即点为.
点到直线的距离,
关于单调减,
故当且仅当时,.
27.(2011•浙江校级模拟)已知曲线上的动点满足到点的距离比到直线的距离小1.
(Ⅰ)求曲线的方程;
(Ⅱ)动点在直线上,过点分别作曲线的切线,,切点为、.
(ⅰ)求证:直线恒过一定点,并求出该定点的坐标;
(ⅱ)在直线上是否存在一点,使得为等边三角形点也在直线上)?若存在,求出点坐标,若不存在,请说明理由.
【解答】解:(Ⅰ)曲线的方程(5分)
(Ⅱ)(ⅰ)设,,
过点的抛物线切线方程为,
切线过点,,整理得:
同理可得:,,是方程的两根,,可得中点为
又,
直线的方程为即,过定点(10分)
(ⅱ)由(ⅰ)知中点,直线的方程为
当时,则的中垂线方程为,
的中垂线与直线的交点
若为等边三角形,则,
,
解得,,此时,
当时,经检验不存在满足条件的点
综上可得:满足条件的点存在,坐标为.(15分)
28.(2014•长沙校级模拟)已知抛物线的顶点为原点,其焦点,到直线的距离为,设为直线上的点,过点作抛物线的两条切线,,其中,为切点.
(Ⅰ)求抛物线的方程;
(Ⅱ)当点在直线上移动时,求的最小值.
【解答】解:(Ⅰ)抛物线的顶点为原点,其焦点,到直线的距离为,
,解得,或(舍,
抛物线的方程为.
(2)设,,,,,,
由,即,得,
抛物线在处的切线的方程为,
即,
,,
,在切线上,,①
同理,,②
综合①②,得,点,,,的坐标都满足方程,
经过,,,两点的直线是唯一的,
直线的方程为,即,
由抛物线定义知:
,,
,
联立,消去,得,
,,
,
,
当时,取得最小值8.
29.(2014秋•西城区校级期中)已知抛物线的顶点为原点,其焦点,到直线的距离为.
(Ⅰ)求抛物线的方程;
(Ⅱ)设点,为直线上一定点,过点作抛物线的两条切线,,其中,为切点,求直线的方程,并证明直线过定点.
【解答】解:(Ⅰ)抛物线的焦点,到直线的距离为,
,
解得或,(舍,
抛物线的方程为.
(Ⅱ)设,,设切点为,曲线,,
则切线的斜率为,
化简,得,
设,,,,则,是以上方程的两根,
,,
,
直线为:,
化简,得:,定点.
30.(2014秋•西城区校级期中)已知抛物线的顶点为原点,其焦点,到直线的距离为.
(Ⅰ)求抛物线的方程;
(Ⅱ)设点,为直线上一动点,过点作抛物线的两条切线,,其中,为切点,求直线的方程,并证明直线过定点;
(Ⅲ)过(Ⅱ)中的点的直线交抛物线于,两点,过点,分别作抛物线的切线,,求,交点满足的轨迹方程.
【解答】解:(Ⅰ)抛物线的焦点,到直线的距离为,
,
解得或,(舍,
抛物线的方程为.
(Ⅱ)设,,设切点为,曲线,,
则切线的斜率为,
化简,得,
设,,,则,是以上方程的两根,
,,
,
直线为:,
化简,得:,定点.
(Ⅲ)设,,,
过的切线,
过的切线,
交点,
设过点的直线为
联立,得,
,,
,
.
点满足的轨迹方程为.
31.(2006•全国卷Ⅱ)已知抛物线的焦点为,、是抛物线上的两动点,且.过、两点分别作抛物线的切线,设其交点为.
(Ⅰ)证明为定值;
(Ⅱ)设的面积为,写出的表达式,并求的最小值.
【解答】解:(1)设,,,,,,焦点,准线方程为,
显然斜率存在且过
设其直线方程为,联立消去得:,
判别式△.
,
于是曲线上任意一点斜率为,则易得切线,方程分别为,,其中,,联立方程易解得交点坐标,,,即,
从而,,,,
,(定值)命题得证.
这就说明.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知在中,,因而.
,
,,,即,
而,,
则,,
.
因为、分别等于、到抛物线准线的距离,所以
.
于是,
由知,且当时,取得最小值4.
32.(2021•台州期末)已知直线,分别于抛物线相切于,两点.
(1)若点的坐标为,求直线的方程;
(2)若直线与的交点为,且点在圆上设直线,与轴分别交于点,,求的取值范围.
【解答】(1)解:法1:设直线,与抛物线方程联立,得.
由△,得,则的方程为.
法在点处切线方程为,整理得.
(2)设,,,,则直线,,
则,.
设点,,,代入可得,则直线方程为.
与抛物线方程联立,得,则有,.
则,,
所以.
33.(2021•武汉模拟)已知抛物线与直线没有公共点,设点为直线上的动点,过作抛物线的两条切线,,为切点.
(1)证明:直线恒过定点;
(2)若点与(1)中的定点的连线交抛物线于,两点,证明:.
【解答】解:(1)设,,则.
由得,所以.
于是抛物线在点处的切线方程为,即.
设,,则有.设,,同理有.
所以的方程为,即,所以直线恒过定点.
(2)的方程为,与抛物线方程联立,消去,得
,
设,,,,则,①
要证,只需证明,即②
由①知,②式
左边
.
故②式成立,从而结论成立.
34.(2021•柯桥区期末)已知抛物线,直线截抛物线所得弦长为.
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)若直角三角形的三个顶点在抛物线上,且直角顶点的横坐标为1,过点、分别作抛物线的切线,两切线相交于点.
①若直线经过点,求点的纵坐标;
②求的最大值及此时点的坐标.
【解答】解:(Ⅰ),解得两交点为,.
所以,.
(Ⅱ)①设点,,.切线,,
由题设知,,
即,是方程的两根,于是,.
故直线.又因为直线经过点,
所以,即点的纵坐标为.
②由题设知,即.
则,
若,令,,
若,令,,
当且仅当,时,等号成立,此时点的坐标为.
35.(2021•南湖区校级月考)如图,已知抛物线,过直线上任一点作抛物线的两条切线,,切点分别为,.
求证:;
求面积的最小值.
【解答】证明:设,,的斜率分别为,
过点的切线方程为
由,得
所以,所以
解:由得,
,
所以
综上,当时,面积取最小值.
36.(2014•武侯区校级模拟)已知椭圆的中心在坐标原点,两个焦点分别为,,点在椭圆上,过点的直线与抛物线交于不同两点,,抛物线在点,处的切线分别为,,且与交于点.
(1)求椭圆的方程;
(2)是否存在满足的点?若存在,指出这样的点有几个,并求出点的坐标;若不存在,说明理由.
【解答】解:(1)设椭圆的方程为,
依题意:解得:
椭圆的方程为.(5分)
(2)显然直线的斜率存在,设直线的方程为,
由消去,得.
设,,,,则,.
由,即,得.
抛物线在点处的切线的方程为,即.(7分)
,.
同理,得抛物线在点处的切线的方程为.
由解得
.分
,
点在椭圆上..
化简得.(10分)
由△,,
或
满足条件的点有两个,
坐标或(13分)
37.(2014秋•碑林区校级期中)已知椭圆的中心在坐标原点,两个焦点分别为,,点在椭圆上,过点的直线与抛物线交于,两点,抛物线在点,处的切线分别为,,且与交于点.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)是否存在满足的点?若存在,指出这样的点有几个(不必求出点的坐标);若不存在,说明理由.
【解答】解:(Ⅰ)设椭圆的方程为,由,,,
联立解得,.
椭圆的方程为.
(Ⅱ)设,,,,,.
设直线的方程为:,联立,化为.
△.
,.
由抛物线,可得.
在点处的切线的方程为:..
同理在点处的切线的方程为:.
联立,解得,.
,
点在椭圆上.
.
化简得.
由△,可得方程有两个不等的实数根.
满足条件的点有两个.
38.(2005•江西)如图,设抛物线的焦点为,动点在直线上运动,过作抛物线的两条切线、,且与抛物线分别相切于、两点.(1)求的重心的轨迹方程;
(2)证明.
【解答】解:(1)设切点、坐标分别为,和,、,
切线的斜率为,用点斜式求得它的方程为:;
同理求得切线的方程为:.
解得点的坐标为:,.
所以的重心的坐标为,,
所以.
由点在直线上运动,从而得到重心的轨迹方程为:,即.
(2)方法1:因为,,,,,.
由于点在抛物线外,则.
,
同理有,
.
方法2:①当时,由于,不妨设,则,所以点坐标为,,
则点到直线的距离为:.
而直线的方程:,即.
所以点到直线的距离为:
所以,即得.
②当时,直线的方程:,即,
直线的方程:,即,
所以点到直线的距离为:,
同理可得到点到直线的距离,因此由,可得到.
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