高中数学高考第九章 9 7抛物线-教师版
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这是一份高中数学高考第九章 9 7抛物线-教师版,共26页。试卷主要包含了抛物线的概念,抛物线的标准方程与几何性质,设F为抛物线C,已知抛物线C等内容,欢迎下载使用。
抛物线
知识梳理
1.抛物线的概念
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做抛物线.点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.
2.抛物线的标准方程与几何性质
【知识拓展】
1.抛物线y2=2px (p>0)上一点P(x0,y0)到焦点Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(p,2),0))的距离|PF|=x0+eq \f(p,2),也称为抛物线的焦半径.
2.y2=ax的焦点坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a,4),0)),准线方程为x=-eq \f(a,4).
3.设AB是过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的弦,
若A(x1,y1),B(x2,y2),则
(1)x1x2=eq \f(p2,4),y1y2=-p2.
(2)弦长|AB|=x1+x2+p=eq \f(2p,sin2α)(α为弦AB的倾斜角).
(3)以弦AB为直径的圆与准线相切.
(4)通径:过焦点垂直于对称轴的弦,长等于2p,通径是过焦点最短的弦.
例题解析
题型一 基础
【例1】判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)平面内与一个定点F和一条定直线l的距离相等的点的轨迹一定是抛物线.( × )
(2)方程y=ax2(a≠0)表示的曲线是焦点在x轴上的抛物线,且其焦点坐标是(eq \f(a,4),0),准线方程是x=-eq \f(a,4).( × )
(3)抛物线既是中心对称图形,又是轴对称图形.( × )
(4)AB为抛物线y2=2px(p>0)的过焦点F(eq \f(p,2),0)的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2=eq \f(p2,4),y1y2=-p2,弦长|AB|=x1+x2+p.( √ )
【例2】1.抛物线y2=4x的焦点坐标是( )
A.(0,2) B.(0,1)
C.(2,0) D.(1,0)
答案 D
解析 ∵对于抛物线y2=ax,其焦点坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a,4),0)),
∴对于y2=4x,焦点坐标为(1,0).
2.过抛物线y2=4x的焦点的直线l交抛物线于P(x1,y1),Q(x2,y2)两点,如果x1+x2=6,则|PQ|等于( )
A.9 B.8 C.7 D.6
答案 B
解析 抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),准线方程为x=-1.
根据题意可得,|PQ|=|PF|+|QF|=x1+1+x2+1=x1+x2+2=8.
3.设抛物线y2=8x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线l与抛物线有公共点,则直线l的斜率的取值范围是( )
A.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(1,2),\f(1,2))) B.[-2,2]
C.[-1,1] D.[-4,4]
答案 C
解析 Q(-2,0),设直线l的方程为y=k(x+2),代入抛物线方程,消去y整理得k2x2+(4k2-8)x+4k2=0,
由Δ=(4k2-8)2-4k2·4k2=64(1-k2)≥0,
解得-1≤k≤1.
4.已知抛物线y2=2px(p>0)的准线与圆x2+y2-6x-7=0相切,则p的值为________.
答案 2
解析 抛物线y2=2px(p>0)的准线为x=-eq \f(p,2),
圆x2+y2-6x-7=0,即(x-3)2+y2=16,
则圆心为(3,0),半径为4.
又因为抛物线y2=2px(p>0)的准线与圆x2+y2-6x-7=0相切,
所以3+eq \f(p,2)=4,解得p=2.
题型二 抛物线的定义及应用
【例3】(1)已知F是抛物线y2=x的焦点,A,B是该抛物线上的两点,|AF|+|BF|=3,则线段AB的中点到y轴的距离为( )
A.eq \f(3,4) B.1 C.eq \f(5,4) D.eq \f(7,4)
(2)设P是抛物线y2=4x上的一个动点,若B(3,2),则|PB|+|PF|的最小值为________.
答案 (1)C (2)4
解析 (1)∵|AF|+|BF|=xA+xB+eq \f(1,2)=3,
∴xA+xB=eq \f(5,2),
∴线段AB的中点到y轴的距离为eq \f(xA+xB,2)=eq \f(5,4).
(2)如图,过点B作BQ垂直准线于点Q,
交抛物线于点P1,
则|P1Q|=|P1F|.则有|PB|+|PF|≥|P1B|+|P1Q|=|BQ|=4.
即|PB|+|PF|的最小值为4.
【同步练习】
1.若将本例(2)中的B点坐标改为(3,4),试求|PB|+|PF|的最小值.
解 由题意可知点(3,4)在抛物线的外部.
∵|PB|+|PF|的最小值即为B,F两点间的距离,
∴|PB|+|PF|≥|BF|=eq \r(42+22)
=eq \r(16+4)=2eq \r(5),
即|PB|+|PF|的最小值为2eq \r(5).
2.若将本例(2)中的条件改为:已知抛物线方程为y2=4x,直线l的方程为x-y+5=0,在抛物线上有一动点P到y轴的距离为d1,到直线l的距离为d2,求d1+d2的最小值.
解 由题意知,抛物线的焦点为F(1,0).
点P到y轴的距离d1=|PF|-1,
所以d1+d2=d2+|PF|-1.
易知d2+|PF|的最小值为点F到直线l的距离,故d2+|PF|的最小值为eq \f(|1+5|,\r(12+-12))=3eq \r(2),
所以d1+d2的最小值为3eq \r(2)-1.
思维升华 与抛物线有关的最值问题,一般情况下都与抛物线的定义有关.由于抛物线的定义在运用上有较大的灵活性,因此此类问题也有一定的难度.“看到准线想焦点,看到焦点想准线”,这是解决抛物线焦点弦有关问题的重要途径.
3、设P是抛物线y2=4x上的一个动点,则点P到点A(-1,1)的距离与点P到直线x=-1的距离之和的最小值为________.
答案 eq \r(5)
解析 如图,易知抛物线的焦点为F(1,0),准线是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F的距离.
于是,问题转化为在抛物线上求一点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与抛物线相交的点即为满足题意的点,
此时最小值为eq \r([1--1]2+0-12)=eq \r(5).
题型三 抛物线的标准方程和几何性质
命题点1 求抛物线的标准方程
【例4】已知双曲线C1:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的离心率为2.若抛物线C2:x2=2py(p>0)的焦点到双曲线C1的渐近线的距离为2,则抛物线C2的方程为( )
A.x2=eq \f(8\r(3),3)y B.x2=eq \f(16\r(3),3)y
C.x2=8y D.x2=16y
答案 D
解析 ∵eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1的离心率为2,
∴eq \f(c,a)=2,即eq \f(c2,a2)=eq \f(a2+b2,a2)=4,∴eq \f(b2,a2)=3,eq \f(b,a)=eq \r(3).
x2=2py(p>0)的焦点坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(p,2))),eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1的渐近线方程为y=±eq \f(b,a)x,即y=±eq \r(3)x.由题意得eq \f(\f(p,2),\r(1+\r(3)2))=2,∴p=8.故C2的方程为x2=16y.
命题点2 抛物线的几何性质
【例5】已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A(x1,y1),B(x2,y2)是过F的直线与抛物线的两个交点,求证:
(1)y1y2=-p2,x1x2=eq \f(p2,4);
(2)eq \f(1,|AF|)+eq \f(1,|BF|)为定值;
(3)以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.
证明 (1)由已知得抛物线焦点坐标为(eq \f(p,2),0).
由题意可设直线方程为x=my+eq \f(p,2),代入y2=2px,
得y2=2peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(my+\f(p,2))),即y2-2pmy-p2=0.(*)
则y1,y2是方程(*)的两个实数根,所以y1y2=-p2.
因为yeq \\al(2,1)=2px1,yeq \\al(2,2)=2px2,所以yeq \\al(2,1)yeq \\al(2,2)=4p2x1x2,
所以x1x2=eq \f(y\\al(2,1)y\\al(2,2),4p2)=eq \f(p4,4p2)=eq \f(p2,4).
(2)eq \f(1,|AF|)+eq \f(1,|BF|)=eq \f(1,x1+\f(p,2))+eq \f(1,x2+\f(p,2))
=eq \f(x1+x2+p,x1x2+\f(p,2)x1+x2+\f(p2,4)).
因为x1x2=eq \f(p2,4),x1+x2=|AB|-p,代入上式,
得eq \f(1,|AF|)+eq \f(1,|BF|)=eq \f(|AB|,\f(p2,4)+\f(p,2)|AB|-p+\f(p2,4))=eq \f(2,p)(定值).
(3)设AB的中点为M(x0,y0),分别过A,B作准线的垂线,垂足为C,D,过M作准线的垂线,垂足为N,则|MN|=eq \f(1,2)(|AC|+|BD|)=eq \f(1,2)(|AF|+|BF|)=eq \f(1,2)|AB|.
所以以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.
思维升华 (1)求抛物线标准方程的常用方法是待定系数法,其关键是判断焦点位置、开口方向,在方程的类型已经确定的前提下,由于标准方程只有一个参数p,只需一个条件就可以确定抛物线的标准方程.
(2)在解决与抛物线的性质有关的问题时,要注意利用几何图形的形象、直观的特点来解题,特别是涉及焦点、顶点、准线的问题更是如此.
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A.2 B.4 C.6 D.8
(2)抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,已知点A、B为抛物线上的两个动点,且满足∠AFB=120°.过弦AB的中点M作抛物线准线的垂线MN,垂足为N,则eq \f(|MN|,|AB|)的最大值为( )
A.eq \f(\r(3),3) B.1 C.eq \f(2\r(3),3) D.2
答案 (1)B (2)A
解析 (1)不妨设抛物线C:y2=2px(p>0),则圆的方程可设为x2+y2=r2(r>0),
如图,
又可设A(x0,2eq \r(2)),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(p,2),\r(5))),
点A(x0,2eq \r(2))在抛物线y2=2px上,∴8=2px0,①
点A(x0,2eq \r(2))在圆x2+y2=r2上,∴xeq \\al(2,0)+8=r2,②
点Deq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(p,2),\r(5)))在圆x2+y2=r2上,
∴5+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(p,2)))2=r2,③
联立①②③,解得p=4,即C的焦点到准线的距离为p=4,故选B.
(2)设|AF|=a,|BF|=b,分别过A、B作准线的垂线,垂足分别为Q、P,
由抛物线的定义知,|AF|=|AQ|,|BF|=|BP|,
在梯形ABPQ中,2|MN|=|AQ|+|BP|=a+b.
|AB|2=a2+b2-2abcs 120°=a2+b2+ab=(a+b)2-ab.
又ab≤(eq \f(a+b,2))2,
所以(a+b)2-ab≥(a+b)2-eq \f(1,4)(a+b)2=eq \f(3,4)(a+b)2,
得到|AB|≥eq \f(\r(3),2)(a+b),
所以eq \f(|MN|,|AB|)≤eq \f(\f(1,2)a+b,\f(\r(3),2)a+b)=eq \f(\r(3),3),
即eq \f(|MN|,|AB|)的最大值为eq \f(\r(3),3).
题型四 直线与抛物线的综合问题
命题点1 直线与抛物线的交点问题
【例6】 已知抛物线C:y2=8x与点M(-2,2),过C的焦点且斜率为k的直线与C交于A、B两点.若eq \(MA,\s\up6(→))·eq \(MB,\s\up6(→))=0,则k=________.
答案 2
解析 抛物线C的焦点为F(2,0),则直线方程为y=k(x-2),与抛物线方程联立,消去y化简得k2x2-(4k2+8)x+4k2=0.设点A(x1,y1),B(x2,y2).
则x1+x2=4+eq \f(8,k2),x1x2=4.
所以y1+y2=k(x1+x2)-4k=eq \f(8,k),
y1y2=k2[x1x2-2(x1+x2)+4]=-16.
因为eq \(MA,\s\up6(→))·eq \(MB,\s\up6(→))=(x1+2,y1-2)·(x2+2,y2-2)=(x1+2)(x2+2)+(y1-2)(y2-2)=x1x2+2(x1+x2)+y1y2-2(y1+y2)+8=0,
将上面各个量代入,化简得k2-4k+4=0,所以k=2.
命题点2 与抛物线弦的中点有关的问题
【例7】已知抛物线C:y2=2x的焦点为F,平行于x轴的两条直线l1,l2分别交C于A,B两点,交C的准线于P,Q两点.
(1)若F在线段AB上,R是PQ的中点,证明:AR∥FQ;
(2)若△PQF的面积是△ABF的面积的两倍,求AB中点的轨迹方程.
(1)证明 由题意知,Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),0)),设l1:y=a,l2:y=b,则ab≠0,
且Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a2,2),a)),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(b2,2),b)),Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2),a)),Qeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2),b)),Req \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2),\f(a+b,2))).
记过A,B两点的直线为l,则l的方程为2x-(a+b)y+ab=0.
由于F在线段AB上,故1+ab=0.
记AR的斜率为k1,FQ的斜率为k2,则k1=eq \f(a-b,1+a2)=eq \f(a-b,a2-ab)=eq \f(1,a)=-eq \f(ab,a)=-b=eq \f(b-0,-\f(1,2)-\f(1,2))=k2.
所以AR∥FQ.
(2)解 设过AB的直线为l,设l与x轴的交点为D(x1,0),
则S△ABF=eq \f(1,2)|b-a||FD|=eq \f(1,2)|b-a|eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(x1-\f(1,2))),S△PQF=eq \f(|a-b|,2).
由题意可得|b-a|eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(x1-\f(1,2)))=eq \f(|a-b|,2),所以x1=1,x1=0(舍去).
设满足条件的AB的中点为E(x,y).
当AB与x轴不垂直时,由kAB=kDE可得eq \f(2,a+b)=eq \f(y,x-1)(x≠1).而eq \f(a+b,2)=y,所以y2=x-1(x≠1).
当AB与x轴垂直时,E与D重合,此时E点坐标为(1,0),
所以,所求轨迹方程为y2=x-1(x≠1).
思维升华 (1)直线与抛物线的位置关系和直线与椭圆、双曲线的位置关系类似,一般要用到根与系数的关系.
(2)有关直线与抛物线的弦长问题,要注意直线是否过抛物线的焦点.若过抛物线的焦点,可直接使用公式|AB|=x1+x2+p,若不过焦点,则必须用一般弦长公式.
(3)涉及抛物线的弦长、中点、距离等相关问题时,一般利用根与系数的关系采用“设而不求”、“整体代入”等解法.
提醒:涉及弦的中点、斜率时一般用“点差法”求解.
【同步练习】
1、已知抛物线y2=4x的焦点为F,直线l过点M(4,0).
(1)若点F到直线l的距离为eq \r(3),求直线l的斜率;
(2)设A,B为抛物线上两点,且AB不垂直于x轴,若线段AB的垂直平分线恰过点M,求证:线段AB中点的横坐标为定值.
(1)解 由已知,得x=4不合题意,设直线l的方程为y=k(x-4),
由已知,得抛物线C的焦点坐标为(1,0),
因为点 F到直线l的距离为eq \r(3),
所以eq \f(|3k|,\r(1+k2))=eq \r(3),解得k=±eq \f(\r(2),2),
所以直线l的斜率为±eq \f(\r(2),2).
(2)证明 设线段AB中点的坐标为N(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2),
因为AB不垂直于x轴,
则直线MN的斜率为eq \f(y0,x0-4),直线AB的斜率为eq \f(4-x0,y0),
直线AB的方程为y-y0=eq \f(4-x0,y0)(x-x0),
联立方程eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y-y0=\f(4-x0,y0)x-x0,,y2=4x,))
消去x得(1-eq \f(x0,4))y2-y0y+yeq \\al(2,0)+x0(x0-4)=0,
所以y1+y2=eq \f(4y0,4-x0),因为N是AB中点,所以eq \f(y1+y2,2)=y0,
即eq \f(2y0,4-x0)=y0,所以x0=2,即线段AB中点的横坐标为定值2.
2、已知抛物线C:y=mx2(m>0),焦点为F,直线2x-y+2=0交抛物线C于A,B两点,P是线段AB的中点,过P作x轴的垂线交抛物线C于点Q.
(1)求抛物线C的焦点坐标;
(2)若抛物线C上有一点R(xR ,2)到焦点F的距离为3,求此时m的值;
(3)是否存在实数m,使△ABQ是以Q为直角顶点的直角三角形?若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
思维点拨 (3)中证明eq \(QA,\s\up6(→))·eq \(QB,\s\up6(→))=0.
规范解答
解 (1)∵抛物线C:x2=eq \f(1,m)y,∴它的焦点F(0,eq \f(1,4m)).[3分]
(2)∵|RF|=yR+eq \f(1,4m),∴2+eq \f(1,4m)=3,得m=eq \f(1,4).[5分]
(3)存在,联立方程eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=mx2,,2x-y+2=0,))
消去y得mx2-2x-2=0,
依题意,有Δ=(-2)2-4×m×(-2)>0⇒m>-eq \f(1,2).[7分]
设A(x1,mxeq \\al(2,1)),B(x2,mxeq \\al(2,2)),则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x1+x2=\f(2,m),,x1·x2=-\f(2,m).))(*)
∵P是线段AB的中点,∴P(eq \f(x1+x2,2),eq \f(mx\\al(2,1)+mx\\al(2,2),2)),
即P(eq \f(1,m),yP),∴Q(eq \f(1,m),eq \f(1,m)).[9分]
得eq \(QA,\s\up6(→))=(x1-eq \f(1,m),mxeq \\al(2,1)-eq \f(1,m)),eq \(QB,\s\up6(→))=(x2-eq \f(1,m),mxeq \\al(2,2)-eq \f(1,m)),
若存在实数m,使△ABQ是以Q为直角顶点的直角三角形,则eq \(QA,\s\up6(→))·eq \(QB,\s\up6(→))=0,
即(x1-eq \f(1,m))·(x2-eq \f(1,m))+(mxeq \\al(2,1)-eq \f(1,m))(mxeq \\al(2,2)-eq \f(1,m))=0,[12分]
结合(*)化简得-eq \f(4,m2)-eq \f(6,m)+4=0,
即2m2-3m-2=0,∴m=2或m=-eq \f(1,2),
而2∈(-eq \f(1,2),+∞),-eq \f(1,2)∉(-eq \f(1,2),+∞).
∴存在实数m=2,使△ABQ是以Q为直角顶点的直角三角形.[14分]
解决直线与圆锥曲线的位置关系的一般步骤
第一步:联立方程,得关于x或y的一元二次方程;
第二步:写出根与系数的关系,并求出Δ>0时参数范围(或指出直线过曲线内一点);
第三步:根据题目要求列出关于x1x2,x1+x2(或y1y2,y1+y2)的关系式,求得结果;
第四步:反思回顾,查看有无忽略特殊情况.
课后练习
1.若抛物线y=ax2的焦点坐标是(0,1),则a等于( )
A.1 B.eq \f(1,2) C.2 D.eq \f(1,4)
答案 D
解析 因为抛物线的标准方程为x2=eq \f(1,a)y,
所以其焦点坐标为(0,eq \f(1,4a)),则有eq \f(1,4a)=1,a=eq \f(1,4),
故选D.
2.已知抛物线C的顶点是原点O,焦点F在x轴的正半轴上,经过F的直线与抛物线C交于A、B两点,如果eq \(OA,\s\up6(→))·eq \(OB,\s\up6(→))=-12,那么抛物线C的方程为( )
A.x2=8y B.x2=4y
C.y2=8x D.y2=4x
答案 C
解析 由题意,设抛物线方程为y2=2px(p>0),直线方程为x=my+eq \f(p,2),
联立eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y2=2px,,x=my+\f(p,2),))消去x得y2-2pmy-p2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=2pm,y1y2=-p2,
得eq \(OA,\s\up6(→))·eq \(OB,\s\up6(→))=x1x2+y1y2=(my1+eq \f(p,2))·(my2+eq \f(p,2))+y1y2=m2y1y2+eq \f(pm,2)(y1+y2)+eq \f(p2,4)+y1y2=-eq \f(3,4)p2=-12⇒p=4,
即抛物线C的方程为y2=8x.
3.已知抛物线y2=2px(p>0),过其焦点且斜率为1的直线交抛物线于A、B两点,若线段AB的中点的纵坐标为2,则该抛物线的准线方程为( )
A.x=1 B.x=-1 C.x=2 D.x=-2
答案 B
解析 ∵y2=2px(p>0)的焦点坐标为(eq \f(p,2),0),
∴过焦点且斜率为1的直线方程为y=x-eq \f(p,2),
即x=y+eq \f(p,2),将其代入y2=2px,得y2=2py+p2,
即y2-2py-p2=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1+y2=2p,∴eq \f(y1+y2,2)=p=2,
∴抛物线的方程为y2=4x,其准线方程为x=-1.
4.已知直线l1:4x-3y+6=0和直线l2:x=-1,抛物线y2=4x上一动点P到直线l1和l2的距离之和的最小值为( )
A.eq \f(37,16) B.eq \f(11,5) C.3 D.2
答案 D
解析 直线l2:x=-1是抛物线y2=4x的准线,
抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),
则点P到直线l2:x=-1的距离等于|PF|,
过点F作直线l1:4x-3y+6=0的垂线,
和抛物线的交点就是点P,
所以点P到直线l1:4x-3y+6=0的距离和直线l2:x=-1的距离之和的最小值就是点F(1,0)到直线l1:4x-3y+6=0的距离,
所以最小值为eq \f(|4-0+6|,\r(32+42))=2,故选D.
5.过抛物线y2=8x的焦点F的直线交抛物线于A,B两点,交抛物线的准线于点C,若|AF|=6,eq \(BC,\s\up6(→))=λeq \(FB,\s\up6(→)),则λ的值为( )
A.eq \f(3,4) B.eq \f(3,2) C.eq \r(3) D.3
答案 D
解析 设A(x1,y1)(y1>0),B(x2,y2),C(-2,y3),
则x1+2=6,解得x1=4,则y1=4eq \r(2),
则直线AB的方程为y=2eq \r(2)(x-2),令x=-2,
得C(-2,-8eq \r(2)),联立eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y2=8x,,y=2\r(2)x-2,))
解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=4,,y=4\r(2)))或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=1,,y=-2\r(2),))
则B(1,-2eq \r(2)),∴|BF|=1+2=3,|BC|=9,
∴λ=3,故选D.
6.已知直线y=k(x+2)(k>0)与抛物线C:y2=8x相交于A,B两点,F为C的焦点,若|FA|=2|FB|,则k的值为( )
A.eq \f(1,3) B.eq \f(\r(2),3) C.eq \f(2\r(2),3) D.eq \f(2,3)
答案 C
解析 抛物线C的准线为l:x=-2,
直线y=k(x+2)恒过定点P(-2,0),
如图,过A,B分别作AM⊥l于M,
BN⊥l于N,由|FA|=2|FB|,得|AM|=2|BN|,
从而点B为AP的中点,连接OB,
则|OB|=eq \f(1,2)|AF|,所以|OB|=|BF|,
从而点B的横坐标为1,点B的坐标为(1,2eq \r(2)),
所以k=eq \f(2\r(2)-0,1--2)=eq \f(2\r(2),3),故选C.
7.设F为抛物线C:y2=3x的焦点,过F且倾斜角为30°的直线交C于A,B两点,则|AB|=________.
答案 12
解析 焦点F的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4),0)),
方法一 直线AB的斜率为eq \f(\r(3),3),
所以直线AB的方程为y=eq \f(\r(3),3)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(3,4))),
即y=eq \f(\r(3),3)x-eq \f(\r(3),4),代入y2=3x,得eq \f(1,3)x2-eq \f(7,2)x+eq \f(3,16)=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=eq \f(21,2),
所以|AB|=x1+x2+p=eq \f(21,2)+eq \f(3,2)=12.
方法二 由抛物线焦点弦的性质可得
|AB|=eq \f(2p,sin2θ)=eq \f(3,sin230°)=12.
8.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的准线为l,过M(1,0)且斜率为eq \r(3)的直线与l相交于点A,与C的一个交点为B,若eq \(AM,\s\up6(→))=eq \(MB,\s\up6(→)),则p=________.
答案 2
解析 如图, 由AB的斜率为eq \r(3),
知∠α=60°,又eq \(AM,\s\up6(→))=eq \(MB,\s\up6(→)),
∴M为AB的中点.
过点B作BP垂直准线l于点P,
则∠ABP=60°,∴∠BAP=30°,
∴|BP|=eq \f(1,2)|AB|=|BM|.
∴M为焦点,即eq \f(p,2)=1,∴p=2.
9.已知椭圆E的中心在坐标原点,离心率为eq \f(1,2),E的右焦点与抛物线C:y2=8x的焦点重合,A,B是C的准线与E的两个交点,则|AB|=________.
答案 6
解析 抛物线y2=8x的焦点为(2,0),
准线方程为x=-2.
设椭圆方程为eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0),
由题意,c=2,eq \f(c,a)=eq \f(1,2),
可得a=4,b2=16-4=12.
故椭圆方程为eq \f(x2,16)+eq \f(y2,12)=1.
把x=-2代入椭圆方程,解得y=±3.
从而|AB|=6.
10.设直线l与抛物线y2=4x相交于A,B两点,与圆(x-5)2+y2=r2(r>0)相切于点M,且M为线段AB的中点.若这样的直线l恰有4条,则r的取值范围是________________.
答案 (2,4)
解析 如图,设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),
则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y\\al(2,1)=4x1,,y\\al(2,2)=4x2,))
两式相减得,(y1+y2)(y1-y2)=4(x1-x2).
当l的斜率k不存在时,符合条件的直线l必有两条.
当k存在时,x1≠x2,
则有eq \f(y1+y2,2)·eq \f(y1-y2,x1-x2)=2,
又y1+y2=2y0,所以y0k=2.
由CM⊥AB,得k·eq \f(y0-0,x0-5)=-1,
即y0k=5-x0,因此2=5-x0,x0=3,
即M必在直线x=3上.将x=3代入y2=4x,
得y2=12,则有-2eq \r(3)0,x≥0)和半圆x2+y2=r2(x≤0)所组成的曲线称为“黄金抛物线C”,若“黄金抛物线C”经过点(3,2)和(-eq \f(1,2),eq \f(\r(3),2)).
(1)求“黄金抛物线C”的方程;
(2)设P(0,1)和Q(0,-1),过点P作直线l与“黄金抛物线C”相交于A,P,B三点,问是否存在这样的直线l,使得QP平分∠AQB?若存在,求出直线l的方程;若不存在,说明理由.
解 (1)∵“黄金抛物线C”过点(3,2)和(-eq \f(1,2),eq \f(\r(3),2)),
∴r2=(-eq \f(1,2))2+(eq \f(\r(3),2))2=1,4=3m+1,∴m=1.
∴“黄金抛物线C”的方程为y2=x+1(x≥0)和x2+y2=1(x≤0).
(2)假设存在这样的直线l,使得QP平分∠AQB,显然直线l的斜率存在且不为0,
设直线l:y=kx+1,联立eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=kx+1,,y2=x+1,))消去y,
得k2x2+(2k-1)x=0,∴xB=eq \f(1-2k,k2),yB=eq \f(1-k,k),
即B(eq \f(1-2k,k2),eq \f(1-k,k)),
∴kBQ=eq \f(k,1-2k),
联立eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=kx+1,,x2+y2=1,))消去y,得(k2+1)x2+2kx=0,
∴xA=-eq \f(2k,k2+1),yA=eq \f(1-k2,k2+1),即A(-eq \f(2k,k2+1),eq \f(1-k2,k2+1)),
∴kAQ=-eq \f(1,k),
∵QP平分∠AQB,∴kAQ+kBQ=0,
∴eq \f(k,1-2k)-eq \f(1,k)=0,解得k=-1±eq \r(2),
由图形可得k=-1-eq \r(2)应舍去,∴k=eq \r(2)-1,
∴存在直线l:y=(eq \r(2)-1)x+1,使得QP平分∠AQB.
标准方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py (p>0)
p的几何意义:焦点F到准线l的距离
图形
顶点
O(0,0)
对称轴
y=0
x=0
焦点
Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(p,2),0))
Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(p,2),0))
Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(p,2)))
Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,-\f(p,2)))
离心率
e=1
准线方程
x=-eq \f(p,2)
x=eq \f(p,2)
y=-eq \f(p,2)
y=eq \f(p,2)
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
开口方向
向右
向左
向上
向下
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