(新课改省份专用)高考数学一轮复习课时跟踪检测(五十三)抛物线(含解析)新人教A版
高中数学课时跟踪检测(十二)抛物线的简单几何性质(含解析)新人教A版选修1_1

课时跟踪检测(十二) 抛物线的简单几何性质层级一 学业水平达标1.已知抛物线的对称轴为x 轴,顶点在原点,焦点在直线2x -4y +11=0上,则此抛物线的方程是( )A .y 2=-11x B .y 2=11x C .y 2=-22xD .y 2=22x解析:选C 在方程2x -4y +11=0中, 令y =0得x =-112,∴抛物线的焦点为F ⎝ ⎛⎭⎪⎫-112,0, 即p 2=112,∴p =11, ∴抛物线的方程是y 2=-22x ,故选C .2.过点(2,4)作直线l ,与抛物线y 2=8x 只有一个公共点,这样的直线l 有( ) A .1条 B .2条 C .3条D .4条解析:选B 可知点(2,4)在抛物线y 2=8x 上,∴过点(2,4)与抛物线y 2=8x 只有一个公共点的直线有两条,一条是抛物线的切线,另一条与抛物线的对称轴平行.3.设O 为坐标原点,F 为抛物线y 2=4x 的焦点,A 为抛物线上一点,若OA ·AF =-4,则点A 的坐标为( )A .(2,±2 2)B .(1,±2)C .(1,2)D .(2,22)解析:选B 设A (x ,y ),则y 2=4x ,① 又OA =(x ,y ),AF =(1-x ,-y ), 所以OA ·AF =x -x 2-y 2=-4.②由①②可解得x =1,y =±2.4.过点(1,0)作斜率为-2的直线,与抛物线y 2=8x 交于A ,B 两点,则弦AB 的长为( ) A .213 B .215 C .217D .219解析:选B 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). 由题意知AB 的方程为y =-2(x -1), 即y =-2x +2.由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=8x ,y =-2x +2,得x 2-4x +1=0,∴x 1+x 2=4,x 1·x 2=1. ∴|AB |=+k2x 1+x 22-4x 1x 2]=+-=5×12=215.5.设F 为抛物线C :y 2=3x 的焦点,过F 且倾斜角为30°的直线交C 于A ,B 两点,O 为坐标原点,则△OAB 的面积为( )A .334B .938C .6332D .94解析:选D 易知抛物线中p =32,焦点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫34,0,直线AB 的斜率k =33,故直线AB 的方程为y =33⎝ ⎛⎭⎪⎫x -34,代入抛物线方程y 2=3x ,整理得x 2-212x +916=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=212.由抛物线的定义可得弦长|AB |=x 1+x 2+p =212+32=12,结合图象可得O 到直线AB 的距离d =p 2·sin 30°=38,所以△OAB 的面积S =12|AB |·d =94.6.直线y =x -1被抛物线y 2=4x 截得的线段的中点坐标是________.解析:将y =x -1代入y 2=4x ,整理,得x 2-6x +1=0.由根与系数的关系,得x 1+x 2=6,x 1+x 22=3, ∴y 1+y 22=x 1+x 2-22=6-22=2.∴所求点的坐标为(3,2). 答案:(3,2)7.过抛物线y 2=4x 的焦点作直线交抛物线于点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),若|AB |=7,则AB 的中点M 到抛物线准线的距离为________.解析:抛物线的焦点为F (1,0),准线方程为x =-1.由抛物线的定义知|AB |=|AF |+|BF |=x 1+p 2+x 2+p2=x 1+x 2+p ,即x 1+x 2+2=7,得x 1+x 2=5,于是弦AB 的中点M 的横坐标为52.因此,点M 到抛物线准线的距离为52+1=72.答案:728.过抛物线x 2=2py (p >0)的焦点F 作倾斜角为30°的直线,与抛物线分别交于A ,B 两点(点A 在y 轴左侧),则|AF ||FB |=________. 解析:由题意可得焦点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,p 2,故直线AB 的方程为y =33x +p 2,与x 2=2py 联立得A ,B 两点的横坐标为x A =-33p ,x B =3p ,故A -33p ,16p ,B 3p ,32p ,所以|AF |=23p ,|BF |=2p ,所以|AF ||BF |=13.答案:139.已知抛物线y 2=6x ,过点P (4,1)引一弦,使它恰在点P 被平分,求这条弦所在的直线方程.解:设弦的两个端点为P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2). ∵P 1,P 2在抛物线上,∴y 21=6x 1,y 22=6x 2. 两式相减得(y 1+y 2)(y 1-y 2)=6(x 1-x 2).① ∵y 1+y 2=2,代入①得k =y 2-y 1x 2-x 1=3. ∴直线的方程为y -1=3(x -4),即3x -y -11=0.10.已知直线l 经过抛物线y 2=4x 的焦点F ,且与抛物线相交于A ,B 两点. (1)若|AF |=4,求点A 的坐标; (2)求线段AB 的长的最小值.解:由y 2=4x ,得p =2,其准线方程为x =-1,焦点F (1,0).设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). (1)由抛物线的定义可知,|AF |=x 1+p2,从而x 1=4-1=3.代入y 2=4x ,解得y 1=±23.∴点A 的坐标为(3,23)或(3,-23). (2)当直线l 的斜率存在时, 设直线l 的方程为y =k (x -1). 与抛物线方程联立,得⎩⎪⎨⎪⎧y =k x -,y 2=4x ,消去y ,整理得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0.∵直线与抛物线相交于A ,B 两点, 则k ≠0,并设其两根为x 1,x 2,∴x 1+x 2=2+4k2.由抛物线的定义可知,|AB |=x 1+x 2+p =4+4k2>4.当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为x =1,与抛物线相交于A (1,2),B (1,-2),此时|AB |=4,∴|AB |≥4,即线段AB 的长的最小值为4.层级二 应试能力达标1.边长为1的等边三角形AOB ,O 为坐标原点,AB ⊥x 轴,以O 为顶点且过A ,B 的抛物线方程是( )A .y 2=36x B .y 2=-36x C .y 2=±36x D .y 2=±33x 解析:选C 设抛物线方程为y 2=ax (a ≠0).又A ⎝ ⎛⎭⎪⎫±32,12(取点A 在x 轴上方),则有14=±32a ,解得a =±36,所以抛物线方程为y 2=±36x .故选C . 2.过抛物线y 2=4x 的焦点,作一条直线与抛物线交于A ,B 两点,若它们的横坐标之和等于5,则这样的直线( )A .有且仅有一条B .有两条C .有无穷多条D .不存在解析:选B 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由抛物线的定义,知|AB |=x 1+x 2+p =5+2=7.又直线AB 过焦点且垂直于x 轴的直线被抛物线截得的弦长最短,且|AB |min =2p =4,所以这样的直线有两条.故选B .3.直线y =kx -2交抛物线y 2=8x 于A ,B 两点,若AB 中点的横坐标为2,则k =( ) A .2或-2 B .1或-1 C .2D .3解析:选C 由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=8x ,y =kx -2,得k 2x 2-4(k +2)x +4=0.又由Δ=16(k +2)2-16k 2>0,得k >-1.则由k +k 2=4,得k =2.故选C .4.已知抛物线C :y 2=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MA ·MB =0,则k =( )A .12B .22C . 2D .2解析:选D 由题意可知抛物线C 的焦点坐标为(2,0),则直线AB 的方程为y =k (x -2),将其代入y 2=8x ,得k 2x 2-4(k 2+2)x +4k 2=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=k 2+k 2,x 1x 2=4.①由⎩⎪⎨⎪⎧y 1=k x 1-,y 2=k x 2-⇒⎩⎪⎨⎪⎧y 1+y 2=k x 1+x 2-4k , ②y 1y 2=k 2[x 1x 2-x 1+x 2+4]. ③∵MA ·MB =0,∴(x 1+2,y 1-2)·(x 2+2,y 2-2)=0. ∴(x 1+2)(x 2+2)+(y 1-2)(y 2-2)=0,即x 1x 2+2(x 1+x 2)+4+y 1y 2-2(y 1+y 2)+4=0.④ 由①②③④解得k =2.故选D 项.5.直线y =x -3与抛物线y 2=4x 交于A ,B 两点,过A ,B 两点向抛物线的准线作垂线,垂足分别为P ,Q ,则梯形APQB 的面积为________.解析:由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =x -3,消去y 得x2-10x +9=0,得x =1或9,即⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =-2或⎩⎪⎨⎪⎧x =9,y =6.所以|AP |=10,|BQ |=2或|BQ |=10,|AP |=2,|PQ |=8,所以梯形APQB 的面积S =10+22×8=48.答案:486.顶点为坐标原点,焦点在x 轴上的抛物线,截直线2x -y +1=0所得的弦长为15,则抛物线方程为________.解析:设所求抛物线方程为y 2=ax (a ≠0),联立⎩⎪⎨⎪⎧y 2=ax ,2x -y +1=0,得4x 2+(4-a )x +1=0,则Δ=(4-a )2-16>0,得a >8或a <0.设直线与抛物线的交点分别为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则x 1+x 2=a -44,x 1x 2=14.所以|AB |=+22x 1+x 22-4x 1x 2]=5×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫a -442-4×14=15, 解得a =12或a =-4.所以抛物线方程为y 2=12x 或y 2=-4x . 答案:y 2=12x 或y 2=-4x7.已知抛物线y 2=-x 与直线y =k (x +1)相交于A ,B 两点,O 为坐标原点. (1)求证:OA ⊥OB ;(2)当△OAB 的面积等于10 时,求实数k 的值.解:(1)证明:由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=-x ,y =k x +消去x ,得ky 2+y -k =0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由题意,知k ≠0,则y 1+y 2=-1k,y 1y 2=-1.由A ,B 在抛物线y 2=-x 上,可知y 21=-x 1,y 22=-x 2,则y 21y 22=x 1x 2. 因为k OA ·k OB =y 1x 1·y 2x 2=y 1y 2x 1x 2=1y 1y 2=-1,所以OA ⊥OB .(2)设直线与x 轴交于点N . 令y =0,得x =-1,即N (-1,0).因为S △OAB =S △OAN +S △OBN =12|ON ||y 1|+12|ON |·|y 2|=12|ON ||y 1-y 2|,所以S △OAB =12×1×y 1+y 22-4y 1y 2=12⎝ ⎛⎭⎪⎫-1k 2+4=10. 解得k =±16.8.已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,直线y =4与y 轴的交点为P ,与C 的交点为Q ,且|QF |=54|PQ |.(1)求C 的方程;(2)过F 的直线l 与C 相交于A ,B 两点,若AB 的垂直平分线l ′与C 相交于M ,N 两点,且A ,M ,B ,N 四点在同一圆上,求l 的方程.解:(1)设Q (x 0,4),代入y 2=2px 得x 0=8p.所以|PQ |=8p ,|QF |=p 2+x 0=p 2+8p.由题设得p 2+8p =54×8p,解得p =-2(舍去)或p =2.所以C 的方程为y 2=4x . (2)依题意知l 与坐标轴不垂直, 故可设l 的方程为x =my +1(m ≠0). 代入y 2=4x 得y 2-4my -4=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4. 故AB 的中点为D (2m 2+1,2m ), |AB |=m 2+1|y 1-y 2| =m 2+1·y 1+y 22-4y 1y 2=4(m 2+1). 又l ′的斜率为-m ,所以l ′的方程为x =-1my +2m 2+3.将上式代入y 2=4x ,并整理得y 2+4my -4(2m 2+3)=0.设M (x 3,y 3),N (x 4,y 4),则y 3+y 4=-4m,y 3y 4=-4(2m 2+3).故MN 的中点为E ⎝ ⎛⎭⎪⎫2m 2+2m 2+3,-2m ,|MN |=1+1m2|y 3-y 4|=1+1m2·y 3+y 42-4y 3y 4=m 2+2m 2+1m 2.由于MN 垂直平分AB ,故A ,M ,B ,N 四点在同一圆上等价于|AE |=|BE |=12|MN |,从而14|AB |2+|DE |2=14|MN |2,即4(m 2+1)2+⎝⎛⎭⎪⎫2m +2m 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫2m 2+22=m2+2m2+.m4化简得m2-1=0,解得m=1或m=-1.所求直线l的方程为x-y-1=0或x+y-1=0.。
高考数学一轮总复习 课时跟踪检测(五十六) 抛物线 理

课时跟踪检测(五十六) 抛 物 线一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2016·江西九校联考)若点P 到直线x =-1的距离比它到点(2,0)的距离小1,则点P 的轨迹为( )A .圆B .椭圆C .双曲线D .抛物线解析:选D 依题意,点P 到直线x =-2的距离等于它到点(2,0)的距离,故点P 的轨迹是抛物线.2.设抛物线y 2=-12x 上一点P 到y 轴的距离是1,则点P 到该抛物线焦点的距离是( )A .3B .4C .7D .13解析:选B 依题意,点P 到该抛物线的焦点的距离等于点P 到其准线x =3的距离,即等于3+1=4.3.抛物线y =2x 2的焦点坐标是( )A .⎝ ⎛⎭⎪⎫18,0B .⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0C .⎝ ⎛⎭⎪⎫0,18 D .⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12 解析:选C 抛物线的标准方程为x 2=12y ,所以焦点坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫0,18.4.已知F 是抛物线y 2=x 的焦点,A ,B 是该抛物线上的两点,若|AF |+|BF |=5,则线段AB 的中点到y 轴的距离为________.解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则由抛物线定义可得|AF |+|BF |=5,即x 1+14+x 2+14=5,解得x 1+x 2=92,所以线段AB 的中点到y 轴的距离x 1+x 22=94.答案:945.(2016·长春二模)过抛物线y 2=4x 的焦点作倾斜角为45°的直线l 交抛物线于A ,B 两点,O 为坐标原点,则△OAB 的面积为________.解析:由题意知,抛物线焦点为(1,0),直线l 的方程为y =x -1,与抛物线方程联立,得⎩⎪⎨⎪⎧y =x -1,y 2=4x ,消去x ,得y 2-4y -4=0,设A ,B 的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),则y 1+y 2=4,y 1y 2=-4,两交点纵坐标差的绝对值为42,从而△OAB 的面积为2 2.答案:2 2二保高考,全练题型做到高考达标1.(2015·北京石景山模拟)设抛物线y 2=8x 上一点P 到y 轴的距离是4,则点P 到该抛物线准线的距离为( )A .4B .6C .8D .12解析:选B 依题意得,抛物线y 2=8x 的准线方程是x =-2,因此点P 到该抛物线准线的距离为4+2=6.2.(2015·绵阳二诊)若抛物线y 2=2x 上一点M 到它的焦点F 的距离为32,O 为坐标原点,则△MFO 的面积为( )A .22B .24C .12D .14解析:选B 由题意知,抛物线准线方程为x =-12.设M (a ,b ),由抛物线的定义可知, 点M 到准线的距离为32,所以a =1,代入抛物线方程y 2=2x , 解得b =±2,所以S △MFO =12×12×2=24.3.(2016·运城期末)已知抛物线x 2=ay 与直线y =2x -2相交于M ,N 两点,若MN 中点的横坐标为3,则此抛物线方程为( )A .x 2=32yB .x 2=6y C .x 2=-3yD .x 2=3y解析:选D 设点M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧x 2=ay ,y =2x -2消去y ,得x 2-2ax +2a =0, 所以x 1+x 22=2a2=3,即a =3,因此所求的抛物线方程是x 2=3y .4.(2016·铜川一模)已知抛物线y 2=2x 的弦AB 的中点的横坐标为32,则|AB |的最大值为( )A .1B .2C .3D .4解析:选D 设A (x1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=3,利用抛物线的定义可知,|AF |+|BF |=x 1+x 2+1=4,由图可知|AF |+|BF |≥|AB |⇒|AB |≤4,当且仅当直线AB 过焦点F 时,|AB |取得最大值4.5.(2016·长春一模)过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 且倾斜角为120°的直线l 与抛物线在第一、四象限分别交于A ,B 两点,则|AF ||BF |的值等于( )A .13B .23C .34D .43解析:选A 记抛物线y 2=2px 的准线为l ′,如图,作AA 1⊥l ′,BB 1⊥l ′,AC ⊥BB 1,垂足分别是A 1,B 1,C ,则有cos ∠ABB 1=|BC ||AB |=|BB 1|-|AA 1||AF |+|BF |=|BF |-|AF ||AF |+|BF |,即cos 60°=|BF |-|AF ||AF |+|BF |=12,由此得|AF ||BF |=13.6.(2015·荆门质检)已知F 是抛物线y 2=4x 的焦点,A ,B 是抛物线上两点,若△AFB 是正三角形,则△AFB 的边长为________.解析:由题意可知A ,B 两点一定关于x 轴对称,且AF ,BF 与x 轴夹角均为30°,由于y 2=4x 的焦点为(1,0),由⎩⎪⎨⎪⎧y =33x -,y 2=4x ,化简得y =33⎝ ⎛⎭⎪⎫y 24-1,解得y =23±4,所以△AFB 的边长为8±4 3. 答案:8±4 37.(2016·北京密云模拟)已知两点A (1,0),B (b,0).如果抛物线y 2=4x 上存在点C ,使得△ABC 为等边三角形,那么实数b =________.解析:依题意,线段AB 的垂直平分线x =b +12(b >-1)与抛物线y 2=4x 的交点C ⎝⎛⎭⎪⎫b +12,n满足|CA |=|AB |=|b -1|(其中n 2=2(b +1)),于是有⎝⎛⎭⎪⎫b +12-12+n 2=(b -1)2,即⎝ ⎛⎭⎪⎫b +12-12+2(b +1)=(b -1)2,化简得3b 2-14b -5=0,即(3b +1)(b -5)=0,解得b =5或b =-13.答案:5或-138.设抛物线C :y 2=2px (p >0),A 为抛物线上一点(A 不同于原点O ),过焦点F 作直线平行于OA ,交抛物线于P ,Q 两点.若过焦点F 且垂直于x 轴的直线交直线OA 于B ,则|FP |·|FQ |-|OA |·|OB |=________.解析:设OA 所在的直线的斜率为k ,则由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx ,y 2=2px得到A ⎝ ⎛⎭⎪⎫2p k 2,2p k ,易知B ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,kp 2,P ,Q 的坐标由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -p 2,y 2=2px得到,消去x 得,ky 22p -y -kp2=0,设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),由根与系数的关系得,y 1y 2=-p 2,根据弦长公式,|FP |·|FQ |=1+1k2·|y 1|1+1k2·|y 2|=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1k 2|y 1y 2|=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1k 2p 2,而|OA |·|OB |=⎝ ⎛⎭⎪⎫2p k 22+⎝ ⎛⎭⎪⎫2p k 2·⎝ ⎛⎭⎪⎫p 22+⎝ ⎛⎭⎪⎫kp 22=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1k 2p 2, ∴|FP |·|FQ |-|OA |·|OB |=0. 答案:09.如图,已知抛物线C :y 2=2px (p >0),焦点为F ,过点G (p,0)作直线l 交抛物线C 于A ,M 两点,设A (x 1,y 1),M (x 2,y 2).(1)若y 1y 2=-8,求抛物线C 的方程;(2)若直线AF 与x 轴不垂直,直线AF 交抛物线C 于另一点B ,直线BG 交抛物线C 于另一点N .求证:直线AB 与直线MN 斜率之比为定值.解:(1)设直线AM 的方程为x =my +p ,代入y 2=2px 得y 2-2mpy -2p 2=0, 则y 1y 2=-2p 2=-8,得p =2. ∴抛物线C 的方程为y 2=4x . (2)证明:设B (x 3,y 3),N (x 4,y 4). 由(1)可知y 3y 4=-2p 2,y 1y 3=-p 2. 又直线AB 的斜率k AB =y 3-y 1x 3-x 1=2py 1+y 3, 直线MN 的斜率k MN =y 4-y 2x 4-x 2=2py 2+y 4,∴k AB k MN =y 2+y 4y 1+y 3=-2p2y 1+-2p2y 3y 1+y 3=-2p2y 1y 3y 1+y3y 1+y 3=2. 故直线AB 与直线MN 斜率之比为定值.10.(2016·大连双基测试)已知过点(2,0)的直线l 1交抛物线C :y 2=2px (p >0)于A ,B 两点,直线l 2:x =-2交x 轴于点Q .(1)设直线QA ,QB 的斜率分别为k 1,k 2,求k 1+k 2的值;(2)点P 为抛物线C 上异于A ,B 的任意一点,直线PA ,PB 交直线l 2于M ,N 两点,OM ·ON =2,求抛物线C 的方程.解:(1)设直线l 1的方程为x =my +2,点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x =my +2,y 2=2px ,得y 2-2pmy -4p =0,则y 1+y 2=2pm ,y 1·y 2=-4p .k 1+k 2=y 1x 1+2+y 2x 2+2=y 1my 1+4+y 2my 2+4=2my 1y 2+y 1+y2my 1+my 2+=-8mp +8mp my 1+my 2+=0.(2)设点P (x 0,y 0),直线PA :y -y 1=y 1-y 0x 1-x 0(x -x 1), 当x =-2时,y M =-4p +y 1y 0y 1+y 0,同理y N =-4p +y 2y 0y 2+y 0.因为OM ·ON =2,所以4+y N y M =2, 即-4p +y 2y 0y 2+y 0·-4p +y 1y 0y 1+y 0=16p 2-4py 0y 2+y 1+y 20y 1y 2y 2y 1+y 0y 2+y 1+y 20=16p 2-8p 2my 0-4py 2-4p +2pmy 0+y 20=-4p -4p +2pmy 0+y 20-4p +2pmy 0+y 2=-2,故p =12,所以抛物线C 的方程为y 2=x .三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.(2015·大连仿真考试)设F 为抛物线y 2=6x 的焦点,A ,B ,C 为该抛物线上三点.若EA +FB +FC =0,则|EA |+|FB |+|FC |=( )A .4B .6C .9D .12解析:选C 由题意得抛物线的焦点为F ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0,准线方程为x =-32.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 3),∵EA +FB +FC =0,∴点F 是△ABC 的重心,∴x 1+x 2+x 3=92.由抛物线的定义可得|FA |=x 1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-32=x 1+32, |FB |=x 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫-32=x 2+32,|FC |=x 3-⎝ ⎛⎭⎪⎫-32=x 3+32,∴|EA |+|FB |+|FC |=x 1+32+x 2+32+x 3+32=9.2.(2015·河北五校联考)已知抛物线y 2=4x ,直线l :y =-12x +b 与抛物线交于A ,B两点.(1)若以AB 为直径的圆与x 轴相切,求该圆的方程;(2)若直线l 与y 轴负半轴相交,求△AOB (O 为坐标原点)面积的最大值. 解:(1)联立⎩⎪⎨⎪⎧y =-12x +b ,y 2=4x ,消去x 并化简整理得y 2+8y -8b =0. 依题意应有Δ=64+32b >0,解得b >-2. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则y 1+y 2=-8,y 1y 2=-8b , 设圆心Q (x 0,y 0), 则应有x 0=x 1+x 22,y 0=y 1+y 22=-4.因为以AB 为直径的圆与x 轴相切,得到圆的半径为r =|y 0|=4, 又|AB |=x 1-x 22+y 1-y 22=+y 1-y 22=y 1+y 22-4y 1y 2]=+32b .所以|AB |=2r =+32b =8,解得b =-85.所以x 1+x 2=2b -2y 1+2b -2y 2=4b +16=485,所以圆心为⎝⎛⎭⎪⎫245,-4.故所求圆的方程为⎝⎛⎭⎪⎫x -2452+(y +4)2=16.(2)因为直线l 与y 轴负半轴相交,所以b <0, 又l 与抛物线交于两点,由(1)知b >-2, 所以-2<b <0,直线l :y =-12x +b 整理得x +2y -2b =0,点O 到直线l 的距离d =|-2b |5=-2b5,所以S △AOB =12|AB |d =-4b 22+b =42b 3+2b 2.令g (b )=b 3+2b 2,-2<b <0,g ′(b )=3b 2+4b =3b ⎝ ⎛⎭⎪⎫b +43,由上表可得g (b )的最大值为g ⎝ ⎛⎭⎪⎫-43=3227.故S △AOB ≤42×3227=3239. 所以当b =-43时,△AOB 的面积取得最大值3239.。
高三数学(理)一轮总复习(人教通用)课时跟踪检测(五十六) 抛物线 Word版含解析

课时跟踪检测(五十六) 抛物线一抓基础,多练小题做到眼疾手快.(·江西九校联考)若点到直线=-的距离比它到点()的距离小,则点的轨迹为( ).圆.椭圆.抛物线.双曲线解析:选依题意,点到直线=-的距离等于它到点()的距离,故点的轨迹是抛物线..设抛物线=-上一点到轴的距离是,则点到该抛物线焦点的距离是( )....解析:选依题意,点到该抛物线的焦点的距离等于点到其准线=的距离,即等于+=..抛物线=的焦点坐标是( )....解析:选抛物线的标准方程为=,所以焦点坐标是..已知是抛物线=的焦点,,是该抛物线上的两点,若+=,则线段的中点到轴的距离为.解析:设(,),(,),则由抛物线定义可得+=,即+++=,解得+=,所以线段的中点到轴的距离=.答案:.(·长春二模)过抛物线=的焦点作倾斜角为°的直线交抛物线于,两点,为坐标原点,则△的面积为.解析:由题意知,抛物线焦点为(),直线的方程为=-,与抛物线方程联立,得(\\(=-,=,))消去,得--=,设,的坐标分别为(,),(,),则+=,=-,两交点纵坐标差的绝对值为,从而△的面积为.答案:二保高考,全练题型做到高考达标.(·北京石景山模拟)设抛物线=上一点到轴的距离是,则点到该抛物线准线的距离为( )....解析:选依题意得,抛物线=的准线方程是=-,因此点到该抛物线准线的距离为+=..(·绵阳二诊)若抛物线=上一点到它的焦点的距离为,为坐标原点,则△的面积为( )....解析:选由题意知,抛物线准线方程为=-.设(,),由抛物线的定义可知,点到准线的距离为,所以=,代入抛物线方程=,解得=±,所以△=××=..(·运城期末)已知抛物线=与直线=-相交于,两点,若中点的横坐标为,则此抛物线方程为( ).=.=.=.=-解析:选设点(,),(,).由(\\(=,=-))消去,得-+=,所以==,即=,因此所求的抛物线方程是=..(·铜川一模)已知抛物线=的弦的中点的横坐标为,则的最大值为( )....解析:选设(,),(,),则+=,利用抛物线的定义可知,+=++=,由图可知+≥⇒≤,当且仅当直线过焦点时,取得最大值..(·长春一模)过抛物线=(>)的焦点且倾斜角为°的直线与抛物线在第一、四象限分别交于,两点,则的值等于( )....解析:选记抛物线=的准线为′,如图,作⊥′,⊥′,⊥,垂足分别是,,,则有∠===,即°==,由此得=.。
(新课标)2020年高考数学一轮总复习8_7抛物线课时规范练(文)(含解析)新人教A版

8-7 抛物线课时规范练 A 组 基础对点练1.抛物线y =4x 2的焦点坐标是( C ) A.⎝⎛⎭⎪⎫116,0B.(1,0)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,116 D.(0,1)2.已知点F 是抛物线C :y 2=4x 的焦点,点A 在抛物线C 上,若|AF |=4,则线段AF 的中点到抛物线C 的准线的距离为( B ) A .4 B.3 C .2D.13.(2018·桂林、百色、崇左联考)若角θ终边上的点A (-3,a )在抛物线x 2=-4y 的准线上,则cos 2θ=( A ) A.12 B.32 C .-12D.-32解析:抛物线x 2=-4y 的准线方程为y =1.因为点A (-3,a )在抛物线的准线上,所以a =1,即A (-3,1).根据三角函数的定义可得cos θ=-3-32+12=-32,所以cos 2θ=2cos 2θ-1=12,故选A .4.已知抛物线C :y 2=8x 的焦点为F ,准线为l ,P 是l 上一点,Q 是直线PF 与C 的一个交点.若FP →=4FQ →,则|QF |=( C ) A.72 B.52 C .3D.25.(2018·太原模拟)抛物线y 2=8x 的焦点为F ,设A ,B 是抛物线上的两个动点,|AF |+|BF |=233|AB |,则∠AFB 的最大值为( D )A.π3B.3π4C.5π6D.2π3解析:在△AFB 中,由余弦定理得 cos ∠AFB =|AF |2+|BF |2-|AB |22|AF |·|BF |=|AF |+|BF |2-2|AF |·|BF |-|AB |22|AF |·|BF |=43|AB |2-|AB |22|AF |·|BF |-1=13|AB |22|AF |·|BF |-1. 又|AF |+|BF |=233|AB |≥2|AF |·|BF |,所以|AF |·|BF |≤13|AB |2,所以cos ∠AFB ≥13|AB |22×13|AB |2-1=-12,所以∠AFB 的最大值为2π3.故选D .6.已知P 是抛物线y 2=4x 上的一个动点,Q 是圆(x -3)2+(y -1)2=1上的一个动点,N (1,0)是一个定点,则|PQ |+|PN |的最小值为( A ) A .3 B.4 C .5D.2+17.(2016·高考浙江卷)若抛物线y 2=4x 上的点M 到焦点的距离为10,则M 到y 轴的距离是__9__.8.(2018·成都诊断检测)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,准线l 与x 轴的交点为A ,P 是抛物线C 上的点,且PF ⊥x 轴.若以AF 为直径的圆截直线AP 所得的弦长为2,则p的值为 2 2 .解析:由题意可得F ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2,0,P ⎝ ⎛⎭⎪⎫p2,±p ,所以|AF |=|PF |=p ,所以△AFP 是等腰直角三角形,所以以AF 为直径的圆截直线AP 所得的弦长为22|AF |=2p2=2,所以p =2 2.9.(2018·郑州模拟)已知过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,斜率为22的直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)(x 1<x 2)两点,且|AB |=9.(1)求该抛物线的方程;(2)O 为坐标原点,C 为抛物线上一点,若OC →=OA →+λOB →,求λ的值.解析:(1)直线AB 的方程是y =22⎝ ⎛⎭⎪⎫x -p 2,与y 2=2px 联立,从而有4x 2-5px +p 2=0.由题易知,方程必有两个不等实根, 所以x 1+x 2=5p4.由抛物线定义得|AB |=x 1+x 2+p =5p4+p =9,所以p =4,从而抛物线方程为y 2=8x . (2)由于p =4,则4x 2-5px +p 2=0, 即x 2-5x +4=0,从而x 1=1,x 2=4, 于是y 1=-22,y 2=42,从而A (1,-22),B (4,42).设C (x 3,y 3), 则OC →=(x 3,y 3)=(1,-22)+λ(4,42) =(4λ+1,42λ-22).又y 23=8x 3,即[22(2λ-1)]2=8(4λ+1), 整理得(2λ-1)2=4λ+1, 解得λ=0或λ=2.10.已知抛物线y 2=2px (p >0),过点C (-2,0)的直线l 交抛物线于A ,B 两点,坐标原点为O ,OA →·OB →=12.(1)求抛物线的方程;(2)当以|AB |为直径的圆与y 轴相切时,求直线l 的方程. 解析:(1)设l :x =my -2,代入y 2=2px 中, 得y 2-2pmy +4p =0.(*) 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1+y 2=2pm ,y 1y 2=4p ,则x 1x 2=y 21y 224p2=4.因为OA →·OB →=12,所以x 1x 2+y 1y 2=12, 即4+4p =12,解得p =2,故抛物线的方程为y 2=4x . (2)由(1)中(*)可化为y 2-4my +8=0, 得y 1+y 2=4m ,y 1y 2=8,设AB 的中点为M ,则|AB |=2x M =x 1+x 2=m (y 1+y 2)-4=4m 2-4,① 又|AB |=1+m 2|y 1-y 2|=1+m216m 2-32,②由①②得(1+m 2)(16m 2-32)=(4m 2-4)2, 解得m 2=3,即m =±3,所以直线l 的方程为x +3y +2=0或x -3y +2=0.B 组 能力提升练1.已知抛物线y 2=6x 的焦点为F ,准线为l ,点P 为抛物线上一点,且在第一象限,PA ⊥l ,垂足为A ,|PA |=2,则直线AF 的倾斜角为( D ) A.4π3 B.2π3 C.3π4D.5π6解析:由抛物线方程得F ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0. ∵|PF |=|PA |=2, ∴P 点的横坐标为2-32=12.∵P 在抛物线上,且在第一象限, ∴点P 的纵坐标为3,∴点A 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,3, ∴AF 的斜率为0-332-⎝ ⎛⎭⎪⎫-32=-33,∴AF 的倾斜角为5π6,故选D.2.已知点F 是抛物线C :y =ax 2(a ≠0)的焦点,点A 在抛物线C 上,则以线段AF 为直径的圆与x 轴的位置关系是( C ) A .相离 B.相交 C .相切D.无法确定解析:抛物线C 的标准方程为x 2=1a y (a ≠0),焦点为F ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,14a .过点A 作准线y =-14a 的垂线,垂足为A 1,AA 1交x 轴于点A 2(图略),根据抛物线的定义得|AA 1|=|AF |.由梯形中位线定理得线段AF 的中点到x 轴的距离为d =12(|OF |+|AA 2|)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫14|a |+|AA 1|-14|a |=12|AF |,故以线段AF 为直径的圆与x 轴的位置关系是相切,故选C.3.(2018·石家庄模拟)已知抛物线C :y =14x 2的焦点为F ,其准线l 与y 轴交于点A ,点M在抛物线C 上,当|MA ||MF |=2时,△AMF 的面积为( A )A .2 B.1 C .2 2D.4解析:如图所示,过点M 作MM ′⊥l ,垂足为M ′,由抛物线的定义可知,|MF |=|MM ′|.因为|MA ||MF |=2,所以sin ∠MAM ′=|MM ′||MA |=22,则∠MAM ′=45°,所以△MAM ′为等腰直角三角形,所以|MM ′|=|M ′A |=|MF |.在△AMF 中,∠MAF =45°,由正弦定理得|MF |sin ∠MAF =|MA |sin ∠MFA ,所以sin ∠MFA =|MA ||MF |·sin ∠MAF =2×22=1,所以∠MFA =90°,所以MF ∥M ′A .又|MF |=|M ′A |=|MM ′|,所以四边形AM ′MF 为正方形,则|AF |=|MF |=2,所以△AMF 的面积S =12×2×2=2,故选A .4.已知椭圆E 的中心在坐标原点,离心率为12,E 的右焦点与抛物线C :y 2=8x 的焦点重合,A ,B 是C 的准线与E 的两个交点,则|AB |=( B )A .3 B.6 C .9D.12解析:因为抛物线C :y 2=8x 的焦点坐标为(2,0),准线l 的方程为x =-2①.设椭圆E 的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),所以椭圆E 的半焦距c =2.又椭圆E 的离心率为12,所以a =4,b =23,椭圆E 的方程为x 216+y 212=1②,联立①②,解得A (-2,3),B (-2,-3),或A (-2,-3),B (-2,3),所以|AB |=6,故选B.5.抛物线C 1:y =12p x 2(p >0)的焦点与双曲线C 2:x 23-y 2=1的右焦点的连线交C 1于第一象限的点M .若C 1在点M 处的切线平行于C 2的一条渐近线,则p =( D ) A.316B.38C.233D.433解析:由图(图略)可知,与C 1在点M 处的切线平行的渐近线方程为y =33x ,设M ⎝ ⎛⎭⎪⎫t ,t 22p ,则利用求导得切线的斜率为2t 2p =33,p =3t .易知抛物线的焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,p 2,双曲线的右焦点坐标为(2,0),则点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,p 2,(2,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫t ,t 22p 共线,即点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,3t 2,(2,0),⎝⎛⎭⎪⎫t ,3t 6共线,所以0-3t 22-0=3t6-3t 2t -0,解得t =43,所以p =433.6.过抛物线y 2=4x 的焦点F 作倾斜角为45°的直线交抛物线于A ,B 两点,则弦长|AB |为__8__.解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),易得抛物线的焦点是F (1,0),所以直线AB 的方程是y =x-1,联立⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =x -1,消去y 得x 2-6x +1=0,所以x 1+x 2=6,所以|AB |=x 1+x 2+p =6+2=8.7.抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,其准线与双曲线y 2-x 2=1相交于A ,B 两点,若△ABF 为等边三角形,则p = 2 3 .解析:易得双曲线y 2-x 2=1过点⎝⎛⎭⎪⎫-p 2,p 3,从而p 23-p 24=1,所以p =2 3.8.已知直线l :y =kx +t 与圆:x 2+(y +1)2=1相切,且与抛物线C :x 2=4y 交于不同的两点M ,N ,则实数t 的取值范围是__t >0或t <-3__. 解析:因为直线l 与圆相切,所以|t +1|1+k2=1⇒k 2=t 2+2t .再把直线l 的方程代入抛物线方程并整理得x 2-4kx -4t =0,于是由Δ=16k 2+16t =16(t 2+2t )+16t >0,得t >0或t <-3. 9.已知抛物线方程为y 2=-4x ,直线l 的方程为2x +y -4=0,在抛物线上有一动点A ,点A 到y 轴的距离为m ,到直线l 的距离为n ,则m +n 的最小值为655-1 . 解析:如图,过A 作AH ⊥l ,AN 垂直于抛物线的准线,则|AH |+|AN |=m +n +1.连接AF ,则|AF |+|AH |=m +n +1,由平面几何知识,知当A ,F ,H 三点共线时,|AF |+|AH |=m +n +1取得最小值,最小值为F 到直线l 的距离,即65=655,即m +n 的最小值为655-1.10.已知直线y =a 交抛物线y =x 2于A ,B 两点.若该抛物线上存在点C ,使得∠ACB 为直角,则a 的取值范围为__[1,+∞)__.解析:设直线y =a 与y 轴交于点M ,抛物线y =x 2上要存在C 点,只要以|AB |为直径的圆与抛物线y =x 2有交点即可,也就是使|AM |≤|MO |,即a ≤a (a >0),所以a ≥1.11.(2016·高考全国卷Ⅲ)已知抛物线C :y 2=2x 的焦点为F ,平行于x 轴的两条直线l 1,l 2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.解析:由题知F ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0. 设l 1:y =a ,l 2:y =b ,则ab ≠0,且A ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 22,a ,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫b 22,b ,P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,a ,Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,b ,R ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,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. (1)证明:由于F 在线段AB 上,故1+ab =0. 记AR 的斜率为k 1,FQ 的斜率为k 2,则k 1=a -b 1+a 2=a -b a 2-ab =1a =-aba=-b =k 2. 所以AR ∥FQ .(2)设l 与x 轴的交点为D (x 1,0), 则S △ABF =12|b -a ||FD |=12|b -a |⎪⎪⎪⎪⎪⎪x 1-12,S △PQF =|a -b |2. 由题设可得|b -a |⎪⎪⎪⎪⎪⎪x 1-12=|a -b |2, 所以x 1=0(舍去)或x 1=1.设满足条件的AB 的中点为E (x ,y ). 当AB 与x 轴不垂直时, 由k AB =k DE 可得2a +b =y x -1(x ≠1). 而a +b2=y ,所以y 2=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),满足方程y 2=x -1. 所以所求轨迹方程为y 2=x -1.12.(2018·武汉调研)已知抛物线C :x 2=2py (p >0)和定点M (0,1),设过点M 的动直线交抛物线C 于A ,B 两点,抛物线C 在A ,B 处的切线交点为N . (1)若N 在以AB 为直径的圆上,求p 的值; (2)若△ABN 面积的最小值为4,求抛物线C 的方程.解析:(1)可设AB :y =kx +1,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 将AB 的方程代入抛物线C ,得x 2-2pkx -2p =0,显然方程有两不等实根,则x 1+x 2=2pk ,x 1x 2=-2p .① 又x 2=2py 得y ′=x p, 则A ,B 处的切线斜率乘积为x 1x 2p 2=-2p=-1, 则有p =2.(2)设切线AN 为y =x 1px +b ,又切点A 在抛物线y =x 22p 上,∴y 1=x 212p ,∴b =x 212p -x 21p =-x 212p ,∴y AN =x 1p x -x 212p .同理y BN =x 2p x -x 222p.又∵N 在y AN 和y BN 上,∴⎩⎪⎨⎪⎧y =x 1p x -x 212p,y =x 2p x -x222p ,解得N ⎝⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,x 1x 22p .∴N (pk ,-1).|AB |=1+k 2|x 2-x 1|=1+k24p 2k 2+8p ,点N 到直线AB 的距离d =|kx N +1-y N |1+k 2=|pk 2+2|1+k2, S △ABN =12·|AB |·d =p pk 2+23≥22p ,∴22p =4,∴p =2, 故抛物线C 的方程为x 2=4y .。
高考数学一轮复习 课时跟踪检测(五十二)抛物线 理(普通高中)

课时跟踪检测(五十二) 抛物线(一)普通高中适用作业A 级——基础小题练熟练快1.已知抛物线x 2=2py (p >0)的准线经过点(1,-1),则抛物线的焦点坐标为( ) A .(0,1) B .(0,2) C .(1,0)D .(2,0)解析:选A 由抛物线x 2=2py (p >0)的准线为y =-p2=-1,得p =2,故所求抛物线的焦点坐标为(0,1).2.已知AB 是抛物线y 2=2x 的一条焦点弦,|AB |=4,则AB 中点C 的横坐标是( ) A .2 B.12C.32D.52解析:选C 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则|AB |=x 1+x 2+p =4,又p =1,所以x 1+x 2=3,所以点C 的横坐标是x 1+x 22=32. 3.设抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,准线l 与x 轴的交点为A ,过抛物线C 上一点P 作准线l 的垂线,垂足为Q .若△QAF 的面积为2,则点P 的坐标为( )A .(1,2)或(1,-2)B .(1,4)或(1,-4)C .(1,2)D .(1,4)解析:选A 设点P 的坐标为(x 0,y 0).因为△QAF 的面积为2,所以12×2×|y 0|=2,即|y 0|=2,所以x 0=1,所以点P 的坐标为(1,2)或(1,-2).4.已知点F 是抛物线y 2=x 的焦点,A ,B 是该抛物线上的两点.若|AF |+|BF |=3,则线段AB 的中点到y 轴的距离为( )A.74B.54C.34D .1解析:选B 设A (x A ,y A ),B (x B ,y B ),则|AF |+|BF |=x A +p 2+x B +p2=x A +x B +p =3,则AB 的中点C ⎝⎛⎭⎪⎫x A +x B 2,y A +y B 2到y 轴的距离d =x A +x B 2=3-p 2=54.5.已知点A (0,2),抛物线C 1:y 2=ax (a >0)的焦点为F ,射线FA 与抛物线C 相交于点M ,与其准线相交于点N .若|FM |∶|MN |=1∶5,则a 的值为( )A.14B.12C .1D .4解析:选D 依题意,点F 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫a4,0,设点M 在准线上的射影为K ,由抛物线的定义知|MF |=|MK |,|KM |∶|MN |=1∶5,则|KN |∶|KM |=2∶1.∵k FN =0-2a 4-0=-8a ,k FN =-|KN ||KM |=-2,∴8a =2,解得a =4.6.已知抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过焦点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,O 为坐标原点.若△AOB 的面积为4,则|AB |=( )A .6B .8C .12D .16解析:选D 设A ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 214,y 1,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 224,y 2,F (1,0).当AB ⊥x 轴时,|AB |=4,S △AOB =12|OF |·|AB |=2,不成立,所以y 2y 224-1=y 1y 214-1⇒y 1y 2=-4.由△AOB 的面积为4,得12|y 1-y 2|×1=4,所以y 21+y 22=56,因此|AB |=x 1+x 2+p =y 21+y 224+2=16.7.已知点P 在抛物线y 2=4x 上,且点P 到y 轴的距离与其到焦点的距离之比为12,则点P 到x 轴的距离为________.解析:设点P 的坐标为(x P ,y P ),抛物线y 2=4x 的准线方程为x =-1,根据抛物线的定义,点P 到焦点的距离等于点P 到准线的距离,故x Px P --=12, 解得x P =1,所以y 2P =4,所以|y P |=2. 答案:28.一个顶点在原点,另外两点在抛物线y 2=2x 上的正三角形的面积为________. 解析:如图,根据抛物线的对称性得∠AOx =30°.直线OA 的方程y =33x , 代入y 2=2x ,得x 2-6x =0, 解得x =0或x =6. 即得A 的坐标为(6,23).∴|AB |=43,正三角形OAB 的面积为12×43×6=12 3.答案:12 39.已知抛物线y 2=4x ,过焦点F 的直线与抛物线交于A ,B 两点,过A ,B 分别作y 轴的垂线,垂足分别为C ,D ,则|AC |+|BD |的最小值为________.解析:由题意知F (1,0),|AC |+|BD |=|AF |+|FB |-2=|AB |-2,即|AC |+|BD |取得最小值时当且仅当|AB |取得最小值.依抛物线定义知当|AB |为通径,即|AB |=2p =4时为最小值,所以|AC |+|BD |的最小值为2.答案:210.已知抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过点F 作一条直线交抛物线于A ,B 两点.若|AF |=3,则|BF |=________.解析:设A (x A ,y A ),B (x B ,y B ),点A 在第一象限, 则|AF |=x A +1=3,所以x A =2,y A =22, 所以直线AB 的斜率为k =222-1=2 2.则直线AB 的方程为y =22(x -1),与抛物线方程联立整理得2x 2-5x +2=0,x A +x B =52,所以x B =12,所以|BF |=x B +p 2=12+1=32.答案:32B 级——中档题目练通抓牢1.已知抛物线C :y 2=8x 的焦点为F ,P 是抛物线C 的准线上一点,且P 的纵坐标为正数,Q 是直线PF 与抛物线C 的一个交点.若|PQ |=2|QF |,则直线PF 的方程为( )A .x -y -2=0B .x +y -2=0C .x -y +2=0D .x +y +2=0解析:选B 如图,过点Q 作QM ⊥l 于点M .∵|QF |等于点Q 到准线的距离|QM |,∴|PQ |=2|QM |,∴∠PQM =45°,∴∠PFO =45°,∴直线PF 的倾斜角为135°,即斜率k =-1,∴直线PF 的方程为y -0=-1×(x -2),即x +y -2=0.2.已知点P 是抛物线y 2=2x 上的动点,点P 在y 轴上的射影是M ,点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫72,4,则|PA |+|PM |的最小值是( )A.72 B .4 C.92D .5解析:选C 设抛物线y 2=2x 的焦点为F , 则|PF |=|PM |+12,∴|PM |=|PF |-12.∴|PA |+|PM |=|PA |+|PF |-12.将x =72代入抛物线方程y 2=2x ,得y =±7.∵7<4,∴点A 在抛物线的外部.∴当P ,A ,F 三点共线时,|PA |+|PF |有最小值.∵F ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,∴|AF |= ⎝ ⎛⎭⎪⎫72-122+-2=5.∴|PA |+|PM |有最小值5-12=92.3.如图,过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线依次交抛物线及其准线于点A ,B ,C ,若|BC |=2|BF |,且|AF |=3,则抛物线的方程为( )A .y 2=32xB .y 2=3x C .y 2=92xD .y 2=9x解析:选B 如图,分别过点A ,B 作准线的垂线,交准线于点E ,D , 设|BF |=a ,则|BC |=2a , 由抛物线的定义得,|BD |=a , 故∠BCD =30°, 在直角三角形ACE 中,因为|AE |=|AF |=3,|AC |=3+3a , 2|AE |=|AC |,所以6=3+3a ,从而得a =1, 因为BD ∥FG ,所以|DB ||FG |=|BC ||FC |.即1p =23,解得p =32, 因此抛物线方程为y 2=3x .4.(2017·山东高考)在平面直角坐标系xOy 中,双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右支与焦点为F 的抛物线x 2=2py (p >0)交于A ,B 两点.若|AF |+|BF |=4|OF |,则该双曲线的渐近线方程为________.解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由抛物线的定义可知 |AF |=y 1+p 2,|BF |=y 2+p 2,|OF |=p2,由|AF |+|BF |=y 1+p 2+y 2+p2=y 1+y 2+p =4|OF |=2p ,得y 1+y 2=p .联立⎩⎪⎨⎪⎧x 2a 2-y 2b2=1,x 2=2py消去x ,得a 2y 2-2pb 2y +a 2b 2=0,所以y 1+y 2=2pb 2a 2,所以2pb2a2=p ,即b 2a 2=12,故b a =22, 所以双曲线的渐近线方程为y =±22x . 答案:y =±22x 5.已知直线y =a 交抛物线y =x 2于A ,B 两点.若该抛物线上存在点C ,使得∠ACB 为直角,则实数a 的取值范围为________.解析:如图,设C (x 0,x 20)(x 20≠a ),A (-a ,a ),B (a ,a ), 则CA ―→=(-a -x 0,a -x 20),CB ―→=(a -x 0,a -x 20). ∵CA ⊥CB ,∴CA ―→·CB ―→=0,即-(a -x 20)+(a -x 20)2=0,(a -x 20)(-1+a -x 20)=0. ∴x 20=a -1≥0,∴a ≥1. 答案:[1,+∞)6.已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,A 是抛物线上横坐标为4,且位于x 轴上方的点,A 到抛物线准线的距离等于5,过A 作AB 垂直于y 轴,垂足为B ,OB 的中点为M .(1)求抛物线的方程;(2)若过M 作MN ⊥FA ,垂足为N ,求点N 的坐标. 解:(1)抛物线y 2=2px 的准线为x =-p2,于是4+p2=5,∴p =2.∴抛物线方程为y 2=4x . (2)∵点A 的坐标是(4,4), 由题意得B (0,4),M (0,2). 又∵F (1,0),∴k FA =43,∵MN ⊥FA ,∴k MN =-34.∴FA 的方程为y =43(x -1),①MN 的方程为y -2=-34x ,②联立①②,解得x =85,y =45,∴N 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫85,45.7.如图所示,抛物线关于x 轴对称,它的顶点在坐标原点,点P (1,2),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)均在抛物线上.(1)写出该抛物线的方程及其准线方程.(2)当PA 与PB 的斜率存在且倾斜角互补时,求y 1+y 2的值及直线AB 的斜率.解:(1)由已知条件,可设抛物线的方程为y 2=2px (p >0). 因为点P (1,2)在抛物线上, 所以22=2p ×1,解得p =2.故所求抛物线的方程是y 2=4x ,准线方程是x =-1. (2)设直线PA 的斜率为k PA ,直线PB 的斜率为k PB . 则k PA =y 1-2x 1-1(x 1≠1),k PB =y 2-2x 2-1(x 2≠1), 因为PA 与PB 的斜率存在且倾斜角互补, 所以k PA =-k PB .由A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)均在抛物线上,得⎩⎪⎨⎪⎧y 21=4x 1, ①y 22=4x 2, ②所以y 1-214y 21-1=-y 2-214y 22-1,所以y 1+2=-(y 2+2). 所以y 1+y 2=-4.由①-②得,y 21-y 22=4(x 1-x 2), 所以k AB =y 1-y 2x 1-x 2=4y 1+y 2=-1(x 1≠x 2).C 级——重难题目自主选做1.过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,分别过A ,B 两点作准线的垂线,垂足分别为A ′,B ′两点,以线段A ′B ′为直径的圆C 过点E (-2,3),则圆C 的方程为( )A .(x +1)2+(y -2)2=2 B .(x +1)2+(y -1)2=5 C .(x +1)2+(y +1)2=17 D .(x +1)2+(y +2)2=26解析:选B 设直线AB 的方程为x -1=ty .由⎩⎪⎨⎪⎧x -1=ty ,y 2=4x ,得y 2-4ty -4=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则A ′(-1,y 1),B ′(-1,y 2). ∴y 1+y 2=4t ,y 1y 2=-4.又∵以A ′B ′为直径的圆C 过点E (-2,3), A ′E ――→=(-1,3-y 1),B ′E ――→=(-1,3-y 2), ∴A ′E ――→·B ′E ――→=1+(3-y 1)(3-y 2)=0,即y 1y 2-3(y 1+y 2)+10=-4-12t +10=0,解得t =12.∴y 1+y 2=2, ∴圆C 的圆心为⎝⎛⎭⎪⎫-1-12,y 1+y 22=(-1,1).半径R =|y 1-y 2|2=y 1+y 22-4y 1y 22= 5.∴圆C 的方程为(x +1)2+(y -1)2=5.2.(2018·武汉调研)已知直线y =k (x -2)与抛物线Γ:y 2=12x 相交于A ,B 两点,M是线段AB 的中点,过M 作y 轴的垂线交Γ于点N .(1)证明:抛物线Γ在点N 处的切线与直线AB 平行;(2)是否存在实数k 使NA ―→·NB ―→=0?若存在,求k 的值;若不存在,请说明理由.解:(1)证明:由⎩⎪⎨⎪⎧y =k x -,y 2=12x 消去y 并整理,得2k 2x 2-(8k 2+1)x +8k 2=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=8k 2+12k2,x 1x 2=4,∴x M =x 1+x 22=8k 2+14k2,y M =k (x M -2)=k ⎝ ⎛⎭⎪⎫8k 2+14k 2-2=14k. 由题设条件可知,y N =y M =14k ,x N =2y 2N =18k 2,∴N ⎝⎛⎭⎪⎫18k 2,14k .设抛物线Γ在点N 处的切线l 的方程为y -14k =m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -18k 2, 将x =2y 2代入上式,得2my 2-y +14k -m 8k 2=0.∵直线l 与抛物线Γ相切, ∴Δ=1-4×2m ×⎝ ⎛⎭⎪⎫14k -m 8k 2=m -k 2k 2=0,∴m =k ,即l ∥AB .(2)假设存在实数k ,使NA ―→·NB ―→=0,则NA ⊥NB . ∵M 是AB 的中点, ∴|MN |=12|AB |.由(1),得|AB |=1+k 2|x 1-x 2| =1+k 2·x 1+x 22-4x 1x 2=1+k 2·⎝ ⎛⎭⎪⎫8k 2+12k 22-4×4=1+k 2·16k 2+12k 2. ∵MN ⊥y 轴,∴|MN |=|x M -x N |=8k 2+14k 2-18k 2=16k 2+18k2.∴16k 2+18k 2=121+k 2·16k 2+12k 2,解得k =±12. 故存在k =±12,使NA ―→·NB ―→=0.。
2021版高考数学一轮复习第9章解析几何第7节抛物线课时跟踪检测理新人教A版

第七节 抛物线A 级·基础过关 |固根基|1.(2019届沈阳质检)抛物线x 2=4y 的焦点到准线的距离为( ) A .1 B .2 C .4D .8解析:选B 由x 2=2px 的焦点到准线的距离为p ,得x 2=4y 中的焦点到准线的距离为2,故选B .2.(2019届广东七校第二次联考)已知抛物线y 2=24ax (a >0)上的点M (3,y 0)到其焦点的距离是5,则该抛物线的方程为( )A .y 2=8x B .y 2=12x C .y 2=16xD .y 2=20x解析:选A 抛物线y 2=24ax (a >0)的准线方程为x =-6a ,点M (3,y 0)到其焦点的距离是5,根据抛物线的定义可知,点M (3,y 0)到准线的距离也为5,即3+6a =5,∴a =13,∴y2=8x ,故选A .3.(2019届石家庄市质检)已知抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过点F 和抛物线上一点M (2,22)的直线l 交抛物线于另一点N ,则|NF |∶|FM |等于( )A .1∶2B .1∶3C .1∶ 2D .1∶ 3解析:选A 解法一:由题意知抛物线y 2=4x 的焦点F 的坐标为(1,0),M (2,22),∴直线l 的方程为y =22(x -1).由⎩⎨⎧y 2=4x ,y =22(x -1),得2x 2-5x +2=0,解得x =2或x =12,∴点N 的横坐标为12.∵抛物线y 2=4x 的准线方程为x =-1,∴|NF |=32,|MF |=3,∴|NF |∶|MF |=1∶2,故选A .解法二:由题意知抛物线y 2=4x 的焦点F 的坐标为(1,0),M (2,22),∴直线l 的方程为y =22(x -1).由⎩⎨⎧y 2=4x ,y =22(x -1),得y 2-2y -4=0,解得y =22或y =-2,∴点N 的纵坐标为- 2.过点M 作MM ′⊥x 轴,垂足为M ′,过点N 作NN ′⊥x 轴,垂足为N ′,则△MM ′F ∽△NN ′F ,∴|NF |∶|MF |=|NN ′|∶|MM ′|=|-2|∶22=1∶2,故选A .解法三:∵M (2,22)是抛物线上的点,且抛物线y 2=4x 的准线方程为x =-1,∴|MF |=3.又1|MF |+1|NF |=2p =1,∴|NF |=32,∴|NF |∶|MF |=1∶2,故选A . 解法四:设直线l 的倾斜角为α,则|MF |=p 1-cos α,|NF |=p1+cos α,∴|NF |∶|MF |=(1-cos α)∶(1+cos α),又M (2,22),F (1,0),∴tan α=22,∴cos α=13,∴|NF |∶|MF |=1∶2,故选A .4.(2019届江西五校联考)过抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点F 且倾斜角为锐角的直线l 与抛物线C 交于A ,B 两点,过线段AB 的中点N 且垂直于l 的直线与抛物线C 的准线相交于点M ,若|MN |=|AB |,则直线l 的倾斜角为( )A .15°B .30°C .45°D .60°解析:选B 分别过A ,B ,N 作抛物线准线的垂线,垂足分别为A ′,B ′,N ′,由抛物线的定义知|AF |=|AA ′|,|BF |=|BB ′|,所以|NN ′|=12(|AA ′|+|BB ′|)=12|AB |.因为|MN |=|AB |,所以|NN ′|=12|MN |,即在△MNN ′中,cos ∠MNN ′=12,所以∠MNN ′=60°,即直线MN 的倾斜角为120°.又直线MN 与直线l 垂直且直线l 的倾斜角为锐角,所以直线l 的倾斜角为30°,故选B .5.(2019届郑州市第二次质量预测)已知抛物线C :y 2=2x ,过原点O 作两条互相垂直的直线分别交抛物线C 于A ,B 两点(A ,B 均不与坐标原点重合),则抛物线的焦点F 到直线AB 距离的最大值为( )A .2B .3C .32D .4解析:选C 设直线AB 的方程为x =my +t ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),把直线AB 的方程代入抛物线的方程得y 2-2my -2t =0,Δ=4m 2+8t >0,所以y 1+y 2=2m ,y 1y 2=-2t .由题意得OA ⊥OB ,所以x 1x 2+y 1y 2=0,即y 212×y 222+y 1y 2=0,得y 1y 2=-4,所以-2t =-4,即t =2,故直线AB 恒过定点(2,0),则抛物线的焦点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0到直线AB 的距离的最大值为2-12=32,故选C .6.(2019届湖南岳阳二模)过抛物线x 2=4y 的焦点F 作直线,交抛物线于P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)两点,若y 1+y 2=6,则|P 1P 2|=( )A .5B .6C .8D .10解析:选C 过P 1作P 1M ⊥准线l ,垂足为M ,过P 2作P 2N ⊥准线l ,垂足为N ,由抛物线定义知|P 1F |=|P 1M |=y 1+1,|P 2F |=|P 2N |=y 2+1,∴|P 1P 2|=|P 1F |+|P 2F |=y 1+y 2+2=8,故选C .7.(2019届江西五校协作体2月联考)已知点A (0,2),抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,射线FA 与抛物线C 相交于点M ,与其准线相交于点N ,若|FM ||MN |=55,则p 的值等于( )A .18B .14C .2D .4解析:选C 过点M 向准线作垂线,垂足为P ,由抛物线的定义可知,|MF |=|MP |,因为|FM ||MN |=55,所以|MP ||MN |=55,所以sin ∠MNP =55,则tan ∠MNP =12.又∠OFA +∠MNP =90°(O 为坐标原点),所以tan ∠OFA =2= 2 12p ,则p =2,故选C .8.(2019届沈阳市第一次质量监测)抛物线y 2=6x 上一点M (x 1,y 1)到其焦点的距离为92,则点M 到坐标原点的距离为________.解析:由y 2=6x ,知p =3,由抛物线定义得,x 1+p 2=92,即x 1=3,代入y 2=6x 中,得y 21=18,则|MO |=x 21+y 21=33(O 为坐标原点). 答案:3 39.(2020届成都摸底)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,准线为l ,若位于x 轴上方的动点A 在准线l 上,线段AF 与抛物线C 相交于点B ,|AF ||BF |-|AF |=1,则抛物线C 的标准方程为________.解析:如图,设直线l 与x 轴交于点D ,过点B 作BE ⊥l 于点E ,则|DF |=p .由抛物线的定义知|BE |=|BF |.设|BE |=|BF |=m ,因为△AEB ∽△ADF ,所以|AF ||AB |=|DF ||BE |,即|AF ||AF |-|BF |=|DF ||BF |,所以|AF ||AF |-m=p m ,所以|AF |=pm p -m .由|AF ||BF |-|AF |=1,得pmp -m m -pm p -m=1, 解得p =1,所以抛物线C 的标准方程为y 2=2x . 答案:y 2=2x10.(2019届河北省“五个一名校”高三考试)如果点P 1,P 2,P 3,…,P 10是抛物线y 2=2x 上的点,它们的横坐标依次为x 1,x 2,x 3,…,x 10,F 是抛物线的焦点,若x 1+x 2+x 3+…+x 10=5,则|P 1F |+|P 2F |+|P 3F |+…+|P 10F |=________.解析:由抛物线的定义可知,抛物线y 2=2px (p >0)上的点P (x 0,y 0)到焦点F 的距离|PF |=x 0+p2,在y 2=2x 中,p =1,所以|P 1F |+|P 2F |+…+|P 10F |=x 1+x 2+…+x 10+5p =10.答案:1011.(2019届昆明市高三诊断测试)过点E (-1,0)的直线l 与抛物线C :y 2=4x 交于A ,B 两点,F 是抛物线C 的焦点.(1)若线段AB 中点的横坐标为3,求|AF |+|BF |的值; (2)求|AF |·|BF |的取值范围.解:(1)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=6. 由抛物线的定义知|AF |=x 1+1,|BF |=x 2+1, 则|AF |+|BF |=x 1+x 2+2=8. (2)设直线l 的方程为x =my -1,由⎩⎪⎨⎪⎧x =my -1,y 2=4x 得y 2-4my +4=0. 由Δ=16m 2-16>0,得m 2>1,则y 1+y 2=4m ,y 1y 2=4. 由抛物线的定义知|AF |=x 1+1,|BF |=x 2+1, 则|AF |·|BF |=(x 1+1)(x 2+1)=m 2y 1y 2=4m 2. 因为m 2>1,所以|AF |·|BF |>4. 故|AF |·|BF |的取值范围是(4,+∞).12.(2019届郑州市第一次质量预测)已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,过点F 的直线l 与抛物线C 交于A ,B 两点,过A ,B 分别向抛物线的准线作垂线,垂足分别为M ,N .R 为准线上一点.(1)若AR ∥FN ,求|MR ||MN |的值;(2)若点R 为线段MN 的中点,设以线段AB 为直径的圆为圆E ,判断点R 与圆E 的位置关系.解:由已知,得F (1,0),设直线l 的方程为x =my +1,与抛物线y 2=4x 联立,得⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,x =my +1,消去x ,得y 2-4my -4=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4. 由题知M (-1,y 1),N (-1,y 2),设R (-1,y R ).(1)∵AR ∥FN ,即AR →∥FN →,AR →=(-1-x 1,y R -y 1),FN →=(-2,y 2),∴0=(-1-x 1)y 2+2(y R -y 1)=(-2-my 1)y 2+2(y R -y 1)=-2(y 1+y 2)-my 1y 2+2y R =-4m +2y R ,∴y R =2m =y 1+y 22,∴R 是MN 的中点,∴|MR ||MN |=12.(2)若R 是MN 的中点,则R (-1,2m ),RA →·RB →=(x 1+1,y 1-2m )·(x 2+1,y 2-2m )=(my 1+2,y 1-2m )·(my 2+2,y 2-2m )=(my 1+2)(my 2+2)+(y 1-2m )(y 2-2m )=(m 2+1)y 1y 2+4m 2+4=-4(m 2+1)+4m 2+4=0.∴RA →⊥RB →,即RA ⊥RB , ∴点R 在以AB 为直径的圆E 上.B 级·素养提升 |练能力|13.(2019届湖南五市十校联考)在平面直角坐标系xOy 中,抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,准线为l ,P 为抛物线C 上一点,PQ 垂直l 于点Q ,M ,N 分别为PQ ,PF 的中点,直线MN 与x 轴交于点R ,若∠NFR =60°,则|FR |=( )A .2B . 3C .2 3D .3解析:选A 如图,连接MF ,QF ,设准线l 与x 轴交于H ,∵y2=4x 的焦点为F ,准线为l ,P 为C 上一点,∴|FH |=2,|PF |=|PQ |.∵M ,N 分别为PQ ,PF 的中点,∴MN ∥QF .∵PQ 垂直l 于点Q ,∴PQ ∥OR .∵|PQ |=|PF |,∠NFR =60°,∴△PQF 为等边三角形,∴MF ⊥PQ .又M 为PQ 的中点,∴F 为HR 的中点,∴|FR |=|FH |=2.故选A .14.(2019届郑州市第二次质量预测)已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,直线l 过焦点F 与抛物线C 交于A ,B 两点,且直线l 不与x 轴垂直,线段AB 的垂直平分线与x 轴交于点T (5,0),O 为坐标原点,则S △AOB =( )A .2 2B . 3C . 6D .3 6解析:选A 由题意知,抛物线的焦点为F (1,0),设直线l :y =k (x -1)(k ≠0),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),将直线y =k (x -1)代入y 2=4x ,化简整理得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0,所以x 1+x 2=2+4k 2,x 1x 2=1,y 1+y 2=k (x 1+x 2)-2k =2k +4k -2k =4k ,所以AB 的中点为⎝ ⎛⎭⎪⎫1+2k 2,2k ,AB 的垂直平分线方程为y -2k =-1k ⎝⎛⎭⎪⎫x -1-2k 2.由于AB 的垂直平分线与x 轴交于点T (5,0),所以0-2k =-1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫5-1-2k 2,化简得k =±1,即直线AB 的方程为y =±(x -1).点O 到直线AB 的距离d =|1|1+1=22,又|AB |=1+1|x 1-x 2|=1+1(x 1+x 2)2-4x 1x 2=2×36-4=8,所以S △AOB =12×22×8=22,故选A .15.(2019届洛阳市第二次联考)如图,已知在平面直角坐标系xOy 中,点S (0,3),SA ,SB 与圆C :x 2+y 2-my =0(m >0)和抛物线x 2=-2py (p >0)都相切,切点分别为M ,N 和A ,B ,SA ∥ON ,则点A 到抛物线准线的距离为( )A .4B .2 3C .3D .3 3解析:选A 连接OM ,∵SM ,SN 是圆C 的切线,∴|SM |=|SN |,|OM |=|ON |.又SA ∥ON ,∴SM ∥ON ,∴四边形SMON 是菱形,∴∠MSN =∠MON .连接MN ,由切线的性质得∠SMN =∠MON ,则△SMN 为正三角形,又MN 平行于x 轴,所以直线SA 的斜率k =tan 60°= 3.设A (x 0,y 0),则y 0-3x 0= 3 ①.又点A 在抛物线上,∴x 20=-2py 0 ②.由x 2=-2py ,得y =-x 22p,y ′=-1p x ,则-1p x 0= 3 ③,由①②③得y 0=-3,p =2,所以点A 到抛物线准线的距离为-y 0+p 2=4,故选A .16.(2020届湖北部分重点中学联考)已知点A (0,1),抛物线C :y 2=ax (a >0)的焦点为F ,连接FA ,与抛物线C 相交于点M ,延长FA ,与抛物线C 的准线相交于点N ,若|FM |∶|MN |=1∶2,则实数a 的值为________.解析:依题意得抛物线的焦点F 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫a4,0,过M 作抛物线的准线的垂线,垂足为K ,由抛物线定义知|MF |=|MK |.因为|FM |∶|MN |=1∶2,所以|KN |∶|KM |=3∶1.又k FN =0-1a 4-0=-4a ,k FN =-|KN ||KM |=-3,所以-4a =-3,解得a =433. 答案:43317.(2019届昆明市教学质量检测)已知抛物线y2=4x上一点P到准线的距离为d1,到直线l:4x-3y+11=0的距离为d2,则d1+d2的最小值为________.解析:如图,设抛物线的准线为m,焦点为F,分别过点P,F作PA⊥m,PM⊥l,FN⊥l,垂足分别为A,M,N.连接PF,因为点P在抛物线上,所以|PA|=|PF|,所以(d1+d2)min=(|PF|+|PM|)min=|FN|.点F(1,0)到直线l的距离|FN|=|4+11|42+(-3)2=3,所以(d1+d2)min=3.答案:3。
2020版高考数学一轮(新课改省份专用)复习(检测)2.1函数及其表示
课时跟踪检测(五) 函数及其表示[A 级 基础题——基稳才能楼高]1.(2019·重庆五校联考)下列函数中,与y =x 相同的函数是( ) A .y =x 2B .y =lg 10xC .y =x 2xD .y =(x -1)2+1解析:选B 选项A ,y =x 2=|x |与y =x 的对应法则和值域不同,不是相同函数;选项B ,y =lg 10x=x ,是相同函数;选项C ,y =x 2x=x (x ≠0)与y =x 的定义域不同;选项D ,函数的定义域不相同,不是相同函数.故选B.2.(2019·山西名校联考)若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x -1,x ≤1,5-x 2,x >1,则f (f (2))=( )A .1B .4C .0D .5-e 2解析:选A 由题意知,f (2)=5-4=1,f (1)=e 0=1,所以f (f (2))=1.3.(2019·马鞍山质量检测)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1,x 为有理数,0,x 为无理数,则f (1)+f (2)+f (3)+…+f ( 2 020)=( )A .44B .45C .1 009D .2 018解析:选A 由442=1 936,452=2 025可得1,2,3,…, 2 020中的有理数共有44个,其余均为无理数,所以f (1)+f (2)+f (3)+…+f ( 2 020)=44.4.(2019·邯郸调研)函数y =-x22x 2-3x -2的定义域为( )A .(-∞,1]B .[-1,1]C.⎝⎛⎭⎪⎫-1,-12∪⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-1,-12∪⎝ ⎛⎦⎥⎤-12,1 解析:选C 要使函数有意义,需⎩⎪⎨⎪⎧1-x 2>0,2x 2-3x -2≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧-1<x <1,x ≠2且x ≠-12,所以函数y =-x22x 2-3x -2的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-1<x <-12或-12<x <1.5.(2019·衡阳县联考)若函数f (x )=x -2a +ln(b -x )的定义域为[2,4),则a +b =( )A .4B .5C .6D .7解析:选B 要使函数有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧x -2a ≥0,b -x >0,解不等式组得⎩⎪⎨⎪⎧x ≥2a ,x <b .∵函数f (x )=x -2a +ln(b -x )的定义域为[2,4),∴⎩⎪⎨⎪⎧2a =2,b =4,∴⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =4,∴a +b =1+4=5.故选B.6.(2019·乌鲁木齐一诊)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x -1,x <2,-log 3x -,x ≥2,则不等式f (x )>1的解集为( )A .(1,2)B.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,43C.⎝ ⎛⎭⎪⎫1,43D .[2,+∞)解析:选A 当x <2时,不等式f (x )>1即e x -1>1,∴x -1>0,∴x >1,则1<x <2;当x ≥2时,不等式f (x )>1即-log 3(x -1)>1,∴0<x -1<13,∴1<x <43,此时不等式无解.综上可得,不等式的解集为(1,2).故选A.[B 级 保分题——准做快做达标]1.(2019·玉溪模拟)与函数y =10lg(x -1)的图象相同的函数是( )A .y =x -1B .y =|x -1|C .y =⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x -12D .y =x 2-1x +1解析:选C 函数y =10lg(x -1)的定义域为{x |x >1}.y =x -1与y =|x -1|的定义域都为R ,故排除A ,B ;y =x 2-1x +1的定义域为{x |x ≠-1},故排除D ;y =⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x -12的定义域为{x |x >1},解析式可化简为y =x -1,因此正确,故选C.2.(2019·全国名校联考)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3a x,x ≤1,log a x +,x >1,且f (1)=6,则f (2)=( )A .1B .2C .3D .6解析:选C 由题意,得f (1)=3a =6,解得a =2,所以f (2)=log 2(2×2+4)=log 28=3,故选C.3.(2019·山西名校联考)若函数f (x )满足f (3x +2)=9x +8,则f (x )的解析式是( ) A .f (x )=9x +8 B .f (x )=3x +2 C .f (x )=-3x -4D .f (x )=3x +2或f (x )=-3x -4 解析:选B 令t =3x +2,则x =t -23,所以f (t )=9×t -23+8=3t +2.所以f (x )=3x +2,故选B.4.(2019·郑州外国语学校月考)若函数f (1-2x )=1-x 2x 2(x ≠0),则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=( )A .1B .3C .15D .30解析:选C 由于f (1-2x )=1-x 2x 2(x ≠0),则当1-2x =12时,x =14,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=1-116116=15.故选C.5.(2019·福州检测)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x +a ,x >0,4x -2-1,x ≤0,若f (a )=3,则f (a -2)=( )A .-1516B .3C .-6364或3D .-1516或3解析:选A 若a >0,则f (a )=log 2a +a =3,解得a =2,则f (a -2)=f (0)=4-2-1=-1516;若a ≤0,则4a -2-1=3,解得a =3,不合题意.综上f (a -2)=-1516.故选A. 6.(2019·邵阳检测)设函数f (x )=log 2(x -1)+2-x ,则函数f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2的定义域为( )A .[1,2]B .(2,4]C .[1,2)D .[2,4)解析:选B ∵函数f (x )=log 2(x -1)+2-x 有意义,∴⎩⎪⎨⎪⎧x -1>0,2-x ≥0,解得1<x ≤2,∴函数的f (x )定义域为(1,2],∴1<x2≤2,解得x ∈(2,4],则函数f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2的定义域为(2,4].故选B.7.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+4x ,x ≤4,log 2x ,x >4.若函数f (x )在区间(a ,a +1)上单调递增,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,1]B .[1,4]C .[4,+∞)D .(-∞,1]∪[4,+∞)解析:选D 作出函数f (x )的图象如图所示, 由图象可知,若f (x )在(a ,a +1)上单调递增, 需满足a ≥4或a +1≤2, 即a ≤1或a ≥4,故选D.8.(2019·山东省实验中学段考)已知函数f (x )的定义域为(0,+∞),则函数y =f x +-x 2-3x +4的定义域是________. 解析:∵函数f (x )的定义域为(0,+∞),∴f (x +1)的定义域为(-1,+∞),要使函数y =f x +-x 2-3x +4有意义,则-x 2-3x +4>0,∴-4<x <1,∴函数y =f x +-x 2-3x +4的定义域为(-1,1).答案:(-1,1)9.若函数f (x )在闭区间[-1,2]上的图象如图所示,则此函数的解析式为________.解析:由题图可知,当-1≤x <0时,f (x )=x +1;当0≤x ≤2时,f (x )=-12x ,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,-1≤x <0,-12x ,0≤x ≤2.答案:f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,-1≤x <0,-12x ,0≤x ≤210.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2ax ,x ≥2,2x+1,x <2,若f (f (1))>3a 2,则a 的取值范围是________.解析:由题知,f (1)=2+1=3,f (f (1))=f (3)=32+6a ,若f (f (1))>3a 2,则9+6a >3a 2,即a 2-2a -3<0,解得-1<a <3.答案:(-1,3)11.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax +b ,x <0,2x,x ≥0,且f (-2)=3,f (-1)=f (1).(1)求f (x )的解析式; (2)画出f (x )的图象.解:(1)由⎩⎪⎨⎪⎧f-=3,f -=f,得⎩⎪⎨⎪⎧-2a +b =3,-a +b =2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =1,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +1,x <0,2x,x ≥0.(2)f (x )的图象如图:12.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +2,x ≤-1,2x +2,-1<x <1,1x -1,x ≥1,已知f (a )>1,求a 的取值范围.解:法一:(数形结合)画出f (x )的图象,如图所示,作出直线y =1,由图可见,符合f (a )>1的a 的取值范围为(-∞,-2)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1. 法二:(分类讨论)①当a ≤-1时,由(a +1)2>1,得a +1>1或a +1<-1,得a >0或a <-2, 又a ≤-1,∴a <-2;②当-1<a <1时,由2a +2>1,得a >-12,又∵-1<a <1,∴-12<a <1;③当a ≥1时,由1a -1>1,得0<a <12,又∵a ≥1,∴此时a 不存在.综上可知,a 的取值范围为(-∞,-2)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1.。
高考数学一轮复习 课时跟踪检测(五十二)抛物线 理(重点高中)
课时跟踪检测(五十二) 抛物线(二)重点高中适用作业A 级——保分题目巧做快做1.设F 为抛物线C :y 2=4x 的焦点,曲线y =k x(k >0)与C 交于点P ,PF ⊥x 轴,则k =( )A.12 B .1 C.32D .2解析:选D ∵y 2=4x ,∴F (1,0).又∵曲线y =k x(k >0)与C 交于点P ,PF ⊥x 轴,∴P (1,2).将点P (1,2)的坐标代入y =kx(k >0),得k =2.2.已知抛物线C :y 2=8x 的焦点为F ,准线为l ,P 是l 上一点,Q 是直线PF 与C 的一个交点.若FP ―→=4FQ ―→,则|QF |=( )A .3 B.52C.72D.32解析:选A 已知F (2,0),设P (-2,t ),Q (x 0,y 0),则FP ―→=(-4,t ),FQ ―→=(x 0-2,y 0).由题设可得4(x 0-2)=-4,即x 0=1,所以|QF |=x 0+2=3.3.已知抛物线x 2=4y 上有一条长为6的动弦AB ,则AB 的中点到x 轴的最短距离为( ) A.34 B.32C .1D .2解析:选D 设AB 的中点为M ,焦点为F (0,1),过点M 作准线l :y =-1的垂线MN ,垂足为N ,过点A 作AC ⊥l 于点C ,过点B 作BD ⊥l 于点D ,则|MN |=|AC |+|BD |2=|AF |+|BF |2≥|AB |2=3,当且仅当直线AB 过焦点F 时等号成立,所以AB 的中点到x 轴的最短距离d min=3-1=2.故选D.4.已知点A 是抛物线C :x 2=2py (p >0)上一点,O 为坐标原点.若A ,B 是以点M (0,10)为圆心,OA 的长为半径的圆与抛物线C 的两个公共点,且△ABO 为等边三角形,则p 的值是( )A.52B.53C.56D.59解析:选C 如图,因为|MA |=|OA |,所以点A 在线段OM 的垂直平分线上.又因为M (0,10),所以可设A (x,5).由tan 30°=x 5,得x =53.将A ⎝ ⎛⎭⎪⎫53,5代入方程x 2=2py ,得p =56.5.(2018·太原模拟)已知抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过焦点F 的直线交该抛物线于A ,B 两点,O 为坐标原点,若|AB |=6,则△AOB 的面积为( )A. 6 B .2 2 C .2 3D .4解析:选A 因为抛物线y 2=4x 的焦点F 的坐标为(1,0),当直线AB 垂直于x 轴时,|AB |=4,不满足题意,所以设直线AB 的方程为y =k (x -1),与y 2=4x 联立,消去x 得ky 2-4y -4k =0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1+y 2=4k ,y 1y 2=-4,所以|y 1-y 2|=16k 2+16,因为|AB |=1+1k2|y 1-y 2|=6,所以4⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1k 2=6,解得k =±2,所以|y 1-y 2|=16k 2+16=26,所以△AOB 的面积为12×1×26=6,故选A. 6.过点P (-2,0)的直线与抛物线C :y 2=4x 相交于A ,B 两点,且|PA |=12|AB |,则点A 到抛物线C 的焦点的距离为________.解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),分别过点A ,B 作直线x =-2的垂线,垂足分别为D ,E ,∵|PA |=12|AB |,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 1+=x 2+2,3y 1=y 2,又⎩⎪⎨⎪⎧y 21=4x 1,y 22=4x 2,得x 1=23,则点A 到抛物线C 的焦点的距离为1+23=53.答案:537.(2017·山东高考)在平面直角坐标系xOy 中,双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右支与焦点为F 的抛物线x 2=2py (p >0)交于A ,B 两点.若|AF |+|BF |=4|OF |,则该双曲线的渐近线方程为________.解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由抛物线的定义可知 |AF |=y 1+p 2,|BF |=y 2+p 2,|OF |=p2,由|AF |+|BF |=y 1+p 2+y 2+p2=y 1+y 2+p =4|OF |=2p ,得y 1+y 2=p .联立⎩⎪⎨⎪⎧x 2a 2-y 2b2=1,x 2=2py消去x ,得a 2y 2-2pb 2y +a 2b 2=0,所以y 1+y 2=2pb 2a 2,所以2pb2a2=p ,即b 2a 2=12,故b a =22, 所以双曲线的渐近线方程为y =±22x . 答案:y =±22x 8.已知直线y =a 交抛物线y =x 2于A ,B 两点.若该抛物线上存在点C ,使得∠ACB 为直角,则实数a 的取值范围为________.解析:如图,设C (x0,x 20)(x 20≠a ),A (-a ,a ),B (a ,a ), 则CA ―→=(-a -x 0,a -x 20),CB ―→=(a -x 0,a -x 20). ∵CA ⊥CB ,∴CA ―→·CB ―→=0,即-(a -x 20)+(a -x 20)2=0,(a -x 20)(-1+a -x 20)=0. ∴x 20=a -1≥0,∴a ≥1. 答案:[1,+∞)9.如图所示,已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,直线l 经过点F 且与抛物线C 相交于A ,B 两点.(1)若线段AB 的中点在直线y =2上,求直线l 的方程; (2)若线段|AB |=20,求直线l 的方程. 解:(1)由已知,得抛物线的焦点为F (1,0). 因为线段AB 的中点在直线y =2上, 所以直线l 的斜率存在,设直线l 的斜率为k ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),AB 的中点M (x 0,y 0),由⎩⎪⎨⎪⎧y 21=4x 1,y 22=4x 2,得(y 1+y 2)(y 1-y 2)=4(x 1-x 2),所以2y 0k =4. 又y 0=2,所以k =1, 故直线l 的方程是y =x -1.(2)设直线l 的方程为x =my +1,与抛物线方程联立得⎩⎪⎨⎪⎧x =my +1,y 2=4x ,消去x ,得y 2-4my -4=0,所以y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4,Δ=16(m 2+1)>0. |AB |=m 2+1|y 1-y 2| =m 2+1·y 1+y 22-4y 1y 2=m 2+1·m2--=4(m 2+1).所以4(m 2+1)=20,解得m =±2,所以直线l 的方程是x =±2y +1,即x ±2y -1=0.10.(2018·合肥模拟)如图,点O 为坐标原点,直线l 经过抛物线C :y 2=4x 的焦点F .设点A 是直线l 与抛物线C 在第一象限的交点.以点F为圆心,|FA |为半径的圆与x 轴负半轴的交点为点B .(1)若点O 到直线l 的距离为32,求直线l 的方程; (2)试判断直线AB 与抛物线C 的位置关系,并给出证明. 解:(1)由题易知,抛物线C 的焦点为F (1,0), 当直线l 的斜率不存在时,即x =1时,不符合题意. 当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =k (x -1), 即kx -y -k =0. 所以|-k |1+k2=32,解得k =± 3. 即直线l 的方程为y =±3(x -1). (2)直线AB 与抛物线C 相切,证明如下: 设A (x 0,y 0),则y 20=4x 0.因为|BF |=|AF |=x 0+1,所以B (-x 0,0). 所以直线AB 的方程为y =y 02x 0(x +x 0),整理得,x =2x 0yy 0-x 0,把上式代入y 2=4x 得y 0y 2-8x 0y +4x 0y 0=0,Δ=64x 20-16x 0y 20=64x 20-64x 20=0, 所以直线AB 与抛物线C 相切. B 级——拔高题目稳做准做1.(2016·全国卷Ⅰ)以抛物线C 的顶点为圆心的圆交C 于A ,B 两点,交C 的准线于D ,E 两点.已知|AB |=42,|DE |=25,则C 的焦点到准线的距离为( )A .2B .4C .6D .8解析:选B 设抛物线的方程为y 2=2px (p >0),圆的方程为x 2+y 2=r 2.∵|AB |=42,|DE |=25,抛物线的准线方程为x =-p 2,∴不妨设A ⎝ ⎛⎭⎪⎫4p ,22,D ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2,5.∵点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫4p ,22,D ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p2,5在圆x 2+y 2=r 2上,∴⎩⎪⎨⎪⎧16p2+8=r 2,p24+5=r 2,∴16p 2+8=p24+5,解得p =4(负值舍去).∴C 的焦点到准线的距离为4.2.设抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,点M 在C 上,|MF |=5.若以MF 为直径的圆过点(0,2),则抛物线C 的方程为( )A .y 2=4x 或y 2=8x B .y 2=2x 或y 2=8x C .y 2=4x 或y 2=16xD .y 2=2x 或y 2=16x解析:选C 由已知得抛物线的焦点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,设点A (0,2),M (x 0,y 0),则AF ―→=⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,-2,AM ―→=⎝ ⎛⎭⎪⎫y 202p ,y 0-2.由已知得,AF ―→·AM ―→=0,即y 20-8y 0+16=0,因而y 0=4,M ⎝ ⎛⎭⎪⎫8p ,4.由|MF |=5得,8p +p 2=5,又p >0,解得p =2或p =8,所以抛物线C 的方程为y 2=4x 或y 2=16x .3.过抛物线x 2=4y 的焦点F 作直线AB ,CD 与抛物线交于A ,B ,C ,D 四点,且AB ⊥CD ,则FA ―→·FB ―→+FC ―→·FD ―→的最大值为( )A .-4B .-16C .4D .-8解析:选B 设A (x A ,y A ),B (x B ,y B ), 依题意可得,FA ―→·FB ―→=-(|FA ―→|·|FB ―→|). 又因为|FA ―→|=y A +1,|FB ―→|=y B +1,所以FA ―→·FB ―→=-(y A y B +y A +y B +1). 设直线AB 的方程为y =kx +1(k ≠0), 联立x 2=4y ,可得y 2-(2+4k 2)y +1=0, 所以y A +y B =4k 2+2,y A y B =1, 所以FA ―→·FB ―→=-(4k 2+4). 同理:FC ―→·FD ―→=-⎝ ⎛⎭⎪⎫4k 2+4.所以FA ―→·FB ―→+FC ―→·FD ―→=-⎝⎛⎭⎪⎫4k 2+4k2+8≤-16.当且仅当k =±1时等号成立.4.(2018·长春模拟)过抛物线y 2=4x 的焦点作倾斜角为45°的直线l 交抛物线于A ,B 两点,O 为坐标原点,则△OAB 的面积为________.解析:由题意知,抛物线焦点为(1,0),直线l 的方程为y =x -1,与抛物线方程联立,得⎩⎪⎨⎪⎧y =x -1,y 2=4x ,消去x ,得y 2-4y -4=0,设A ,B 的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),则y 1+y 2=4,y 1y 2=-4,|y 1-y 2|=y 1+y 22-4y 1y 2=42,从而△OAB 的面积为12×p2×|y 1-y 2|=2 2.答案:2 25.如图,已知抛物线C :y 2=2px (p >0),焦点为F ,过点G (p,0)作直线l 交抛物线C 于A ,M 两点,设A (x 1,y 1),M (x 2,y 2).(1)若y 1y 2=-8,求抛物线C 的方程;(2)若直线AF 与x 轴不垂直,直线AF 交抛物线C 于另一点B ,直线BG 交抛物线C 于另一点N .求证:直线AB 与直线MN 斜率之比为定值.解:(1)设直线AM 的方程为x =my +p , 代入y 2=2px 得y 2-2mpy -2p 2=0, 则y 1y 2=-2p 2=-8,得p =2. ∴抛物线C 的方程为y 2=4x . (2)证明:设B (x 3,y 3),N (x 4,y 4). 由(1)可知y 3y 4=-2p 2,y 1y 3=-p 2. 又直线AB 的斜率k AB =y 3-y 1x 3-x 1=2py 1+y 3, 直线MN 的斜率k MN =y 4-y 2x 4-x 2=2py 2+y 4,∴k AB k MN =y 2+y 4y 1+y 3=-2p2y 1+-2p 2y 3y 1+y 3=-2p2y 1y 3y 1+y3y 1+y 3=2. 故直线AB 与直线MN 斜率之比为定值.6.(2018·武汉调研)已知直线y =k (x -2)与抛物线Γ:y 2=12x 相交于A ,B 两点,M是线段AB 的中点,过M 作y 轴的垂线交Γ于点N .(1)证明:抛物线Γ在点N 处的切线与直线AB 平行;(2)是否存在实数k 使NA ―→·NB ―→=0?若存在,求k 的值;若不存在,请说明理由.解:(1)证明:由⎩⎪⎨⎪⎧y =k x -,y 2=12x 消去y 并整理,得2k 2x 2-(8k 2+1)x +8k 2=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=8k 2+12k2,x 1x 2=4,∴x M =x 1+x 22=8k 2+14k2,y M =k (x M -2)=k ⎝ ⎛⎭⎪⎫8k 2+14k 2-2=14k. 由题设条件可知,y N =y M =14k ,x N =2y 2N =18k 2,∴N ⎝⎛⎭⎪⎫18k 2,14k .设抛物线Γ在点N 处的切线l 的方程为y -14k =m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -18k 2, 将x =2y 2代入上式,得2my 2-y +14k -m 8k 2=0.∵直线l 与抛物线Γ相切,∴Δ=1-4×2m ×⎝ ⎛⎭⎪⎫14k -m 8k 2=m -k 2k 2=0,∴m =k ,即l ∥AB .(2)假设存在实数k ,使NA ―→·NB ―→=0,则NA ⊥NB . ∵M 是AB 的中点, ∴|MN |=12|AB |.由(1),得|AB |=1+k 2|x 1-x 2|=1+k 2·x 1+x 22-4x 1x 2=1+k 2·⎝ ⎛⎭⎪⎫8k 2+12k 22-4×4=1+k 2·16k 2+12k 2. ∵MN ⊥y 轴,∴|MN |=|x M -x N |=8k 2+14k 2-18k 2=16k 2+18k 2. ∴16k 2+18k 2=121+k 2·16k 2+12k 2,解得k =±12. 故存在k =±12,使NA ―→·NB ―→=0.。
2020版高考数学一轮复习第八篇平面解析几何第5节抛物线课时作业文(含解析)新人教A版
第5节 抛物线课时作业基础对点练(时间:30分钟)1.若抛物线y 2=4x 上一点P 到其焦点F 的距离为2,O 为坐标原点,则△OFP 的面积为( )(A)12 (B)1 (C)32(D)2B 解析:设P (x p ,y p ),由题可得抛物线焦点为F (1,0),准线方程为x =-1,又点P 到焦点F 的距离为2,∴由定义知点P 到准线的距离为2,∴x P +1=2,∴x P =1,代入抛物线方程得|y P |=2,∴△OFP 的面积为S =12·|OF |·|y P |=12×1×2=1.故选B.2.若抛物线y =ax 2的焦点坐标是(0,1),则a =( ) (A)1 (B)14 (C)2(D)12B 解析:因为抛物线方程为x 2=1a y ,所以其焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,14a ,则有14a =1,a =14,故选B.3.已知P 为抛物线y 2=-6x 上一个动点,Q 为圆x 2+(y -6)2=14上一个动点,那么点P到点Q 的距离与点P 到y 轴距离之和的最小值是( )(A)317-72(B)317-42(C)317-12(D)317+12B 解析:结合抛物线的定义知,P 到y 轴的距离为P 到焦点的距离减去32,则所求最小值为抛物线的焦点到圆心的距离减去半径及32,即62+⎝ ⎛⎭⎪⎫322-12-32=317-42,故选B.4.(改编题)若点A ,B 在抛物线y 2=2px (p >0)上,O 是坐标原点,若正三角形OAB 的面积为43,则该抛物线方程是( )(A)y 2=233x(B)y 2=3x (C)y 2=23x(D)y 2=33x A 解析:根据对称性,AB ⊥x 轴,由于正三角形的面积是43,故34AB 2=43,故AB =4,正三角形的高为23,故可以设点A 的坐标为(23,2),代入抛物线方程得4=43p ,解得p =33,故所求的抛物线方程为y 2=233x .故选A. 5.(改编题)已知直线l 1:4x -3y +7=0和直线l 2:x =-2,抛物线y 2=8x 上一动点P 到直线l 1和l 2的距离之和的最小值是( )(A) 5 (B)2 5 (C)3(D)3 5C 解析:如图所示,过点P 作PH 1⊥l 1,PH 2⊥l 2,连接PF ,H 1F ,过F 作FM ⊥l 1,交l 1于M ,由抛物线方程为y 2=8x ,得l 2为其准线,焦点为F (2,0),由抛物线的定义可知|PH 1|+|PH 2|=|PH 1|+|PF |≥|FH 1|≥|FM |=|4×2-0+7|42+32=3,故选C.6.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OA →·OB →=-12,那么抛物线C 的方程为( )(A)x 2=8y (B)x 2=4y (C)y 2=8x(D)y 2=4xC 解析:由题意,设抛物线方程为y 2=2px (p >0), 直线方程为x =my +p2,联立⎩⎪⎨⎪⎧y 2=2px ,x =my +p 2,消去x 得y 2-2pmy -p 2=0, 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则y 1+y 2=2pm ,y 1y 2=-p 2,得OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=(my 1+p 2)(my 2+p 2)+y 1y 2=m 2y 1y 2+pm 2(y 1+y 2)+p 24+y 1y 2=-34p 2=-12⇒p =4,即抛物线C 的方程为y 2=8x .7.过抛物线y =14x 2的焦点F 作一条倾斜角为30°的直线交抛物线于A ,B 两点,则|AB |=________.解析:依题意,设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),题中的抛物线x 2=4y 的焦点坐标是F (0,1),直线AB 的方程为y =33x +1,即x =3(y -1). 由⎩⎨⎧x 2=4y ,x =3(y -1),消去x 得3(y -1)2=4y ,即3y 2-10y +3=0,y 1+y 2=103,|AB |=|AF |+|BF |=(y 1+1)+(y 2+1)=y 1+y 2+2=163.答案:1638.(2018岳阳一模)抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,AB 为抛物线上的两点,以AB 为直径的圆过点F ,过AB 的中点M 作抛物线的准线的垂线MN ,垂足为N ,则|MN ||AB |的最大值为__________.解析:由抛物线定义得|MN ||AB |=|AF |+|BF |2|AF |2+|BF |2≤|AF |2+|BF |22|AF |2+|BF |2=22,即|MN ||AB |的最大值为22. 答案:229.过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,若|AF |=5,则|BF |=________. 解析:由题意,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则|AF |=x 1+1=5⇒x 1=4,y 21=4x 1=16, 根据对称性,不妨取y 1=4,所以直线AB :y =43x -43,代入抛物线方程可得,4x 2-17x +4=0, 所以x 2=14,所以|BF |=x 2+1=54.答案:5410.(2018湖南十四校)在平面直角坐标系中,动点M (x ,y )(x ≥0)到点F (1,0)的距离与到y 轴的距离之差为1.(1)求点M 的轨迹C 的方程;(2)若Q (-4,2),过点N (4,0)作任意一条直线交曲线C 于A ,B 两点,试证明k QA +k QB是一个定值.解析:(1)M 到定点F (1,0)的距离与到定直线x =-1的距离相等, ∴M 的轨迹C 是一个开口向右的抛物线,且p =2, ∴M 的轨迹方程为y 2=4x .(2)设过N (4,0)的直线的方程为x =my +4,联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,x =my +4整理得y 2-4my -16=0,设直线l 与抛物线的交点为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则有y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-16,又k QA +k QB =y 1-2x 1+4+y 2-2x 2+4=y 1-2my 1+8+y 2-2my 2+8=-8m 2-3216m 2+64=-12, 因此k QA +k QB 是一个定值为-12.能力提升练(时间:15分钟)11.(2018烟台二模)已知直线l 1:x =2,l 2:3x +5y -30=0,点P 为抛物线y 2=-8x 上的任一点,则P 到直线l 1,l 2的距离之和的最小值为( )(A)2 (B)234 (C)181734 (D)161534 C 解析:抛物线y 2=-8x 的焦点为F (-2,0),准线为l 1:x =2. ∴P 到l 1的距离等于|PF |,∴P 到直线l 1,l 2的距离之和的最小值为F (-2,0)到直线l 2的距离d =|-6+0-30|9+25=181734. 故选C.12.已知点A (0,2),抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,射线FA 与抛物线C 相交于点M ,与其准线相交于点N ,若|FM ||MN |=55,则p 的值等于( )(A)18 (B)14 (C)2(D)4C 解析:设M (x M ,y M ),N ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2,y N ,由|FM ||MN |=55,知|FM ||FN |=15+1,所以y N =(5+1)y M ;由k FA =k FN 知,y N -p =2-p 2,所以y N =4,所以y M =45+1;又|FM ||FN |=15+1,所以p2-x M=15+1⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2+p 2=p 5+1,所以x M =()5-1p 2(5+1),将(x M ,y M )代入y 2=2px ,得⎝ ⎛⎭⎪⎫45+12=2p ×(5-1)p2(5+1),解得p =2.故选C.13.(2018新乡三模)已知抛物线C :x 2=2py (p >0)的焦点为F ,O 为坐标原点,点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-4,p 2,N ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,p 2,射线MO ,NO 分别交抛物线C 于异于点O 的点A ,B ,若A ,B ,F 三点共线,则p 的值为________.解析:直线OM 的方程为y =-p8x ,将其代入x 2=2py ,解方程可得⎩⎪⎨⎪⎧x =-p 24y =p332,故A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 24,p 332.直线ON 的方程为y =p2x ,将其代入x 2=2py ,解方程可得⎩⎪⎨⎪⎧x =p 2y =p 32,故B ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,p 32.又F ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,p 2,所以k AB =3p 8,k BF =p 2-12p , 因为A ,B ,F 三点共线,所以k AB =k BF ,即3p 8=p 2-12p ,解得p =2.答案:214.顶点在原点,经过圆C :x 2+y 2-2x +22y =0的圆心且准线与x 轴垂直的抛物线方程为________.C 解析:将圆C 的一般方程化为标准方程为(x -1)2+(y +2)2=3,圆心为(1,-2).由题意,知抛物线的顶点在原点,焦点在x 轴上,且经过点(1,-2).设抛物线的标准方程为y 2=2px ,因为点(1,-2)在抛物线上,所以(-2)2=2p ,解得p =1,所以所求抛物线的方程为y 2=2x .答案:y 2=2x15.已知AB 是抛物线x 2=4y 的一条焦点弦,若该弦的中点纵坐标是3,则弦AB 所在的直线方程是________.解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 直线AB 的方程为x =m (y -1),由抛物线的定义及题设可得,y 1+y 2=6, 直线与抛物线方程联立消去x 可得m 2y 2-(2m 2+4)y +m 2=0,则y 1+y 2=2m 2+4m 2,即6=2m 2+4m2,可得m =1或m =-1.故直线方程为x -y +1=0或x +y -1=0. 答案:x -y +1=0或x +y -1=016.已知抛物线C :y =mx 2(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 (x R ,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.解析:①因为抛物线C :x 2=1m y ,所以它的焦点F (0,14m ).②因为|RF |=y R +14m ,所以2+14m =3,得m =14.③存在,联立方程⎩⎪⎨⎪⎧y =mx 2,2x -y +2=0,消去y 得mx 2-2x -2=0,依题意,有Δ=(-2)2-4×m ×(-2)>0恒成立,解得m >-12.设A (x 1,mx 21),B (x 2,mx 22),则⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=2m,x 1·x 2=-2m .(*)因为P 是线段AB 的中点,所以P ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,mx 21+mx 222,即P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1m,y P ,所以Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫1m ,1m .得QA →=⎝⎛⎭⎪⎫x 1-1m,mx 21-1m ,QB →=⎝⎛⎭⎪⎫x 2-1m ,mx 22-1m ,若存在实数m ,使△ABQ 是以Q 为直角顶点的直角三角形, 则QA →·QB →=0,即⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1-1m ·⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-1m +⎝ ⎛⎭⎪⎫mx 21-1m ⎝ ⎛⎭⎪⎫mx 22-1m =0,结合(*)化简得-4m2-6m+4=0,即2m 2-3m -2=0,所以m =2或m =-12.而2∈(-12,+∞),-12∉(-12,+∞).所以存在实数m =2,使△ABQ 是以Q 为直角顶点的直角三角形.。
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(新课改省份专用)高考数学一轮复习课时跟踪检测(五十三)抛物线(含解析)新人教A版 课时跟踪检测(五十三) 抛物线 一、题点全面练 1.(2019·张掖诊断)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|=( ) A.9 B.8 C.7 D.6 解析:选B 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.故选B. 2.顶点在原点,对称轴为坐标轴,且过点P(-4,-2)的抛物线的标准方程是( ) A.y2=-x B.x2=-8y C.y2=-8x或x2=-y D.y2=-x或x2=-8y 解析:选D (待定系数法)设抛物线为y2=mx,代入点P(-4,-2),解得m=-1,则抛物线方程为y2=-x;设抛物线为x2=ny,代入点P(-4,-2),解得n=-8,则抛物线方程为x2=-8y.故抛物线方程为y2=-x或x2=-8y. 3.(2018·河北“五个一名校联盟”模拟)直线l过抛物线y2=-2px(p>0)的焦点,且与该抛物线交于A,B两点,若线段AB的长是8,AB的中点到y轴的距离是2,则此抛物线的方程是( ) A.y2=-12x B.y2=-8x C.y2=-6x D.y2=-4x 解析:选B 设A(x1,y1),B(x2,y2),根据抛物线的定义可知|AB|=-(x1+x2)+p=8.
又AB的中点到y轴的距离为2,∴-x1+x22=2,∴x1+x2=-4,∴p=4,∴所求抛物线的方程为y2=-8x.故选B. 4.(2019·昆明调研)过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F且倾斜角为锐角的直线l与C交于A,B两点,过线段AB的中点N且垂直于l的直线与C的准线交于点M,若|MN|=|AB|,则l的斜率为( )
A.13 B.33
C.32 D.1 解析:选B 设抛物线的准线为m,分别过点A,N,B作AA′⊥m,NN′⊥m,BB′⊥m, 垂足分别为A′,N′,B′. 因为直线l过抛物线的焦点, 所以|BB′|=|BF|,|AA′|=|AF|. 又N是线段AB的中点,|MN|=|AB|,
所以|NN′|=12(|BB′|+|AA′|)=12(|BF|+|AF|)=12|AB|=12|MN|,所以∠MNN′=60°, 则直线MN的倾斜角是120°.
又MN⊥l,所以直线l的倾斜角是30°,斜率是33.故选B. 5.(2018·合肥模拟)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=( )
A.13 B.23
C.23 D.223 解析:选D 设抛物线C:y2=8x的准线为l,易知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于点M,BN⊥l于点N,连接OB, 由|FA|=2|FB|, 知|AM|=2|BN|, ∴点B为线段AP的中点,
则|OB|=12|AF|, ∴|OB|=|BF|,∴点B的横坐标为1, ∵k>0, ∴点B的坐标为(1,22),
∴k=22-01--2=223.故选D. 6.一个顶点在原点,另外两点在抛物线y2=2x上的正三角形的面积为________. 解析:如图,根据抛物线的对称性得∠AOx=30°.
直线OA的方程y=33x, 代入y2=2x,得x2-6x=0, 解得x=0或x=6. 即得A的坐标为(6,23). ∴|AB|=43,正三角形OAB的面积为12×43×6=123. 答案:123 7.已知抛物线y2=4x的焦点为F,过点F作一条直线交抛物线于A,B两点.若|AF|=3,则|BF|=________. 解析:由题意可知F(1,0),设A(xA,yA),B(xB,yB),点A在第一象限, 则|AF|=xA+1=3,所以xA=2,yA=22,
所以直线AB的斜率为k=222-1=22. 则直线AB的方程为y=22(x-1), 与抛物线方程联立整理得2x2-5x+2=0,xA+xB=52,
所以xB=12,所以|BF|=12+1=32. 答案:32 8.(2019·贵阳模拟)过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F,且倾斜角为60°的直线交抛物线于A,B两点,若|AF|>|BF|,且|AF|=2,则p=________.
解析:过点A,B向抛物线的准线x=-p2作垂线,垂足分别为C,D,过点B向AC作垂线,垂足为E,∵A,B两点在抛物线上,∴|AC|=|AF|,|BD|=|BF|. ∵BE⊥AC,∴|AE|=|AF|-|BF|, ∵直线AB的倾斜角为60°, ∴在Rt△ABE中,2|AE|=|AB|=|AF|+|BF|, 即2(|AF|-|BF|)=|AF|+|BF|,∴|AF|=3|BF|.
∵|AF|=2,∴|BF|=23,∴|AB|=|AF|+|BF|=83.
设直线AB的方程为y=3x-p2,代入y2=2px, 得3x2-5px+3p24=0,设A(x1,y1),B(x2,y2), ∴x1+x2=53p,∵|AB|=x1+x2+p=83,∴p=1. 答案:1 9.已知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点,斜率为22的直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2, y2)(x1<x2)两点,且|AB|=9.
(1)求该抛物线的方程;
(2)O为坐标原点,C为抛物线上一点,若OC―→=OA―→+λOB―→,求λ的值. 解:(1)由题意得直线AB的方程为y=22x-p2, 与y2=2px联立, 消去y有4x2-5px+p2=0,所以x1+x2=5p4.由抛物线定义得|AB|=x1+x2+p=5p4+p=9, 所以p=4,从而该抛物线的方程为y2=8x. (2)由(1)得4x2-5px+p2=0, 即x2-5x+4=0,则x1=1,x2=4, 于是y1=-22,y2=42, 从而A(1,-22),B(4,42).
设C(x3,y3),则OC―→=(x3,y3)=(1,-22)+λ(4,42)=(4λ+1,42λ-22). 又y23=8x3,所以[22(2λ-1)]2=8(4λ+1), 整理得(2λ-1)2=4λ+1,解得λ=0或λ=2. 故λ的值为0或2. 10.设抛物线C:y2=2x,点A(2,0),B(-2,0),过点A的直线l与C交于M,N两点. (1)当l与x轴垂直时,求直线BM的方程; (2)证明:∠ABM=∠ABN. 解:(1)当l与x轴垂直时,l的方程为x=2,可得M的坐标为(2,2)或(2,-2).
所以直线BM的方程为y=12x+1或y=-12x-1. (2)证明:当l与x轴垂直时,AB为MN的垂直平分线, 所以∠ABM=∠ABN. 当l与x轴不垂直时,设l的方程为y=k(x-2)(k≠0), M(x1,y1),N(x2,y2),则x1>0,x2>0.
由 y=kx-2,y2=2x得ky2-2y-4k=0, 可知y1+y2=2k,y1y2=-4. 直线BM,BN的斜率之和为kBM+kBN=y1x1+2+y2x2+2=x2y1+x1y2+2y1+y2x1+2x2+2.① 将x1=y1k+2,x2=y2k+2及y1+y2,y1y2的表达式代入①式分子,可得x2y1+x1y2+2(y1+ y1)=2y1y2+4ky1+y2k=-8+8k=0.所以kBM+kBN=0,可知BM,BN的倾斜角互补,所以∠
ABM=∠ABN.综上,∠ABM=∠ABN.
二、专项培优练 (一)易错专练——不丢怨枉分 1.(2019·大同模拟)点M(5,3)到抛物线y=ax2(a≠0)的准线的距离为6,那么抛物线的方程是( ) A.y=12x2 B.y=12x2或y=-36x2
C.y=-36x2 D.y=112x2或y=-136x2
解析:选D 抛物线标准方程为x2=1ay(a≠0),当a>0时,开口向上,准线方程为y=-14a,则点M到准线的距离为3+14a=6,解得a=112,则抛物线方程为y=112x2; 当a<0时,开口向下,准线方程为y=-14a,则点M到准线的距离为-14a-3=6,解得a=-136,则抛物线方程为y=-136x2.
2.已知直线y=a交抛物线y=x2于A,B两点.若该抛物线上存在点C,使得∠ACB为直角,则实数a的取值范围为________. 解析:如图,设C(x0,x20)(x20≠a),A(-a,a),B(a,a),
则CA―→=(-a-x0,a-x20), CB―→=(a-x0,a-x20).
∵CA⊥CB,∴CA―→·CB―→=0, 即-(a-x20)+(a-x20)2=0, 整理得(a-x20)(-1+a-x20)=0. ∴x20=a-1≥0,∴a≥1. 答案:[1,+∞) 3.过抛物线x2=4y的焦点F作直线AB,CD与抛物线交于A,B,C,D四点,且AB⊥CD,
则FA―→·FB―→+FC―→·FD―→的最大值为________. 解析:设A(xA,yA),B(xB,yB),
依题意可得,FA―→·FB―→=-(|FA―→|·|FB―→|). 又因为|FA―→|=yA+1,|FB―→|=yB+1,