抛物线简单几何性质.doc
.抛物线的简单几何性质一、要点精讲抛物线的的简单几何性质标准方程图 形性 质范围, , 焦半径对称轴轴轴顶点离心率通径过焦点且与对称轴垂直的弦,二、课前热身1抛物线的焦点到准线的距离是( )(A)2.5 (B)5 (C)7.5 (D) 102抛物线上一点为,且点到抛物线焦点F的距离为10,则F到准线的距离为(A)4 (B)8 (C) 12 (D)163.(15陕西)若抛物线的准线经过双曲线的一个焦点,则p= 4、(2016新课标) 设F为抛物线C:y2=4x的焦点,曲线y=(k0)与C交于点P,PFx轴,则k=(A) (B)1 (C) (D)25通过直线与圆的交点,且对称轴是坐标轴的抛物线方程是 .6已知抛物线的顶点在原点,焦点在x轴的正半轴上,通径为线段AB,且(O为坐标原点),求抛物线方程三、典例精析类型一:求抛物线的方程1、求顶点在原点,以x轴为对称轴,且通径的长为8的抛物线的标准方程,并指出它的焦点坐标和准线方程2. 如图,过抛物线y22px(p0)的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若|BC|2|BF|,且|AF|3,则此抛物线的方程为() Ay29x By26x Cy23x Dy2x解:如图,分别过A,B作AA1l于A1,BB1l于B1,由抛物线的定义知,|AF|AA1|,|BF|BB1|,|BC|2|BF|,|BC|2|BB1|,BCB130,AFx60.连接A1F,则AA1F为等边三角形,过F作FF1AA1于F1,则F1为AA1的中点,设l交x轴于K,则|KF|A1F1|AA1|AF|,即p,抛物线方程为y23x,故选C.3、已知圆,与顶点在原点O,焦点在轴上的抛物线交于A,B两点,OAB的垂心恰为抛物线的焦点,求抛物线的方程4、已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为x轴,且与圆相交的公共弦长等于,求这个抛物线的方程5、直线和相交于M,点N ,以A,B为端点的曲线段C上任一点到的距离与到点N的距离相等,若AMN为锐角三角形,且,建立适当坐标系,求曲线段C的方程6、已知抛物线C的顶点在原点,焦点F在x轴正半轴上,设A,B是抛物线C上两个动点(AB不垂直于x轴),且,线段AB的垂直平分线恒经过点Q(6,0)求此抛物线的方程类型二:抛物线的几何性质7如图,设抛物线y24x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A,B在抛物线上,点C在y轴上,则BCF与ACF的面积之比是() A. B. C. D.解析由题可知抛物线的准线方程为x1.如图所示,过A作AA2y轴于点A2,过B作BB2y轴于点B2,则.8设M(x0,y0)为抛物线C:x28y上一点,F为抛物线C的焦点,以F为圆心、|FM|为半径的圆和抛物线C的准线相交,则y0的取值范围是() A(0,2) B0,2 C(2,) D2,)解析设圆的半径为r,因为F(0,2)是圆心,抛物线C的准线方程为y2,由圆与准线相交知44,所以y02.故选C.9. 过抛物线y24x的焦点F的直线交该抛物线于A,B两点,O为坐标原点若|AF|3,则AOB的面积为() A. B. C. D2解析焦点F(1,0),设A,B分别在第一、四象限,则点A到准线l:x1的距离为3,得A的横坐标为2,纵坐标为2,AB的方程为y2(x1),与抛物线方程联立可得2x25x20,所以B的横坐标为,纵坐标为,SAOB1(2).10平面直角坐标系xOy中,双曲线C1:(a0,b0)的渐近线与抛物线C2:x22py(p0)交于点O,A,B.若OAB的垂心为C2的焦点,则C1的离心率为_解析由题意,双曲线的渐近线方程为yx,抛物线的焦点坐标为F.不妨设点A在第一象限,由,解得或,故A.所以kAF.由已知F为OAB的垂心,所以直线AF与另一条渐近线垂直,故kAF1,即1,整理得b2a2,所以c2a2b2a2,故ca,即e.11已知抛物线C:y24x的焦点为F,准线为l,过抛物线C上的点A作准线l的垂线,垂足为M,若AMF与AOF(其中O为坐标原点)的面积之比为31,则点A的坐标为 () A(2,2) B(2,2) C(2,) D(2,2)解析如图所示,由题意,可得|OF|1,由抛物线的定义,得|AF|AM|,AMF与AOF(其中O为坐标原点)的面积之比为31,|AF|AM|3,设A,13,解得y02. 2,点A的坐标是(2,2)类型二:与抛物线有关的最值问题12. 已知点M(3,2)是坐标平面内一定点,若抛物线y22x的焦点为F,点Q是该抛物线上的一动点,则|MQ|QF|的最小值是() A. B3 C. D2解:抛物线准线方程为x,当MQx轴时,|MQ|QF|取得最小值,此时|QM|QF|3,选C.13已知P为抛物线y24x上一个动点,Q为圆x2(y4)21上一个动点,那么点P到点Q的距离与点P到抛物线准线的距离之和的最小值是_解析由题意知,圆x2(y4)21的圆心为C(0,4),半径为1,抛物线的焦点为F(1,0)根据抛物线的定义,点P到点Q的距离与点P到抛物线准线的距离之和即点P到点Q的距离与点P到抛物线焦点的距离之和,因此|PQ|PF|PC|PF|1|CF|11.14、若点P在上,点Q在上,则的最小值为 ( ) (A) (B) ( C) (D) 点P到点Q的距离的最小值可用点P到圆心距离的最小值减去圆的半径来求15已知圆C:x2y26x8y210,抛物线y28x的准线为l,设抛物线上任意一点P到直线l的距离为m,则m|PC|的最小值为_解析由题意得圆C的方程为(x3)2(y4)24,圆心C坐标为(3,4)由抛物线定义知,当m|PC|最小时,为圆心与抛物线焦点间的距离,即(m|PC|)min.16、在抛物线y24x上求一点P,使点P到直线y=x+3的距离最小.该命题可转化为求一条平行于y=x+3的直线y=x+b与抛物线y2=4x相切,求出切点,此时点P到直线y=x+3的距离最短,联立方程得x2+(2b-4)x+b2=0,令=0,即(2b-4)2-4b2=0,b=1,故x=1,y=2,P为(1,2)抛物线y2=4x上一点P(1,2),使得点P到直线y=x+3的距离最短17、AB为抛物线上的动弦,且(为常数且),求弦AB的中点M离x轴的最近距离18、已知点为抛物线上的动点,点在轴上的射影是,点的坐标是,则的最小值是( )(A) (B) 4 ( C) (D) 19. 已知抛物线方程为y24x,直线l的方程为xy40,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,则d1d2的最小值为() A.2 B.1 C.2 D.1解析因为抛物线的方程为y24x,所以焦点为F(1,0),准线方程为x1,因为点P到y轴的距离为d1,所以到准线的距离为d11,又d11|PF|,所以d1d2d11d21|PF|d21,焦点F到直线l的距离d,而|PF|d2d,所以d1d2|PF|d211,选D.20.已知直线和直线,抛物线上一动点到直线和直线的距离之和的最小值是A.2 B.3 C. D. 解:如下图,由题意可知21、(2016四川) 设O为坐标原点,P是以F为焦点的抛物线 上任意一点,M是线段PF上的点,且=2,则直线OM的斜率的最大值为(A) (B) (C) (D)1法一:设(不妨设),则由已知得,故选C.法二:,则,后面同法一考点四:定点问题22. 设抛物线过定点A(2,0),且以直线x-2为准线 (1) 求抛物线顶点的轨迹C的方程; (2) 已知点B(0, -5),轨迹C上是否存在满足的M, N两点?证明你的结论分析: 先判断直线与椭圆相交时的斜率的取值范围23、如图,A、B是抛物线y22px(p0)上的两点,且OAOB(O为坐标原点)(1)求A、B两点的横坐标之积和纵坐标之积;(2)求证:直线AB过定点(3)求弦中点的轨迹方程;解:设A(x1,y1),B(x2,y2),中点P(x0,y0)(1)kOA,kOB. 因为OAOB,所以kOAkOB1,所以x1x2y1y20.因为y2px1,y2px2,所以y1y20.因为y10,y20,所以y1y24p2,所以x1x24p2.(2)证明:因为yy(y2y1)(y2y1)2p(x2x1),又x1x2,所以.所以直线AB的方程为yy1(xx1)(x),所以yxy1xx(x2p)所以直线AB过定点(2p,0) (3)设P(x,y),则,。由y2px1,y2px2,得 以,即24、已知知是平面上一动点,且满足(1)求点的轨迹的方程;(2)已知点在曲线上,过点作直线与交于两点,且的斜率满足,求证:直线过定点,并求此定点。 由知 四、能力提升1. 抛物线y= 25x2的通径长是 ( )(A) 25 (B) (C) (D) 2抛物线与直线ax+y-4=0的一个交点是(1,2),则抛物线的焦点到该直线的距离是( ) (A) (B) (C) (D) 3边长为1的等边三角形AOB,O为原点,ABx轴,以O为顶点,且过AB的抛物线方程是( )(A) (B) (C) (D) 4已知点A(0,-3),B(2,3),点P在x2 =y上,当PAB的面积最小时,点P的坐标为( )(A) (1,1) (B) (C) (D) (2,4)5. 一个动圆的圆心在抛物线y2= 8x上,且动圆恒与直线x+2=0相切,则此动圆必经过的定点是( ) (A) (0,2) (B) (0,-2) (C) (4,0) (D) (2,0)由题意可知直线x+2=0是抛物线y2= 8x的准线,而动圈圆心又在抛物线y2= 8x上,根据抛物线定义可知动圆圆心到准线的距离与到焦点的距离相等,从而动圆必过抛物线焦点(2,0).6设A,B是抛物线x2 =4y上两点,O为原点,OAOB,A点横坐标是-1,则B点的横坐标为( )(A) 1 (B)4 (C) 8 (D) 167探照灯反射镜的纵断面是抛物线的一部分,光源在抛物线的焦点上,已知镜口直径是60 cm,镜深40 cm,则光源到反射镜顶点的距离是( )(A) 11. 25 cm (B) 5. 625 cm(C) 20 cm (D) 10 cm8. 设F为抛物线y2=ax(a0)的焦点,点P在抛物线上,且其到y轴的距离与到点F的距离之比为12,则|PF|等于( )(A) (B) (C) (D) 9以抛物线x2 =-4y的焦点为圆心,通径长为直径的圆的方程为 .解: 抛物线x2= -4y的焦点(0,-1),通径长为2p=4,所以满足条件的圈的方程为x2+(y+l)2=4.10对于顶点在原点的抛物线,给出下列条件: 焦点在y轴上; 焦点在x轴上; 抛物线上横坐标为1的点到焦点的距离等于6; 抛物线的通径的长为5; 原点向过焦点的某条直线作垂线,垂足坐标为(2,1). 能使此抛物线方程为y2=10x的条件是 (要求填写符合条件的序号)11已知抛物线的顶点在原点,它的准线过双曲线的左焦点,并且这条准线与双曲线两焦点的连线垂直,求抛物线方程12. 抛物线顶点在原点,其准线过双曲线的一个焦点,且抛物线与双曲线交于、两点,求抛物线和双曲线方程
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抛物线
简单
几何
性质
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抛物线的简单几何性质
一、要点精讲
抛物线的的简单几何性质
标准方程
图 形
性 质
范围
,
,
,
,
焦半径
对称轴
轴
轴
顶点
离心率
通径
过焦点且与对称轴垂直的弦,
二、课前热身
1.抛物线的焦点到准线的距离是( )
(A)2.5 (B)5 (C)7.5 (D) 10
2.抛物线上一点为,且点到抛物线焦点F的距离为10,则F到准线的距离为
(A)4 (B)8 (C) 12 (D)16
3.(15陕西)若抛物线的准线经过双曲线的一个焦点,则p= .
4、(2016新课标Ⅱ) 设F为抛物线C:y2=4x的焦点,曲线y=(k>0)与C交于点P,PF⊥x轴,则k=
(A) (B)1 (C) (D)2
5.通过直线与圆的交点,
且对称轴是坐标轴的抛物线方程是 .
6.已知抛物线的顶点在原点,焦点在x轴的正半轴上,通径为线段AB,且(O为坐标原点),求抛物线方程.
三、典例精析
类型一:求抛物线的方程
1、求顶点在原点,以x轴为对称轴,且通径的长为8的抛物线的标准方程,并指出它的焦点坐标和准线方程.
2. 如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则此抛物线的方程为( )
A.y2=9x B.y2=6x
C.y2=3x D.y2=x
解:如图,分别过A,B作AA1⊥l于A1,
BB1⊥l于B1,由抛物线的定义知,|AF|=|AA1|,
|BF|=|BB1|,∵|BC|=2|BF|,∴|BC|=2|BB1|,
∴∠BCB1=30,∴∠AFx=60.连接A1F,则△AA1F为等边三角形,过F作FF1⊥AA1于F1,则F1为AA1
的中点,设l交x轴于K,则|KF|=|A1F1|=|AA1|=|AF|,即p=,∴抛物线方程为y2=3x,故选C.
3、已知圆,与顶点在原点O,焦点在轴上的抛物线交于A,B两点,△OAB的垂心恰为抛物线的焦点,求抛物线的方程.
4、已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为x轴,且与圆相交的公共弦长等于,求这个抛物线的方程.
5、直线和相交于M,⊥,点N∈ ,以A,B为端点的曲线段C上任一点到的距离与到点N的距离相等,若△AMN为锐角三角形,,且,建立适当坐标系,求曲线段C的方程.
6、已知抛物线C的顶点在原点,焦点F在x轴正半轴上,设A,B是抛物线C上两个动点(AB不垂直于x轴),且,线段AB的垂直平分线恒经过点Q(6,0).求此抛物线的方程.
类型二:抛物线的几何性质
7.如图,设抛物线y2=4x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A,B在抛物线上,点C在y轴上,则△BCF与△ACF的面积之比是( )
A. B.
C. D.
解析 由题可知抛物线的准线方程为x=-1.如图所示,
过A作AA2⊥y轴于点A2,过B作BB2⊥y轴于点B2,则===.
8.设M(x0,y0)为抛物线C:x2=8y上一点,F为抛物线C的焦点,以F为圆心、|FM|为半径的圆和抛物线C的准线相交,则y0的取值范围是( )
A.(0,2) B.[0,2] C.(2,+∞) D.[2,+∞)
解析 设圆的半径为r,因为F(0,2)是圆心,抛物线C的准线方程为y=-2,由圆与准线相交知44,所以y0>2.故选C.
9. 过抛物线y2=4x的焦点F的直线交该抛物线于A,B两点,O为坐标原点.若|AF|=3,则△AOB的面积为( )
A. B. C. D.2
解析 焦点F(1,0),设A,B分别在第一、四象限,则点A到准线l:x=-1的距离为3,得A的横坐标为
2,纵坐标为2,AB的方程为y=2(x-1),与抛物线方程联立可得2x2-5x+2=0,所以B的横坐标为
,纵坐标为-,S△AOB=1(2+)=.
10.平面直角坐标系xOy中,双曲线C1:(a>0,b>0)的渐近线与抛物线C2:x2=2py(p>0)交于点O,A,B.若△OAB的垂心为C2的焦点,则C1的离心率为________.
解析 由题意,双曲线的渐近线方程为y=x,抛物线的焦点坐标为F.不妨设点A在第一象限,由,解得或,故A.所以kAF==.由已知F为△OAB的垂心,所以直线AF与另一条渐近线垂直,故kAF=-1,即=-1,整理得b2=a2,所以c2=a2+b2=a2,故c=a,即e==.
11.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l,过抛物线C上的点A作准线l的垂线,垂足为M,若
△AMF与△AOF(其中O为坐标原点)的面积之比为3∶1,则点A的坐标为 ( )
A.(2,2) B.(2,-2) C.(2,) D.(2,2)
解析 如图所示,由题意,可得|OF|=1,由抛物线的定义,得|AF|=|AM|,
∵△AMF与△AOF(其中O为坐标原点)的面积之比为3∶1,
∴,∴|AF|=|AM|=3,设A,
∴+1=3,解得y0=2. ∴=2,∴点A的坐标是(2,2).
类型二:与抛物线有关的最值问题
12. 已知点M(-3,2)是坐标平面内一定点,若抛物线y2=2x的焦点为F,点Q是该抛物线上的一动点,则|MQ|-|QF|的最小值是( )
A. B.3 C. D.2
解:抛物线准线方程为x=-,当MQ∥x轴时,|MQ|-|QF|取得最小值,此时|QM|-|QF|=3-=,选C.
13.已知P为抛物线y2=4x上一个动点,Q为圆x2+(y-4)2=1上一个动点,那么点P到点Q的距离与点P到抛物线准线的距离之和的最小值是________.
解析 由题意知,圆x2+(y-4)2=1的圆心为C(0,4),半径为1,抛物线的焦点为F(1,0).根据抛物线的定义,点P到点Q的距离与点P到抛物线准线的距离之和即点P到点Q的距离与点P到抛物线焦点的距离之和,因此|PQ|+|PF|≥|PC|+|PF|-1≥|CF|-1=-1.
14、若点P在上,点Q在上,则的最小值为 ( )
(A) (B) ( C) (D)
点P到点Q的距离的最小值可用点P到圆心距离的最小值减去圆的半径来求
15.已知圆C:x2+y2+6x+8y+21=0,抛物线y2=8x的准线为l,设抛物线上任意一点P到直线l的距离为m,则m+|PC|的最小值为________.
解析 由题意得圆C的方程为(x+3)2+(y+4)2=4,圆心C坐标为(-3,-4).由抛物线定义知,当m+|PC|最小时,为圆心与抛物线焦点间的距离,即(m+|PC|)min==.
16、在抛物线y2=4x上求一点P,使点P到直线y=x+3的距离最小.
该命题可转化为求一条平行于y=x+3的直线y=x+b与抛物线y2=4x相切,
求出切点,此时点P到直线y=x+3的距离最短,联立方程
得x2+(2b-4)x+b2=0,令△=0,即(2b-4)2-4b2=0,∴b=1,故x=1,y=2,P为(1,2)
∴抛物线y2=4x上一点P(1,2),使得点P到直线y=x+3的距离最短.
17、AB为抛物线上的动弦,且(为常数且),求弦AB的中点M离x轴的最近距离.
18、已知点为抛物线上的动点,点在轴上的射影是,点的坐标是,则
的最小值是( )
(A) (B) 4 ( C) (D)
19. 已知抛物线方程为y2=4x,直线l的方程为x-y+4=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,则d1+d2的最小值为( )
A.+2 B.+1 C.-2 D.-1
解析 因为抛物线的方程为y2=4x,所以焦点为F(1,0),准线方程为x=-1,因为点P到y轴的距离为d1,所以到准线的距离为d1+1,又d1+1=|PF|,所以d1+d2=d1+1+d2-1=|PF|+d2-1,焦点F到直线l的距离d===,而|PF|+d2≥d=,所以d1+d2=|PF|+d2-1≥-1,选D.
20.已知直线和直线,抛物线上一动点到直线和直线的距离之和的最小值是
A.2 B.3 C. D.
解:如下图,由题意可知
21、(2016四川) 设O为坐标原点,P是以F为焦点的抛物线 上任意一点,M是线段PF上的点,且=2,则直线OM的斜率的最大值为
(A) (B) (C) (D)1
法一:设(不妨设),则由已知得,,,,,故选C.法二:,则,后面同法一
考点四:定点问题
22. 设抛物线过定点A(2,0),且以直线x=-2为准线.
(1) 求抛物线顶点的轨迹C的方程;
(2) 已知点B(0, -5),轨迹C上是否存在满足的M, N两点?证明你的结论.
分析: 先判断直线与椭圆相交时的斜率的取值范围
23、如图,A、B是抛物线y2=2px(p>0)上的两点,且OA⊥OB(O为坐标原点).
(1)求A、B两点的横坐标之积和纵坐标之积;(2)求证:直线AB过定点.
(3)求弦中点的轨迹方程;
解:设A(x1,y1),B(x2,y2),中点P(x0,y0).
(1)kOA=,kOB=. 因为OA⊥OB,所以kOAkOB=-1,所以x1x2+y1y2=0.
因为y=2px1,y=2px2,所以+y1y2=0.因为y1≠0,y2≠0,所以y1y2=-4p2,所以x1x2=4p2.
(2)证明:因为y-y=(y2+y1)(y2-y1)=2p(x2-x1),又x1≠x2,所以=.
所以直线AB的方程为y-y1=(x-x1)=(x-),
所以y=x-+y1=x+=x-=(x-2p).所以直线AB过定点(2p,0).
(3)设P(x,y),则,。由y=2px1,y=2px2,
得 以,即
24、已知知是平面上一动点,且满足
(1)求点的轨迹的方程;
(2)已知点在曲线上,过点作直线与交于两点,且的斜率满足,求证:直线过定点,并求此定点。
由①②知
四、能力提升
1. 抛物线y= 25x2的通径长是 ( )
(A) 25 (B) (C) (D)
2.抛物线与直线ax+y-4=0的一个交点是(1,2),则抛物线的焦点到该直线的距离是( )
(A) (B) (C) (D)
3.边长为1的等边三角形AOB,O为原点,AB⊥x轴,以O为顶点,且过AB的抛物线方程是( )
(A) (B)
(C) (D)
4.已知点A(0,-3),B(2,3),点P在x2 =y上,当△PAB的面积最小时,点P的坐标为( )
(A) (1,1) (B)
(C) (D) (2,4)
5. 一个动圆的圆心在抛物线y2= 8x上,且动圆恒与直线x+2=0相切,则此动圆必经过的定点是( )
(A) (0,2) (B) (0,-2) (C) (4,0) (D) (2,0)
由题意可知直线x+2=0是抛物线y2= 8x的准线,而动圈圆心又在抛物线y2= 8x上,根据抛物线定义可知动圆圆心到准线的距离与到焦点的距离相等,从而动圆必过抛物线焦点(2,0).
6.设A,B是抛物线x2 =4y上两点,O为原点,OA⊥OB,A点横坐标是-1,则B点的横坐标为( )
(A) 1 (B)4 (C) 8 (D) 16
7.探照灯反射镜的纵断面是抛物线的一部分,光源在抛物线的焦点上,已知镜口直径是60 cm,镜深40 cm,则光源到反射镜顶点的距离是( )
(A) 11. 25 cm (B) 5. 625 cm
(C) 20 cm (D) 10 cm
8. 设F为抛物线y2=ax(a>0)的焦点,点P在抛物线上,且其到y轴的距离与到点F的距离之比为1∶2,则|PF|等于( )
(A) (B) (C) (D)
9.以抛物线x2 =-4y的焦点为圆心,通径长为直径的圆的方程为 .
解: 抛物线x2= -4y的焦点(0,-1),通径长为2p=4,所以满足条件的圈的方程为x2+(y+l)2=4.
10.对于顶点在原点的抛物线,给出下列条件:
①焦点在y轴上;
②焦点在x轴上;
③抛物线上横坐标为1的点到焦点的距离等于6;
④抛物线的通径的长为5;.
⑤原点向过焦点的某条直线作垂线,垂足坐标为(2,1).
能使此抛物线方程为y2=10x的条件是 (要求填写符合条件的序号).
11.已知抛物线的顶点在原点,它的准线过双曲线的左焦点,并且这条准线与双曲线两焦点的连线垂直,求抛物线方程.
12. 抛物线顶点在原点,其准线过双曲线的一个焦点,且抛物线与双曲线交于、两点,求抛物线和双曲线方程.
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