资源简介 第八节 抛物线一、基础知识1.抛物线的定义平面内与一个定点 F 和一条定直线 l(点 F 不在直线 l 上)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点 F 叫做抛物线的焦点,定直线 l 叫做抛物线的准线.2.抛物线的标准方程和几何性质标准 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 的距离方程图形顶点 O(0,0)对称轴 x 轴 y 轴p焦点 F ,0 pF - ,0 F p0, F p0,- 2 2 2 2 离心率 e=1p p p p准线方程 x=- x= y=- y=2 2 2 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 向下焦半径(其中 p p p p|PF|=x0+ |PF|=-x0+ |PF|=y0+ |PF|=-y2 2 2 0+ P(x0,y0))2二、常用结论与抛物线焦点弦有关的几个常用结论第 715页/共1004页设 AB 是过抛物线 y2=2px(p>0)焦点 F 的弦,若 A(x1,y1),B(x2,y2),α为弦 AB 的倾斜角.则p2(1)x x = ,y y =-p21 2 4 1 2 .p p(2)|AF|= ,|BF|= .1-cos α 1+cos α2p(3)弦长|AB|=x1+x2+p= . sin2α1 1 2(4) + = .|AF| |BF| p(5)以弦 AB 为直径的圆与准线相切.考点一 抛物线的定义及应用[典例] (1)若抛物线 y2=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( )1A. B.123C. D.22(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________.[解析] (1)设 P(xP,yP),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.∴xP+1=2,∴xP=1.代入抛物线方程得|yP|=2,1 1∴△OFP 的面积为 S= ·|OF|·|yP|= ×1×2=1. 2 2(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.[答案] (1)B (2)4[变透练清]1.若抛物线 y2=2px(p>0)上的点 A(x0, 2)到其焦点的距离是 A 到 y 轴距离的 3 倍,则 p 等于( )1A. B.12第 716页/共1004页3C. D.22解析:选 D 由抛物线 y2p=2px 知其准线方程为 x=- .又点 A 到准线的距离等于点 A2p p p p2到焦点的距离,∴3x 0=x0+ ,∴x0= ,∴A , 2 4 .∵点 A 在抛物线 y2=2px 上,∴ =2.2 4 2∵p>0,∴p=2.故选 D.2.(变条件)若将本例(2)中的 B 点坐标改为(3,4),则|PB|+|PF|的最小值为________.解析:由题意可知点(3,4)在抛物线的外部.因为|PB|+|PF|的最小值即为 B,F 两点间的距离,所以|PB|+|PF|≥|BF|= 22+42= 4+16=2 5,即|PB|+|PF|的最小值为 2 5.答案:2 53.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,则 d1+d2 的最小值为________.解析: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,|1+5|故 d2+|PF|的最小值为 =3 2,12+(-1)2所以 d1+d2的最小值为 3 2-1.答案:3 2-1[解题技法] 与抛物线有关的最值问题的解题策略该类问题一般情况下都与抛物线的定义有关,实现由点到点的距离与点到直线的距离的相互转化.(1)将抛物线上的点到准线的距离转化为该点到焦点的距离,构造出“两点之间线段最短”,使问题得解;(2)将抛物线上的点到焦点的距离转化为点到准线的距离,利用“与直线上所有点的连线中,垂线段最短”解决.考点二 抛物线的标准方程及性质[典例] (1)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第 717页/共1004页C.y2=-8x 或 x2=-y D.y2=-x 或 x2=-8y(2)(2018·北京高考)已知直线 l 过点(1,0)且垂直于 x 轴,若 l 被抛物线 y2=4ax 截得的线段长为 4,则抛物线的焦点坐标为________.[解析] (1)(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.(2)由题知直线 l 的方程为 x=1,则直线与抛物线的交点为(1,±2 a)(a>0).又直线被抛物线截得的线段长为 4,所以 4 a=4,即 a=1.所以抛物线的焦点坐标为(1,0).[答案] (1)D (2)(1,0)[解题技法]1.求抛物线标准方程的方法及注意点(1)方法求抛物线的标准方程的主要方法是定义法和待定系数法.若题目已给出抛物线的方程(含有未知数 p),那么只需求出 p 即可;若题目未给出抛物线的方程,对于焦点在 x 轴上的抛物线的标准方程可统一设为 y2=ax(a≠0),a 的正负由题设来定;焦点在 y 轴上的抛物线的标准方程可设为 x2=ay(a≠0),这样就减少了不必要的讨论.(2)注意点①当坐标系已建立时,应根据条件确定抛物线方程属于四种类型中的哪一种;②要掌握抛物线的顶点、对称轴、开口方向与方程之间的对应关系;③要注意参数 p 的几何意义是焦点到准线的距离,利用它的几何意义来解决问题.2.抛物线性质的应用技巧(1)利用抛物线方程确定及应用其焦点、准线时,关键是将抛物线方程化成标准方程.(2)要结合图形分析,灵活运用平面图形的性质简化运算.[题组训练]1.(2019·哈尔滨模拟)过点F(40,3)且和直线 y+3=0相切的动圆圆心的轨迹方程为( )A.y2=12x B.y2=-12xC.x2=-12y D.x2=12y解析:选 D 由抛物线的定义知,过点 F(0,3)且和直线 y+3=0 相切的动圆圆心的轨迹是以点 F(0,3)为焦点,直线 y=-3 为准线的抛物线,故其方程为 x2=12y.2.若双曲线 C:2x2-y2=m(m>0)与抛物线 y2=16x 的准线交于 A,B 两点,且|AB|=4 3,则 m 的值是________.第 718页/共1004页解析:y2=16x 的准线 l:x=-4,因为 C 与抛物线 y2=16x 的准线 l:x=-4 交于 A,B 两点,|AB|=4 3,设 A 在 x 轴上方,所以 A(-4,2 3),B(-4,-2 3),将 A 点坐标代入双曲线方程得 2×(-4)2-(2 3)2=m,所以 m=20.答案:203.已知抛物线 x2=2py(p>0)的焦点为 F,点 P 为抛物线上的动点,点 M 为其准线上的动点,若△FPM 为边长是 4 的等边三角形,则此抛物线的方程为________________.解析:由△FPM 为等边三角形,得|PM|=|PF|,由抛物线的定义得 PM 垂直于抛物线的m2 p p准线,设 P m, m,- 0, 2p ,则点 M 2 ,因为焦点 F 2 ,△FPM 是等边三角形,所以m2 p + =4,2p 2 m2 =12, 解得 因此抛物线方程为 x2=4y. p p 2 2 p=2, + 2 2 +m =4,答案:x2=4y考点三 直线与抛物线的综合问题考法(一) 直线与抛物线的交点问题[典例] (2019·武汉部分学校调研)已知抛物线 C:x2=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 处的切线的交点为 N.若 N 在以 AB为直径的圆上,则 p 的值为________.[解析] 设直线 AB:y=kx+1,A(x1,y1),B(x2,y2),将直线 AB 的方程代入抛物线 C 的方程得 x2-2pkx-2p=0,则 x1+x2=2pk,x1x2=-2p.由 x2x=2py 得 y′= ,px1x2 2则 A,B 处的切线斜率的乘积为p2=- ,p∵点 N 在以 AB 为直径的圆上,∴AN⊥BN,2∴- =-1,∴p=2.p[答案] 2[解题技法] 直线与抛物线交点问题的解题思路第 719页/共1004页(1)求交点问题,通常解直线方程与抛物线方程组成的方程组.(2)与交点相关的问题通常借助根与系数的关系或用向量法解决.考法(二) 抛物线的焦点弦问题[典例] (2018·全国卷Ⅱ)设抛物线 C:y2=4x 的焦点为 F,过 F 且斜率为 k(k>0)的直线l 与 C 交于 A,B 两点,|AB|=8.(1)求 l 的方程;(2)求过点 A,B 且与 C 的准线相切的圆的方程.解:(1)由题意得 F(1,0),l 的方程为 y=k(x-1)(k>0).设 A(x1,y1),B(x2,y2), y=k(x-1),由 得 k2x2-(2k2+4)x+k2=0. y2 =4x2k2+4Δ=16k2+16>0,故 x1+x2= . k24k2+4所以|AB|=|AF|+|BF|=(x1+1)+(x2+1)= 2 . k4k2+4由题设知 2 =8,解得 k=1 或 k=-1(舍去). k因此 l 的方程为 y=x-1.(2)由(1)得 AB 的中点坐标为(3,2),所以 AB 的垂直平分线方程为 y-2=-(x-3),即 y=-x+5.设所求圆的圆心坐标为(x0,y0), y0=-x0+5, 则 (y0-x0+1)2(x +1)2 0 = +16. 2 x0=3, x0=11,解得 或 y0=2 y0=-6.因此所求圆的方程为(x-3)2+(y-2)2=16 或(x-11)2+(y+6)2=144.[解题技法]解决抛物线的弦及弦中点问题的常用方法(1)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.(2)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.第 720页/共1004页[提醒] 涉及弦的中点、斜率时一般用“点差法”求解.[题组训练]21.(2018·全国卷Ⅰ)设抛物线 C:y2=4x 的焦点为 F,过点(-2,0)且斜率为 的直线与 C3―→ ―→交于 M,N 两点,则FM ·FN =( )A.5 B.6C.7 D.82解析:选 D 由题意知直线 MN 的方程为 y= (x+2),3 2 y= (x+2), x=1, x=4,联立 3 解得 或 y2 y=2 y=4.= 4x,不妨设 M(1,2),N(4,4).又∵抛物线焦点为 F(1,0),―→ ―→∴FM=(0,2), FN =(3,4).―→ ―→∴FM ·FN =0×3+2×4=8.2.已知抛物线 y2=16x 的焦点为 F,过 F 作一条直线交抛物线于 A,B 两点,若|AF|=6,则|BF|=________.p解析:不妨设 A(x1,y1),B(x2,y2)(A 在 B 上方),根据焦半径公式|AF|=x1+ =x1+4=24 26,所以 x1=2,y1=4 2,所以直线 AB 的斜率为 k= =-2 2,所以直线方程为 y=-2-42 2(x-4),与抛物线方程联立得 x2-10x+16=0,即(x-2)(x-8)=0,所以 x2=8,故|BF|=8+4=12.答案:12[课时跟踪检测]A 级1.(2018·永州三模)已知抛物线 y=px2(其中 p 为常数)过点 A(1,3),则抛物线的焦点到准线的距离等于( )9 3A. B.2 2第 721页/共1004页1 1C. D.18 6解析:选 D 由抛物线 y=px2(其中 p 为常数)过点 A(1,3),可得 p=3,则抛物线的标准1 1方程为 x2= y,则抛物线的焦点到准线的距离等于 .故选 D.3 62.过点 P(-2,3)的抛物线的标准方程是( )A.y29 4=- x 或 x2= y2 39 4B.y2= x 或 x2= y2 32 9 2 4C.y = x 或 x =- y2 3D.y29 4=- x 或 x2=- y2 3解析:选 A 设抛物线的标准方程为 y29=kx 或 x2=my,代入点 P(-2,3),解得 k=- ,24 9 4m= ,所以 y2=- x 或 x2= y.3 2 33.(2019·龙岩质检)若直线 AB 与抛物线 y2=4x 交于 A,B 两点,且 AB⊥x 轴,|AB|=4 2,则抛物线的焦点到直线 AB 的距离为( )A.1 B.2C.3 D.5解析:选 A 由|AB|=4 2及 AB⊥x 轴,不妨设点 A 的纵坐标为 2 2,代入 y2=4x 得点A 的横坐标为 2,从而直线 AB 的方程为 x=2.又 y2=4x 的焦点为(1,0),所以抛物线的焦点到直线 AB 的距离为 2-1=1,故选 A.x24.(2018·齐齐哈尔八中三模)已知抛物线 C:y= 的焦点为 F,A(x0,y0)是 C 上一点,8且|AF|=2y0,则 x0=( )A.2 B.±2C.4 D.±4x2解析:选 D 由 y= ,得抛物线的准线为 y=-2,由抛物线的几何意义可知,|AF|=82y0=2+y0,得 y0=2,所以 x0=±4,故选 D.5.(2019·湖北五校联考)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=-8xC.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.第 722页/共1004页x1+x2又 AB 的中点到 y 轴的距离为 2,∴- =2,∴x2 1+x2=-4,∴p=4,∴所求抛物线的方程为 y2=-8x.故选 B.6.已知点 A(0,2),抛物线 C1:y2=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( )1 1A. B.4 2C.1 D.4a解析:选 D 依题意,点 F 的坐标为 ,0 4 ,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0-2 8 |KN| 8|KN|∶|KM|=2∶1.∵kFN= =- ,kFN=- =-2,∴ =2,解a a |KM| a-04得 a=4.7.抛物线 x2=-10y 的焦点在直线 2mx+my+1=0 上,则 m=________.5 2解析:抛物线的焦点为 0,- 2 ,代入直线方程 2mx+my+1=0,可得 m= . 52答案:58.(2019·沈阳质检)已知正三角形 AOB(O 为坐标原点)的顶点 A,B 在抛物线 y2=3x 上,则△AOB 的边长是________.3 1解析:如图,设△ AOB 的边长为 a,则 A a, a ,∵点 A 在抛 2 2 2 1物线 y =3x 上,∴ a23=3× a,∴a=6 3.4 2答案:6 3x29.(2018·广州一模)已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点F与双曲线 -y2=1的右焦点重合,3若 A 为抛物线在第一象限上的一点,且|AF|=3,则直线 AF 的斜率为________.x2解析:∵双曲线 -y2=1 的右焦点为(2,0),∴抛物线方程为 y2=8x,∵|AF|=3,∴x3 A+2=3,得 xA=1,代入抛物线方程可得 yA=±2 2.∵点 A 在第一象限,∴A(1,2 2),2 2∴直线 AF 的斜率为 =-2 2.1-2答案:-2 210.已知抛物线 y2=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第 723页/共1004页轴的垂线,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:211.已知抛物线 y2=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.p解:(1)抛物线 y2=2px(p>0)的准线为 x=- ,2p于是 4+ =5,∴p=2.2∴抛物线方程为 y2=4x.(2)∵点 A 的坐标是(4,4),由题意得 B(0,4),M(0,2).4又∵F(1,0),∴kFA= , 33∵MN⊥FA,∴kMN=- . 44∴FA 的方程为 y= (x-1),①33MN 的方程为 y-2=- x,②48 4联立①②,解得 x= ,y= ,5 5∴点 N 的坐标为 8 4, 5 5 .12.已知抛物线 C:y2=2px(p>0)的焦点为 F,抛物线 C 与直线 l1:y=-x 的一个交点的横坐标为 8.(1)求抛物线 C 的方程;(2)不过原点的直线 l2 与 l1 垂直,且与抛物线交于不同的两点 A,B,若线段 AB 的中点为 P,且|OP|=|PB|,求△FAB 的面积.解:(1)易知直线与抛物线的交点坐标为(8,-8),∴(-8)2=2p×8,∴2p=8,∴抛物线 C 的方程为 y2=8x.(2)直线 l2 与 l1 垂直,故可设直线 l2:x=y+m,A(x1,y1),B(x2,y2),且直线 l2与 x 轴第 724页/共1004页的交点为 M.2 y =8x,由 x=y+m, 得 y2-8y-8m=0,Δ=64+32m>0,∴m>-2.y1+y2=8,y1y2=-8m,y21y22∴x1x2= =m2. 64由题意可知 OA⊥OB,即 x1x2+y 21y2=m -8m=0,∴m=8 或 m=0(舍去),∴直线 l2:x=y+8,M(8,0).1故 S 2△FAB=S△FMB+S△FMA= ·|FM|·|y1-y2 2|=3 (y1+y2) -4y1y2=24 5.B 级1.设抛物线 C:y2=2px(p>0)的焦点为 F,准线为 l,M∈C,以 M 为圆心的圆 M 与准线 l 相切于点 Q,Q 点的纵坐标为 3p,E(5,0)是圆 M 与 x 轴不同于 F 的另一个交点,则 p=( )A.1 B.2C.3 D.4p解析:选 B 如图,抛物线 C:y2=2px(p>0)的焦点 F ,0 2 ,由3pQ 点的纵坐标为 3p 知 M 点的纵坐标为 3p,则 M 点的横坐标 x= ,23p 3p即 M , 3p 2 .由题意知点 M 是线段 EF 的垂直平分线上的点, =2p5-2 p+ ,解得 p=2.故选 B.2 22.(2018·全国卷Ⅲ)已知点 M(-1,1)和抛物线 C:y2=4x,过 C 的焦点且斜率为 k 的直线与 C 交于 A,B 两点.若∠AMB=90°,则 k=________.解析:法一:设点 A(x1,y1),B(x2,y2), y21=4x1,则 ∴y2-y2=4(x -x ), y21 2 1 2 2=4x2,y1-y2 4∴k= = .x1-x2 y1+y2设 AB 中点 M′(x0,y0),抛物线的焦点为 F,分别过点 A,B 作准线 x=-1 的垂线,垂足为 A′,B′,第 725页/共1004页1 1则|MM′|= |AB|= (|AF|+|BF|)2 21= (|AA′|+|BB′|).2∵M′(x0,y0)为 AB 的中点,∴M 为 A′B′的中点,∴MM′平行于 x 轴,∴y1+y2=2,∴k=2.法二:由题意知,抛物线的焦点坐标为 F(1,0),设直线方程为 y=k(x-1),直线方程与 y2=4x 联立,消去 y,得 k2x2-(2k2+4)x+k2=0.设 A(x1,y1),B(x2,y2),2k2+4则 x1x2=1,x1+x2= 2 . k―→由 M(-1,1),得AM=(-1-x1,1-y1),―→BM=(-1-x2,1-y2).―→ ―→由∠AMB=90°,得AM ·BM=0,∴(x1+1)(x2+1)+(y1-1)(y2-1)=0,∴x1x2+(x1+x2)+1+y1y2-(y1+y2)+1=0.又 y 21y2=k(x1-1)·k(x2-1)=k [x1x2-(x1+x2)+1],y1+y2=k(x1+x2-2),2k2+4 2k2+4 2k2+4∴1+ 2 + + 2 - + - 1 k 1 2 1 k - 2 +1=0,k k k2 4 4整理得 2- +1=0,解得 k=2. k k答案:23.(2019·洛阳模拟)已知抛物线 C:x2=2py(p>0),过焦点 F 的直线交 C 于 A,B 两点,D 是抛物线的准线 l 与 y 轴的交点.(1)若 AB∥l,且△ABD 的面积为 1,求抛物线的方程;(2)设 M 为 AB 的中点,过 M 作 l 的垂线,垂足为 N.证明:直线 AN 与抛物线相切.解:(1)∵AB∥l,∴|FD|=p,|AB|=2p.∴S 2△ABD=p ,∴p=1,故抛物线 C 的方程为 x2=2y.p(2)设直线 AB 的方程为 y=kx+ ,2第 726页/共1004页 py=kx+ ,由 2 得 x2-2kpx-p2=0. x2=2py∴x 21+x2=2kp,x1x2=-p . x21 x22其中 A x 1, x ,2p ,B 2 2p .p∴M kp,k2p+ ,N pkp,- 2 2 .x2 p x2 2 21 1 p x1+p x21-x1x2+ +2p 2 2p 2 2p 2p x1∴kAN= = = = = .x1-kp x1+x2 x1-x2 x1-x2 px1- 2 2 2x又 x2=2py,∴y′= .px1∴抛物线 x2=2py 在点 A 处的切线斜率 k= .p∴直线 AN 与抛物线相切.第九节 曲线与方程一、基础知识1.曲线与方程一般地,在平面直角坐标系中,如果某曲线 C 上的点与一个二元方程 f(x,y)=0 的实数解建立了如下关系:(1)曲线上点的坐标都是这个方程的解.(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点.那么这个方程叫做曲线的方程,这条曲线叫做方程的曲线 .2.求动点轨迹方程的一般步骤(1)建立适当的坐标系 ,用有序实数对(x,y)表示曲线上任意一点 M 的坐标;(2)写出适合条件 p 的点 M 的集合 P={M|p(M)} ;(3)用坐标表示条件 p(M),列出方程 f(x,y)=0;(4)化方程 f(x,y)=0 为最简形式;(5)说明化简后的方程的解为坐标的点都在曲线上.(1)如果曲线 C 的方程是 f(x,y)=0, 那么点 P0(x0,y0)在曲线 C 上的充要条件是 f(x0,y0)=0.(2)“曲线 C 是方程 f(x,y)=0 的曲线”是“曲线 C 上的点的坐标都是方程 f(x,y)=0的解”的充分不必要条件.第 727页/共1004页 展开更多...... 收起↑ 资源预览