第八章 §8.8 抛物线 学案(含答案)

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第八章 §8.8 抛物线 学案(含答案)

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§8.8 抛物线
考试要求 1.掌握抛物线的定义、几何图形、标准方程.2.掌握抛物线的简单几何性质(范围、对称性、顶点、离心率).3.了解抛物线的简单应用.
知识梳理
1.抛物线的概念
把平面内与一个定点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.抛物线的标准方程和简单几何性质
标准方程 y2=2px(p>0) y2=-2px(p>0) x2=2py(p>0) x2=-2py(p>0)
图形
范围 x≥0,y∈R x≤0,y∈R y≥0,x∈R y≤0,x∈R
焦点
准线方程 x=- x= y=- y=
对称轴 x轴 y轴
顶点 (0,0)
离心率 e=1
常用结论
抛物线焦点弦的几个常用结论
设AB是过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),则
(1)x1x2=,y1y2=-p2;
(2)若A在第一象限,B在第四象限,则|AF|=,|BF|=,弦长|AB|=x1+x2+p=(α为弦AB的倾斜角);
(3)+=;
(4)以弦AB为直径的圆与准线相切;
(5)以AF或BF为直径的圆与y轴相切;
(6)过焦点弦的端点的切线互相垂直且交点在准线上;
(7)通径:过焦点与对称轴垂直的弦长等于2p.
思考辨析
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是抛物线.( × )
(2)方程y=4x2表示焦点在x轴上的抛物线,焦点坐标是(1,0).( × )
(3)抛物线既是中心对称图形,又是轴对称图形.( × )
(4)若直线与抛物线只有一个交点,则直线与抛物线相切.( × )
教材改编题
1.抛物线y=2x2的准线方程为(  )
A.y=- B.y=- C.y=- D.y=-1
答案 A
解析 由y=2x2,得x2=y,故抛物线y=2x2的准线方程为y=-.
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.已知抛物线C与双曲线x2-y2=1有相同的焦点,且顶点在原点,则抛物线C的方程是________.
答案 y2=±4x
解析 由已知可知双曲线的焦点为
(-,0),(,0).
设抛物线方程为y2=±2px(p>0),则=,
所以p=2,所以抛物线方程为y2=±4x.
题型一 抛物线的定义和标准方程
命题点1 定义及应用
例1 (1)(2020·全国Ⅰ)已知A为抛物线C:y2=2px(p>0)上一点,点A到C的焦点的距离为12,到y轴的距离为9,则p等于(  )
A.2 B.3 C.6 D.9
答案 C
解析 设A(x,y),由抛物线的定义知,点A到准线的距离为12,即x+=12.
又因为点A到y轴的距离为9,即x=9,
所以9+=12,解得p=6.
(2)已知点M(20,40),抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F.若对于抛物线上的一点P,|PM|+|PF|的最小值为41,则p的值等于________.
答案 42或22
解析 当点M(20,40)位于抛物线内时,如图①,过点P作抛物线准线的垂线,垂足为D,
①        ②
则|PF|=|PD|,
|PM|+|PF|=|PM|+|PD|.
当点M,P,D三点共线时,|PM|+|PF|的值最小.
由最小值为41,得20+=41,解得p=42.
当点M(20,40)位于抛物线外时,如图②,当点P,M,F三点共线时,|PM|+|PF|的值最小.
由最小值为41,得=41,
解得p=22或p=58.
当p=58时,y2=116x,点M(20,40)在抛物线内,故舍去.
综上,p=42或p=22.
思维升华 “看到准线想到焦点,看到焦点想到准线”,许多抛物线问题均可根据定义获得简捷、直观的求解.“由数想形,由形想数,数形结合”是灵活解题的一条捷径.
命题点2 求标准方程
例2 (1)设抛物线y2=2px的焦点在直线2x+3y-8=0上,则该抛物线的准线方程为(  )
A.x=-4 B.x=-3
C.x=-2 D.x=-1
答案 A
解析 直线2x+3y-8=0与x轴的交点为(4,0),∴抛物线y2=2px的焦点为(4,0),∴准线方程为x=-4.
(2)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,点A是抛物线C上一点,AD⊥l,交l于D.若|AF|=4,∠DAF=60°,则抛物线C的方程为(  )
A.y2=8x B.y2=4x
C.y2=2x D.y2=x
答案 B
解析 根据抛物线的定义可得|AD|=|AF|=4,
又∠DAF=60°,
所以|AD|-p=|AF|cos 60°=|AF|,
所以4-p=2,解得p=2,
所以抛物线C的方程为y2=4x.
教师备选
1.已知抛物线y2=4x的焦点为F,M,N是抛物线上两个不同的点.若|MF|+|NF|=5,则线段MN的中点到y轴的距离为(  )
A.3 B. C.5 D.
答案 B
解析 由题意知抛物线的准线方程为x=-1,分别过点M,N作准线的垂线,垂足为M′,N′(图略),
根据抛物线的定义得|MF|=|MM′|,
|NF|=|NN′|,
所以|MF|+|NF|=|MM′|+|NN′|,
所以线段MN的中点到准线的距离为
(|MF|+|NF|)=,所以线段MN的中点到y轴的距离为-1=.
2.(2022·济南模拟)已知抛物线x2=2py(p>0),过焦点F的直线与抛物线交于A,B两点(点A在第一象限).若直线AB的斜率为,点A的纵坐标为,则p的值为(  )
A. B. C.1 D.2
答案 C
解析 由题意得,抛物线x2=2py(p>0)的焦点在y轴上,
准线方程为y=-,
设A(xA,yA),
则|AF|=yA+=+,
设直线AB的倾斜角为α,
则tan α=,
因为α∈[0,π),所以α=,
所以|AF|===
==3-p,
所以3-p=+,解得p=1.
思维升华 求抛物线的标准方程的方法
(1)定义法;
(2)待定系数法:当焦点位置不确定时,分情况讨论.
跟踪训练1 (1)设抛物线的顶点为O,焦点为F,准线为l,P是抛物线上异于O的一点,过P作PQ⊥l于Q.则线段FQ的垂直平分线(  )
A.经过点O B.经过点P
C.平行于直线OP D.垂直于直线OP
答案 B
解析 连接PF(图略),由题意及抛物线的定义可知|PQ|=|FP|,则△QPF为等腰三角形,故线段FQ的垂直平分线经过点P.
(2)《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,第九章“勾股”,讲述了“勾股定理”及一些应用,直角三角形的三条边长分别称为“勾”“股”“弦”.设点F是抛物线y2=2px(p>0)的焦点,l是该抛物线的准线,过抛物线上一点A作准线的垂线,垂足为B,直线AF交准线l于点C,若Rt△ABC的“勾”|AB|=3,“股”|CB|=3,则抛物线的方程为 (  )
A.y2=2x B.y2=3x C.y2=4x D.y2=6x
答案 B
解析 如图,|AB|=3,|BC|=3,
则|AC|==6,
设直线l与x轴交于点H,
由|AB|=|AF|=3,|AC|=6,可知点F为AC的中点,
所以|FH|=|AB|=,
又|FH|=p,所以p=,
所以抛物线的方程为y2=3x.
题型二 抛物线的几何性质
例3 (1)(2021·新高考全国Ⅱ)抛物线y2=2px(p>0)的焦点到直线y=x+1的距离为,则p等于(  )
A.1 B.2 C.2 D.4
答案 B
解析 抛物线的焦点坐标为,其到直线x-y+1=0的距离d==,
解得p=2(p=-6舍去).
(2)(多选)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线l的斜率为且经过点F,与抛物线C交于A,B两点(点A在第一象限),与抛物线C的准线交于点D.若|AF|=8,则以下结论正确的是(  )
A.p=4 B.=
C.|BD|=2|BF| D.|BF|=4
答案 ABC
解析 如图所示,分别过点A,B作抛物线C的准线的垂线,垂足分别为点E,M,连接EF.设抛物线C的准线交x轴于点P,则|PF|=p.因为直线l的斜率为,所以其倾斜角为60°.
因为AE∥x轴,所以∠EAF=60°,
由抛物线的定义可知,|AE|=|AF|,
则△AEF为等边三角形,
所以∠EFP=∠AEF=60°,
则∠PEF=30°,
所以|AF|=|EF|=2|PF|=2p=8,得p=4,
故A正确;
因为|AE|=|EF|=2|PF|,且PF∥AE,
所以F为AD的中点,则=,故B正确;
因为∠DAE=60°,所以∠ADE=30°,
所以|BD|=2|BM|=2|BF|,故C正确;
因为|BD|=2|BF|,
所以|BF|=|DF|=|AF|=,故D错误.
教师备选
1.抛物线y2=2px(p>0)准线上的点A与抛物线上的点B关于原点O对称,线段AB的垂直平分线OM与抛物线交于点M,若直线MB经过点N(4,0),则抛物线的焦点坐标是(  )
A.(4,0) B.(2,0)
C.(1,0) D.
答案 C
解析 设点B(x1,y1),M(x2,y2),
则点A(-x1,-y1),可得-x1=-,
则x1=,
设直线MB的方程为x=my+4,
联立可得y2-2mpy-8p=0,
所以y1y2=-8p,
由题意可知,·=x1x2+y1y2=+y1y2
=-8p=16-8p=0,解得p=2.
因此,抛物线的焦点为(1,0).
2.(多选)(2022·唐山模拟)抛物线有如下光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出.反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知抛物线r:y2=x,O为坐标原点,一束平行于x轴的光线l1从点P射入,经过r上的点A(x1,y1)反射后,再经r上另一点B(x2,y2)反射后,沿直线l2射出,经过点Q,则(  )
A.y1y2=-1
B.|AB|=
C.PB平分∠ABQ
D.延长AO交直线x=-于点C,则C,B,Q三点共线
答案 BCD
解析 设抛物线的焦点为F,
则F.
因为P,
且l1∥x轴,
故A(1,1),
故直线AF:y==x-.
由可得y2-y-=0,
故y1y2=-,故A错误;
又y1=1,故y2=-,
故B,
故|AB|=1++=,故B正确;
直线AO:y=x,由
可得C,故yC=y2,
所以C,B,Q三点共线,故D正确;
因为|AP|=-1==|AB|,
故△APB为等腰三角形,故∠ABP=∠APB,
而l1∥l2,故∠PBQ=∠APB,
即∠ABP=∠PBQ,
故PB平分∠ABQ,故C正确.
思维升华 应用抛物线的几何性质解题时,常结合图形思考,通过图形可以直观地看出抛物线的顶点、对称轴、开口方向等几何特征,体现了数形结合思想解题的直观性.
跟踪训练2 (1)(2021·新高考全国Ⅰ)已知O为坐标原点,抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,P为C上一点,PF与x轴垂直,Q为x轴上一点,且PQ⊥OP.若|FQ|=6,则C的准线方程为________.
答案 x=-
解析 方法一 (解直角三角形法)由题易得|OF|=,|PF|=p,∠OPF=∠PQF,
所以tan∠OPF=tan∠PQF,
所以=,即=,
解得p=3,所以C的准线方程为x=-.
方法二 (应用射影定理法)由题易得|OF|=,|PF|=p,|PF|2=|OF|·|FQ|,
即p2=×6,解得p=3或p=0(舍去),
所以C的准线方程为x=-.
(2)直线l过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F(1,0),且与C交于A,B两点,则p=______,+=________.
答案 2 1
解析 由=1,得p=2.
当直线l的斜率不存在时,l:x=1与y2=4x
联立解得y=±2,此时|AF|=|BF|=2,
所以+=+=1;
当直线l的斜率存在时,设l:y=k(x-1),代入抛物线方程,得k2x2-2(k2+2)x+k2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1x2=1,
+=
==
==1.
综上,+=1.
题型三 直线与抛物线
例4 已知抛物线C:y2=3x的焦点为F,斜率为的直线l与C的交点为A,B,与x轴的交点为P.
(1)若|AF|+|BF|=4,求l的方程;
(2)若=3,求|AB|.
解 设直线l:y=x+t,
A(x1,y1),B(x2,y2).
(1)由题设得F,
故|AF|+|BF|=x1+x2+.
又|AF|+|BF|=4,所以x1+x2=.

可得9x2+12(t-1)x+4t2=0,
则x1+x2=-.
从而-=,得t=-.
所以l的方程为y=x-.
(2)由=3可得y1=-3y2.
由可得y2-2y+2t=0,
所以y1+y2=2,从而-3y2+y2=2,
故y2=-1,y1=3.
代入C的方程得x1=3,x2=,
即A(3,3),B.
故|AB|=.
教师备选
如图,已知抛物线x2=y,点A,B,抛物线上的点P(x,y).过点B作直线AP的垂线,垂足为Q.
(1)求直线AP斜率的取值范围;
(2)求|PA|·|PQ|的最大值.
解 (1)设直线AP的斜率为k,
k==x-,
因为-所以直线AP斜率的取值范围是(-1,1).
(2)由(1)得直线AP的斜率为k,x=k+,
则直线BQ的斜率为-(k≠0),
设直线AP的方程为kx-y+k+=0,
直线BQ的方程为x+ky-k-=0,
联立直线AP与BQ的方程
解得点Q的横坐标是xQ=.
因为|PA|==(k+1),
|PQ|=(xQ-x)=-,
所以|PA|·|PQ|=-(k-1)(k+1)3.
令f(k)=-(k-1)(k+1)3,
因为f′(k)=-(4k-2)(k+1)2,
所以f(k)在区间上单调递增,上单调递减,
因此当k=时,|PA|·|PQ|取得最大值.
当k=0时,|PA|=1,|PQ|=1,|PA|·|PQ|=1,
所以|PA|·|PQ|的最大值为.
思维升华 (1)求解直线与抛物线问题,一般利用方程法,但涉及抛物线的弦长、中点、距离等问题时,要注意“设而不求”“整体代入”“点差法”以及定义的灵活应用.
(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(设焦点在x轴的正半轴上),可直接使用公式|AB|=x1+x2+p,若不过焦点,则可用弦长公式.
跟踪训练3 已知F为抛物线T:x2=4y的焦点,直线l:y=kx+2与T相交于A,B两点.
(1)若k=1,求|FA|+|FB|的值;
(2)点C(-3,-2),若∠CFA=∠CFB,求直线l的方程.
解 由已知可得F(0,1),
设A,B,
由得x2-4kx-8=0,
所以x1+x2=4k,①
x1x2=-8.②
(1)|FA|+|FB|=+1++1
=+2.
当k=1时,由①②得|FA|+|FB|=10.
(2)由题意可知,=,
=,=(-3,-3).
由∠CFA=∠CFB,
得cos〈,〉=cos〈,〉,
即=,
又|FA|=+1,|FB|=+1,
所以由=,
可得4+2(x1+x2)-x1x2=0,
即4+8k+8=0.
解得k=-,
所以所求直线l的方程为3x+2y-4=0.
课时精练
1.抛物线x2=y的焦点到准线的距离是(  )
A.2 B.1 C. D.
答案 D
解析 抛物线标准方程x2=2py(p>0)中p的几何意义为抛物线的焦点到准线的距离,
由x2=y得p=.
2.若抛物线y2=2px(p>0)的焦点到准线的距离为2,过焦点的直线与抛物线交于A,B两点,且|AB|=8,则弦AB的中点到y轴的距离为(  )
A.2 B.3 C.4 D.6
答案 B
解析 因为抛物线y2=2px(p>0)的焦点到准线的距离为2,所以p=2,抛物线方程为y2=4x.过焦点的直线与抛物线交于A,B两点,设A(x1,y1),B(x2,y2),由抛物线的定义得,焦点弦|AB|=x1+x2+p,所以8=x1+x2+2,则x1+x2=6,所以AB的中点到y轴的距离为
d===3.
3.(2022·桂林模拟)已知抛物线y=x2的焦点为F,准线为l,M在l上,线段MF与抛物线交于N点,若|MN|=|NF|,则|MF|等于(  )
A.2 B.3 C. D.
答案 C
解析 如图,过N作准线的垂线NH,垂足为H,设l与y轴的交点为K.根据抛物线的定义可知|NH|=|NF|,
在Rt△NHM中,|MN|=|NH|,
则∠NMH=45°.
在Rt△MFK中,∠FMK=45°,
所以|MF|=|FK|.而|FK|=1,
所以|MF|=.
4.中国古代桥梁的建筑艺术,有不少是世界桥梁史上的创举,充分显示了中国劳动人民的非凡智慧.一个抛物线型拱桥,当水面离拱顶2 m时,水面宽8 m.若水面下降1 m,则水面宽度为(  )
A.2 m B.4 m C.4 m D.12 m
答案 B
解析 由题意,以拱桥顶点为原点,建立平面直角坐标系,
设抛物线方程为x2=-2py(p>0),
由题意知,抛物线经过点A(-4,-2)和点B(4,-2),
代入抛物线方程解得p=4,
所以抛物线方程为x2=-8y,
水面下降1米,即y=-3,解得x1=2,x2=-2,
所以此时水面宽度d=2x1=4.
5.(多选)(2022·广州模拟)已知点O为坐标原点,直线y=x-1与抛物线C:y2=4x相交于A,B两点,则(  )
A.|AB|=8
B.OA⊥OB
C.△AOB的面积为2
D.线段AB的中点到直线x=0的距离为2
答案 AC
解析 设A(x1,y1),B(x2,y2),
抛物线C:y2=4x,则p=2,焦点为(1,0),
则直线y=x-1过焦点.
联立方程消去y得x2-6x+1=0,
则x1+x2=6,x1x2=1,
y1y2=(x1-1)(x2-1)=x1x2-(x1+x2)+1=-4,
所以|AB|=x1+x2+p=6+2=8 ,故A正确;
由·=x1x2+y1y2=1-4=-3≠0,
所以OA与OB不垂直,故B错误;
原点到直线y=x-1的距离为d== ,
所以△AOB的面积为S=×d×|AB|=××8=2 ,故C正确;
因为线段AB的中点到直线x=0的距离为==3,故D错误.
6.(多选)已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点F到准线的距离为4,直线l过点F且与抛物线交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,若M(m,2)是线段AB的中点,则下列结论正确的是(  )
A.p=4
B.抛物线方程为y2=16x
C.直线l的方程为y=2x-4
D.|AB|=10
答案 ACD
解析 由焦点F到准线的距离为4,根据抛物线的定义可知p=4,故A正确;
则抛物线方程为y2=8x,故B错误;
焦点F(2,0),
则y=8x1,y=8x2,
若M(m,2)是线段AB的中点,
则y1+y2=4,
∴y-y=8x1-8x2,
即===2,
∴直线l的方程为y=2x-4,故C正确;
又由可得x2-6x+4=0,
∴x1+x2=6,
∴|AB|=|AF|+|BF|=x1+x2+4=10,故D正确.
7.(2021·北京)已知抛物线C:y2=4x,焦点为F,点M为抛物线C上的点,且|FM|=6,则M的横坐标是________,作MN⊥x轴于N,则S△FMN=________.
答案 5 4
解析 因为抛物线的方程为y2=4x,故p=2且F(1,0),
因为|MF|=6,所以xM+=6,解得xM=5,故yM=±2,所以S△FMN=×(5-1)×2=4.
8.(2020·新高考全国Ⅰ)斜率为的直线过抛物线C:y2=4x的焦点,且与C交于A,B两点,则|AB|=________.
答案 
解析 如图,由题意得,抛物线的焦点为F(1,0),
设直线AB的方程为y=(x-1).

得3x2-10x+3=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=,
所以|AB|=x1+x2+2=.
9.过抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点F作直线l与抛物线C交于A,B两点,当点A的纵坐标为1时,|AF|=2.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若抛物线C上存在点M(-2,y0),使得MA⊥MB,求直线l的方程.
解 (1)抛物线C:x2=2py(p>0)的准线方程为y=-,焦点为F.
∵当点A的纵坐标为1时,|AF|=2,
∴1+=2,解得p=2,
∴抛物线C的方程为x2=4y.
(2)∵点M(-2,y0)在抛物线C上,
∴y0==1.
又F(0,1),∴设直线l的方程为y=kx+1.

得x2-4kx-4=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=4k,x1x2=-4,
=(x1+2,y1-1),
=(x2+2,y2-1).
∵MA⊥MB,
∴·=0,
∴(x1+2)(x2+2)+(y1-1)(y2-1)=0,
∴-4+8k+4-4k2=0,解得k=2或k=0.
当k=0时,l过点M(舍去),∴k=2,
∴直线l的方程为y=2x+1.
10.(2022·沈阳模拟)已知抛物线C:x2=2py(p>0),其焦点到准线的距离为2,直线l与抛物线C交于A,B两点,过A,B分别作抛物线C的切线l1,l2,且l1与l2交于点M.
(1)求p的值;
(2)若l1⊥l2,求△MAB面积的最小值.
解 (1)由题意知,抛物线焦点为,
准线方程为y=-,
焦点到准线的距离为2,即p=2.
(2)由(1)知抛物线的方程为x2=4y,
即y=x2,所以y′=x,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
l1:y-=(x-x1),
l2:y-=(x-x2),
由于l1⊥l2,所以·=-1,
即x1x2=-4.
设直线l的方程为y=kx+m,与抛物线方程联立,

所以x2-4kx-4m=0,Δ=16k2+16m>0,
x1+x2=4k,x1x2=-4m=-4,所以m=1,
即l:y=kx+1.
联立方程
得即M(2k,-1).
M点到直线l的距离d==,
|AB|=
=4(1+k2),
所以S=×4(1+k2)×
,
当k=0时,△MAB的面积取得最小值4.
11.设F为抛物线y2=2x的焦点,A,B,C为抛物线上三点,若F为△ABC的重心,则||+||+||的值为(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
答案 C
解析 由题意可知,点F的坐标为,
又F为△ABC的重心,故=,
即xA+xB+xC=.
又由抛物线的定义可知||+||+||=xA+xB+xC+=+=3.
12.(多选)(2022·潍坊模拟)已知抛物线x2=y的焦点为F,M(x1,y1),N(x2,y2)是抛物线上两点,则下列结论正确的是(  )
A.点F的坐标为
B.若直线MN过点F,则x1x2=-
C.若=λ,则|MN|的最小值为
D.若|MF|+|NF|=,则线段MN的中点P到x轴的距离为
答案 BCD
解析 易知点F的坐标为,选项A错误;
根据抛物线的性质知,MN过焦点F时,
x1x2=-p2=-,选项B正确;
若=λ,则MN过点F,则|MN|的最小值即抛物线通径的长,为2p,即,选项C正确;
抛物线x2=y的焦点为,
准线方程为y=-,
过点M,N,P分别作准线的垂线MM′,NN′,PP′,垂足分别为M′,N′,P′(图略),
所以|MM′|=|MF|,|NN′|=|NF|.
所以|MM′|+|NN′|=|MF|+|NF|=,
所以线段|PP′|==,
所以线段MN的中点P到x轴的距离为|PP′|-=-=,选项D正确.
13.(多选)已知抛物线C:y2=2px(p>0)过点P(1,1),则下列结论正确的是(  )
A.点P到抛物线焦点的距离为
B.过点P作过抛物线焦点的直线交抛物线于点Q,则△OPQ的面积为
C.过点P与抛物线相切的直线方程为x-2y+1=0
D.过点P作两条斜率互为相反数的直线交抛物线于M,N两点,则直线MN的斜率为定值
答案 BCD
解析 因为抛物线C:y2=2px(p>0)过点P(1,1),
所以p=,
所以抛物线方程为y2=x,
焦点坐标为F.
对于A,|PF|=1+=,错误;
对于B,kPF=,
所以lPF:y=,
与y2=x联立得4y2-3y-1=0,
所以y1+y2=,y1y2=-,
所以S△OPQ=|OF|·|y1-y2|=××=,正确;
对于C,依题意斜率存在,设直线方程为y-1=k(x-1),与y2=x联立得ky2-y+1-k=0,Δ=1-4k(1-k)=0,
即4k2-4k+1=0,解得k=,
所以切线方程为x-2y+1=0,正确;
对于D,依题意斜率存在,
设lPM:y-1=k(x-1),
与y2=x联立得ky2-y+1-k=0,
所以yM+1=,
即yM=-1,
则xM=2,
所以点M ,
同理N ,
所以kMN=
==-,正确.
14.已知P为抛物线C:y=x2上一动点,直线l:y=2x-4与x轴,y轴交于M,N两点,点A(2,-4),且=λ+μ,则λ+μ的最小值为________.
答案 
解析 由题意得M(2,0),N(0,-4),
设P(x,y),由=λ+μ
得(x-2,y+4)=λ(0,4)+μ(-2,0).
所以x-2=-2μ,y+4=4λ.
因此λ+μ=-
=-+2=2+≥,
故λ+μ的最小值为.
15.(多选)已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,过点F的直线l交抛物线于A,B两点,以线段AB为直径的圆交y轴于M,N两点,设线段AB的中点为P,O为坐标原点,则下列说法中正确的是(  )
A.·=-p2
B.若|AF|·|BF|=4p2,则直线AB的斜率为
C.若抛物线上存在一点E(2,t)到焦点F的距离等于3,则抛物线的方程为y2=4x
D.若点F到抛物线准线的距离为2,则sin∠PMN的最小值为
答案 ACD
解析 设A(x1,y1),B(x2,y2),
直线l的方程为x=my+,
由得y2-2pmy-p2=0,
则y1+y2=2pm,y1y2=-p2.
对于A,·=x1x2+y1y2=·+y1y2=-p2=-p2,故A正确;
对于B,根据抛物线的定义可知|AF|=x1+,
|BF|=x2+,
故|AF|·|BF|=
=(my1+p)(my2+p)
=m2y1y2+pm(y1+y2)+p2
=-m2p2+2p2m2+p2=p2(m2+1)=4p2,
所以m2+1=4,解得m=±,
所以直线l的斜率k==±,故B不正确;
对于C,由题意可知2+=3,解得p=2,则抛物线的方程为y2=4x,故C正确;
对于D,由题意可知p=2,所以y1+y2=4m.
易得sin∠PMN=,其中d是点P到y轴的距离,r为以AB为直径的圆的半径,
且d=,r=|PM|==.
又x1=my1+1,x2=my2+1,且y1+y2=4m,
所以d=2m2+1,r=2m2+2,
所以sin∠PMN===1-,
当m=0时,sin∠PMN取得最小值,故D正确.
16.已知曲线C:y=,D为直线y=-上的动点,过D作C的两条切线,切点分别为A,B.
(1)证明:直线AB过定点;
(2)若以E为圆心的圆与直线AB相切,且切点为线段AB的中点,求四边形ADBE的面积.
(1)证明 设D,A(x1,y1),
则x=2y1.
因为y′=x,所以切线DA的斜率为x1,
故=x1,
整理得2tx1-2y1+1=0.
设B(x2,y2),同理可得2tx2-2y2+1=0.
故直线AB的方程为2tx-2y+1=0.
所以直线AB过定点.
(2)解 由(1)得直线AB的方程为y=tx+.

可得x2-2tx-1=0.
于是x1+x2=2t,x1x2=-1,
y1+y2=t(x1+x2)+1=2t2+1,
|AB|=|x1-x2|
=×
=2(t2+1).
设d1,d2分别为点D,E到直线AB的距离,
则d1=,d2=.
因此,四边形ADBE的面积
S=|AB|(d1+d2)=(t2+3).
设M为线段AB的中点,则M.
因为⊥,而=(t,t2-2),与向量(1,t)平行,所以t+(t2-2)t=0,解得t=0或t=±1.
当t=0时,S=3;当t=±1时,S=4.
因此,四边形ADBE的面积为3或4.

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