专题38 抛物线——备战2023年高考数学一轮复习讲义(Word版含答案)

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专题38 抛物线——备战2023年高考数学一轮复习讲义(Word版含答案)

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<备战2023年高考数学一轮复习讲义>
专题38 抛物线
1.(2021·新高考Ⅱ卷)抛物线 的焦点到直线 的距离为 ,则 (  )
A.1 B.2 C. D.4
【答案】B
【解析】解:抛物线的焦点坐标为,则其到直线x-y+1=0的距离为,解得p=2或p=-6(舍去),故p=2.
故答案为:B
2.(2020·新课标Ⅲ·理)设O为坐标原点,直线x=2与抛物线C:y2=2px(p>0)交于D,E两点,若OD⊥OE,则C的焦点坐标为(  )
A.( ,0) B.( ,0) C.(1,0) D.(2,0)
【答案】B
【解析】因为直线 与抛物线 交于 两点,且 ,
根据抛物线的对称性可以确定 ,所以 ,
代入抛物线方程 ,求得 ,所以其焦点坐标为 ,
故答案为:B.
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.
考点一 抛物线的定义和标准方程
1.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.
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.
考点二 抛物线的几何性质
3.(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.
考点三 直线与抛物线
【方法总结】(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.
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|.
【答案】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|=.
一、单选题
1.(2022·浙江模拟)抛物线的焦点到准线的距离为(  )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【解析】由,焦点到准线的距离是,
故答案为:D.
2.(2022·四川模拟)如图,抛物线的焦点为F,准线与y轴交于点D,O为坐标原点,P是抛物线上一点,且,则(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】如图,过P作PH垂直轴于H,过P作PB垂直准线于B,
设,则因为,结合抛物线的基本性质有,,.所以
故答案为:C
3.(2022·淄博模拟)已知抛物线的准线被圆所截得的弦长为,则(  )
A.1 B. C.2 D.4
【答案】C
【解析】由题,圆与抛物线都关于x轴对称,故所截得的弦AB与x轴垂直,圆心为原点,圆半径为2,则有,解得,故,得,
故答案为:C
4.(2022·山东模拟)已知O为坐标原点,抛物线的焦点为F,点M在抛物线上,且,则M点到轴的距离为(  )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意得,所以准线为,
又因为,设点的坐标为,
则有,解得:
将代入解析式得:,
所以M点到x轴的距离为.
故答案为:D.
5.(2022·聊城模拟)抛物线的准线方程是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】解:因为抛物线方程为,即,所以,即,所以抛物线的准线为
故答案为:C
6.(2022·郑州模拟)已知抛物线的焦点为,过的直线交抛物线于,两点,则的最小值为(  )
A.6 B.9 C.12 D.15
【答案】B
【解析】由题意,,设,
若直线的斜率存在,设为,则直线的方程为,
联立,即,,
又因为,,,
则,
当且仅当时取等号.
若直线的斜率不存在,则直线的方程为,则,此时.
综上,的最小值为9。
故答案为:: B.
7.(2022·佛山模拟)已知抛物线C:的焦点为F,过焦点且斜率为的直线l与抛物线C交于A,B(A在B的上方)两点,若,则的值为(  )
A. B. C.2 D.
【答案】C
【解析】设直线l的倾斜角为,根据条件可得,则可得.
过A作准线于,过B作准线于,过B作于.
由抛物线定义可得:.
因为,所以.
而.
在直角三角形ABC中,,解得:.
故答案为:C
8.(2022·天津市模拟)已知抛物线C:的焦点为F,准线为l,l与x轴的交点为P,点A在抛物线C上,过点A作,垂足为A',若四边形AA'PF的面积为14,且,则抛物线C的方程为(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】作出图形如下所示,过点F作,垂足为F'.设,
因为,故,,由抛物线定义可知,,则,故,四边形的面积,解得,故抛物线C的方程为.
故答案为:C
9.(2022·湖南模拟)已知抛物线的准线与轴交于点,点到直线的距离为,则的值为(  )
A. B. C.2 D.6
【答案】D
【解析】由已知抛物线的准线与轴的交点坐标为,其到直线的距离,解得(舍去).
故答案为:D.
10.(2022·安丘模拟)已知P为抛物线 上一个动点,Q为圆 上一个动点,那么点P到点Q的距离与点P到抛物线的准线距离之和的最小值是(  )
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】C
【解析】连接PF,
根据抛物线定义可知:点P到抛物线准线的距离等于点P到焦点 的距离,连接圆心 与焦点 ,交圆于 点,交抛物线于点 ,如图所示,此时点P到点Q的距离与点P到抛物线的准线距离之和最小即为 的长度,其中 ,故 ,
故答案为:C
二、填空题
11.(2022·吉林模拟)抛物线的焦点F关于其准线的对称点坐标是   .
【答案】(0,-3)
【解析】抛物线的焦点,准线方程为,
所以焦点F关于准线的对称点坐标是(0,-3).
故答案为:(0,-3)
12.(2022·朝阳模拟)抛物线的准线方程是   
【答案】x=-1
【解析】对于抛物线,,,
又抛物线开口向右,准线方程为x=-1.
故答案为:x=-1.
13.(2022·广州模拟)已知点是抛物线上的一个动点,则点到点的距离与到轴的距离之和的最小值为   .
【答案】1
【解析】由抛物线可知其焦点为,
由抛物线的定义可知,
故点到点的距离与到轴的距离之和为,
即点到点的距离与到轴的距离之和的最小值为1.
故答案为:1.
14.(2022·湖北模拟)过抛物线的焦点的直线,交抛物线的准线于点,与抛物线的一个交点为,且,若与双曲线的一条渐近线垂直,则该双曲线离心率的取值范围是   .
【答案】
【解析】过作抛物线准线的垂线,垂足为,如图,
则,又,
所以,,
所以直线的斜率等于,
显然直线与渐近线垂直,所以,
,而,所以,即,
,,
所以.
故答案为:.
15.(2022·内江模拟)抛物线具有光学性质: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.如图,抛物线方程为,一平行x轴的光线射向抛物线上的点P,反射后经过抛物线的焦点F射向抛物线上的点Q,再反射后又沿平行x轴方向射出.若抛物线的方程为,则在每次反射过程中,与x轴平行的两条光线间的最小距离为   .
【答案】4
【解析】设,,设两条平行光线的距离为,
由题意可知,
因为,直线过点,所以可设直线的方程为,,
由,消去得,
则,,
则,当时取得等号
所以两条平行关系的最小距离为4,
故答案为:4
三、解答题
16.(2021高三上·洛南月考)已知抛物线 ,( )的焦点与椭圆 的右焦点重合.
(1)求抛物线 的方程.
(2)直线 与抛物线 交于 , 两点,当 为何值时,以 为直径的圆,恒过原点 .
【答案】(1)由题意,椭圆 的右焦点为 ,抛物线 的焦点为 ,
所以 ,解得 ,所以抛物线的方程为 .
(2)因为直线 与抛物线 交于 , 两点,设 ,
联列方程组 ,可得 ,
所以 , ,
由 ,解得 ,
以 为直径的圆,恒过原点 ,则 ,可得 ,
又由 , ,
可得
,解得 或 ,
所以当 或 时, 为直径的圆,恒过原点 .
【解析】(1)根据题意由椭圆、抛物线的简单性质即可求出焦点的坐标,由此求出点P的坐标,从而得出抛物线的方程。
(2)由设而不求法设出点的坐标,并由斜截式设出直线的方程再联立直线与抛物线的方程,消去y等到关于x的一元二次方程结合韦达定理即可得到关于m的两根之和与两根之积的代数式,然后由数量积的坐标公式代入整理即可得到关于m的方程,计算出m的值由此得出直线的方程,结合直线的性质即可求出直线过的定点。
17.(2022·安徽模拟)已知抛物线,点在抛物线上.
(1)求抛物线的准线方程;
(2)过点的直线与抛物线交于两点,直线交轴于点,直线交轴于,记直线的斜率分别为,求证:为定值.
【答案】(1)解:将代入,解得,
的准线方程为.
(2)解:设,直线,
联立,整理得,
由题意,,即或,
且,
因为三点共线,由,整理得,
同理得,
【解析】(1) 将代入 可得答案;
(2)设 ,直线,由三点共线可得,,直线与抛物线联立,利用韦达定理代入可得答案.
18.(2022·浙江模拟)已知抛物线:经过点,焦点为F,PF=2,过点的直线与抛物线有两个不同的交点,,且直线交轴于,直线交轴于.
(1)求抛物线C的方程
(2)求直线的斜率的取值范围;
(3)设为原点,,,求证:为定值.
【答案】(1)解:抛物线:经过点,
PF=1+2
解得,故抛物线方程为:
(2)解:由题意,直线的斜率存在且不为,
设过点的直线的方程为,
设,
联立方程组可得,
消可得,
,且,
解得,且,
则,,
又、要与轴相交,
直线不能经过点,即,
故直线的斜率的取值范围是;
(3)证明:设点,,
则,,
因为,所以,
故,同理,
直线的方程为

令,得,同理可得,
因为


为定值.
【解析】 (1)根据抛物线的定义求出p的值,进而得到抛物线C的方程;
(2)显然直线 的斜率存在,设直线 的方程为 , 与抛物线方程联立,根据△> 0结合题目条件即可求出直线的斜率的取值范围;
(3) 设, 由(2)可知 ,, 求出直线PA的方程,进而得到M的坐标,同理可得N的坐标,再结合 ,, 表达出的值,再把,代入 的表达式中化简,即可证得 为定值.
19.(2022·海宁模拟)已知抛物线的焦点为F,点M是抛物线的准线上的动点.
(1)求p的值和抛物线的焦点坐标;
(2)设直线l与抛物线相交于A、B两点,且,求直线l在x轴上截距b的取值范围.
【答案】(1)解:因为抛物线的准线是,所以抛物线的焦点坐标,所以
(2)解:因为点M是抛物线的准线上的动点,设.
(ⅰ)若直线l的斜率不存在,则.
由得,
因为,所以,
即,所以,
因为,所以;
因为,所以,
即,所以,
所以因为,所以①.
(ⅱ)若直线l的斜率存在,设为k,则.设.
由得,所以,
且,所以(*),
因为,所以,即,所以,
所以,得,
因为,所以,
即,所以,
所以

所以,得,
所以②,
代入(*)得,,所以③,
由②得,所以④,
所以,所以,⑤
由④,⑤知,
综合(ⅰ)(ⅱ)知直线l在x轴上截距b的取值范围是.
【解析】(1)由抛物线的准线方程求出抛物线的焦点坐标,可得p;
(2)设,分直线l的斜率不存在和直线l的斜率不存在 ,分别与抛物线的方程联立求解可得直线l在x轴上截距b的取值范围 。
20.(2022·新昌模拟)已知抛物线,直线与抛物线交于、两点(在的上方).
(1)若过抛物线的焦点,且垂直于轴时,,求此时抛物线的方程;
(2)若直线的斜率,过点作直线的垂线交抛物线于另外一点,当,且的重心落在直线上时,求直线的斜率.
【答案】(1)解:抛物线的焦点为,联立,可得,
所以,,此时抛物线的方程为.
(2)解:设、、,
由可得,所以,
得到,同理得到.
①当时,,
.
由可得,
整理可得.
因为,所以

整理可得,
因为,所以;
②当时,,
.
由可得,
整理可得.
所以,
整理可得:,令,,
,则在上单调递增,
因为,,所以,函数在单调递减,且,
所以在无零点.
综上.
【解析】 (1)依题意, ,求得p的值,进而得到抛物线的方程;
(2) 设、、, 将直线与抛物线方程联立,易得 , ,然后分 和 讨论得出直线的斜率 .<备战2023年高考数学一轮复习讲义>
专题38 抛物线
1.(2021·新高考Ⅱ卷)抛物线 的焦点到直线 的距离为 ,则 (  )
A.1 B.2 C. D.4
2.(2020·新课标Ⅲ·理)设O为坐标原点,直线x=2与抛物线C:y2=2px(p>0)交于D,E两点,若OD⊥OE,则C的焦点坐标为(  )
A.( ,0) B.( ,0) C.(1,0) D.(2,0)
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.
考点一 抛物线的定义和标准方程
1.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________.
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
考点二 抛物线的几何性质
3.(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
考点三 直线与抛物线
【方法总结】(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.
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|.
一、单选题
1.(2022·浙江模拟)抛物线的焦点到准线的距离为(  )
A. B. C.1 D.2
2.(2022·四川模拟)如图,抛物线的焦点为F,准线与y轴交于点D,O为坐标原点,P是抛物线上一点,且,则(  )
A. B. C. D.
3.(2022·淄博模拟)已知抛物线的准线被圆所截得的弦长为,则(  )
A.1 B. C.2 D.4
4.(2022·山东模拟)已知O为坐标原点,抛物线的焦点为F,点M在抛物线上,且,则M点到轴的距离为(  )
A.2 B. C. D.
5.(2022·聊城模拟)抛物线的准线方程是(  )
A. B. C. D.
6.(2022·郑州模拟)已知抛物线的焦点为,过的直线交抛物线于,两点,则的最小值为(  )
A.6 B.9 C.12 D.15
7.(2022·佛山模拟)已知抛物线C:的焦点为F,过焦点且斜率为的直线l与抛物线C交于A,B(A在B的上方)两点,若,则的值为(  )
A. B. C.2 D.
8.(2022·天津市模拟)已知抛物线C:的焦点为F,准线为l,l与x轴的交点为P,点A在抛物线C上,过点A作,垂足为A',若四边形AA'PF的面积为14,且,则抛物线C的方程为(  )
A. B. C. D.
9.(2022·湖南模拟)已知抛物线的准线与轴交于点,点到直线的距离为,则的值为(  )
A. B. C.2 D.6
10.(2022·安丘模拟)已知P为抛物线 上一个动点,Q为圆 上一个动点,那么点P到点Q的距离与点P到抛物线的准线距离之和的最小值是(  )
A.6 B.5 C.4 D.3
二、填空题
11.(2022·吉林模拟)抛物线的焦点F关于其准线的对称点坐标是   .
12.(2022·朝阳模拟)抛物线的准线方程是   
13.(2022·广州模拟)已知点是抛物线上的一个动点,则点到点的距离与到轴的距离之和的最小值为   .
14.(2022·湖北模拟)过抛物线的焦点的直线,交抛物线的准线于点,与抛物线的一个交点为,且,若与双曲线的一条渐近线垂直,则该双曲线离心率的取值范围是   .
15.(2022·内江模拟)抛物线具有光学性质: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.如图,抛物线方程为,一平行x轴的光线射向抛物线上的点P,反射后经过抛物线的焦点F射向抛物线上的点Q,再反射后又沿平行x轴方向射出.若抛物线的方程为,则在每次反射过程中,与x轴平行的两条光线间的最小距离为   .
三、解答题
16.(2021高三上·洛南月考)已知抛物线 ,( )的焦点与椭圆 的右焦点重合.
(1)求抛物线 的方程.
(2)直线 与抛物线 交于 , 两点,当 为何值时,以 为直径的圆,恒过原点 .
17.(2022·安徽模拟)已知抛物线,点在抛物线上.
(1)求抛物线的准线方程;
(2)过点的直线与抛物线交于两点,直线交轴于点,直线交轴于,记直线的斜率分别为,求证:为定值.
18.(2022·浙江模拟)已知抛物线:经过点,焦点为F,PF=2,过点的直线与抛物线有两个不同的交点,,且直线交轴于,直线交轴于.
(1)求抛物线C的方程
(2)求直线的斜率的取值范围;
(3)设为原点,,,求证:为定值.
19.(2022·海宁模拟)已知抛物线的焦点为F,点M是抛物线的准线上的动点.
(1)求p的值和抛物线的焦点坐标;
(2)设直线l与抛物线相交于A、B两点,且,求直线l在x轴上截距b的取值范围.
20.(2022·新昌模拟)已知抛物线,直线与抛物线交于、两点(在的上方).
(1)若过抛物线的焦点,且垂直于轴时,,求此时抛物线的方程;
(2)若直线的斜率,过点作直线的垂线交抛物线于另外一点,当,且的重心落在直线上时,求直线的斜率.

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