(新人教A版强基版)2024届高考一轮复习数学 第八章 8.7 抛物线 (课件+学案)

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(新人教A版强基版)2024届高考一轮复习数学 第八章 8.7 抛物线 (课件+学案)

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(共77张PPT)
§8.7 抛物线
第八章 直线和圆、圆锥曲线
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.
考试要求
内容索引
第一部分
第二部分
第三部分
落实主干知识
探究核心题型
课时精练
落实主干知识




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______的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的______,直线l叫做抛物线的_____.
相等
焦点
准线
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
2.抛物线的标准方程和简单几何性质
焦点 _______ ________ _______
________
准线 方程 _________ _______ __________
_______
对称轴 _____ _____
顶点 ______
离心率 e=___
x轴
y轴
(0,0)
1
1.通径:过焦点与对称轴垂直的弦长等于2p.
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)以(0,1)为焦点的抛物线的标准方程为x2=4y.(   )
×
×

×

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

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.抛物线y2=2px(p>0)上一点M(3,y)到焦点F的距离|MF|=4,则抛物线的方程为
A.y2=8x B.y2=4x
C.y2=2x D.y2=x

探究核心题型

二部

例1 (1)(2022·全国乙卷)设F为抛物线C:y2=4x的焦点,点A在C上,点B(3,0),若|AF|=|BF|,则|AB|等于
题型一
抛物线的定义及应用

方法一 由题意可知F(1,0),抛物线的准线方程为x=-1.
因为|BF|=3-1=2,
解得y0=±2,所以A(1,2)或A(1,-2).
不妨取A(1,2),
方法二 由题意可知F(1,0),故|BF|=2,
所以|AF|=2.
因为抛物线的通径长为2p=4,
所以AF的长为通径长的一半,
所以AF⊥x轴,
(2)已知点M(20,40)不在抛物线C:y2=2px(p>0)上,抛物线C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________.
42或22
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,
则|PF|=|PD|,
|PM|+|PF|=|PM|+|PD|.
当点M,P,D三点共线时,
|PM|+|PF|的值最小.

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.
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.

“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.
思维升华

(2)已知点P为抛物线y2=-4x上的动点,设点P到l:x=1的距离为d1,到直线x+y-4=0的距离为d2,则d1+d2的最小值是

直线l:x=1为抛物线y2=-4x的准线,点P到准线的距离等于点P到焦点F的距离,过焦点F作直线x+y-4=0的垂线,
如图所示,此时d1+d2最小为点F到直线x+y-4=0的距离.
题型二
抛物线的标准方程
例2 分别求满足下列条件的抛物线的标准方程.
(1)准线方程为2y+4=0;
准线方程为2y+4=0,即y=-2,故抛物线焦点在y轴的正半轴上,设其方程为x2=2py(p>0).
(2)过点(3,-4);
∵点(3,-4)在第四象限,∴抛物线开口向右或向下,
设抛物线的标准方程为y2=2px(p>0)或x2=-2p1y(p1>0).
把点(3,-4)的坐标分别代入y2=2px和x2=-2p1y中,得(-4)2=2p·3,32=-2p1·(-4),
(3)焦点在直线x+3y+15=0上.
令x=0得y=-5;令y=0得x=-15.
∴抛物线的焦点为(0,-5)或(-15,0).
∴所求抛物线的标准方程为x2=-20y或y2=-60x.
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.
思维升华

跟踪训练2 (1)如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线依次交抛物线及准线于点A,B,C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则抛物线的方程为
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Rt△ACE中,2|AE|=|AC|,
∵|AE|=|AF|=3,|AC|=3+3a,
∴3+3a=6,解得a=1,
因此抛物线的方程为y2=3x.

则抛物线方程为y2=4x,其准线方程为x=-1.
题型三
抛物线的几何性质

解得p=2(p=-6舍去).



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,
因为∠DAE=60°,所以∠ADE=30°,
所以|BD|=2|BM|=2|BF|,故C正确;
因为|BD|=2|BF|,
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3 (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_________.
所以tan∠OPF=tan∠PQF,
|PF|=p,|PF|2=|OF|·|FQ|,
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易知焦点F的坐标为(4,0),准线l的方程为x=-4,如图,
抛物线准线与x轴的交点为A,作MB⊥l于点B,NC⊥l于点C,
又|CN|=4,|OF|=4,
所以|FN|=16.
课时精练

三部

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基础保分练
2.(2023·榆林模拟)已知抛物线x2=2py(p>0)上的一点M(x0,1)到其焦点的距离为2,则该抛物线的焦点到其准线的距离为
A.6 B.4
C.3 D.2

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3.(2023·福州质检)在平面直角坐标系Oxy中,动点P(x,y)到直线x=1的距离比它到定点(-2,0)的距离小1,则P的轨迹方程为
A.y2=2x B.y2=4x
C.y2=-4x D.y2=-8x

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由题意知动点P(x,y)到直线x=2的距离与到定点(-2,0)的距离相等,
由抛物线的定义知,P的轨迹是以(-2,0)为焦点,x=2为准线的抛物线,
所以p=4,轨迹方程为y2=-8x.
4.(2022·北京模拟)设M是抛物线y2=4x上的一点,F是抛物线的焦点,O是坐标原点,若∠OFM=120°,则|FM|等于
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过点M作抛物线的准线l的垂线,垂足为点N,连接FN,如图所示,
因为∠OFM=120°,MN∥x轴,则∠FMN=60°,
由抛物线的定义可得|MN|=|FM|,所以△FNM为
等边三角形,则∠FNM=60°,
抛物线y2=4x的准线方程为x=-1,设直线x=-1
交x轴于点E,则∠ENF=30°,
易知|EF|=2,∠FEN=90°,则|FM|=|FN|=2|EF|=4.
5.(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且与抛物线交于两点A(x1,y1),B(x2,y2),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
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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;
则抛物线的方程为y2=8x,
焦点F(2,0),故B错误;
若M(m,2)是线段AB的中点,则y1+y2=4,
∴直线l的方程为y=2x-4,故C正确;
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又由y1+y2=2(x1+x2)-8=4,得x1+x2=6,
∴|AB|=|AF|+|BF|=x1+x2+4=10,故D正确.
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7.如图是抛物线形拱桥,当水面为l时,拱顶离水面2米,水面宽4米.则水位下降1米后,水面宽______米.
8.(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=_______.
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因为抛物线的方程为y2=4x,
故p=2且F(1,0),
解得xM=5,
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;
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当点A的纵坐标为1时,|AF|=2,
∴抛物线C的方程为x2=4y.
(2)若抛物线C上存在点M(-2,y0),使得MA⊥MB,求直线l的方程.
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∵点M(-2,y0)在抛物线C上,
又直线l过点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,
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∵MA⊥MB,
∴(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,不符合题意,∴k=2,
∴直线l的方程为y=2x+1.
10.已知在抛物线C:x2=2py(p>0)的第一象限的点P(x,1)到其焦点的距离为2.
(1)求抛物线C的方程和点P的坐标;
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故抛物线的方程为x2=4y,
当y=1时,x2=4,
又因为x>0,所以x=2,
所以点P的坐标为(2,1).
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由题意可得直线l的斜率存在,
所以Δ=16k2+4(4k+2)>0,x1+x2=4k,x1x2=-4k-2,
因为∠APB的角平分线与y轴垂直,
所以kPA+kPB=0,
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即x1+x2+4=0,
所以k=-1,x1+x2=-4,x1x2=2,
11.(多选)(2023·衡阳联考)设抛物线C:y2=4x的焦点为F,O为坐标原点,过F的直线与C分别交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则
A.y1y2为定值
B.∠AOB可能为直角
C.以BF为直径的圆与y轴有两个交点
D.对于确定的直线AB,在C的准线上存在三个不同的点P,使得△ABP为
直角三角形
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综合提升练


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设lAB:x=ty+1,与y2=4x联立可得y2-4ty-4=0,y1y2=-4,故A正确;
则以BF为直径的圆与y轴相切,故C错误;
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故有以AB为直径的圆与C的准线相切,对于确定的直线AB,当∠P为直角时,P为切点;
当∠A或∠B为直角时,P为过A(或B)的AB的垂线与准线的交点,故D正确.
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12.(2023·茂名模拟)以抛物线C:y2=4x的焦点F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|=8,则|DE|=________.
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∴F(1,0),
不妨设点A在第一象限,如图所示,
由|AB|=8,y2=4x得A(4,4),
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由题知,抛物线y2=8x的焦点坐标为(2,0),
若直线AB的方程为x=2,则|AB|=8,与已知矛盾,故直线AB的斜率存在,
设直线AB的方程为y=k(x-2),A(x1,y1),B(x2,y2),
由于k≠0,
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又|AB|=9,∴x1+x2+4=9,
∴(2-x1,-y1)=λ(x2-2,y2),
∴2-x1=λ(x2-2),
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如图所示,作BE⊥l,AD⊥l,设|AF|=a,|BF|=b,
由抛物线定义得|AF|=|AD|,|BF|=|BE|,
在梯形ABED中,2|MN|=|AD|+|BE|=a+b,
因为AF⊥AB,∠ABF=30°,§8.7 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
1.通径:过焦点与对称轴垂直的弦长等于2p.
2.抛物线y2=2px(p>0)上一点P(x0,y0)到焦点F的距离|PF|=x0+,也称为抛物线的焦半径.
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)以(0,1)为焦点的抛物线的标准方程为x2=4y.( √ )
教材改编题
1.抛物线x2=y的准线方程为(  )
A.y=- B.x=-
C.y= D.x=
答案 A
解析 由抛物线的标准方程可得,抛物线的焦点位于y轴正半轴上,焦点坐标为,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.抛物线y2=2px(p>0)上一点M(3,y)到焦点F的距离|MF|=4,则抛物线的方程为(  )
A.y2=8x B.y2=4x C.y2=2x D.y2=x
答案 B
解析 由题意可得|MF|=xM+,
则3+=4,即p=2,故抛物线方程为y2=4x.
题型一 抛物线的定义及应用
例1 (1)(2022·全国乙卷)设F为抛物线C:y2=4x的焦点,点A在C上,点B(3,0),若|AF|=|BF|,则|AB|等于(  )
A.2 B.2 C.3 D.3
答案 B
解析 方法一 由题意可知F(1,0),抛物线的准线方程为x=-1.
设A,
则由抛物线的定义可知|AF|=+1.
因为|BF|=3-1=2,
所以由|AF|=|BF|,可得+1=2,
解得y0=±2,所以A(1,2)或A(1,-2).
不妨取A(1,2),
则|AB|===2.
方法二 由题意可知F(1,0),故|BF|=2,
所以|AF|=2.
因为抛物线的通径长为2p=4,
所以AF的长为通径长的一半,
所以AF⊥x轴,
所以|AB|===2.
(2)已知点M(20,40)不在抛物线C:y2=2px(p>0)上,抛物线C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,
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.
     ①        ②
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.
跟踪训练1 (1)已知抛物线y=mx2(m>0)上的点(x0,2)到该抛物线焦点F的距离为,则m等于(  )
A.4 B.3 C. D.
答案 D
解析 由题意知,抛物线y=mx2(m>0)的准线方程为y=-,
根据抛物线的定义,可得点(x0,2)到焦点F的距离等于到准线y=-的距离,
可得2+=,解得m=.
(2)已知点P为抛物线y2=-4x上的动点,设点P到l:x=1的距离为d1,到直线x+y-4=0的距离为d2,则d1+d2的最小值是(  )
A. B. C.2 D.
答案 B
解析 直线l:x=1为抛物线y2=-4x的准线,点P到准线的距离等于点P到焦点F的距离,过焦点F作直线x+y-4=0的垂线,
如图所示,此时d1+d2最小为点F到直线x+y-4=0的距离.
∵F(-1,0),∴(d1+d2)min==.
题型二 抛物线的标准方程
例2 分别求满足下列条件的抛物线的标准方程.
(1)准线方程为2y+4=0;
(2)过点(3,-4);
(3)焦点在直线x+3y+15=0上.
解 (1)准线方程为2y+4=0,即y=-2,故抛物线焦点在y轴的正半轴上,设其方程为x2=2py(p>0).
又=2,∴2p=8,故所求抛物线的标准方程为x2=8y.
(2)∵点(3,-4)在第四象限,∴抛物线开口向右或向下,
设抛物线的标准方程为y2=2px(p>0)或x2=-2p1y(p1>0).
把点(3,-4)的坐标分别代入y2=2px和x2=-2p1y中,得(-4)2=2p·3,32=-2p1·(-4),
则2p=,2p1=.
∴所求抛物线的标准方程为y2=x或x2=-y.
(3)令x=0得y=-5;令y=0得x=-15.
∴抛物线的焦点为(0,-5)或(-15,0).
∴所求抛物线的标准方程为x2=-20y或y2=-60x.
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2 (1)如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线依次交抛物线及准线于点A,B,C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则抛物线的方程为(  )
A.y2=x
B.y2=9x
C.y2=x
D.y2=3x
答案 D
解析 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Rt△ACE中,2|AE|=|AC|,
∵|AE|=|AF|=3,|AC|=3+3a,
∴3+3a=6,解得a=1,
∵BD∥FG,∴=,
∴p=,
因此抛物线的方程为y2=3x.
(2)(2022·烟台模拟)已知点F为抛物线y2=2px(p>0)的焦点,点P在抛物线上且横坐标为8,O为坐标原点,若△OFP的面积为2,则该抛物线的准线方程为(  )
A.x=- B.x=-1
C.x=-2 D.x=-4
答案 B
解析 抛物线y2=2px(p>0)的焦点F,
将点P的横坐标代入抛物线得y2=16p,可得y=±4,不妨令P(8,4),
则S△OFP=××4=p=2,解得p=2,
则抛物线方程为y2=4x,其准线方程为x=-1.
题型三 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.
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3 (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(p=0舍去),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)已知F是抛物线y2=16x的焦点,M是抛物线上一点,FM的延长线交y轴于点N,若3=2,则|FN|=________.
答案 16
解析 易知焦点F的坐标为(4,0),准线l的方程为x=-4,如图,
抛物线准线与x轴的交点为A,作MB⊥l于点B,NC⊥l于点C,
AF∥MB∥NC,则=,
由3=2,
得=,
又|CN|=4,|OF|=4,
所以=,|BM|=,|MF|=|BM|=,=,
所以|FN|=16.
课时精练
1.(2022·桂林模拟)抛物线C:y2=-x的准线方程为(  )
A.x= B.x=- C.y= D.y=-
答案 A
解析 y2=-x的准线方程为x=.
2.(2023·榆林模拟)已知抛物线x2=2py(p>0)上的一点M(x0,1)到其焦点的距离为2,则该抛物线的焦点到其准线的距离为(  )
A.6 B.4 C.3 D.2
答案 D
解析 由题可知,抛物线准线为y=-,可得1+=2,解得p=2,所以该抛物线的焦点到其准线的距离为p=2.
3.(2023·福州质检)在平面直角坐标系Oxy中,动点P(x,y)到直线x=1的距离比它到定点(-2,0)的距离小1,则P的轨迹方程为(  )
A.y2=2x B.y2=4x C.y2=-4x D.y2=-8x
答案 D
解析 由题意知动点P(x,y)到直线x=2的距离与到定点(-2,0)的距离相等,
由抛物线的定义知,P的轨迹是以(-2,0)为焦点,x=2为准线的抛物线,
所以p=4,轨迹方程为y2=-8x.
4.(2022·北京模拟)设M是抛物线y2=4x上的一点,F是抛物线的焦点,O是坐标原点,若∠OFM=120°,则|FM|等于(  )
A.3 B.4 C. D.
答案 B
解析 过点M作抛物线的准线l的垂线,垂足为点N,连接FN,如图所示,
因为∠OFM=120°,MN∥x轴,则∠FMN=60°,
由抛物线的定义可得|MN|=|FM|,所以△FNM为等边三角形,则∠FNM=60°,
抛物线y2=4x的准线方程为x=-1,设直线x=-1交x轴于点E,则∠ENF=30°,
易知|EF|=2,∠FEN=90°,则|FM|=|FN|=2|EF|=4.
5.(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且与抛物线交于两点A(x1,y1),B(x2,y2),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;
则抛物线的方程为y2=8x,
焦点F(2,0),故B错误;
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y1+y2=2(x1+x2)-8=4,得x1+x2=6,
∴|AB|=|AF|+|BF|=x1+x2+4=10,故D正确.
6.(多选)(2022·金陵模拟)在平面直角坐标系Oxy中,点F是抛物线C:y2=ax(a>0)的焦点,点A,B(a,b)(b>0)在抛物线C上,则下列结论正确的是(  )
A.C的准线方程为x= B.b=
C.·=2 D.+=
答案 BD
解析 点A(a>0),B(a,b)(b>0)在抛物线C上,
则解得
则抛物线C:y2=x,A,B(,),
抛物线C的准线方程为x=-,故A错误,B正确;
·=×+1×=1+,故C错误;
抛物线C的焦点F,
则|AF|==,
|BF|==,
则+=+=,故D正确.
7. 如图是抛物线形拱桥,当水面为l时,拱顶离水面2米,水面宽4米.则水位下降1米后,水面宽________米.
答案 2
解析 建立如图所示的平面直角坐标系,设抛物线的方程为x2=-2py(p>0),则点(2,-2)在抛物线上,代入可得p=1,所以x2=-2y.当y=-3时,x2=6,所以水面宽为2米.
8.(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|FM|=6,所以xM+=6,
解得xM=5,
故yM=±2,
所以S△FMN=×(5-1)×2=4.
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,M坐标为(-2,1).
又直线l过点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,不符合题意,∴k=2,
∴直线l的方程为y=2x+1.
10.已知在抛物线C:x2=2py(p>0)的第一象限的点P(x,1)到其焦点的距离为2.
(1)求抛物线C的方程和点P的坐标;
(2)过点的直线l交抛物线C于A,B两点,若∠APB的角平分线与y轴垂直,求弦AB的长.
解 (1)由1+=2,可得p=2,
故抛物线的方程为x2=4y,
当y=1时,x2=4,
又因为x>0,所以x=2,
所以点P的坐标为(2,1).
(2)由题意可得直线l的斜率存在,
设直线l的方程为y=k(x+1)+,A(x1,y1),B(x2,y2),
由得x2-4kx-4k-2=0,
所以Δ=16k2+4(4k+2)>0,x1+x2=4k,x1x2=-4k-2,
因为∠APB的角平分线与y轴垂直,
所以kPA+kPB=0,
所以kPA+kPB=+=0,
即+=0,
即x1+x2+4=0,
所以k=-1,x1+x2=-4,x1x2=2,
所以|AB|=|x1-x2|==4.
11.(多选)(2023·衡阳联考)设抛物线C:y2=4x的焦点为F,O为坐标原点,过F的直线与C分别交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则(  )
A.y1y2为定值
B.∠AOB可能为直角
C.以BF为直径的圆与y轴有两个交点
D.对于确定的直线AB,在C的准线上存在三个不同的点P,使得△ABP为直角三角形
答案 AD
解析 设lAB:x=ty+1,与y2=4x联立可得y2-4ty-4=0,y1y2=-4,故A正确;
因为x1x2==1,
所以kOA·kOB=≠-1,
∴∠AOB≠,故B错误;
设BF的中点M,=,
则以BF为直径的圆与y轴相切,故C错误;
设AB的中点N,
N到C的准线的距离为+1,
因为=+1,
故有以AB为直径的圆与C的准线相切,对于确定的直线AB,当∠P为直角时,P为切点;
当∠A或∠B为直角时,P为过A(或B)的AB的垂线与准线的交点,故D正确.
12.(2023·茂名模拟)以抛物线C:y2=4x的焦点F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|=8,则|DE|=________.
答案 2
解析 由抛物线方程知=1,
∴F(1,0),
不妨设点A在第一象限,如图所示,
由|AB|=8,y2=4x得A(4,4),
∴圆的半径r==5,
∴|DE|=2=2=2.
13.(2022·南通模拟)已知抛物线y2=8x,过焦点的直线与抛物线交于A,B两点,若|AB|=9,=λ,则λ=________.
答案 或2
解析 由题知,抛物线y2=8x的焦点坐标为(2,0),
若直线AB的方程为x=2,则|AB|=8,与已知矛盾,故直线AB的斜率存在,
设直线AB的方程为y=k(x-2),A(x1,y1),B(x2,y2),
联立化简可得k2x2-(4k2+8)x+4k2=0,
由于k≠0,
所以有x1+x2=,x1x2=4,
又|AB|=9,∴x1+x2+4=9,
∴=5,
∴k=±2,x1=1,x2=4或x1=4,x2=1,
∵=λ ,
∴(2-x1,-y1)=λ(x2-2,y2),
∴2-x1=λ(x2-2),
∴λ=或λ=2.
14.(2022·无锡模拟)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,A,B是抛物线C上的两个动点,且AF⊥AB,∠ABF=30°,设线段AB的中点M在准线l上的射影为点N,则的值是________.
答案 
解析 如图所示,作BE⊥l,AD⊥l,
设|AF|=a,|BF|=b,
由抛物线定义得|AF|=|AD|,|BF|=|BE|,
在梯形ABED中,2|MN|=|AD|+|BE|=a+b,
因为AF⊥AB,∠ABF=30°,
所以b=2a,则|MN|=,
又|AB|==a,
故==.§8.7 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________的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的________,直线l叫做抛物线的________.
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
对称轴
顶点
离心率 e=______
常用结论
1.通径:过焦点与对称轴垂直的弦长等于2p.
2.抛物线y2=2px(p>0)上一点P(x0,y0)到焦点F的距离|PF|=x0+,也称为抛物线的焦半径.
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)以(0,1)为焦点的抛物线的标准方程为x2=4y.(  )
教材改编题
1.抛物线x2=y的准线方程为(  )
A.y=- B.x=-
C.y= D.x=
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
3.抛物线y2=2px(p>0)上一点M(3,y)到焦点F的距离|MF|=4,则抛物线的方程为(  )
A.y2=8x B.y2=4x
C.y2=2x D.y2=x
题型一 抛物线的定义及应用
例1 (1)(2022·全国乙卷)设F为抛物线C:y2=4x的焦点,点A在C上,点B(3,0),若|AF|=|BF|,则|AB|等于(  )
A.2 B.2
C.3 D.3
(2)已知点M(20,40)不在抛物线C:y2=2px(p>0)上,抛物线C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________.
听课记录:______________________________________________________________
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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.
跟踪训练1 (1)已知抛物线y=mx2(m>0)上的点(x0,2)到该抛物线焦点F的距离为,则m等于(  )
A.4 B.3 C. D.
(2)已知点P为抛物线y2=-4x上的动点,设点P到l:x=1的距离为d1,到直线x+y-4=0的距离为d2,则d1+d2的最小值是(  )
A. B. C.2 D.
题型二 抛物线的标准方程
例2 分别求满足下列条件的抛物线的标准方程.
(1)准线方程为2y+4=0;
(2)过点(3,-4);
(3)焦点在直线x+3y+15=0上.
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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2 (1)如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线依次交抛物线及准线于点A,B,C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则抛物线的方程为(  )
A.y2=x B.y2=9x
C.y2=x D.y2=3x
(2)(2022·烟台模拟)已知点F为抛物线y2=2px(p>0)的焦点,点P在抛物线上且横坐标为8,O为坐标原点,若△OFP的面积为2,则该抛物线的准线方程为(  )
A.x=- B.x=-1
C.x=-2 D.x=-4
题型三 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
(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
听课记录:______________________________________________________________
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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3 (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________________.
(2)已知F是抛物线y2=16x的焦点,M是抛物线上一点,FM的延长线交y轴于点N,若3=2,则|FN|=________.

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