3.2 第一课时 抛物线的简单几何性质(原卷版 解析版)高中数学 北师大版(2019)选择性 必修 第一册

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3.2 第一课时 抛物线的简单几何性质(原卷版 解析版)高中数学 北师大版(2019)选择性 必修 第一册

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第一课时 抛物线的简单几何性质
一、基础巩固
1.已知抛物线的对称轴为x轴,顶点在原点,焦点在直线2x-4y+11=0上,则此抛物线的方程是(  )
A.y2=-11x B.y2=11x
C.y2=-22x D.y2=22x
2.(多选)若抛物线y2=x上一点P到准线的距离等于它到顶点的距离,则点P的坐标可以为(  )
A. B.
C. D.
3.点P是抛物线y2=4x上一动点,则点P到点A(0,-1)的距离与到直线x=-1的距离之和的最小值是(  )
A. B.2
C. D.
4.以坐标轴为对称轴,以原点为顶点且过圆x2+y2-2x+6y+9=0的圆心的抛物线的方程是(  )
A.y=3x2或y=-3x2
B.y=3x2
C.y2=-9x或y=3x2
D.y=-3x2或y2=9x
5.已知抛物线x2=8y的焦点为F,点P在抛物线上,且|PF|=6,Q为抛物线准线与其对称轴的交点,则△PFQ的面积为(  )
A.20 B.16
C.12 D.8
6.(多选)设O为坐标原点,F为抛物线y2=4x的焦点,A是抛物线上一点,若·=-4,则点A的坐标可以是(  )
A.(2,2) B.(1,-2)
C.(1,2) D.(2,-2)
7.已知抛物线的顶点在原点,对称轴为x轴,焦点在双曲线=1上,则抛物线方程为    .
8.等腰Rt△ABO内接于抛物线y2=2px(p>0),O为抛物线的顶点,OA⊥OB,则△ABO的面积为    .
9.已知抛物线y2=2px的准线与圆(x-3)2+y2=16相切,则p的值为    .
10.若抛物线的顶点在原点,开口向上,F为焦点,M为准线与y轴的交点,A为抛物线上一点,且|AM|=,|AF|=3,求此抛物线的标准方程.
二、综合运用
11.(多选)设抛物线C:y2=3x的焦点为F,点A为C上一点,若|FA|=3,则直线FA的倾斜角可能是(  )
A. B.
C. D.
12.已知抛物线y=x2上距离点A(0,a)(a>0)最近的点恰好是其顶点,则a的取值范围是    .
13.已知抛物线C的顶点在原点,焦点F在x轴的正半轴上,设A,B是抛物线C上的两个动点(AB不垂直于x轴),且|AF|+|BF|=8,线段AB的垂直平分线恒经过点Q(6,0),求抛物线的方程.
三、拓展提高
14.设点A的坐标为(a,0)(a∈R),求抛物线y2=2x上的点到点A的距离的最小值.
第一课时 抛物线的简单几何性质
一、基础巩固
1.已知抛物线的对称轴为x轴,顶点在原点,焦点在直线2x-4y+11=0上,则此抛物线的方程是(  )
A.y2=-11x B.y2=11x
C.y2=-22x D.y2=22x
答案 C
解析 在方程2x-4y+11=0中,令y=0,得x=-,∴抛物线的焦点为F,
设抛物线方程为y2=-2px(p>0),
则,∴p=11,
∴抛物线的方程是y2=-22x,故选C.
2.(多选)若抛物线y2=x上一点P到准线的距离等于它到顶点的距离,则点P的坐标可以为(  )
A. B.
C. D.
答案 BD
解析 由题意知,点P到焦点F的距离等于它到顶点O的距离,则有|PO|=|PF|,因此点P在线段OF的垂直平分线上,而F,所以点P的横坐标为,代入抛物线方程得y=±,故点P的坐标为,故选BD.
3.点P是抛物线y2=4x上一动点,则点P到点A(0,-1)的距离与到直线x=-1的距离之和的最小值是(  )
A. B.2
C. D.
答案 D
解析 依题意设P在抛物线准线上的投影为P',抛物线的焦点为F,则F(1,0).由y2=4x可知x=-1是抛物线的准线,依抛物线的定义知P到该抛物线准线的距离为|PP'|=|PF|,则点P到点A(0,-1)的距离与点到该抛物线准线的距离之和d=|PF|+|PA|≥|AF|=.
4.以坐标轴为对称轴,以原点为顶点且过圆x2+y2-2x+6y+9=0的圆心的抛物线的方程是(  )
A.y=3x2或y=-3x2
B.y=3x2
C.y2=-9x或y=3x2
D.y=-3x2或y2=9x
答案 D
解析 圆的方程可化为(x-1)2+(y+3)2=1,圆心为(1,-3),
由题意可设抛物线方程为y2=2px(p>0)或x2=-2py(p>0).
把(1,-3)代入得9=2p或1=6p,
所以p=或p=,
所以y2=9x或x2=-y.
即y2=9x或y=-3x2.
5.已知抛物线x2=8y的焦点为F,点P在抛物线上,且|PF|=6,Q为抛物线准线与其对称轴的交点,则△PFQ的面积为(  )
A.20 B.16
C.12 D.8
答案 D
解析 由x2=8y,可知抛物线的焦点为F(0,2),准线方程为y=-2,所以Q(0,-2).设P(m,n),由|PF|=6得n+2=6,所以n=4,所以m=±4,则S△PFQ=×|FQ|×|m|=×4×4=8.
6.(多选)设O为坐标原点,F为抛物线y2=4x的焦点,A是抛物线上一点,若·=-4,则点A的坐标可以是(  )
A.(2,2) B.(1,-2)
C.(1,2) D.(2,-2)
答案 BC
解析 由题意知F(1,0),设A,则,由·=-4得y0=±2,∴点A的坐标为(1,±2).
7.已知抛物线的顶点在原点,对称轴为x轴,焦点在双曲线=1上,则抛物线方程为    .
答案 y2=±8x
解析 由题意知抛物线的焦点为双曲线=1的顶点,即为(-2,0)或(2,0),所以抛物线的方程为y2=8x或y2=-8x.
8.等腰Rt△ABO内接于抛物线y2=2px(p>0),O为抛物线的顶点,OA⊥OB,则△ABO的面积为    .
答案 4p2
解析 设点A在x轴上方,则由抛物线的对称性及OA⊥OB知,直线OA的方程为y=x,AB⊥x轴.由得A(2p,2p),所以B(2p,-2p),|AB|=4p,所以S△ABO=×4p×2p=4p2.
9.已知抛物线y2=2px的准线与圆(x-3)2+y2=16相切,则p的值为    .
答案 2或-14
解析 ∵抛物线方程为y2=2px,∴其焦点在x轴上,又∵圆(x-3)2+y2=16与x轴的交点为
(-1,0)和(7,0),由题意知准线方程为x=-1或x=7,即焦点为(1,0)或(-7,0),∴=1或
-7,解得p=2或-14.
10.若抛物线的顶点在原点,开口向上,F为焦点,M为准线与y轴的交点,A为抛物线上一点,且|AM|=,|AF|=3,求此抛物线的标准方程.
解 设所求抛物线的标准方程为x2=2py(p>0),
设A(x0,y0),由题意知M.
因为|AF|=3,所以y0+=3,
因为|AM|=,
所以=17,
所以=8,
又y0=3-,代入方程=2py0得,
8=2p,解得p=2或p=4.
所以抛物线的标准方程为x2=4y或x2=8y.
二、综合运用
11.(多选)设抛物线C:y2=3x的焦点为F,点A为C上一点,若|FA|=3,则直线FA的倾斜角可能是(  )
A. B.
C. D.
答案 AC
解析 如图,设抛物线的准线为l,作AH⊥l于H,则|AH|=|FA|=3,作FE⊥AH于E,则|AE|=3-,在Rt△AEF中,cos ∠EAF=,所以∠EAF=,即直线FA的倾斜角为,同理点A在x轴下方时,直线FA的倾斜角为,故选AC.
12.已知抛物线y=x2上距离点A(0,a)(a>0)最近的点恰好是其顶点,则a的取值范围是    .
答案 (0,1]
解析 设点P(x,y)为抛物线上的任意一点,则点P离点A(0,a)的距离的平方为|AP|2=x2+(y-a)2=x2+y2-2ay+a2.
因为x2=2y,
所以|AP|2=2y+y2-2ay+a2=y2+2(1-a)y+a2(y≥0).
因为离点A(0,a)最近的点恰好是顶点,
所以a-1≤0,解得a≤1.
又a>0,所以013.已知抛物线C的顶点在原点,焦点F在x轴的正半轴上,设A,B是抛物线C上的两个动点(AB不垂直于x轴),且|AF|+|BF|=8,线段AB的垂直平分线恒经过点Q(6,0),求抛物线的方程.
解 设抛物线的方程为y2=2px(p>0),则其准线方程为x=-.设A(x1,y1),B(x2,y2),
∵|AF|+|BF|=8,
∴x1++x2+=8,
即x1+x2=8-p.
∵Q(6,0)在线段AB的中垂线上,
∴|QA|=|QB|,
即=,
又=2px1,=2px2,
∴(x1-x2)(x1+x2-12+2p)=0.
∵AB与x轴不垂直,∴x1≠x2.
故x1+x2-12+2p=8-p-12+2p=0,
即p=4.
∴抛物线方程为y2=8x.
三、拓展提高
14.设点A的坐标为(a,0)(a∈R),求抛物线y2=2x上的点到点A的距离的最小值.
解 设曲线上任一点M的坐标为(x,y),点M到点A的距离为d,则d2=(x-a)2+y2=x2-(2a-2)x+a2=[x-(a-1)]2+(2a-1).
令f(x)=[x-(a-1)]2+(2a-1),则它是关于x的二次函数,其图象的对称轴的方程为x=a-1.
因为x∈[0,+∞),
所以当a≥1时,f(x)min=2a-1,
即dmin=;
当a<1时,f(x)min=a2,即dmin=|a|.
综上所述,抛物线y2=2x上的点到点A的距离的最小值为

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