第14讲 抛物线方程及几何性质
一、知识导图
二、知识导入
(一)课堂导入
1.生活中的抛物线:
(1)投篮时篮球的运行轨迹是抛物线;
(2)南京秦淮河三山桥的桥拱的形状是抛物线;
(3)卫星天线是根据抛物线的原理制造的.
2.数学中的抛物线:
一元二次函数的图像是一条抛物线.
提出问题:为什么一元二次函数的图像是一条抛物线?类比椭圆、双曲线的几何性质,抛物线又会有怎样的几何性质?
(二)抛物线的定义
1.抛物线的画法
(1)介绍作图规则.
(2)动画展示作图过程.
提出问题:笔尖所对应的点满足的几何关系是什么?
(3)分析作图过程
提出问题:在作图过程中,直尺,三角板,笔尖,点F中,哪些没有动?哪些动了?
提出问题:在作图过程中,绳长,,,,中,哪些量没有变?哪些量变了?
(4)结论
动点满足的几何关系是:动点到定点F的距离等于它到直尺的距离.
2.抛物线的定义
问题1:你能给抛物线下个定义吗?
抛物线的定义:平面内与一个定点和一条定直线(不过)的距离相等的点的集合叫作抛物线.
问题2:为什么定点不能在定直线上?若点在直线上,则轨迹为过定点垂直于直线的直线.
3.抛物线的相关概念:
定点:抛物线的焦点.定直线:抛物线的准线.
设,焦点到准线的距离.
抛物线的对称轴与抛物线的交点:抛物线的顶点
(三)抛物线的方程
1.方程推导
(1)建系
请同学们将抛物线画在草稿纸上,自己建立平面直角坐标系.
(2)推导
问题3:以下三种建系方式,你认为哪种建系方式最好?请说明理由.
提示:设,先将抛物线的焦点坐标和准线方程求出来,再来求抛物线的方程.
三种建系方式下的抛物线方程分别为:,,.不难得出,第二种建系方式下的抛物线方程最简洁,因此第二种建系方式最好.
:焦点到准线的距离.
3.思考交流
问题4:你能否分别写出开口向左、向上、向下,顶点在原点,焦点在坐标轴上的抛物线的标准方程?
具体要求:以顶点在原点,焦点在轴正半轴上的抛物线的标准方程为基础,分别写出开口向左、向上、向下,顶点在原点,焦点在坐标轴上的抛物线的标准方程,不要求写过程.学生先独立思考,再小组合作交流.
标准方程
图形
性质 开口方向 向右 向左 向上 向下
范围
对称轴 轴 轴
焦点坐标
准线方程
离心率
焦半径
抛物线的标准方程是指顶点放在坐标原点,焦点放在坐标轴上的抛物线的方程,一共有四种形式.
4.例题分析
例1.求出下列抛物线的焦点坐标和准线方程.
(1); (2);
例2.根据下列条件求抛物线的标准方程.
(1)焦点:; (2)准线:.
(四)课堂小结
问题5:这节课你学到了什么?请谈谈你的收获.
1.知识内容:(1)抛物线的定义:
(2)抛物线的标准方程:
①焦点在轴正半轴:;
②焦点在轴负半轴:;
③焦点在轴正半轴:;
④焦点在轴负半轴:.
2.学习方法与过程:类比椭圆的研究方法与过程.
3.学习中用到的数学思想和方法:(1)直接法;(2)待定系数法;(3)类比的思维方法;(4)数形结合思想.
三、知识讲解
知识点1 抛物线的定义
文字形式:平面内到定点的距离等于它到一条定直线的距离的点的轨迹。其中叫焦点,定直线叫准线.
集合形式:(M为动点,为定点,为点M到定直线的距离).
知识点2 抛物线的方程级几何性质
标准方程
图形
性质 开口方向 向右 向左 向上 向下
范围
对称轴 轴 轴
焦点坐标
准线方程
离心率
焦半径
四、例题解析
例1: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.
例2:如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若F是AC的中点,且|AF|=4,则线段AB的长为( )
A.5 B.6 C. D.
【答案】 C
【解析】 如图,设l与x轴交于点M,过点A作AD⊥l交l于点D,由抛物线的定义知,|AD|=|AF|=4,由F是AC的中点,知|AD|=2|MF|=2p,所以2p=4,解得p=2,所以抛物线的方程为y2=4x.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则|AF|=x1+=x1+1=4,所以x1=3,可得y1=2,所以A(3,2),又F(1,0),所以直线AF的斜率k==,所以直线AF的方程为y=(x-1),代入抛物线方程y2=4x得3x2-10x+3=0,所以x1+x2=,|AB|=x1+x2+p=.故选C.
[应用结论]法一 设A(x1,y1),B(x2,y2),则|AF|=x1+=x1+1=4,所以x1=3,又x1x2==1,所以x2=,所以|AB|=x1+x2+p=3++2=.
法二 因为+=,|AF|=4,所以|BF|=,所以|AB|=|AF|+|BF|=4+=.
例3: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的倾斜角为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】 C
【解析】 如图,作AH⊥l于H,则|AH|=|FA|=3,作FE⊥AH于E,则|AE|=3-=,在Rt△AEF中,cos∠EAF==,∴∠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.
例4:已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,且l过点(-2,3),M在抛物线C上,若点N(1,2),则|MN|+|MF|的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】 B
【解析】 由题意知=2,即p=4.过点N作准线l的垂线,垂足为N′,交抛物线于点M′,则|M′N′|=|M′F|,则有|MN|+|MF|=|MN|+|MT|≥|M′N′|+|M′N|=|NN′|=1-(-2)=3.
例5:如图所示,已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,直线l经过点F且与抛物线C相交于A,B两点.
(1)若线段AB的中点在直线y=2上,求直线l的方程;
(2)若线段|AB|=20,求直线l的方程.
【答案】 见解析
【解析】(1)由已知,得抛物线的焦点为F(1,0).因为线段AB的中点在直线y=2上,
所以直线l的斜率存在,
设直线l的斜率为k,A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点M(x0,y0),由
得(y1+y2)(y1-y2)=4(x1-x2),所以2y0k=4.
又y0=2,所以k=1,故直线l的方程是y=x-1.
(2)设直线l的方程为x=my+1,与抛物线方程联立得消去x,得y2-4my-4=0,
所以y1+y2=4m,y1y2=-4,Δ=16(m2+1)>0.
|AB|=|y1-y2|=·
=·=4(m2+1).
所以4(m2+1)=20,解得m=±2,
所以直线l的方程是x=±2y+1,即x±2y-1=0.
课堂练习
A级
1.过点F(0,3)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=-12x C.x2=-12y D.x2=12y
2.设抛物线y2=8x上一点P到y轴的距离是4,则点P到该抛物线焦点的距离是( )
A.4 B.6 C.8 D.12
3.已知点F是抛物线y2=2x的焦点,M,N是该抛物线上的两点,若|MF|+|NF|=4,则线段MN的中点的横坐标为( )
A. B.2 C. D.3
B级
4.已知F是抛物线y2=x的焦点,A,B是该抛物线上的两点,且|AF|+|BF|=3,则线段AB的中点到y轴的距离为( )
A. B.1 C. D.
5.已知抛物线x2=2y的焦点为F,其上有两点A(x1,y1),B(x2,y2)满足|AF|-|BF|=2,则y1+x-y2-x=( )
A.4 B.6 C.8 D.10
6.若抛物线y2=4x的准线为l,P是抛物线上任意一点,则P到准线l的距离与P到直线3x+4y+7=0的距离之和的最小值是( )
A.2 B. C. D.3
C级
7.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________.
8.如图所示,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则此抛物线的方程为( )
A.y2=x B.y2=9x
C.y2=x D.y2=3x
9.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A(x1,y1),B(x2,y2)是过F的直线与抛物线的两个交点,求证:
(1)y1y2=-p2,x1x2=;
(2)+为定值;
(3)以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.
课后作业
A级
1.已知点P(2,y)在抛物线y2=4x上,则点P到抛物线焦点F的距离为( )
A.2 B.3 C. D.
2.抛物线y=4x2的焦点到准线的距离为( )
A.2 B.1 C. D.
3.如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则此抛物线的方程为________.
B级
4.动圆过点(1,0),且与直线x=-1相切,则动圆的圆心的轨迹方程为__________.
5.已知F是抛物线C:y2=8x的焦点,M是C上一点,FM的延长线交y轴于点N.若M为FN的中点,则|FN|=________.
6.抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,M是抛物线C上的点,若△OFM的外接圆与抛物线C的准线相切,且该圆的面积为36π,则p等于( )
A.2 B.4 C.6 D.8
C级
7.已知直线l是抛物线y2=2px(p>0)的准线,半径为3的圆过抛物线顶点O和焦点F与l相切,则抛物线的方程为________.
8.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l,P为C上一点,PQ垂直l于点Q,M,N分别为PQ,PF的中点,MN与x轴相交于点R,若∠NRF=60°,则|FR|等于( )
A. B.1 C.2 D.4
9.已知曲线G:y=及点A(1,0),若曲线G上存在相异两点B,C,其到直线l:x+1=0的距离分别为|AB|和|AC|,则|AB|+|AC|=________.第14讲 抛物线方程及几何性质
一、知识导图
二、知识导入
(一)课堂导入
1.生活中的抛物线:
(1)投篮时篮球的运行轨迹是抛物线;
(2)南京秦淮河三山桥的桥拱的形状是抛物线;
(3)卫星天线是根据抛物线的原理制造的.
2.数学中的抛物线:
一元二次函数的图像是一条抛物线.
提出问题:为什么一元二次函数的图像是一条抛物线?类比椭圆、双曲线的几何性质,抛物线又会有怎样的几何性质?
(二)抛物线的定义
1.抛物线的画法
(1)介绍作图规则.
(2)动画展示作图过程.
提出问题:笔尖所对应的点满足的几何关系是什么?
(3)分析作图过程
提出问题:在作图过程中,直尺,三角板,笔尖,点F中,哪些没有动?哪些动了?
提出问题:在作图过程中,绳长,,,,中,哪些量没有变?哪些量变了?
(4)结论
动点满足的几何关系是:动点到定点F的距离等于它到直尺的距离.
2.抛物线的定义
问题1:你能给抛物线下个定义吗?
抛物线的定义:平面内与一个定点和一条定直线(不过)的距离相等的点的集合叫作抛物线.
问题2:为什么定点不能在定直线上?若点在直线上,则轨迹为过定点垂直于直线的直线.
3.抛物线的相关概念:
定点:抛物线的焦点.定直线:抛物线的准线.
设,焦点到准线的距离.
抛物线的对称轴与抛物线的交点:抛物线的顶点
(三)抛物线的方程
1.方程推导
(1)建系
请同学们将抛物线画在草稿纸上,自己建立平面直角坐标系.
(2)推导
问题3:以下三种建系方式,你认为哪种建系方式最好?请说明理由.
提示:设,先将抛物线的焦点坐标和准线方程求出来,再来求抛物线的方程.
三种建系方式下的抛物线方程分别为:,,.不难得出,第二种建系方式下的抛物线方程最简洁,因此第二种建系方式最好.
:焦点到准线的距离.
3.思考交流
问题4:你能否分别写出开口向左、向上、向下,顶点在原点,焦点在坐标轴上的抛物线的标准方程?
具体要求:以顶点在原点,焦点在轴正半轴上的抛物线的标准方程为基础,分别写出开口向左、向上、向下,顶点在原点,焦点在坐标轴上的抛物线的标准方程,不要求写过程.学生先独立思考,再小组合作交流.
标准方程
图形
性质 开口方向 向右 向左 向上 向下
范围
对称轴 轴 轴
焦点坐标
准线方程
离心率
焦半径
抛物线的标准方程是指顶点放在坐标原点,焦点放在坐标轴上的抛物线的方程,一共有四种形式.
4.例题分析
例1.求出下列抛物线的焦点坐标和准线方程.
(1); (2);
例2.根据下列条件求抛物线的标准方程.
(1)焦点:; (2)准线:.
(四)课堂小结
问题5:这节课你学到了什么?请谈谈你的收获.
1.知识内容:(1)抛物线的定义:
(2)抛物线的标准方程:
①焦点在轴正半轴:;
②焦点在轴负半轴:;
③焦点在轴正半轴:;
④焦点在轴负半轴:.
2.学习方法与过程:类比椭圆的研究方法与过程.
3.学习中用到的数学思想和方法:(1)直接法;(2)待定系数法;(3)类比的思维方法;(4)数形结合思想.
三、知识讲解
知识点1 抛物线的定义
文字形式:平面内到定点的距离等于它到一条定直线的距离的点的轨迹。其中叫焦点,定直线叫准线.
集合形式:(M为动点,为定点,为点M到定直线的距离).
知识点2 抛物线的方程级几何性质
标准方程
图形
性质 开口方向 向右 向左 向上 向下
范围
对称轴 轴 轴
焦点坐标
准线方程
离心率
焦半径
四、例题解析
例1: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.
例2:如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若F是AC的中点,且|AF|=4,则线段AB的长为( )
A.5 B.6 C. D.
【答案】 C
【解析】 如图,设l与x轴交于点M,过点A作AD⊥l交l于点D,由抛物线的定义知,|AD|=|AF|=4,由F是AC的中点,知|AD|=2|MF|=2p,所以2p=4,解得p=2,所以抛物线的方程为y2=4x.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则|AF|=x1+=x1+1=4,所以x1=3,可得y1=2,所以A(3,2),又F(1,0),所以直线AF的斜率k==,所以直线AF的方程为y=(x-1),代入抛物线方程y2=4x得3x2-10x+3=0,所以x1+x2=,|AB|=x1+x2+p=.故选C.
[应用结论]法一 设A(x1,y1),B(x2,y2),则|AF|=x1+=x1+1=4,所以x1=3,又x1x2==1,所以x2=,所以|AB|=x1+x2+p=3++2=.
法二 因为+=,|AF|=4,所以|BF|=,所以|AB|=|AF|+|BF|=4+=.
例3: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的倾斜角为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】 C
【解析】 如图,作AH⊥l于H,则|AH|=|FA|=3,作FE⊥AH于E,则|AE|=3-=,在Rt△AEF中,cos∠EAF==,∴∠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.
例4:已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,且l过点(-2,3),M在抛物线C上,若点N(1,2),则|MN|+|MF|的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】 B
【解析】 由题意知=2,即p=4.过点N作准线l的垂线,垂足为N′,交抛物线于点M′,则|M′N′|=|M′F|,则有|MN|+|MF|=|MN|+|MT|≥|M′N′|+|M′N|=|NN′|=1-(-2)=3.
例5:如图所示,已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,直线l经过点F且与抛物线C相交于A,B两点.
(1)若线段AB的中点在直线y=2上,求直线l的方程;
(2)若线段|AB|=20,求直线l的方程.
【答案】 见解析
【解析】(1)由已知,得抛物线的焦点为F(1,0).因为线段AB的中点在直线y=2上,
所以直线l的斜率存在,
设直线l的斜率为k,A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点M(x0,y0),由
得(y1+y2)(y1-y2)=4(x1-x2),所以2y0k=4.
又y0=2,所以k=1,故直线l的方程是y=x-1.
(2)设直线l的方程为x=my+1,与抛物线方程联立得消去x,得y2-4my-4=0,
所以y1+y2=4m,y1y2=-4,Δ=16(m2+1)>0.
|AB|=|y1-y2|=·
=·=4(m2+1).
所以4(m2+1)=20,解得m=±2,
所以直线l的方程是x=±2y+1,即x±2y-1=0.
课堂练习
A级
1.过点F(0,3)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=-12x C.x2=-12y D.x2=12y
【答案】 D
【解析】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.设抛物线y2=8x上一点P到y轴的距离是4,则点P到该抛物线焦点的距离是( )
A.4 B.6 C.8 D.12
【答案】 B
【解析】 如图所示,抛物线的准线l的方程为x=-2,F是抛物线的焦点,过点P作PA⊥y轴,垂足是A,延长PA交直线l于点B,则|AB|=2.由于点P到y轴的距离为4,则点P到准线l的距离|PB|=4+2=6,所以点P到焦点的距离|PF|=|PB|=6.故选B.
3.已知点F是抛物线y2=2x的焦点,M,N是该抛物线上的两点,若|MF|+|NF|=4,则线段MN的中点的横坐标为( )
A. B.2 C. D.3
【答案】A
【解析】∵点F是抛物线y2=2x的焦点,∴F,准线方程为x=-,设M(x1,y1),N(x2,y2),∴|MF|+|NF|=x1++x2+=4,∴x1+x2=3,∴线段MN中点的横坐标为.
B级
4.已知F是抛物线y2=x的焦点,A,B是该抛物线上的两点,且|AF|+|BF|=3,则线段AB的中点到y轴的距离为( )
A. B.1 C. D.
【答案】C
【解析】如图所示,设抛物线的准线为l,AB的中点为M,作AA1⊥l于A1,BB1⊥l于B1,MM1⊥l于M1,
由抛物线的定义知p=,|AA1|+|BB1|=|AF|+|BF|=3,
则点M到y轴的距离为|MM1|-=(|AA1|+|BB1|)-=.故选C.
5.已知抛物线x2=2y的焦点为F,其上有两点A(x1,y1),B(x2,y2)满足|AF|-|BF|=2,则y1+x-y2-x=( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【答案】 B
【解析】 由抛物线定义知|AF|=y1+,|BF|=y2+,∴|AF|-|BF|=y1-y2=2,又知x=2y1,x=2y2,∴x-x=2(y1-y2)=4,∴y1+x-y2-x=(y1-y2)+(x-x)=2+4=6.
6.若抛物线y2=4x的准线为l,P是抛物线上任意一点,则P到准线l的距离与P到直线3x+4y+7=0的距离之和的最小值是( )
A.2 B. C. D.3
【答案】 A
【解析】 由抛物线定义可知点P到准线l的距离等于点P到焦点F的距离,由抛物线y2=4x及直线方程3x+4y+7=0可得直线与抛物线相离,∴点P到准线l的距离与点P到直线3x+4y+7=0的距离之和的最小值为点F(1,0)到直线3x+4y+7=0的距离,即=2.
C级
7.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________.
【答案】 6
【解析】如图,设△AOB的边长为a,则A,因为点A在抛物线y2=3x上,
所以a2=3×a,所以a=6.
8.如图所示,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则此抛物线的方程为( )
A.y2=x B.y2=9x
C.y2=x D.y2=3x
【答案】 D
【解析】 分别过点A,B作AA1⊥l,BB1⊥l,且垂足分别为A1,B1,由已知条件|BC|=2|BF|,得|BC|=2|BB1|,
所以∠BCB1=30°.
又|AA1|=|AF|=3,
所以|AC|=2|AA1|=6,
所以|CF|=|AC|-|AF|=6-3=3,
所以F为线段AC的中点.
故点F到准线的距离为p=|AA1|=,
故抛物线的方程为y2=3x.
9.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A(x1,y1),B(x2,y2)是过F的直线与抛物线的两个交点,求证:
(1)y1y2=-p2,x1x2=;
(2)+为定值;
(3)以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.
【答案】 见解析
【解析】证明 (1)由已知得抛物线焦点坐标为.
由题意可设直线方程为x=my+,代入y2=2px,
得y2=2p,即y2-2pmy-p2=0.(*)
因为在抛物线内部,
所以直线与抛物线必有两交点.
则y1,y2是方程(*)的两个实数根,
所以y1y2=-p2.
因为y=2px1,y=2px2,所以yy=4p2x1x2,
所以x1x2===.
(2)+=+=.
因为x1x2=,x1+x2=|AB|-p,代入上式,
得+==(定值).
(3)设AB的中点为M(x0,y0),如图所示,分别过A,B作准线l的垂线,垂足为C,D,过M作准线l的垂线,垂足为N,
则|MN|=(|AC|+|BD|)=(|AF|+|BF|)=|AB|.
所以以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.
课后作业
A级
1.已知点P(2,y)在抛物线y2=4x上,则点P到抛物线焦点F的距离为( )
A.2 B.3 C. D.
【答案】 B
【解析】 因为抛物线y2=4x的焦点为(1,0),准线为x=-1,结合定义点P到抛物线焦点的距离等于它到准线的距离,为3.
2.抛物线y=4x2的焦点到准线的距离为( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】 D
【解析】 由y=4x2得x2=y,所以2p=,p=,则抛物线的焦点到准线的距离为.
3.如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则此抛物线的方程为________.
【答案】 y2=3x
【解析】 设A,B在准线上的射影分别为A1,B1,
由于|BC|=2|BF|=2|BB1|,则直线的斜率为,
故|AC|=2|AA1|=6,从而|BF|=1,|AB|=4,
故==,即p=,从而抛物线的方程为y2=3x.
B级
4.动圆过点(1,0),且与直线x=-1相切,则动圆的圆心的轨迹方程为__________.
【答案】 y2=4x
【解析】 设动圆的圆心坐标为(x,y),则圆心到点(1,0)的距离与到直线x=-1的距离相等,根据抛物线的定义易知动圆的圆心的轨迹方程为y2=4x.
5.已知F是抛物线C:y2=8x的焦点,M是C上一点,FM的延长线交y轴于点N.若M为FN的中点,则|FN|=________.
【答案】 6
【解析】 如图,不妨设点M位于第一象限内,抛物线C的准线交x轴于点A,过点M作准线的垂线,垂足为点B,交y轴于点P,∴PM∥OF.
由题意知,F(2,0),|FO|=|AO|=2.∵点M为FN的中点,PM∥OF,∴|MP|=|FO|=1.
又|BP|=|AO|=2,∴|MB|=|MP|+|BP|=3.
由抛物线的定义知|MF|=|MB|=3,故|FN|=2|MF|=6.
6.抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,M是抛物线C上的点,若△OFM的外接圆与抛物线C的准线相切,且该圆的面积为36π,则p等于( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】 D
【解析】∵△OFM的外接圆与抛物线C的准线相切,∴△OFM的外接圆的圆心到准线的距离等于圆的半径.∵圆的面积为36π,∴圆的半径为6.又∵圆心在OF的垂直平分线上,|OF|=,∴+=6,∴p=8.故选D.
C级
7.已知直线l是抛物线y2=2px(p>0)的准线,半径为3的圆过抛物线顶点O和焦点F与l相切,则抛物线的方程为________.
【答案】y2=8x
【解析】 ∵半径为3的圆与抛物线的准线l相切,
∴圆心到准线的距离等于3,
又∵圆心在OF的垂直平分线上,|OF|=,
∴+=3,∴p=4,故抛物线的方程为y2=8x.
8.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l,P为C上一点,PQ垂直l于点Q,M,N分别为PQ,PF的中点,MN与x轴相交于点R,若∠NRF=60°,则|FR|等于( )
A. B.1 C.2 D.4
【答案】 C
【解析】因为M,N分别是PQ,PF的中点,所以MN∥FQ,且PQ∥x轴。又∠NRF=60°,所以∠FQP=60°。由抛物线定义知|PQ|=|PF|,所以△FQP为正三角形。则FM⊥PQ,所以|QM|=p=2,正三角形边长为4。因为|PQ|=4,|FN|=|PF|=2,且△FRN为正三角形,所以|FR|=2。故选C。
9.已知曲线G:y=及点A(1,0),若曲线G上存在相异两点B,C,其到直线l:x+1=0的距离分别为|AB|和|AC|,则|AB|+|AC|=________.
【答案】 14
【解析】 曲线G:y=,即为半圆M:(x-8)2+y2=49(y≥0),由题意得B,C为半圆M与抛物线y2=4x的两个交点,由y2=4x与(x-8)2+y2=49(y≥0)联立方程组得x2-12x+15=0,方程必有两不等实根,设B(x1,y1),C(x2,y2).
所以|AB|+|AC|=x1+1+x2+1=12+2=14.