3.3抛物线 课时过关练习(含解析)-2024-2025学年高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第一册

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名称 3.3抛物线 课时过关练习(含解析)-2024-2025学年高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第一册
格式 docx
文件大小 1.3MB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2024-11-26 23:10:32

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文档简介

3.3抛物线课时过关练习-2024-2025学年高二数学上学期人教A版2019
一、单选题
1.抛物线C:的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
2.抛物线的准线方程为( )
A. B.
C. D.
3.过定点的直线与抛物线交于两点,的值为( )
A. B.5 C. D.4
4.抛物线:的焦点为,直线 经过点,交于两点,交轴于点,若,则错误的是( )
A. B.弦的中点到轴的距离为
C. D.点的坐标为
5.已知抛物线的焦点为,准线为,过的直线与抛物线交于点、,与直线交于点,若且,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.已知抛物线,的焦点分别为、,若、分别为、上的点,且线段平行于轴,则下列结论错误的是( )
A.当时,是直角三角形 B.当时,是等腰三角形
C.存在四边形是菱形 D.存在四边形是矩形
7.设抛物线的焦点为,准线为,点上一点到的距离等于,则的面积为( )
A.2 B. C.3 D.
8.已知抛物线的焦点为F,该抛物线C与直线:相交于M,N两点,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.抛物线焦点为F,顶点为O,过F的直线l交抛物线于,两点分别过A,B作准线的垂线,垂足分别为,,下列说法正确的是( )
A.为定值 B.
C.A,O,三点共线 D.
10.在平面直角坐标系中,过抛物线的焦点的直线与抛物线交于两点,直线,分别交抛物线准线于,两点,则下列说法正确的有( )
A.轴 B.
C.以为直径的圆与抛物线准线恒相交 D.面积的最小值为
11.抛物线的准线为l,P为上的动点,过作圆的一条切线,切点为,过作的垂线,垂足为,则下列结论正确的是( )
A.与圆相切 B.当时,
C.的最小值为 D.满足的点有且仅有2个
三、填空题
12.过抛物线的焦点且垂直于抛物线对称轴的直线与抛物线交于、两点,则 .
13.已知是抛物线的焦点,是上一点,则的最小值为 ,此时点的坐标为 .
14.如图是正在施工建设的济新黄河三峡大桥鸟瞰图,该桥是世界首座独塔地锚式回转缆悬索桥,大桥主跨长约500米,主塔的高约100米.缆悬索是以为顶点并开口向上的抛物线的一部分,则主塔顶端点到抛物线的焦点的距离为 米.
四、解答题
15.已知抛物线的焦点到准线的距离为2.
(1)求抛物线的方程;
(2)为上异于原点的两点,以为直径的圆过焦点,求最小值.
16.过抛物线C:()的焦点F且垂直于y轴的直线与C交于A,B两点,若.
(1)求抛物线的方程;
(2)设直线与抛物线C交于P,Q两点,求证:.
17.直线经过抛物线的焦点,且与抛物线交于两点(其中点在轴上方).
(1)若,求直线的倾斜角;
(2)若原点到直线的距离为,求以线段为直径的圆的方程.
18.已知抛物线的焦点到双曲线的渐近线的距离是.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知过点的直线与交于,两点,线段的中垂线与的准线交于点,且线段的中点为,求的最小值.
19.已知是抛物线的焦点,抛物线上点A满足AF垂直于x轴,且.
(1)求抛物线C的标准方程;
(2)是该抛物线上的两点,,求线段的中点到轴的距离;
(3)已知点,直线过点与抛物线交于,两个不同的点均与点H不重合,设直线,的斜率分别为,,求证:为定值.
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D B D C C B C AC ABD
题号 11
答案 AD
1.C
【分析】化抛物线方程为标准形式,再求出焦点坐标.
【详解】抛物线C:的焦点在轴上,其坐标为.
故选:C
2.D
【分析】根据抛物线的标准方程求出准线方程即可.
【详解】抛物线的准线方程为,
故选:D.
3.B
【分析】设出直线的方程并与抛物线方程联立,化简写出根与系数,从而求得的值.
【详解】依题意可知直线与轴不重合、与轴不平行,
设直线的方程为,
由,消去并化简得,

解得,设,
则,

所以.
故选:B
4.D
【分析】对于A,由抛物线的方程可得焦点的坐标,进而可得的值;对于D,由向量关系和抛物线定义可得点的横坐标,代入抛物线的方程可得点的纵坐标,从而判断D;求出直线的斜率,进而求出直线的方程,与抛物线联立,求出两根之和,对于B,根据中点坐标公式,可求中点到轴的距离;对于C,再由抛物线的性质可得焦点弦的长度,从而判断C.
【详解】对于A,因为抛物线:的焦点为,
由题意,所以,即,故A正确;
对于D,如图:过点作垂直于轴,
因为,所以,
因为,所以,
所以,代入可得,故D错误;
不妨设点在轴下方,
则,所以直线的方程为:,即,
由得,
所以,
对于B,弦的中点到轴的距离为,故B正确;
对于C,,故C正确.
故选:D
5.C
【分析】设准线与轴的交点为,作,,垂足分别为,,可得,可求,进而可得,求解即可.
【详解】设准线与轴的交点为,作,,垂足分别为,,
则.根据抛物线定义知,,
又若,且,
因为,设,
则,,又,解得,,
所以,
因为,
所以,,解得.
故选:C
6.C
【分析】设出的坐标并求得,由此对选项进行分析,结合图象求得正确答案.
【详解】依题意,线段平行于轴,不妨设在第一象限,设,
则,焦点,
A选项,当时,解得,所以,
则,是直角三角形,A选项正确.
B选项,当时,解得,所以,
由于,所以关于直线对称,而,
所以此时是等腰三角形.
对于CD选项,先考虑四边形是平行四边形,
则,则,
此时,,
所以四边形是矩形,不是菱形,所以C选项错误,D选项正确.
故选:C
7.B
【分析】根据抛物线的几何性质,求点的坐标,即可求三角形的面积.
【详解】如图:由题意得,到的距离为,,
即点在线段的垂直平分线上,
所以点的横坐标为2,不妨设点在轴上方,代入得,,
所以面积为.
故选:B
8.C
【分析】证明,根据基本不等式求的最小值.
【详解】根据题意判断可得直线l过该抛物线的焦点F,
所以,(联立直线与抛物线,应用韦达定理及即可证明),
所以,
当且仅当时取“=”.
故选:C.
9.AC
【分析】先确定F坐标,设l方程,联立方程利用韦达定理可判定A,利用平面向量的数量积可判定B,利用两点斜率公式可判定C,利用抛物线的定义结合A的结论可判定D.
【详解】易知,准线方程,不妨设,
与抛物线方程联立有,所以,
而,故A正确;
易知,则,
显然,即,故B错误;
易知,显然,即A,O,三点共线,故C正确;
由抛物线定义可知,
由上知,所以,故D错误.
故选:AC
10.ABD
【分析】设直线,联立方程可得韦达定理.对于A:求点C的坐标,结合韦达定理分析判断;对于B::求点D的坐标,结合数量积分析判断;对于C:根据抛物线的定义分析判断;对于D:结合韦达定理就面积,即可判断.
【详解】由题意可知:抛物线的焦点,准线,
显然直线的斜率可以不存在,但不为0,此时直线与抛物线必相交,
设直线,
联立方程,消去x可得,
可得.
对于选项A:可知直线,
令,可得,即,
所以轴,故A正确;
对于选项B:同理可得:,轴,
则,可得,
所以,故B正确;
对于选项C:因为,
由梯形中位线可知:以为直径的圆的圆心到准线的距离为,
即圆心到准线的距离等于半径,所以以为直径的圆与抛物线准线恒相切,故C错误;
对于选项D:因为,
可得面积,
当且仅当时,等号成立,
所以面积的最小值为.
故选:ABD.
【点睛】方法点睛:与圆锥曲线有关的最值问题的两种解法
(1)数形结合法:根据待求值的几何意义,充分利用平面图形的几何性质求解.
(2)构建函数法:先引入变量,构建以待求量为因变量的函数,再求其最值,常用基本不等式或导数法求最值(注意:有时需先换元后再求最值).
11.AD
【分析】A选项,抛物线准线为,根据圆心到准线的距离来判断;B选项,根据先算出的坐标,再借助切线的性质计算即可得;C选项,结合抛物线定义可得三点共线时,最小,计算即可得;D选项,直接设点坐标进行求解即可得.
【详解】A选项,抛物线的准线为,
圆的圆心到直线的距离显然是,等于圆的半径,
故准线和圆相切,A选项正确;
B选项,当时,,此时,故或,
当时,,则;
当时,,;
故或,B选项错误;
C选项,,
当且仅当三点共线时,等号成立,故 的最小值为,C选项错误;
D选项, 设,由可得,又,又,
根据两点间的距离公式,,整理得,
,则关于的方程有两个解,
即存在两个这样的点,D选项正确.
故选:AD.
12.4
【分析】根据题意有,联立抛物线求交点纵坐标,即可得弦长.
【详解】由题设,抛物线焦点为,即,
令,则,故.
故答案为:4
13. 3
【分析】由抛物线的定义即可求解.
【详解】由题意,抛物线的方程为,所以,焦点.
过点作准线的垂线,垂足为.由题可知.
依题意可知当P,Q,E三点共线且点在中间时,距离之和最小,最小值为3.
如图所示,点的纵坐标为-1,代入抛物线的方程,求得,
所以点的坐标为.
故答案为:3,
14.725
【分析】建系,得到相应抛物线方程即可求解.
【详解】以为坐标原点,过且与主塔AB平行的直线为轴,建立如图所示的平面直角坐标系,则,
设抛物线的方程为,则100,解得,
所以抛物线的准线方程为.
故答案为:725
15.(1)
(2)
【分析】(1)利用抛物线的焦点到准线的距离为,求出的值,可得抛物线的方程;
(2)设出直线,联立抛物线方程,借助韦达定理及,
找到的关系,表示出的面积,整理计算即可.
【详解】(1)焦点到准线的距离为抛物线方程为.
(2)因为,由题知直线的斜率不可能为零,
设直线,
由,可得,
所以.
因为所以,
即,

将代入得,

所以且,解得:或,
设点到直线的距离为,所以,
,
即,
所以的面积,
而或,
所以当时,的面积.
16.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据已知可得,即可得出抛物线的方程;
(2)直线方程与抛物线方程联立,结合韦达定理与数量积运算证明即可.
【详解】(1)由抛物线的通径得,
则抛物线的方程.
(2)设,
由,得,
由韦达定理得,
故,
所以.
17.(1)
(2)或
【分析】(1)由抛物线定义求出的坐标,结合斜率与倾斜角的关系即可得解.
(2)设直线的方程为,联立抛物线方程结合韦达定理、抛物线定义得以线段为直径的圆的圆心、半径,结合原点到直线的距离为得参数即可得解.
【详解】(1)由题意得抛物线的焦点,准线分别为,
所以由抛物线定义可知,又,
所以解得(负值舍去),
直线的斜率为,
所以直线的倾斜角为.
(2)由题意直线的斜率存在且不为0(若直线斜率不存在则原点到直线的距离为,矛盾),
所以设直线的方程为,
联立抛物线方程,化简得,显然,

所以以线段为直径的圆的圆心、半径分别为,
因为原点到直线的距离为,
所以,解得,
所以圆心、半径分别为,
或.
18.(1)
(2)
【分析】(1)求出渐近线方程,由点到直线距离公式得到方程,求出,得到抛物线方程;
(2)设直线的方程为,联立抛物线方程,得到两根之和,两根之积,由弦长公式求出和的坐标,并得到的中垂线方程,得到,表达出,求出的最小值.
【详解】(1)的焦点为,
双曲线的渐近线方程为,
不妨取,即.
由点到直线的距离公式得,得,
所以抛物线的方程为.
(2)由(1)知,,.
当直线斜率为0时,直线与抛物线只有1个交点,不合要求,
直线斜率不为0,故设直线的方程为,
联立消去并整理,得,,
设,,则,,

∴.
易得点的坐标为,
∴的中垂线方程为,
令得,
∴,
从而,
∴,
∴当且仅当时,取最小值.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中最值或范围问题的常见解法:
(1)几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用几何法来解决;
(2)代数法,若题目的条件和结论能体现某种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最值或范围.
19.(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)由题意代入坐标可得的值,从而得到抛物线方程
(2)然后再依据定义求得线段的中点到轴的距离.
(3)设过点的直线的方程为,代入利用韦达定理,结合斜率公式,化简,即可求的值.
【详解】(1)由题知,又,所以,解得.
所以抛物线的方程为.
(2).
线段的中点到轴的距离为.
(3)证明:设过点的直线的方程为,
即,代入,得,
设,,
则,,
所以,

所以为定值.