【高考押题卷】2025年高考数学高频易错题考前冲刺:抛物线(含解析)

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名称 【高考押题卷】2025年高考数学高频易错题考前冲刺:抛物线(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 数学
更新时间 2025-05-12 18:38:52

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2025年高考数学高频易错考前冲刺:抛物线
一.选择题(共8小题)
1.(2024 美兰区校级模拟)过点F(0,3),且和直线y+3=0相切的动圆圆心轨迹方程是(  )
A.y2=12x B.y2=﹣12x C.x2=﹣12y D.x2=12y
2.(2024 太原模拟)抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,已知点A,B为抛物线上的两个动点,且满足∠AFB=120°.过弦AB的中点M作抛物线准线的垂线MN,垂足为N,则的最大值为(  )
A. B.1 C. D.2
3.(2024 全国卷Ⅰ)抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l,经过F且斜率为的直线与抛物线在x轴上方的部分相交于点A,AK⊥l,垂足为K,则△AKF的面积是(  )
A.4 B. C. D.8
4.(2024 全国卷Ⅱ)设F为抛物线y2=4x的焦点,A,B,C为该抛物线上三点,若,则的值为(  )
A.3 B.4 C.6 D.9
5.(2024 黑龙江模拟)已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,准线为l,P是l上一点,Q是直线PF与C的一个交点,若3,则|QF|=(  )
A. B. C.3 D.2
6.(2024 南开区模拟)过点(1,﹣2)的抛物线的标准方程是(  )
A.y2=4x或x2y B.y2=4x
C.y2=4x或x2y D.x2y
7.(2024 天津)设抛物线y2=2x的焦点为F,过点M(,0)的直线与抛物线相交于A、B两点,与抛物线的准线相交于点C,|BF|=2,则△BCF与△ACF的面积之比(  )
A. B. C. D.
8.(2024 辽宁)已知点A(﹣2,3)在抛物线C:y2=2px的准线上,记C的焦点为F,则直线AF的斜率为(  )
A. B.﹣1 C. D.
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2023 定远县校级二模)已知F是抛物线C:y2=x的焦点,A,B是抛物线C上的两点,O为坐标原点,则(  )
A.若|AF|,则△AOF的面积为
B.若BB'垂直C的准线于点B',且|BB'|=2|OF|,则四边形OFBB'周长为
C.若直线AB过点F,则|AB|的最小值为1
D.若,则直线AB恒过定点
(多选)10.(2023 岳麓区校级三模)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线的斜率为且经过点F,直线l与抛物线C交于点A、B两点(点A在第一象限),与抛物线的准线交于点D,若|AF|=8,则以下结论正确的是(  )
A.p=4 B. C.|BD|=2|BF| D.|BF|=4
(多选)11.(2024 南山区校级期末)已知抛物线C:y2=4x,焦点为F,过焦点的直线l抛物线C相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则下列说法一定正确的是(  )
A.|AB|的最小值为2
B.线段AB为直径的圆与直线x=﹣1相切
C.x1x2为定值
D.若M(﹣1,0),则∠AMF=∠BMF
(多选)12.(2024 湛江一模)已知F是抛物线C:y2=8x的焦点,过点F作两条互相垂直的直线l1,l2,l1与C相交于A,B两点,l2与C相交于E,D两点,M为A,B中点,N为E,D中点,直线l为抛物线C的准线,则(  )
A.点M到直线l的距离为定值
B.以|AB|为直径的圆与l相切
C.|AB|+|DE|的最小值为32
D.当|MN|最小时,MN∥l
三.填空题(共4小题)
13.(2024 大纲版Ⅱ)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的准线l,过M(1,0)且斜率为的直线与l相交于A,与C的一个交点为B,若,则p=   .
14.(2024 浙江)设抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,点A(0,2).若线段FA的中点B在抛物线上,则B到该抛物线准线的距离为   .
15.(2024 秦州区校级三模)如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线l交抛物线于点A、B,交其准线于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则此抛物线的方程为   .
16.(2024 上海)过曲线y2=4x的焦点F并垂直于x轴的直线分别与曲线y2=4x交于A,B,A在B上方,M为抛物线上一点,λ(λ﹣2),则λ=   .
四.解答题(共4小题)
17.(2024 浙江)如图,已知点F(1,0)为抛物线y2=2px(p>0)的焦点.过点F的直线交抛物线于A,B两点,点C在抛物线上,使得△ABC的重心G在x轴上,直线AC交x轴于点Q,且Q在点F的右侧.记△AFG,△CQG的面积分别为S1,S2.
(Ⅰ)求p的值及抛物线的准线方程;
(Ⅱ)求的最小值及此时点G的坐标.
18.(2024 北京)已知抛物线C:x2=﹣2py经过点(2,﹣1).
(Ⅰ)求抛物线C的方程及其准线方程;
(Ⅱ)设O为原点,过抛物线C的焦点作斜率不为0的直线l交抛物线C于两点M,N,直线y=﹣1分别交直线OM,ON于点A和点B.求证:以AB为直径的圆经过y轴上的两个定点.
19.(2024 福建)已知点F为抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点,点A(2,m)在抛物线E上,且|AF|=3,
(Ⅰ)求抛物线E的方程;
(Ⅱ)已知点G(﹣1,0),延长AF交抛物线E于点B,证明:以点F为圆心且与直线GA相切的圆,必与直线GB相切.
20.(2024 全国卷Ⅱ)已知抛物线x2=4y的焦点为F,A、B是抛物线上的两动点,且.过A、B两点分别作抛物线的切线,设其交点为M.
(Ⅰ)证明为定值;
(Ⅱ)设△ABM的面积为S,写出S=f(λ)的表达式,并求S的最小值.
2025年高考数学高频易错考前冲刺:抛物线
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.(2024 美兰区校级模拟)过点F(0,3),且和直线y+3=0相切的动圆圆心轨迹方程是(  )
A.y2=12x B.y2=﹣12x C.x2=﹣12y D.x2=12y
【考点】抛物线的定义.
【专题】圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】D
【分析】由已知条件可知:动圆圆心符合抛物线的定义,进而可求出.
【解答】解:由已知条件:过点F(0,3),且和直线y+3=0相切的动圆圆心轨迹是以点F(0,3)为焦点,直线y=﹣3为准线的抛物线,故其方程为x2=12y.
故选:D.
【点评】掌握抛物线的定义是解题的关键.
2.(2024 太原模拟)抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,已知点A,B为抛物线上的两个动点,且满足∠AFB=120°.过弦AB的中点M作抛物线准线的垂线MN,垂足为N,则的最大值为(  )
A. B.1 C. D.2
【考点】抛物线的焦点与准线.
【专题】计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【答案】A
【分析】设|AF|=a,|BF|=b,连接AF、BF.由抛物线定义得2|MN|=a+b,由余弦定理可得|AB|2=(a+b)2﹣ab,进而根据基本不等式,求得|AB|的取值范围,从而得到本题答案.
【解答】解:设|AF|=a,|BF|=b,连接AF、BF
由抛物线定义,得|AF|=|AQ|,|BF|=|BP|
在梯形ABPQ中,2|MN|=|AQ|+|BP|=a+b.
由余弦定理得,
|AB|2=a2+b2﹣2abcos120°=a2+b2+ab
配方得,|AB|2=(a+b)2﹣ab,
又∵ab≤()2,
∴(a+b)2﹣ab≥(a+b)2(a+b)2(a+b)2
得到|AB|(a+b).
所以,即的最大值为.
故选:A.
【点评】本题在抛物线中,利用定义和余弦定理求的最大值,着重考查抛物线的定义和简单几何性质、基本不等式求最值和余弦定理的应用等知识,属于中档题.
3.(2024 全国卷Ⅰ)抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l,经过F且斜率为的直线与抛物线在x轴上方的部分相交于点A,AK⊥l,垂足为K,则△AKF的面积是(  )
A.4 B. C. D.8
【考点】抛物线的焦点与准线.
【专题】计算题;压轴题.
【答案】C
【分析】先根据抛物线方程求出焦点坐标和准线方程,进而可得到过F且斜率为的直线方程然后与抛物线联立可求得A的坐标,再由AK⊥l,垂足为K,可求得K的坐标,根据三角形面积公式可得到答案.
【解答】解:∵抛物线y2=4x的焦点F(1,0),准线为l:x=﹣1,
经过F且斜率为的直线与抛物线在x轴上方的部分相交于点A(3,2),
AK⊥l,垂足为K(﹣1,2),
∴△AKF的面积是4
故选:C.
【点评】本题主要考查抛物线的基本性质和直线和抛物线的综合问题.直线和圆锥曲线的综合题是高考的热点要重视.
4.(2024 全国卷Ⅱ)设F为抛物线y2=4x的焦点,A,B,C为该抛物线上三点,若,则的值为(  )
A.3 B.4 C.6 D.9
【考点】抛物线的焦点与准线;平面向量的概念与平面向量的模.
【专题】计算题;压轴题.
【答案】C
【分析】先设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),根据抛物线方程求得焦点坐标和准线方程,再依据0,判断点F是△ABC重心,进而可求x1+x2+x3的值.最后根据抛物线的定义求得答案.
【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3)
抛物线焦点坐标F(1,0),准线方程:x=﹣1
∵,
∴点F是△ABC重心
则x1+x2+x3=3
y1+y2+y3=0
而|FA|=x1﹣(﹣1)=x1+1
|FB|=x2﹣(﹣1)=x2+1
|FC|=x3﹣(﹣1)=x3+1
∴|FA|+|FB|+|FC|=x1+1+x2+1+x3+1=(x1+x2+x3)+3=3+3=6
故选:C.
【点评】本题主要考查了抛物线的简单性质.解本题的关键是判断出F点为三角形的重心.
5.(2024 黑龙江模拟)已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,准线为l,P是l上一点,Q是直线PF与C的一个交点,若3,则|QF|=(  )
A. B. C.3 D.2
【考点】抛物线的焦点弦及焦半径.
【专题】圆锥曲线的定义、性质与方程.
【答案】A
【分析】设l与x轴的交点为M,过Q向准线l作垂线,垂足为N,由3,可得,又|MF|=p=4,根据抛物线的定义即可得出.
【解答】解:设l与x轴的交点为M,过Q向准线l作垂线,垂足为N,
∵3,
∴,又|MF|=p=4,
∴|NQ|,
∵|NQ|=|QF|,
∴|QF|.
故选:A.
【点评】本题考查了抛物线的定义标准方程及其性质、向量的共线,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
6.(2024 南开区模拟)过点(1,﹣2)的抛物线的标准方程是(  )
A.y2=4x或x2y B.y2=4x
C.y2=4x或x2y D.x2y
【考点】抛物线的标准方程.
【专题】计算题;分类讨论;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】C
【分析】分别设焦点在x轴和在y轴上的抛物线的方程,然后将点代入即可.
【解答】解:①设焦点在x轴上的抛物线的标准方程为y2=ax,将点(1,﹣2)代入可得a=4,
故抛物线的标准方程为y2=4x
②设焦点在y轴上的抛物线的标准方程为x2=by,将点(1,﹣2)代入可得b
故抛物线的标准方程为x2y.
综上,过点(1,﹣2)的抛物线的标准方程是y2=4x或x2y.
故选:C.
【点评】本题主要考查抛物线的标准方程,考查学生的计算能力,正确分类是关键.
7.(2024 天津)设抛物线y2=2x的焦点为F,过点M(,0)的直线与抛物线相交于A、B两点,与抛物线的准线相交于点C,|BF|=2,则△BCF与△ACF的面积之比(  )
A. B. C. D.
【考点】抛物线的焦点与准线.
【专题】圆锥曲线的定义、性质与方程.
【答案】A
【分析】根据,进而根据两三角形相似,推断出,根据抛物线的定义求得
,根据|BF|的值求得B的坐标,进而利用两点式求得直线的方程,把x代入,即可求得A的坐标,进而求得
的值,则三角形的面积之比可得.
【解答】解:如图过B作准线l:x的垂线,垂足分别为A1,B1,
∵,
又∵△B1BC∽△A1AC、
∴,
由抛物线定义.
由|BF|=|BB1|=2知xB,yB,
∴AB:y﹣0(x).
把x代入上式,求得yA=2,xA=2,
∴|AF|=|AA1|.
故.
故选:A.
【点评】本题主要考查了抛物线的应用,抛物线的简单性质.考查了学生基础知识的综合运用和综合分析问题的能力.
8.(2024 辽宁)已知点A(﹣2,3)在抛物线C:y2=2px的准线上,记C的焦点为F,则直线AF的斜率为(  )
A. B.﹣1 C. D.
【考点】抛物线的焦点与准线.
【专题】圆锥曲线的定义、性质与方程.
【答案】C
【分析】利用点A(﹣2,3)在抛物线C:y2=2px的准线上,确定焦点F的坐标,即可求出直线AF的斜率.
【解答】解:∵点A(﹣2,3)在抛物线C:y2=2px的准线上,
∴2,
∴F(2,0),
∴直线AF的斜率为.
故选:C.
【点评】本题考查抛物线的性质,考查直线斜率的计算,考查学生的计算能力,属于基础题.
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2023 定远县校级二模)已知F是抛物线C:y2=x的焦点,A,B是抛物线C上的两点,O为坐标原点,则(  )
A.若|AF|,则△AOF的面积为
B.若BB'垂直C的准线于点B',且|BB'|=2|OF|,则四边形OFBB'周长为
C.若直线AB过点F,则|AB|的最小值为1
D.若,则直线AB恒过定点
【考点】抛物线的焦点与准线.
【专题】计算题;方程思想;转化法;圆锥曲线中的最值与范围问题;运算求解.
【答案】ACD
【分析】根据焦半径公式和三角形额的面积公式即可判断A;
根据抛物线的定义和两点之间的距离公式可得周长,即可判断B;
根据当AB⊥x轴时,|AB|最小,即可判断C;
设直线AB:x=my+t,根据韦达定理和向量的数量积,即可判断D.
【解答】解:对于选项A,设A(x1,y1),由焦半径公式得,解得x1=1,所以y1=1,从而,选项A正确;
对于选项B,由题意知,根据抛物线的定义可知.设BB'与y轴的交点为D,易知,,
故,所以四边形OFBB'的周长为,选项B错误;
对于选项C,若直线AB过点F,则当AB⊥x轴时,|AB|最小,且最小值为1,选项C正确;
对于选项D,设直线AB:x=my+t,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立直线AB与抛物线方程得y2﹣my﹣t=0,则y1y2=﹣t,
所以,
由可得,
即,解得,
故直线AB的方程为,
即直线AB恒过定点,选项D正确.
故选:ACD.
【点评】本题考查了抛物线的性质,直线和抛物线的位置关系,考查了运算求解能力,转化与化归能力,属于中档题.
(多选)10.(2023 岳麓区校级三模)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线的斜率为且经过点F,直线l与抛物线C交于点A、B两点(点A在第一象限),与抛物线的准线交于点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】抛物线的焦点与准线.
【专题】计算题;转化思想;分析法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】ABC
【分析】由题意画出图形,写出直线方程,与抛物线方程联立,求得A的坐标,再由焦半径公式求p,进一步求出|BF|,|BD|的值,逐一判断四个选项得答案.
【解答】解:如图,F(,0),直线l的斜率为,则直线方程为y(x),
联立,得12x2﹣20px+3p2=0.
解得:,P,
由|AF|2p=8,得p=4.
∴抛物线方程为y2=8x.
xBp,则|BF|2;
|BD|,∴|BD|=2|BF|,
|BD|+|BF|8,则F为AD中点.
∴运算结论正确的是A,B,C.
故选:ABC.
【点评】本题考查抛物线的简单性质,考查数学转化思想方法与数形结合的解题思想方法,是中档题.
(多选)11.(2024 南山区校级期末)已知抛物线C:y2=4x,焦点为F,过焦点的直线l抛物线C相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则下列说法一定正确的是(  )
A.|AB|的最小值为2
B.线段AB为直径的圆与直线x=﹣1相切
C.x1x2为定值
D.若M(﹣1,0),则∠AMF=∠BMF
【考点】抛物线的焦点弦及焦半径.
【专题】计算题;对应思想;转化法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】BCD
【分析】根据抛物线的性质和定义即可判断AB,根据直线和抛物线的位置关系,利用韦达定理可判断CD.
【解答】解:抛物线C:y2=4x,焦点为F(1,0),准线方程为x=﹣1,过焦点的弦中通径最短,所以|AB|的最小值为2p=4,故A不正确,
如图:设线段AB的中点为D,过点A,B,D作准线的垂线,垂足分别为A1,B1,D1,由抛物线的定义可得|AA1|=|AF|,|BB1|=|BF|,
所以|DD1|(|AA1|+|BB1|)|AB|,
所以以线段AB为直径的圆与直线x=﹣1相切,故B正确;
设直线AB所在的直线方程为x=ny+1,
由,消去x可得y2﹣4ny﹣4=0,
所以y1+y2=4n,y1y2=﹣4,
所以x1x21,故C正确;
所以kAM+kBM0,故D正确.
故选:BCD.
【点评】本题考查抛物线的简单性质,考查直线与抛物线位置关系的应用,考查计算能力,是中档题.
(多选)12.(2024 湛江一模)已知F是抛物线C:y2=8x的焦点,过点F作两条互相垂直的直线l1,l2,l1与C相交于A,B两点,l2与C相交于E,D两点,M为A,B中点,N为E,D中点,直线l为抛物线C的准线,则(  )
A.点M到直线l的距离为定值
B.以|AB|为直径的圆与l相切
C.|AB|+|DE|的最小值为32
D.当|MN|最小时,MN∥l
【考点】直线与抛物线的综合.
【专题】转化思想;转化法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】BCD
【分析】对于A,设直线方程,并联立抛物线,再结合韦达定理,以及抛物线的定义,即可求解,
对于B,利用抛物线的定义可得,|AB|=|AF|+|BF|,即可求解,
对于C,结合基本不等式的公式,即可求解,
对D,求出|MN|的表达式,采用换元法,以及二次函数的性质,即可求解.
【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4),M(xM,yM),N(xN,yN),
直线l1的方程为x=my+2,
则直线l2的方程为x,
将直线l1的方程x=my+2代入y2=8x,化简整理可得,y2﹣8my﹣16=0,
则y1+y2=8m,y1y2=﹣16,
故x1+x2=m(y1+y2)+4=8m2+4,
所以,,
因为点A到直线l的距离d1=x1+2,点B到直线l的距离d2=x2+2,点M到直线l的距离dM=xM+2,
又因为,
所以,故A错误,
因为|AB|=|AF|+|BF|,
所以以|AB|为直径的圆的圆心M到直线l的距离为,
故|AB|为直径的圆与l相切,故B正确,
同理x3+x4,
所以,,|ED|=|EF|+|DF|,
则|AB|+|ED|,当且仅当m=±1时,等号成立,故C正确,

设,
则,,|MN|,
当t=2时,即m=±1,|MN|最小,这时xN=xM,故D正确.
故选:BCD.
【点评】本题主要考查直线与抛物线的综合应用,需要学生较强的综合能力,属于难题.
三.填空题(共4小题)
13.(2024 大纲版Ⅱ)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的准线l,过M(1,0)且斜率为的直线与l相交于A,与C的一个交点为B,若,则p= 2 .
【考点】抛物线的焦点与准线.
【专题】计算题;压轴题.
【答案】见试题解答内容
【分析】设直线AB的方程与抛物线方程联立消去y得3x2+(﹣6﹣2p)x+3=0,进而根据,可知M为A、B的中点,
可得p的关系式,解方程即可求得p.
【解答】解:设直线AB:,代入y2=2px得3x2+(﹣6﹣2p)x+3=0,
又∵,即M为A、B的中点,
∴xB+()=2,即xB=2,
得p2+4P﹣12=0,
解得p=2,p=﹣6(舍去)
故答案为:2
【点评】本题考查了抛物线的几何性质.属基础题.
14.(2024 浙江)设抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,点A(0,2).若线段FA的中点B在抛物线上,则B到该抛物线准线的距离为  .
【考点】抛物线的定义;抛物线的焦点与准线.
【专题】圆锥曲线的定义、性质与方程.
【答案】见试题解答内容
【分析】根据抛物线方程可表示出焦点F的坐标,进而求得B点的坐标代入抛物线方程求得p,则B点坐标和抛物线准线方程可求,进而求得B到该抛物线准线的距离.
【解答】解:依题意可知F坐标为(,0)
∴B的坐标为(,1)代入抛物线方程得1,解得p,
∴抛物线准线方程为x
所以点B到抛物线准线的距离为,
故答案为
【点评】本题主要考查抛物线的定义及几何性质,属容易题
15.(2024 秦州区校级三模)如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线l交抛物线于点A、B,交其准线于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则此抛物线的方程为 y2=3x. .
【考点】抛物线的标准方程.
【专题】计算题;数形结合;待定系数法.
【答案】见试题解答内容
【分析】根据过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线l交抛物线于点A、B,作AM、BN垂直准线于点M、N,根据|BC|=2|BF|,且|AF|=3,和抛物线的定义,可得∠NCB=30°,设A(x1,y1),B(x2,y2),|BF|=x,而,,且,,可求得p的值,即求得抛物线的方程.
【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2),作AM、BN垂直准线于点M、N,
则|BN|=|BF|,
又|BC|=2|BF|,得|BC|=2|BN|,
∴∠NCB=30°,
有|AC|=2|AM|=6,
设|BF|=x,则2x+x+3=6 x=1,
而,,由直线AB:y=k(x),代入抛物线的方程可得,
k2x2﹣(pk2+2p)xk2p2=0,
即有,
∴,
得y2=3x.
故答案为:y2=3x.
【点评】此题是个中档题.考查抛物线的定义以及待定系数法求抛物线的标准方程.体现了数形结合的思想,特别是解析几何,一定注意对几何图形的研究,以便简化计算.
16.(2024 上海)过曲线y2=4x的焦点F并垂直于x轴的直线分别与曲线y2=4x交于A,B,A在B上方,M为抛物线上一点,λ(λ﹣2),则λ= 3 .
【考点】抛物线的焦点与准线.
【专题】转化思想;函数的性质及应用;平面向量及应用;圆锥曲线中的最值与范围问题.
【答案】见试题解答内容
【分析】直接利用直线和抛物线的位置关系的应用求出点的坐标,进一步利用向量的运算求出结果.
【解答】解:过y2=4x的焦点F并垂直于x轴的直线分别与y2=4x交于A,B,A在B上方,
依题意:得到:A(1,2)B(1,﹣2),
设点M(x,y),
所以:M为抛物线上一点,λ(λ﹣2),
则:(x,y)=λ(1,2)+(λ﹣2)(1,﹣2)=(2λ﹣2,4),
代入y2=4x,
得到:λ=3.
故答案为:3
【点评】本题考查的知识要点:直线和抛物线的位置关系的应用,向量的坐标运算的应用,主要考查学生的运算能力和转换能力,属于基础题型.
四.解答题(共4小题)
17.(2024 浙江)如图,已知点F(1,0)为抛物线y2=2px(p>0)的焦点.过点F的直线交抛物线于A,B两点,点C在抛物线上,使得△ABC的重心G在x轴上,直线AC交x轴于点Q,且Q在点F的右侧.记△AFG,△CQG的面积分别为S1,S2.
(Ⅰ)求p的值及抛物线的准线方程;
(Ⅱ)求的最小值及此时点G的坐标.
【考点】直线与抛物线的综合.
【专题】综合题;转化思想;综合法;圆锥曲线中的最值与范围问题;逻辑思维.
【答案】见试题解答内容
【分析】(Ⅰ)由抛物线的性质可得:1,由此能求出抛物线的准线方程;
(Ⅱ)设A(xA,yA),B(xB,yB),C(xC,yC),重心G(xG,yG),令yA=2t,t≠0,则,从而直线AB的方程为x,代入y2=4x,得:,求出B(,),由重心在x轴上,得到0,从而C(()2,2()),G(,0),进而直线AC的方程为y﹣2t=2t(x﹣t2),得Q(t2﹣1,0),由此结合已知条件能求出结果.
【解答】解:(Ⅰ)由抛物线的性质可得:1,
∴p=2,
∴抛物线的准线方程为x=﹣1;
(Ⅱ)设A(xA,yA),B(xB,yB),C(xC,yC),重心G(xG,yG),
令yA=2t,t≠0,则,
由于直线AB过F,故直线AB的方程为x,
代入y2=4x,得:,
∴2tyB=﹣4,即yB,∴B(,),
又xG(xA+xB+xC),yG(yA+yB+yC),重心在x轴上,
∴0,
∴C(()2,2()),G(,0),
∴直线AC的方程为y﹣2t=2t(x﹣t2),得Q(t2﹣1,0),
∵Q在焦点F的右侧,∴t2>2,
∴2,
令m=t2﹣2,则m>0,
2221,
∴当m时,取得最小值为1,此时G(2,0).
【点评】本题考查实数值、抛物线标准方程的求法,考查三角形的面积的比值的最小值及相应点的坐标的求法,考查抛物线、直线方程、重心性质、弦长公式等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想,是中档题.
18.(2024 北京)已知抛物线C:x2=﹣2py经过点(2,﹣1).
(Ⅰ)求抛物线C的方程及其准线方程;
(Ⅱ)设O为原点,过抛物线C的焦点作斜率不为0的直线l交抛物线C于两点M,N,直线y=﹣1分别交直线OM,ON于点A和点B.求证:以AB为直径的圆经过y轴上的两个定点.
【考点】直线与抛物线的综合.
【专题】方程思想;分析法;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【答案】(Ⅰ)抛物线C的方程为x2=﹣4y,准线方程为y=1;
(Ⅱ)证明:抛物线x2=﹣4y的焦点为F(0,﹣1),
设直线方程为y=kx﹣1,联立抛物线方程,可得x2+4kx﹣4=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),
可得x1+x2=﹣4k,x1x2=﹣4,
直线OM的方程为yx,即yx,
直线ON的方程为yx,即yx,
可得A(,﹣1),B(,﹣1),
可得AB的中点的横坐标为2()=2 2k,
即有AB为直径的圆心为(2k,﹣1),
半径为||=2 2,
可得圆的方程为(x﹣2k)2+(y+1)2=4(1+k2),
化为x2﹣4kx+(y+1)2=4,
由x=0,可得y=1或﹣3.
则以AB为直径的圆经过y轴上的两个定点(0,1),(0,﹣3).
【分析】(Ⅰ)代入点(2,﹣1),解方程可得p,求得抛物线的方程和准线方程;
(Ⅱ)抛物线x2=﹣4y的焦点为F(0,﹣1),设直线方程为y=kx﹣1,联立抛物线方程,运用韦达定理,以及直线的斜率和方程,求得A,B的坐标,可得AB为直径的圆方程,可令x=0,解方程,即可得到所求定点.
【解答】解:(Ⅰ)抛物线C:x2=﹣2py经过点(2,﹣1).可得4=2p,即p=2,
可得抛物线C的方程为x2=﹣4y,准线方程为y=1;
(Ⅱ)证明:抛物线x2=﹣4y的焦点为F(0,﹣1),
设直线方程为y=kx﹣1,联立抛物线方程,可得x2+4kx﹣4=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),
可得x1+x2=﹣4k,x1x2=﹣4,
直线OM的方程为yx,即yx,
直线ON的方程为yx,即yx,
可得A(,﹣1),B(,﹣1),
可得AB的中点的横坐标为2()=2 2k,
即有AB为直径的圆心为(2k,﹣1),
半径为||=2 2,
可得圆的方程为(x﹣2k)2+(y+1)2=4(1+k2),
化为x2﹣4kx+(y+1)2=4,
由x=0,可得y=1或﹣3.
则以AB为直径的圆经过y轴上的两个定点(0,1),(0,﹣3).
【点评】本题考查抛物线的定义和方程、性质,以及圆方程的求法,考查直线和抛物线方程联立,运用韦达定理,考查化简整理的运算能力,属于中档题.
19.(2024 福建)已知点F为抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点,点A(2,m)在抛物线E上,且|AF|=3,
(Ⅰ)求抛物线E的方程;
(Ⅱ)已知点G(﹣1,0),延长AF交抛物线E于点B,证明:以点F为圆心且与直线GA相切的圆,必与直线GB相切.
【考点】直线与抛物线的综合;抛物线的标准方程.
【专题】圆锥曲线中的最值与范围问题.
【答案】见试题解答内容
【分析】解法一:(I)由抛物线定义可得:|AF|=23,解得p.即可得出抛物线E的方程.
(II)由点A(2,m)在抛物线E上,解得m,不妨取A,F(1,0),可得直线AF的方程,与抛物线方程联立化为2x2﹣5x+2=0,解得B.又G(﹣1,0),计算kGA,kGB,可得kGA+kGB=0,∠AGF=∠BGF,即可证明以点F为圆心且与直线GA相切的圆,必与直线GB相切.
解法二:(I)同解法一.
(II)由点A(2,m)在抛物线E上,解得m,不妨取A,F(1,0),可得直线AF的方程,与抛物线方程联立化为2x2﹣5x+2=0,解得B.又G(﹣1,0),可得直线GA,GB的方程,利用点到直线的距离公式可得:点F(1,0)到直线GA、GB的距离,若相等即可证明此以点F为圆心且与直线GA相切的圆,必与直线GB相切.
【解答】解法一:(I)由抛物线定义可得:|AF|=23,解得p=2.
∴抛物线E的方程为y2=4x;
(II)证明:∵点A(2,m)在抛物线E上,
∴m2=4×2,解得m,不妨取A,F(1,0),
∴直线AF的方程:y=2(x﹣1),
联立,化为2x2﹣5x+2=0,解得x=2或,B.
又G(﹣1,0),∴kGA.kGB,
∴kGA+kGB=0,
∴∠AGF=∠BGF,∴x轴平分∠AGB,
因此点F到直线GA,GB的距离相等,
∴以点F为圆心且与直线GA相切的圆,必与直线GB相切.
解法二:(I)同解法一.
(II)证明:点A(2,m)在抛物线E上,∴m2=4×2,解得m,不妨取A,F(1,0),
∴直线AF的方程:y=2(x﹣1),
联立,化为2x2﹣5x+2=0,解得x=2或,B.
又G(﹣1,0),可得直线GA,GB的方程分别为:x﹣3y+20,0,
点F(1,0)到直线GA的距离d,
同理可得点F(1,0)到直线GB的距离.
因此以点F为圆心且与直线GA相切的圆,必与直线GB相切.
【点评】本小题主要考查抛物线、直线与抛物线及其圆的位置关系及其性质、点到直线的距离公式等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查数形结合思想、化归与转化思想、函数与方程思想,属于难题.
20.(2024 全国卷Ⅱ)已知抛物线x2=4y的焦点为F,A、B是抛物线上的两动点,且.过A、B两点分别作抛物线的切线,设其交点为M.
(Ⅰ)证明为定值;
(Ⅱ)设△ABM的面积为S,写出S=f(λ)的表达式,并求S的最小值.
【考点】抛物线的焦点与准线.
【专题】计算题;压轴题.
【答案】(Ⅰ):(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),M(xo,yo),焦点F(0,1),准线方程为y=﹣1,
显然AB斜率存在且过F(0,1)
设其直线方程为y=kx+1,联立4y=x2消去y得:x2﹣4kx﹣4=0,
判别式Δ=16(k2+1)>0.
x1+x2=4k,x1x2=﹣4
于是曲线4y=x2上任意一点斜率为y′,则易得切线AM,BM方程分别为y=()x1(x﹣x1)+y1,y=()x2(x﹣x2)+y2,其中4y1,4y2,联立方程易解得交点M坐标,xo2k,yo1,即M(,﹣1)
从而,(,﹣2),(x2﹣x1,y2﹣y1)
(x1+x2)(x2﹣x1)﹣2(y2﹣y1)()﹣2[()]=0,(定值)命题得证.
这就说明AB⊥FM.
(Ⅱ)S取得最小值4.
【分析】(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),M(xo,yo),根据抛物线方程可得焦点坐标和准线方程,设直线方程与抛物线方程联立消去y,根据判别式大于0求得x1+x2和x1x2,根据曲线4y=x2上任意一点斜率为y′,可得切线AM和BM的方程,联立方程求得交点坐标,求得和,进而可求得 的结果为0,进而判断出AB⊥FM.
(2)利用(1)的结论,根据x1+x2的关系式求得k和λ的关系式,进而求得弦长AB,可表示出△ABM面积.最后根据均值不等式求得S的范围,得到最小值.
【解答】解:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),M(xo,yo),焦点F(0,1),准线方程为y=﹣1,
显然AB斜率存在且过F(0,1)
设其直线方程为y=kx+1,联立4y=x2消去y得:x2﹣4kx﹣4=0,
判别式Δ=16(k2+1)>0.
x1+x2=4k,x1x2=﹣4
于是曲线4y=x2上任意一点斜率为y′,则易得切线AM,BM方程分别为y=()x1(x﹣x1)+y1,y=()x2(x﹣x2)+y2,其中4y1,4y2,联立方程易解得交点M坐标,xo2k,yo1,即M(,﹣1)
从而,(,﹣2),(x2﹣x1,y2﹣y1)
(x1+x2)(x2﹣x1)﹣2(y2﹣y1)()﹣2[()]=0,(定值)命题得证.
这就说明AB⊥FM.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知在△ABM中,FM⊥AB,因而S|AB||FM|.
∵,
∴(﹣x1,1﹣y1)=λ(x2,y2﹣1),即,
而4y1,4y2,
则,4λ,
|FM|.
因为|AF|、|BF|分别等于A、B到抛物线准线y=﹣1的距离,所以
|AB|=|AF|+|BF|=y1+y2+22=λ2=()2.
于是S|AB||FM|()3,
由2知S≥4,且当λ=1时,S取得最小值4.
【点评】本题主要考查了抛物线的应用.抛物线与直线的关系和抛物线的性质等都是近几年高考的热点,故应重点掌握.
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