3.2 抛物线的简单几何性质
课时目标
1.了解并掌握抛物线的简单几何性质(范围、对称性、顶点等).能利用抛物线的几何性质求抛物线的标准方程.
2.拓展抛物线的几何性质,灵活应用抛物线定义解决一些简单的应用问题.
四种形式的抛物线的几何性质
标准方程 y2=2px(p>0) y2=-2px(p>0) x2=2py(p>0) x2=-2py(p>0)
图形
范围 ______,y∈R x≤0,y∈R ______,x∈R y≤0,x∈R
对称轴 ______ ______ ______ ______
焦点坐标 ________ ________ ________ ________
准线方程 ________ x= ________ y=
顶点坐标 ________
离心率 e=1
通径长 ______
微点助解
(1)抛物线没有渐近线,在画图时不要把抛物线画成双曲线一支的形状,因为双曲线的开口越来越开阔,而抛物线的开口越来越扁平.
(2)抛物线的顶点只有一个,抛物线的焦点总在对称轴上,抛物线的准线始终与对称轴垂直.
[基点训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)抛物线x2=2py(p>0)有一条对称轴为y轴.( )
(2)抛物线只有一个焦点,一条对称轴,无对称中心.( )
(3)抛物线的标准方程虽然各不相同,但是其离心率都相同.( )
(4)抛物线x2=4y,y2=4x的x,y的范围是不同的,但是其焦点到准线的距离是相同的,离心率也相同.( )
2.若点(m,n)在抛物线y2=-13x上,则下列点一定在该抛物线上的是( )
A.(-m,-n) B.(m,-n)
C.(-m,n) D.(-n,-m)
3.已知抛物线x2=2py(p>0)的准线经过点(-1,-1),则抛物线的焦点坐标为( )
A.(-1,0) B.(0,-1)
C.(1,0) D.(0,1)
4.抛物线x=8y2的通径长为( )
A.8 B.4
C. D.
题型(一) 由抛物线的性质求其标准方程
[例1] 抛物线的顶点在原点,对称轴重合于椭圆9x2+4y2=36短轴所在的直线,抛物线焦点到顶点的距离为3,求抛物线的方程及抛物线的准线方程.
听课记录:
[方法技巧]
把握三个要点确定抛物线的简单几何性质
开口 由抛物线的标准方程看图象开口,关键是看准一次项是x还是y,一次项的系数是正还是负
关系 顶点位于焦点与准线中间,准线垂直于对称轴
定值 焦点到准线的距离为p;过焦点垂直于对称轴的弦(又称为通径)长为2p;离心率恒等于1
[针对训练]
1.(1)已知抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,抛物线上一点M(m,-3)到焦点的距离为5,求m的值、抛物线方程和准线方程;
(2)已知抛物线的焦点F在x轴上,直线l过F且垂直于x轴,l与抛物线交于A,B两点,O为坐标原点,若△OAB的面积等于4,求此抛物线的标准方程.
题型(二) 抛物线的焦点弦问题
1.抛物线的焦点弦公式
标准方程 y2=2px(p>0) y2=-2px(p>0) x2=2py(p>0) x2=-2py(p>0)
图形
焦点弦 x1+x2+p p-x1-x2 y1+y2+p p-y1-y2
2.当焦点弦垂直于对称轴时,其长度为2p,为最短焦点弦长,称为通径.
3.有关抛物线的焦点弦的结论
如图,AB是抛物线y2=2px(p>0)过焦点F的一条弦,设A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点M(x0,y0),相应的准线为l.
(1)x1x2=,y1y2=-p2;
(2)以弦AB为直径的圆与准线相切;
(3)|AB|=x1+x2+p=2==2p(α是直线AB的倾斜角,α≠0°);
(4)+=为定值(F是抛物线的焦点).
[例2] 设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过F且斜率为k(k>0)的直线l与C交于A,B两点,|AB|=8.求l的方程.
解题观摩:(1)法一:利用|AB|=x1+x2+p求解
由题意,得F(1,0),
设直线l的方程为y=k(x-1)(k>0).
A(x1,y1),B(x2,y2),由
得k2x2-(2k2+4)x+k2=0.
Δ=16k2+16>0,故x1+x2=.
所以|AB|=x1+x2+2=.
由题设知=8,解得k=-1(舍去)或k=1.
因此直线l的方程为y=x-1.
法二:弦长公式的应用
由题意得F(1,0),
设直线l的方程为y=k(x-1)(k>0).
A(x1,y1),B(x2,y2),则
得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,Δ=16k2+16>0.
|AB|=·=,
由=8,解得k=-1(舍去)或k=1.
因此直线l的方程为y=x-1.
法三:利用|AB|=求角
设直线l的倾斜角为α,
则焦点弦|AB|===8,
解得sin2α=,即sin α=.
因为斜率k>0,所以k=tan α=1.而抛物线焦点为F(1,0),故直线l的方程为x-y-1=0.
法四:利用|AB|=2p求解
由焦点弦的性质得
|AB|=2p=4×=8.
所以k2=1,k=1,故直线l的方程为x-y-1=0.
[变式拓展]
若去掉本例条件“且斜率为k(k>0)”,如何求解?
(1)解决抛物线的焦点弦问题时,要注意抛物线定义在其中的应用,通过定义将焦点弦长度转化为端点的坐标问题,从而可借助根与系数的关系进行求解.
(2)在求解焦点弦长时,有多种公式可以运用,在选择、填空题的求解中可以灵活选择,从而实现快速求解.
[针对训练]
2.已知抛物线C的顶点是原点O,焦点F在x轴的正半轴上,经过点F的直线与抛物线C交于A,B两点,若·=-12,则抛物线C的方程为( )
A.x2=8y B.x2=4y
C.y2=8x D.y2=4x
3.过抛物线C:y2=8x的焦点F的直线交抛物线C于A,B两点,若|AF|=6,则|BF|等于( )
A.9或6 B.6或3
C.9 D.3
4.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.
题型(三) 抛物线几何性质的简单应用
[例3] 已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,O为坐标原点.
(1)过F作垂直于x轴的直线与抛物线C交于A,B两点,△AOB的面积为2.求抛物线C的标准方程;
(2)抛物线上有M,N两点,若△MON为正三角形,求△MON的边长.
听课记录:
利用抛物线的性质可以解决的问题
(1)对称性:解决抛物线的内接三角形问题.
(2)焦点、准线:解决与抛物线的定义有关的问题.
(3)范围:解决与抛物线有关的最值问题.
(4)焦点:解决焦点弦问题.
[针对训练]
5.F为抛物线C:y2=12x的焦点,直线x=1与抛物线交于A,B两点,则∠AFB为( )
A.30° B.60°
C.120° D.150°
6.焦点为F的抛物线y2=2px(p>0)上有一点P(2,2p),O为坐标原点,则满足|MP|=|MO|=|MF|的点M的坐标为( )
A. B.
C. D.
3.2 抛物线的简单几何性质
课前环节
x≥0 y≥0 x轴 x轴 y轴 y轴 x=- y=- (0,0) 2p
[基点训练]
1.(1)√ (2)√ (3)√ (4)√
2.选B 由抛物线关于x轴对称易知,点(m,-n)一定在该抛物线上.
3.选D ∵抛物线x2=2py(p>0)的准线经过点(-1,-1),∴-=-1,即p=2,∴抛物线的焦点坐标为(0,1).
4.选C 抛物线x=8y2,即y2=x,可得2p=,因此通径长为.故选C.
课堂环节
[题型(一)]
[例1] 解:椭圆的方程可化为+=1,其短轴在x轴上,∴抛物线的对称轴为x轴,
∴设抛物线的方程为
y2=2px(p>0)或y2=-2px(p>0).
∵抛物线的焦点到顶点的距离为3,即=3,
∴p=6,∴抛物线的标准方程为y2=12x或y2=-12x,其准线方程分别为x=-3和x=3.
[针对训练]
1.解:(1)因为顶点在原点,焦点在y轴上,点M(m,-3)位于第三或第四象限,故可确定所求抛物线的开口向下.
设所求抛物线方程为x2=-2py(p>0),则焦点为F.
因为M(m,-3)在抛物线上且|MF|=5,
故
解得故m=±2,
抛物线方程为x2=-8y,准线方程为y=2.
(2)由题意,可设抛物线的方程为y2=2ax(a≠0),则焦点为F,直线l:x=,所以直线l与抛物线的交点的坐标分别为,,所以|AB|=2|a|.因为△OAB的面积为4,所以··2|a|=4,所以a=±2.故所求抛物线的标准方程为y2=4x或y2=-4x.
[题型(二)]
[变式拓展]
解:法一 由题意,可得F(1,0),p=2,当l斜率不存在时,l为x=1,由得故|AB|=4≠8,与题意不符.
当直线l斜率存在时,设l:y=k(x-1),
∴ k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,根据抛物线的定义可得|AB|=x1+x2+2=8,x1+x2=6,则=6,解得k=±1.
∴直线l的方程为x+y-1=0或x-y-1=0.
法二 由题意,可得F(1,0),∵直线l与抛物线相交于A,B,∴l斜率存在时,斜率不为0,故可设l:x=my+1,则 y2-4my-4=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=4m,y1y2=-4,
∴|AB|=|y1-y2|
=
==8,
解得m=±1.
则直线l的方程为x+y-1=0或x-y-1=0.
[针对训练]
2.选C 设抛物线的方程为y2=2px(p>0),直线AB的方程为x=my+,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2=,y1y2=-p2,得·=x1x2+y1y2=-p2=-p2=-12,得p=4(舍负),即抛物线C的方程为y2=8x.
3.选D 法一 设点A为第一象限内的点,A(x1,y1),B(x2,y2),则x1>0,y1>0,则由题意可得F(2,0),|AF|=x1+2=6,则x1=4,由y=8x1,得y1=4,所以kAB==2,直线AB的方程为y=2(x-2),将直线AB的方程代入y2=8x化简得x2-5x+4=0,所以x2=1,所以|BF|=x2+2=3.
法二 由抛物线焦点弦的性质可得,+=,所以=-=,可得|BF|=3.
4.选C 如图,过点A作AD⊥l,|AD|=|AF|=|AC|=4,则∠ACD=30°,∠AFx=60°,则p+2=4,所以p=2,因为+=,|AF|=4,所以|BF|=,所以|AB|=|AF|+|BF|=4+=.
[题型(三)]
[例3] 解:(1)由抛物线方程知F,AB为抛物线的通径,则|AB|=2p,∴S△AOB=|OF|·|AB|=××2p=p2=2,解得p=2(舍负),
∴抛物线C的标准方程为y2=4x.
(2)∵△MON为正三角形,∴|OM|=|ON|=|MN|,由抛物线对称性可知MN⊥x轴,
设MN:x=t,则y2=2pt,解得y1=,y2=-,∴|MN|=2,∴tan 30°===,解得t=6p,
∴|MN|=4p,即△MON的边长为4p.
[针对训练]
5.选C 抛物线C:y2=12x中x=1时可得y=±2,且F(3,0),则A(1,2),B(1,-2),取H(1,0)(如图),∴tan∠AFH===,∴∠AFH=60°,由对称性可知∠AFB=120°.
6.选B 将点P的坐标代入抛物线中得(2p)2=2p×2,解得p=1,则P(2,2),所以OP的斜率为1,且OP的中点为(1,1),则OP的垂直平分线方程为y-1=-(x-1),即x+y-2=0,又OF的垂直平分线方程为x=,又|MP|=|MO|=|MF|,则点M为OP的垂直平分线和OF的垂直平分线的交点,所以点M的坐标为.(共74张PPT)
3.2
抛物线的简单几何性质
(强基课—梯度进阶式教学)
课时目标
1.了解并掌握抛物线的简单几何性质(范围、对称性、顶点等).能利用抛物线的几何性质求抛物线的标准方程.
2.拓展抛物线的几何性质,灵活应用抛物线定义解决一些简单的应用问题.
CONTENTS
目录
1
2
3
课前环节/预知教材·自主落实主干基础
课堂环节/题点研究·迁移应用融会贯通
课时跟踪检测
课前环节/预知教材·自主落实主干基础
四种形式的抛物线的几何性质
x≥0
y≥0
x轴
x轴
y轴
y轴
续表
(0,0)
2p
微点助解
(1)抛物线没有渐近线,在画图时不要把抛物线画成双曲线一支的形状,因为双曲线的开口越来越开阔,而抛物线的开口越来越扁平.
(2)抛物线的顶点只有一个,抛物线的焦点总在对称轴上,抛物线的准线始终与对称轴垂直.
基点训练
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)抛物线x2=2py(p>0)有一条对称轴为y轴.( )
(2)抛物线只有一个焦点,一条对称轴,无对称中心.( )
(3)抛物线的标准方程虽然各不相同,但是其离心率都相同.( )
(4)抛物线x2=4y,y2=4x的x,y的范围是不同的,但是其焦点到准线的距离是相同的,离心率也相同.( )
答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)√
2.若点(m,n)在抛物线y2=-13x上,则下列点一定在该抛物线上的是( )
A.(-m,-n) B.(m,-n)
C.(-m,n) D.(-n,-m)
解析:由抛物线关于x轴对称易知,点(m,-n)一定在该抛物线上.
√
3.已知抛物线x2=2py(p>0)的准线经过点(-1,-1),则抛物线的焦点坐标为( )
A.(-1,0) B.(0,-1) C.(1,0) D.(0,1)
解析:∵抛物线x2=2py(p>0)的准线经过点(-1,-1),
√
√
课堂环节/题点研究·迁移应用融会贯通
[例1] 抛物线的顶点在原点,对称轴重合于椭圆9x2+4y2=36短轴所在的直线,抛物线焦点到顶点的距离为3,求抛物线的方程及抛物线的准线方程.
题型(一) 由抛物线的性质求其标准方程
∴p=6,
∴抛物线的标准方程为y2=12x或y2=-12x,
其准线方程分别为x=-3和x=3.
把握三个要点确定抛物线的简单几何性质
方法技巧
开口 由抛物线的标准方程看图象开口,关键是看准一次项是x还是y,一次项的系数是正还是负
关系 顶点位于焦点与准线中间,准线垂直于对称轴
定值 焦点到准线的距离为p;过焦点垂直于对称轴的弦(又称为通径)长为2p;离心率恒等于1
1.(1)已知抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,抛物线上一点M(m,-3)到焦点的距离为5,求m的值、抛物线方程和准线方程;
(2)已知抛物线的焦点F在x轴上,直线l过F且垂直于x轴,l与抛物线交于A,B两点,O为坐标原点,若△OAB的面积等于4,求此抛物线的标准方程.
解:(1)因为顶点在原点,焦点在y轴上,点M(m,-3)位于第三或第四象限,故可确定所求抛物线的开口向下.
针对训练
因为M(m,-3)在抛物线上且|MF|=5,
1.抛物线的焦点弦公式
题型(二) 抛物线的焦点弦问题
标准 方程 y2=2px(p>0) y2=-2px(p>0) x2=2py(p>0) x2=-2py(p>0)
图形
焦点弦 x1+x2+p p-x1-x2 y1+y2+p p-y1-y2
2.当焦点弦垂直于对称轴时,其长度为2p,为最短焦点弦长,称为通径.
3.有关抛物线的焦点弦的结论
如图,AB是抛物线y2=2px(p>0)过焦点F的一条弦,设A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点M(x0,y0),相应的准线为l.
(2)以弦AB为直径的圆与准线相切;
[例2] 设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过F且斜率为k(k>0)的直线l与C交于A,B两点,|AB|=8.求l的方程.
解题观摩:(1)法一:利用|AB|=x1+x2+p求解
由题意,得F(1,0),设直线l的方程为y=k(x-1)(k>0).
得k2x2-(2k2+4)x+k2=0.
因此直线l的方程为y=x-1.
法二:弦长公式的应用 由题意得F(1,0),设直线l的方程为y=k(x-1)(k>0).
解得k=-1(舍去)或k=1.因此直线l的方程为y=x-1.
因为斜率k>0,所以k=tan α=1.
而抛物线焦点为F(1,0),故直线l的方程为x-y-1=0.
所以k2=1,k=1,故直线l的方程为x-y-1=0.
变式拓展
若去掉本例条件“且斜率为k(k>0)”,如何求解?
解:法一 由题意,可得F(1,0),p=2,当l斜率不存在时,l为x=1,
故|AB|=4≠8,与题意不符.
当直线l斜率存在时,设l:y=k(x-1),
根据抛物线的定义可得|AB|=x1+x2+2=8,x1+x2=6,
∴直线l的方程为x+y-1=0或x-y-1=0.
法二 由题意,可得F(1,0),∵直线l与抛物线相交于A,B,
∴l斜率存在时,斜率不为0,故可设l:x=my+1,
则y1+y2=4m,y1y2=-4,
则直线l的方程为x+y-1=0或x-y-1=0.
方法技巧
(1)解决抛物线的焦点弦问题时,要注意抛物线定义在其中的应用,通过定义将焦点弦长度转化为端点的坐标问题,从而可借助根与系数的关系进行求解.
(2)在求解焦点弦长时,有多种公式可以运用,在选择、填空题的求解中可以灵活选择,从而实现快速求解.
针对训练
√
得p=4(舍负),即抛物线C的方程为y2=8x.
√
3.过抛物线C:y2=8x的焦点F的直线交抛物线C于A,B两点,若|AF|=6,则|BF|等于( )
A.9或6 B.6或3
C.9 D.3
4.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( )
√
[例3] 已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,O为坐标原点.
(1)过F作垂直于x轴的直线与抛物线C交于A,B两点,△AOB的面积为2.求抛物线C的标准方程;
(2)抛物线上有M,N两点,若△MON为正三角形,求△MON的边长.
题型(三) 抛物线几何性质的简单应用
∴抛物线C的标准方程为y2=4x.
(2)∵△MON为正三角形,∴|OM|=|ON|=|MN|,由抛物线对称性可知MN⊥x轴,
利用抛物线的性质可以解决的问题
(1)对称性:解决抛物线的内接三角形问题.
(2)焦点、准线:解决与抛物线的定义有关的问题.
(3)范围:解决与抛物线有关的最值问题.
(4)焦点:解决焦点弦问题.
方法技巧
5.F为抛物线C:y2=12x的焦点,直线x=1与抛物线交于A,B两点,则∠AFB为( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
针对训练
√
∴∠AFH=60°,由对称性可知∠AFB=120°.
√
课时跟踪检测
1
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√
2.[多选]以y轴为对称轴的抛物线的通径(过焦点且与对称轴垂直的弦)长为8,若抛物线的顶点在坐标原点,则其方程为( )
A.y2=8x B.y2=-8x
C.x2=8y D.x2=-8y
解析:设抛物线方程为x2=2py(p>0)或x2=-2py(p>0),2p=8,p=4.
∴抛物线方程为x2=8y或x2=-8y.
√
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4.抛物线y2=4x与直线2x+y-4=0交于A,B两点,F是抛物线的焦点,则|FA|+|FB|等于( )
A.2 B.3 C.5 D.7
解析:设A(x1,y1),B(x2,y2),
则|FA|+|FB|=x1+x2+2.
∴x1+x2=5,x1+x2+2=7.故选D.
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6.已知抛物线y2=2px(p>0),直线x=m与抛物线交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则y1+y2=________.
解析:因为抛物线y2=2px(p>0)关于x轴对称,x=m与x轴垂直,故y1=-y2,即y1+y2=0.
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y2=3x或y2=-3x
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于是所求抛物线的方程为y2=3x或y2=-3x.
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设M(x1,y1),N(x2,y2),则y1+y2=6,故所求弦长为|MN|=|MF|+|NF|=y1+y2+2=8.
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9.已知点P(2,0),点Q在曲线C:y2=2x上.
(1)若点Q在第一象限内,且|PQ|=2,求点Q的坐标;
(2)求|PQ|的最小值.
解:(1)设Q(x,y)(x>0,y>0),则y2=2x,
将y2=2x代入上式,并变形得x2-2x=0,
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解得x=0(舍去)或x=2.
当x=2时,y=±2,只有x=2,y=2满足条件,
所以Q(2,2).
其中y2=2x,所以|PQ|2=(x-2)2+2x=x2-2x+4=(x-1)2+3(x≥0).
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10.在平面直角坐标系xOy中,直线l经过抛物线E:y2=12x的焦点F,且与E相交于A,B两点,直线OB交E的准线于点C.
(1)若|AB|=15,求直线l的方程;
(2)证明:直线AC平行于x轴.
解:(1)抛物线E:y2=12x的焦点为F(3,0),准线方程为x=-3,
设A(x1,y1),B(x2,y2),由抛物线定义,
得|AB|=|AF|+|BF|=x1+3+x2+3=x1+x2+6=15,所以x1+x2=9.
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当直线l的斜率不存在时,x1+x2=6,不符合要求,故直线l的斜率存在.
设直线l的方程为y=k(x-3),联立方程y2=12x,得k2x2-(6k2+12)x+9k2=0,
所以直线l的方程为2x-y-6=0或2x+y-6=0.
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设直线l的方程为x=my+3,
代入方程y2=12x,得y2-12my-36=0,
所以直线AC平行于x轴.
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设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=3p,
所以|AB|=x1+x2+p=4p,
故选D.
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12.[多选]设A(x1,y1),B(x2,y2)是抛物线y2=4x上两点,O是坐标原点,若OA⊥OB,下列结论正确的为( )
A.y1y2为定值
B.直线AB过抛物线y2=4x的焦点
C.S△AOB的最小值为16
D.O到直线AB距离的最大值为4
√
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∴y1y2=-16,故A正确;设直线AB:x=my+b,代入y2=4x,得y2-4my-4b=0,
∴y1y2=-4b=-16,即b=4,
∴直线AB过点(4,0),而抛物线y2=4x的焦点为(1,0),故B错误;
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当m=0时,等号成立,又直线AB过点(4,0),
∵直线AB过点(4,0),
∴O到直线AB距离的最大值为4,故D正确.故选ACD.
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√
13.过抛物线y2=4x的焦点F的直线交抛物线于A,B两点,交其准线于点C,且A,C位于x轴同侧.若|AC|=2|AF|,则|BF|等于( )
A.2 B.3 C.4 D.5
解析:抛物线y2=4x的焦点F(1,0),准线方程l:x=-1,
设准线l与x轴交于点H,不妨设点A在第四象限,
过A和B分别作AD⊥l,BE⊥l,垂足分别为D,E,
如图,由抛物线的定义可知|AF|=|AD|,
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15.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,P(1,m)是抛物线C上的一点,且|PF|=2.
(2)设抛物线C与(1)中所求椭圆C′的交点为A,B,求以OA和OB所在的直线为渐近线,且经过点P的双曲线方程.
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故抛物线C的方程为y2=4x,其焦点为(1,0).
所以椭圆C′的一个焦点为(1,0),
所以4-n=1,所以n=3,
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不妨设A在第一象限内,
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因此可设双曲线方程为6x2-y2=λ(λ≠0).
由点P(1,m)在抛物线C:y2=4x上,
解得m2=4,所以P(1,±2).
因为点P在双曲线上,所以6-4=λ=2,课时跟踪检测(二十二) 抛物线的简单几何性质
A级——综合提能
1.对于抛物线y=4x2,下列描述正确的是( )
A.开口向上,焦点为(0,1)
B.开口向上,焦点为
C.开口向右,焦点为(1,0)
D.开口向右,焦点为
2.[多选]以y轴为对称轴的抛物线的通径(过焦点且与对称轴垂直的弦)长为8,若抛物线的顶点在坐标原点,则其方程为( )
A.y2=8x B.y2=-8x
C.x2=8y D.x2=-8y
3.已知抛物线C与双曲线x2-y2=1有相同的焦点,且顶点在原点,则抛物线C的方程是( )
A.y2=±2x B.y2=±2x
C.y2=±4x D.y2=±4x
4.抛物线y2=4x与直线2x+y-4=0交于A,B两点,F是抛物线的焦点,则|FA|+|FB|等于( )
A.2 B.3
C.5 D.7
5.设倾斜角为α的直线l经过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F,与抛物线C交于A,B两点,设点A在x轴上方,点B在x轴下方.若=2,则cos α的值为( )
A. B.
C. D.
6.已知抛物线y2=2px(p>0),直线x=m与抛物线交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则y1+y2=________.
7.已知抛物线的顶点为坐标原点,对称轴为x轴,且与圆x2+y2=4相交的公共弦长为2,则抛物线的方程为________________.
8.过抛物线x2=4y的焦点且倾斜角为的直线被抛物线截得的弦长为________.
9.已知点P(2,0),点Q在曲线C:y2=2x上.
(1)若点Q在第一象限内,且|PQ|=2,求点Q的坐标;
(2)求|PQ|的最小值.
10.在平面直角坐标系xOy中,直线l经过抛物线E:y2=12x的焦点F,且与E相交于A,B两点,直线OB交E的准线于点C.
(1)若|AB|=15,求直线l的方程;
(2)证明:直线AC平行于x轴.
B级——应用创新
11.已知直线l:y=x-与拋物线C:y2=2px(p>0)交于A,B两点,若△AOB(O为坐标原点)的面积为,则p=( )
A. B.1
C.2 D.
12.[多选]设A(x1,y1),B(x2,y2)是抛物线y2=4x上两点,O是坐标原点,若OA⊥OB,下列结论正确的为( )
A.y1y2为定值
B.直线AB过抛物线y2=4x的焦点
C.S△AOB的最小值为16
D.O到直线AB距离的最大值为4
13.过抛物线y2=4x的焦点F的直线交抛物线于A,B两点,交其准线于点C,且A,C位于x轴同侧.若|AC|=2|AF|,则|BF|等于( )
A.2 B.3
C.4 D.5
14.O为坐标原点,F为抛物线C:y2=4x的焦点,P为抛物线C上一点,若|PF|=4,则△POF的面积为________.
15.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,P(1,m)是抛物线C上的一点,且|PF|=2.
(1)若抛物线C的焦点也是椭圆C′:+=1的一个焦点,求椭圆C′的方程;
(2)设抛物线C与(1)中所求椭圆C′的交点为A,B,求以OA和OB所在的直线为渐近线,且经过点P的双曲线方程.
课时跟踪检测(二十二)
1.选B 由抛物线y=4x2,得抛物线标准方程为x2=y,2p=,故焦点在y轴上,开口向上,焦点坐标为.
2.选CD 设抛物线方程为x2=2py(p>0)或x2=-2py(p>0),2p=8,p=4.∴抛物线方程为x2=8y或x2=-8y.
3.选D 由已知可知双曲线的焦点为(-,0),(,0).设抛物线方程为y2=±2px(p>0),则=,所以p=2,所以抛物线方程为y2=±4x.故选D.
4.选D 设A(x1,y1),B(x2,y2),
则|FA|+|FB|=x1+x2+2.
由得x2-5x+4=0,
∴x1+x2=5,x1+x2+2=7.故选D.
5.选A 过A,B分别作准线的垂线交准线于M,N,过B作BD⊥AM于D,则|AD|=|AM|-|BN|,由抛物线的性质可得,|AM|=|AF|,|BN|=|BF|,因为=2,所以|AB|=3|BF|,所以=====cos∠DAB,即cos α=.
6.解析:因为抛物线y2=2px(p>0)关于x轴对称,x=m与x轴垂直,故y1=-y2,即y1+y2=0.
答案:0
7.解析:设所求抛物线的方程为y2=2px(p>0)或y2=-2px(p>0),与圆的交点为A(x1,y1),B(x2,y2)(y1>0,y2<0),由对称性,知x1=x2,y2=-y1,则|y1|+|y2|=2,即y1-y2=2y1=2,所以y1=,把y1=代入x2+y2=4,得x1=±1,所以点(1,)在抛物线y2=2px上,点(-1,)在抛物线y2=-2px上,可得p=.于是所求抛物线的方程为y2=3x或y2=-3x.
答案:y2=3x或y2=-3x
8.解析:抛物线x2=4y的焦点为F(0,1),准线方程为y=-1,直线l的倾斜角为,设直线l与抛物线交于M,N两点,则直线l的方程为y=-x+1,代入x2=4y得y2-6y+1=0.设M(x1,y1),N(x2,y2),则y1+y2=6,故所求弦长为|MN|=|MF|+|NF|=y1+y2+2=8.
答案:8
9.解:(1)设Q(x,y)(x>0,y>0),则y2=2x,
由已知条件得|PQ|==2.
将y2=2x代入上式,并变形得x2-2x=0,
解得x=0(舍去)或x=2.
当x=2时,y=±2,只有x=2,y=2满足条件,所以Q(2,2).
(2)设Q(x,y),则|PQ|=,
其中y2=2x,所以|PQ|2=(x-2)2+2x=x2-2x+4=(x-1)2+3(x≥0).
所以当x=1时,|PQ|min=.
10.解:(1)抛物线E:y2=12x的焦点为
F(3,0),准线方程为x=-3,
设A(x1,y1),B(x2,y2),由抛物线定义,
得|AB|=|AF|+|BF|=x1+3+x2+3=x1+x2+6=15,所以x1+x2=9.
当直线l的斜率不存在时,x1+x2=6,不符合要求,故直线l的斜率存在.
设直线l的方程为y=k(x-3),联立方程y2=12x,得k2x2-(6k2+12)x+9k2=0,
则x1+x2==9,解得k=±2,
所以直线l的方程为2x-y-6=0或
2x+y-6=0.
(2)证明:由(1)得直线OB的方程为
y=x=x,令x=-3,可得yC=-.
设直线l的方程为x=my+3,
代入方程y2=12x,得y2-12my-36=0,
所以y1y2=-36,所以yC=-=y1.
所以直线AC平行于x轴.
11.选D 由题知直线l:y=x-过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,所以联立方程得x2-3px+=0,显然Δ>0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=3p,
所以|AB|=x1+x2+p=4p,
因为原点O到直线l的距离为d==p,
所以S△AOB=×4p×p=,解得p=(舍负).故选D.
12.选ACD ∵OA⊥OB,∴kOAkOB=·=·==-1,∴y1y2=-16,故A正确;设直线AB:x=my+b,代入y2=4x,得y2-4my-4b=0,∴y1y2=-4b=-16,即b=4,∴直线AB过点(4,0),而抛物线y2=4x的焦点为(1,0),故B错误;∵|y1-y2|==≥8,当m=0时,等号成立,又直线AB过点(4,0),∴(S△AOB)min=×4×8=16,故C正确;∵直线AB过点(4,0),∴O到直线AB距离的最大值为4,故D正确.故选ACD.
13.选C 抛物线y2=4x的焦点F(1,0),准线方程l:x=-1,设准线l与x轴交于点H,不妨设点A在第四象限,过A和B分别作AD⊥l,BE⊥l,垂足分别为D,E,如图,由抛物线的定义可知|AF|=|AD|,|BF|=|BE|,又|AC|=2|AF|,所以|AC|=2|AD|,则∠ACD=.所以直线AB的倾斜角为,因为|HF|=p=2,==,所以|AF|=|AD|=.在Rt△CEB中,∠ECB=,设|BE|=|BF|=x,则2|BE|=|BC|,即2x=++x,解得x=4,所以|BF|=4.
14.解析:由y2=4x知焦点F(,0),准线x=-.设P点坐标为(x0,y0),则x0+=4,∴x0=3,∴y=4 ×3 =24,∴|y0|=2,∴S△POF=××2=2.
答案:2
15.解:(1)由题意知|PF|=1+=2,解得p=2.故抛物线C的方程为y2=4x,其焦点为(1,0).所以椭圆C′的一个焦点为(1,0),
所以4-n=1,所以n=3,
故所求椭圆的方程为+=1.
(2)由消去y得到3x2+16x-12=0,解得x1=,x2=-6(舍去).
不妨设A在第一象限内,
所以A,B,
则双曲线的渐近线方程为y=±x.
因此可设双曲线方程为6x2-y2=λ(λ≠0).
由点P(1,m)在抛物线C:y2=4x上,
解得m2=4,所以P(1,±2).
因为点P在双曲线上,所以6-4=λ=2,
故所求双曲线方程为3x2-=1.