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3.3.1 抛物线及其标准方程 闯关练 2025-2026学年
高二年级数学选择性必修第一册(人教A版2019)
一、单选题
1.数学与建筑的结合造就建筑艺术品,如吉林大学的校门是一抛物线形水泥建筑物,如图.若将该大学的校门轮廓(忽略水泥建筑的厚度)近似看成抛物线的一部分,且点在该抛物线上,则该抛物线的焦点坐标是( )
A. B.(0,-1) C. D.
2.设F为抛物线的焦点,点A在C上,点,若,则( )
A.2 B. C.3 D.
3.已知双曲线的左、右焦点分别为,抛物线的准线l经过,且l与双曲线的一条渐近线交于点A,若,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
4.已知抛物线:的焦点为,准线与轴的交点为,点在上且,则的面积为( )
A.4 B.8 C.16 D.32
5.已知抛物线上一点P到准线的距离为,到直线:为,则的最小值为
A.3 B.4 C. D.
6.已知点是抛物线的焦点,点为抛物线上的任意一点,为平面上点,则的最小值为
A.3 B.2 C.4 D.
二、多选题
7.设抛物线C:的焦点为F,准线为l,点M为C上一动点,为定点,则下列结论正确的是( )
A.准线l的方程是 B.的最大值为2
C.的最小值为7 D.以线段为直径的圆与y轴相切
8.已知F是抛物线的焦点,P是抛物线上一动点,Q是上一动点,则下列说法正确的有( )
A.的最小值为1 B.的最小值为
C.的最小值为4 D.的最小值为
9.对标准形式的抛物线给出下列条件,其中满足抛物线的有( )
A.焦点在y轴上
B.焦点在x轴上
C.抛物线上横坐标为1的点到焦点的距离等于6
D.由原点向过焦点的某直线作垂线,垂足坐标为
10.设抛物线的焦点为F,点M在y轴上.若线段FM的中点B在抛物线上,且点B到抛物线准线的距离为,则点M的坐标可能为( )
A. B.
C. D.
三、填空题
11.已知是抛物线:的焦点,点,点是上任意一点,当点在时,取得最大值,当点在时,取得最小值.则 .
12.如图所示,抛物线的顶点为坐标原点,焦点在轴上,准线与圆相切.
(1)抛物线的标准方程为 ;
(2)若点A,都在抛物线上,且,则点A的坐标为 .
13.已知抛物线的焦点为,若以轴正方向的射线绕焦点逆时针旋转,与抛物线交于点,过作轴,交准线于点,则的面积为 .
14.已知为坐标原点,抛物线:()的焦点为,为上一点,与轴垂直,为轴上一点,且,若,则的准线方程为 .
四、解答题
15.如图,花坛水池中央有一喷泉,水管O′P=1m,水从喷头P喷出后呈抛物线状,先向上至最高点后落下.若最高点距水面2m, P距抛物线的对称轴1m,则水池的直径至少应设计多长(精确到整数位)
16.如图所示,一隧道内设双行线公路,其截面由长方形的三条边和抛物线的一段构成,为保证安全,要求行驶车辆顶部(设为平顶)与隧道顶部在竖直方向上高度之差至少要有0.5米.
(1)以抛物线的顶点为原点O,其对称轴所在的直线为y轴,建立平面直角坐标系(如图),求该抛物线的方程;
(2)若行车道总宽度AB为7米,请计算通过隧道的车辆限制高度为多少米(精确到0.1米)?
17.如图,已知抛物线的焦点为F,A是抛物线上横坐标为4,且位于x轴上方的点,点A到抛物线准线的距离等于5,过点A作AB垂直于y轴,垂足为点B,OB的中点为M.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点M作MN⊥ FA,垂足为N,求点N的坐标.
18.已知抛物线的焦点F和椭圆的右焦点重合.
(1)求抛物线的方程;
(2)若定长为5的线段两个端点在抛物线上移动,线段的中点为,求点到y轴的最短距离,并求此时点坐标.
19.在两个条件①点;②点中任选一个,补充在下面的问题中.
已知抛物线的焦点为F,准线为l,点P在此抛物线上移动,求:
(1)点P到点F与它到______的距离之和的最小值;
(2)点P到点与它到准线l的距离之和的最小值;
(3)点P到直线与它到准线l的距离之和的最小值.
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B D B A A AD AC BD BC
1.A
【分析】根据点的坐标求得,由此求得抛物线的焦点坐标.
【详解】依题意在抛物线上,
所以,
所以,
故,且抛物线开口向下,
所以抛物线的焦点坐标为.
故选:A
2.B
【分析】根据抛物线上的点到焦点和准线的距离相等,从而求得点的横坐标,进而求得点坐标,即可得到答案.
【详解】由题意得,,则,
即点到准线的距离为2,所以点的横坐标为,
不妨设点在轴上方,代入得,,
所以.
故选:B
3.D
【分析】由已知可得出的值,求出点的坐标,分析可得,由此可得出关于、、的方程组,解出这三个量的值,即可得出双曲线的标准方程.
【详解】抛物线的准线方程为,则,则、,
不妨设点为第二象限内的点,联立,可得,即点,
因为且,则为等腰直角三角形,
且,即,可得,
所以,,解得,因此,双曲线的标准方程为.
故选:D.
4.B
【详解】F(2,0),K(-2,0),过A作AM⊥准线,则|AM|=|AF|,
∴|AK|=|AM|,三角形APM为等腰直角三角形,
设A(m2,2m)(m>0),
由得,解得
则△AFK的面积=4×2m =4m=8,
故选B.
5.A
【分析】利用抛物线的定义,将的最小值转化为焦点到直线的距离即可求得.
【详解】解:抛物线上的点到准线的距离等于到焦点的距离,
所以过焦点作直线的垂线,
则该点到直线的距离为最小值,如图所示;
由,直线,所以,故选A.
【点睛】本题主要考查了抛物线的简单性质和点到直线距离公式的应用问题,是基础题.
6.A
【分析】作垂直准线于点,根据抛物线的定义,得到,当三点共线时,的值最小,进而可得出结果.
【详解】如图,作垂直准线于点,由题意可得,
显然,当三点共线时,的值最小;
因为,,准线,
所以当三点共线时,,所以.
故选A
【点睛】本题主要考查抛物线上任一点到两定点距离的和的最值问题,熟记抛物线的定义与性质即可,属于常考题型.
7.AD
【分析】根据抛物线方程求得直线方程,结合三角形的知识求得的最大值,结合抛物线的定义求得的最小值以及判断出以线段为直径的圆与y轴相切.
【详解】由题意得,则焦点,准线l的方程是,故A正确;
,
当点M在线段的延长线上时等号成立,∴的最大值为,故B错误;
如图所示,过点M,E分别作准线l的垂线,垂足分别为A,B,
则,当点M在线段上时等号成立,
∴的最小值为5,故C不正确;
设点,线段的中点为D,则,
∴以线段为直径的圆与y轴相切,D正确.
故选:AD
8.AC
【分析】根据抛物线的性质判断A,根据圆的性质判断B,结合抛物线的定义判断C,D.
【详解】抛物线焦点为,准线为,作出图象,
对选项A:由抛物线的性质可知:的最小值为,选项A正确;
对选项B:注意到F是定点,由圆的性质可知:的最小值为,选项B错误;
对选项CD:过点P作抛物线准线的垂线,垂足为M,由抛物线定义可知,故,的最小值为点Q到准线的距离,故最小值为4,从而选项C正确,选项D错误.
故选:AC.
9.BD
【分析】根据抛物线的标准方程及几何性质,逐项判定,即可求解.
【详解】由抛物线的焦点坐标为,位于轴上,所以A不满足,B满足;
对于C中,设是抛物线上一点,为焦点,
则,所以C不满足
对于D中,由于抛物线的焦点为,若由原点向该直线作垂线,垂足为,设过该焦点的直线方程为,则,此时该直线存在,所以D满足.
故选:BD.
10.BC
【分析】设,表示出,由抛物线的定义,得到,求出p,把B的坐标代入抛物线方程求出,即可得到M的坐标.
【详解】设,易知,则,如图所示.
设抛物线的准线为l,过B作于点,则,解得.
所以抛物线方程为,且,
又B在抛物线上,所以,因此,解得.
所以点M的坐标为或.
故选:BC
11.
【分析】依据题意作出图象,由三角形知识可得:,当且仅当三点共线时,取得最小值,即可求得,由抛物线定义可将转化成,结合图象可得,当且仅当三点共线时,取得最大值,即可求得,问题得解.
【详解】作出抛物线:的图象如下:
过点作抛物线准线的垂线段,过点作抛物线准线的垂线段
由抛物线方程可得:
由三角形知识可得:
所以
当且仅当三点共线时,取得最小值,
即点位于图中的处,可求得:
由抛物线定义可得:,
由图可得:,
当且仅当三点共线时,取得最大值,
即点位于图中的处,可求得:.
所以.
【点睛】本题主要考查了三角形中的边长关系,还考查了抛物线的定义及数形结合思想,考查计算能力及转化能力,属于难题.
12. 或
【分析】(1)根据准线与圆相切确定,进而求出抛物线方程.
(2)设,,表示,列方程求解,得到答案.
【详解】(1)依题意,可设抛物线的方程为,其准线的方程为,
因为准线与圆相切,所以圆心到准线的距离,
解得.故抛物线的标准方程为.
(2)设,.则,由题意得,
所以,.
因为,所以,即,
代入②得,即,又,所以,
解得,,即点A的坐标为或.
故答案为:(1);(2)或.
13.
【分析】联立直线的方程和抛物线方程得到的坐标,从而利用三角形面积公式计算出结果.
【详解】由题知焦点,准线为,直线的方程为:,
联立,可得,
所以或(舍),,
,
所以.
故答案为:.
14.
【分析】先用坐标表示,再根据向量垂直坐标表示列方程,解得,即得结果.
【详解】抛物线: ()的焦点,
∵P为上一点,与轴垂直,
所以P的横坐标为,代入抛物线方程求得P的纵坐标为,
不妨设,
因为Q为轴上一点,且,所以Q在F的右侧,
又,
因为,所以,
,
所以的准线方程为
故答案为:.
【点睛】利用向量数量积处理垂直关系是本题关键.
15.5 m.
【分析】以右侧抛物线顶点为坐标原点构建直角坐标系,设抛物线方程,由P(-1, -1)在抛物线上求参数,进而求得右侧水面落点坐标,根据对称性求水池的直径.
【详解】以抛物线的顶点为原点,过顶点与焦点的直线为y轴,建立平面直角坐标系.
设抛物线的方程为x2=-2py(p>0),则P(-1, -1),代入方程得p=,
所以抛物线的方程为x2=-y,又B(x, -2).
令y=-2,则x=±,故O′B=+1,
所以,根据对称性知:水池直径为2(+1) m,约为5 m.
16.(1);
(2)米.
【分析】(1)设出抛物线方程,根据点在抛物线上,代入即可求出抛物线方程;
(2)设车辆高为h米,根据点在抛物线上,求出的值,从而可求出限制高度.
【详解】(1)根据题意,设该抛物线的方程为,
由图可知点在抛物线上,所以,即,
所以该抛物线的方程为.
(2)设车辆高为h米,则,故,
代入方程,解得,
所以车辆通过隧道的限制高度为米.
17.(1).(2)
【详解】试题分析:(1)抛物线y2=2px的准线为x=﹣,于是4+=5,由此能求出抛物线方程.(2)点A的坐标是(4,4),由题意得B(0,4),M(0,2),F(1,0),从而,由MN⊥FA,,由此能求出直线MN的方程.
解析:
(1)抛物线的准线为,于是,所以,所以抛物线方程为.
(2)由(1)知点的坐标是,由题意得,.
又因为,所以,
因为,所以,
所以的方程为,①
的方程为②
由①②联立得,,
所以的坐标为.
点睛:本题考查抛物线方程的求法,考查直线方程的求法,解题时要认真审题,注意函数与方程思想的合理运用.一般和抛物线有关的题,很多时可以应用结论来处理的;平时练习时应多注意抛物线的结论的总结和应用.尤其和焦半径联系的题目,一般都和定义有关,实现点点距和点线距的转化.
18.(1);(2)
【详解】试题分析:(1)首先求出焦点,然后利用抛物线的几何意义得到方程;(2)求出点到抛物线准线的距离最小值即可.过点分别做抛物线准线的垂线,利用中位线得到中位线的长度,然后利用焦半径公式进行转化,结合得到最小值.得到中点的横坐标,然后利用点差法求出纵坐标.
试题解析:解:(1)∵椭圆的右焦点,,即.
∴抛物线的方程为
(2)要求点到y轴距离最小值,只要求出点到抛物线准线的距离最小值即可.过,设焦点为F.
,当且仅当线段过焦点F时取等号.∴点到y轴的最短距离为;
设此时中点的坐标为(),则,设,,则,
两式相减得:,即,
∴,∴,∴此时点坐标为
考点:1.抛物线的标准方程;2.焦半径公式;3.点差法
19.(1)选①:4;选②:
(2)
(3)
【分析】(1)(2)(3)数形结合,利用抛物线定义对所求距离之和进行转化为两点之间的距离,或点到直线的距离可得.
【详解】(1)过点B、P分别作准线的垂线,垂足为E、D.
选①:如图1
由抛物线定义可得,
所以点P到点F与它到B的距离之和的最小值为4.
选②:由图2可知,
所以点P到点F与它到B的距离之和的最小值为
(2)如图2
由抛物线定义可得,
点P到点与它到准线l的距离之和的最小值为.
(3)记P到直线的距离为d,F到直线的距离为m.
由图2结合抛物线定义可知,则.
所以点P到直线与它到准线l的距离之和的最小值为
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