抛物线的简单几何性质同步练习
一、选择题
抛物线的准线方程是y=12,则其标准方程是( )
A. y2=2x B. x2=?2y C. y2=?x D. x2=?y
已知以圆C:x?12+y2=4的圆心为焦点的抛物线C1与圆C在第一象限交于点A,点B是抛物线C2:x2=8y上任意一点,BM与直线y=?2垂直,垂足为点M,则BM?AB的最大值为(????????????? )
A. ?1 B. 2 C. 1 D. 8
抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,A,B是抛物线上的两个动点,且满足∠AFB=π2.设线段AB的中点M在l上的投影为N,则|AB||MN|的最小值是( )
A. 3 B. 32 C. 2 D. 2
设O为坐标原点,直线x=2与抛物线C:=2px(p>0)交于D,E两点,若ODOE,则C的焦点坐标为(? ? )
A. (,0) B. (,0) C. (1,0) D. (2,0)
抛物线x2=4y上一点A的纵坐标为4,则点A与抛物线焦点的距离为? (??? )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
若抛物线y2=12x的焦点为F,点P在此抛物线上且横坐标为3,则|PF|等于( )
A. 4 B. 6 C. 8 D. 10
在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,过点F的直线l与抛物线C交于P,Q两点,若FP+3FQ=0,则△OPQ的面积为( )
A. 233 B. 3 C. 433 D. 23
设O为坐标原点,直线x=2与抛物线C:y2=2px(p>0)交于D,E两点,若OD⊥OE,则C的焦点坐标为( )
A. (14,0) B. (12,0) C. (1,0) D. (2,0)
已知A为抛物线C:y2=2px(p>0)上一点,点A到C的焦点的距离为12,到y轴的距离为9,则p=(????)
A. 2 B. 3 C. 6 D. 9
过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为3的直线交C于点M(M在x轴上方),l为C的准线,点N在l上,且MN⊥l,则M到直线NF的距离为( )
A. 5 B. 22 C. 23 D. 33
已知抛物线C:y=3x2,则焦点到准线的距离是( )
A. 16 B. 32 C. 3 D. 13
设抛物线的顶点为O,焦点为F,准线为l.P是抛物线上异于O的一点,过P作PQ⊥l于Q,则线段FQ的垂直平分线( )
A. 经过点O B. 经过点P C. 平行于直线OP D. 垂直于直线OP
已知抛物线x2=4y焦点为F,经过F的直线交抛物线与A(x1,y1),B(x2,y2),点A、B在抛物线准线上的投影分别为A1,B1,以下四个结论:①x1x2=?4,②|AB|=y1+y2+1,③∠A1FB1=π2,④AB的中点到抛物线的准线的距离的最小值为2,其中正确的个数为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
设双曲线C的方程为x2a2?y2b2=1(a>0,b>0),过抛物线y2=4x的焦点和点(0,b)的直线为l.若C的一条渐近线与l平行,另一条渐近线与l垂直,则双曲线C的方程为( )
A. x24?y24=1 B. x2?y24=1 C. x24?y2=1 D. x2?y2=1
二、填空题
从抛物线y=14x2上一点P引抛物线准线的垂线,垂足为M,且PM=5.设抛物线的焦点为F,则?MPF的面积为________.
如图,抛物线y2=4x的一条弦AB经过焦点F,取线段OB的中点D,延长OA至点C,使OA=AC,过点C,D作y轴的垂线,垂足分别为E,G,则EG的最小值为_______.
设过抛物线y2=2px(p>0)上任意一点P(异于原点O)的直线与抛物线y2=8px(p>0)交于A,B两点,直线OP与抛物线y2=8px(p>0)的另一个交点为Q,则S△ABQS△ABO=______.
已知抛物线C:x2=4y,点P(3,m)在抛物线上,则该抛物线的焦点F的坐标为______,点P到准线的距离为______.
若直线2x+4y+m=0经过抛物线y=2x2的焦点,则m=______.
三、解答题
已知抛物线G:y2=2px(p>0),过焦点F的动直线l与抛物线交于A,B两点,线段AB的中点为M.
(1)当直线l的倾斜角为π4时,|AB|=16.求抛物线G的方程;
(2)对于(1)问中的抛物线G,若点N(3,0),求证:|AB|?2|MN|为定值,并求出该定值.
如图,已知点P是y轴左侧(不含y轴)一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.
(Ⅰ)设AB中点为M,证明:PM垂直于y轴;
(Ⅱ)若P是半椭圆x2+y24=1(x<0)上的动点,求△PAB面积的取值范围.
已知直线l经过抛物线y2=6x的焦点F,且与抛物线相交于A、B两点.
(1)若直线l的倾斜角为60°,求|AB|的值;
(2)若|AB|=9,求线段AB的中点M到准线的距离.
已知抛物线C:x2=2py(p>0)上一点M(m,9)到其焦点F的距离为10.
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)设过焦点F的直线l与抛物线C交于A,B两点,且抛物线在A,B两点处的切线分别交x轴于P,Q两点,求|AP|?|BQ|的取值范围.
答案和解析
1.【答案】B
【解答】
解:由题意可知抛物线的焦点在y轴的负半轴,
设抛物线标准方程为:x2=?2py(p>0),
∵抛物线的准线方程为y=12,
∴p2=12,
∴p=1,
∴抛物线的标准方程为:x2=?2y.
故选B.
2.【答案】C
【解答】解:圆C:x?12+y2=4的圆心为1,0,以其为焦点的抛物线方程为y2=4x,
由y2=4x,x?12+y2=4,解得A1,2.
抛物线C2:x2=8y的焦点为F0,2,准线方程为y=?2,
则BM?AB=BF?AB≤AF=1,
当且仅当A,B,F(A在B,F之间)三点共线时,可得最大值为1.
3.【答案】C
【解答】
解:设|AF|=a,|BF|=b,A,B在准线上的射影点分别为Q,P,连接AQ,BP,
由抛物线定义,得|AF|=|AQ|且|BF|=|BP|,
在梯形ABPQ中根据中位线定理,得2|MN|=|AQ|+|BP|=a+b.
由勾股定理得|AB|2=a2+b2,整理得:|AB|2=(a+b)2?2ab,
又∵ab≤(a+b2)2,
∴(a+b)2?2ab≥(a+b)2?2×(a+b2)2=12(a+b)2,
(当且仅当a=b时取等号),
则|AB|≥22(a+b).
∴|AB||MN|≥22(a+b)12(a+b)=2,
即|AB||MN|的最小值为2.
故选C.
4.【答案】B
【解答】
解:根据题意,不妨设D(2,2p),E(2,?2p),
因为OD⊥OE,可得OD·OE=0,所以4?4p=0,故p=1,
所以抛物线C:y2=2x,所以抛物线的焦点坐标为(12,0).
故选B.
5.【答案】D
【解答】解:因为y=4,所以x2=4·y=16,所以x=±4,所以A(±4,4),
焦点坐标为(0,1),所以所求距离为42+(4?1)2=25=5.
6.【答案】B
【解析】解:抛物线y2=12x的焦点在x轴上,P=6,
由抛物线的定义可得:|PF|=xP+p2=3+62=6.
7.【答案】C
【解析】解:因为抛物线C:y2=4x的焦点为F,所以,设直线l的方程为x=ky+1,
将x=ky+1代入y2=4x,可得y2?4ky?4=0,设P(xP,yP),Q(xQ,yQ),则yP+yQ=4k,yPyQ=?4,
因为FP+3FQ=0,所以yP=?3yQ,
所以yP=6k,yQ=?2k,
所以?12k2=?4,即k2=13,
所以|yP?yQ|=|8k|=833,
所以△OPQ的面积S=12×1×|yP?yQ|=433,
故选:C.
设直线l的方程为x=ky+1,将x=ky+1代入y2=4x,设P(xP,yP),Q(xQ,yQ),利用韦达定理以及向量的关系,转化求解三角形的面积即可.
8.【答案】B
【解答】
解:将x=2代入抛物线y2=2px,可得y=±2p,OD⊥OE,可得kOD?kOE=?1,
即2p2??2p2=?1,解得p=1,
所以抛物线方程为:y2=2x,它的焦点坐标(12,0).
故选:B.
9.【答案】C
【解答】
解:A为抛物线C:y2=2px(p>0)上一点,
点A到C的焦点的距离为12,到y轴的距离为9,
因为抛物线上的点到焦点的距离和到准线的距离相等,
故有:9+p2=12?p=6;
故选:C.
10.【答案】C
【解析】解:抛物线C:y2=4x的焦点F(1,0),且斜率为3的直线:y=3(x?1),
过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为3的直线交C于点M(M在x轴上方),l
可知:y2=4xy=3(x?1),解得M(3,23).
可得N(?1,23),NF的方程为:y=?3(x?1),即3x+y?3=0,
则M到直线NF的距离为:|33+23?3|3+1=23.
11.【答案】A
【解析】解:根据题意,抛物线C:y=3x2,可得x2=13y,p=16,
焦点坐标为(0,112),准线方程为y=?112,
该抛物线的焦点到准线的距离等于:16;
12.【答案】B
【解析】解:不妨设抛物线的方程为y2=4x,则F(1,0),准线l为x=?1,
不妨设P(1,2),
∴Q(?1,2),
设准线为l与x轴交点为A,则A(?1,0),
可得四边形QAFP为正方形,根据正方形的对角线互相垂直,
故可得线段FQ的垂直平分线,经过点P,
13.【答案】C
【解析】解:抛物线x2=4y焦点为F(0,1),准线方程为y=?1,
可设过F的直线方程为y=kx+1,
代入抛物线方程可得x2?4kx?4=0,
即有x1+x2=4k,x1x2=?4,
|AB|=y1+y2+2;
AB的中点纵坐标为12(y1+y2)=12[k(x1+x2)+2]=1+2k2,
AB的中点到抛物线的准线的距离为2k2+2,k=0时,取得最小值2;
由F(0,1),A1(x1,?1),B1(x2,?1),
可得kA1F?kB1F=2?x1?2?x2=4x1x2=?1,
即有∠A1FB1=π2,
综上可得①③④正确,②错误.
14.【答案】D
【解答】
解:抛物线y2=4x的焦点坐标为(1,0),
则直线l的方程为y=?b(x?1),
∵双曲线C的方程为x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±b?ax,
∵C的一条渐近线与l平行,另一条渐近线与l垂直,
∴?ba=?b,ba?(?b)=?1,
∴a=1,b=1,
∴双曲线C的方程为x2?y2=1,
故选:D.
15.【答案】10
【解答】解:由题意,得x2=4y,则抛物线的准线方程为y=?1.从抛物线上一点P引抛物线准线的垂线,设Px0,y0,则由抛物线的定义知PM=y0+1,所以y0=4,所以x0=4,所以S?MPF=12×PM×x0=12×5×4=10.
16.【答案】4
【解答】
解:设点A(xA,yA),B(xB,yB),
由题意可知EG=OE+OG,
=2|yA|+12|yB|
?2(2|yA|)×(12|yB|)
=2|yAyB|,
当且仅当|yB|=4|yA|时等号成立,
当直线AB的斜率存在时,设直线AB的斜率为k,
则直线AB的方程为y=k(x?1),
联立y=k(x?1),y2=4x,
得ky2?4y?4k=0,
所以yA,B=2±21+k2k,
所以yAyB=?4,由此可知EG≥4,
即EG的最小值为4.
当直线AB的斜率不存在时,直线AB:x=1,此时A(1,?2),B(1,2),
所以C(2,?4),D(12,1),即G(0,1),E(0,?4),所以EG=5.
综上,EG的最小值为4.
故答案为4.
17.【答案】3
【解答】
解:如图所示:
联立方程组y=kxy2=2px,解得P(2pk2,2pk),
联立方程组y=kxy2=8px,解得Q(8pk2,8pk),
∴|OP|=4p2k4+4p2k2=2p1+k2k2,|PQ|=36p2k4+36p2k2=6p1+k2k2,
∴S△ABQS△ABO=|PQ||OP|=3.
故答案为:3.
18.【答案】(0,1)?134
【解析】解:由抛物线C:x2=4y可知,焦点F的坐标为(0,1),
∵点P(3,m)在抛物线上,
∴9=4m,即m=94,
又准线方程为y=?1,
∴点P到准线的距离为94+1=134.
故答案为:(0,1),134.
19.【答案】?12
【解析】解:y=2x2可化为x2=12y,焦点坐标为(0,18),代入直线方程可得m=?12.
故答案为:?12.
求出抛物线的焦点坐标,代入直线方程,求解即可.
20.【答案】解:(1)抛物线G:y2=2px(p>0),知F(p2,0),
设直线l的方程为x=ty+p2(t∈R),A(y122p,y1),B(y222p,y2),
由?y2=2pxx=ty+p2得:y2?2pty?p2=0,
△=4p2t2+4p2>0,显然成立.
可得y1+y2=2pt,y1y2=?p2,
(y1?y2)2=(y1+y2)2?4y1y2=4p2t2+4p2,
(y122p?y222p)2=14p2(y1?y2)2?(y1+y2)2=t2(4p2t2+4p2),
可得|AB|=(y122p?y222p)2+(y1?y2)2=2p(t2+1).
当直线l倾斜角为π4时,t=1,
|AB|=4p=16,得p=4,
所以抛物线G的方程为y2=8x.
(2)证明:由(1)知|AB|=8(t2+1),M为线段AB的中点,
且y1+y2=8t,
可得xM=t2(y1+y2)+2=4t2+2,yM=4t,即M(4t2+2,4t),
又N(3,0),
若满足题意2|MN|=2(4t2+2?3)2+16t2=8t2+2,
此时|AB|?2|MN|=8(t2+1)?8t2?2=6.
综上|AB|?2|MN|为定值6.
21.【答案】解:(Ⅰ)证明:可设P(m,n),A(y124,y1),B(y224,y2),
AB中点为M的坐标为(y12+y228,y1+y22),
抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上,
可得(n+y12)2=4?m+y1242,
(n+y22)2=4?m+14y222,
化简可得y1,y2为关于y的方程y2?2ny+8m?n2=0的两根,
可得y1+y2=2n,y1y2=8m?n2,
可得n=y1+y22,所以点M与P的纵坐标相同,
则PM垂直于y轴;
(Ⅱ)若P是半椭圆x2+y24=1(x<0)上的动点,
可得m2+n24=1,?1≤m<0,?2由(Ⅰ)可得y1+y2=2n,y1y2=8m?n2,
由PM垂直于y轴,可得△PAB面积为S=12|PM|?|y1?y2|
=12(y12+y228?m)?(y1+y2)2?4y1y2
=[116?(4n2?16m+2n2)?12m]?4n2?32m+4n2
=324(n2?4m)n2?4m,
可令t=n2?4m=4?4m2?4m
=?4(m+12)2+5,
可得m=?12时,t取得最大值5;
m=?1时,t取得最小值2,
即2≤t≤5,
则S=324t3在2≤t≤5递增,可得S∈[62,15410],
所以△PAB面积的取值范围为[62,15410].
22.【答案】解:(1)由y2=6x,准线方程为x=?1.5,焦点F(1.5,0).
直线l的方程为y?0=tan60°(x?1.5),即y=3x?332.
与抛物线方程联立,消y,整理得4x2?20x+9=0,其两根为x1,x2,且x1+x2=5.
由抛物线的定义可知,|AB|=p+x1+x2=8.
所以,线段AB的长是8.
(2)|AB|=p+x1+x2=9,则|AB|2=4.5
∴线段AB的中点M到准线的距离为4.5.
(2)|AB|=p+x1+x2=9,即可求线段AB的中点M到准线的距离.
23.【答案】解:(Ⅰ)已知M(m,9)到焦点F的距离为10,则点M到其准线的距离为10.
∵抛物线的准线为y=?p2,∴9+p2=10,
解得,p=2,∴抛物线的方程为x2=4y.…………………………(5分)
(Ⅱ)由已知可判断直线l的斜率存在,设斜率为k,因为F(0,1),则l:y=kx+1.
设A(x1,x124),B(x2,x224),由x2=4yy=kx+1消去y得,x2?4kx?4=0,
∴x1+x2=4k,x1x2=?4.
由于抛物线C也是函数y=14x2的图象,且y′=12x,则PA:y?x124=12x1(x?x1).
令y=0,解得x=12x1,∴P(12x1,0),从而|AP|=14x12(4+x12).
同理可得,|BQ|=14x22(4+x22),
∴|AP|?|BQ|=116(x1x2)2(4+x12)(4+x22)?=116(x1x2)2[16+4(x12+x22)+(x1x2)2]?=21+k2.
∵k2≥0,∴|AP|?|BQ|的取值范围为[2,+∞).……………………………(12分)