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【高考】数学大一轮复习第九章平面解析几何
9-6抛物线试题理北师大版
1.抛物线的概念
平面内与一个定点F和一条定直线l(l不过F)的距离相等的点的集合叫作抛物线.点F叫作抛物线的焦点,直线l叫作抛物线的准线. 2.抛物线的标准方程与几何性质
y2=2px(p>0) 标准方程 y2=-2px(p>0) x2=2py(p>0) x2=-2py(p>0) p的几何意义:焦点F到准线l的距离 图形 顶点 对称轴 焦点 离心率 准线方程 范围 开口方向 【知识拓展】
O(0,0) y=0 x=0 ?p?F?,0? 2???p?F?-,0? ?2?e=1 ?p?F?0,? ?2?p??F?0,-? ?2?px=- 2px= 2py=- 2py= 2x≥0,y∈R 向右 x≤0,y∈R 向左 y≥0,x∈R 向上 y≤0,x∈R 向下 ??2
1.抛物线y=2px (p>0)上一点P(x0,y0)到焦点F?,0?的距离|PF|=x0+,也称为抛物线
2?2?
的焦半径.
pp??2
2.y=ax的焦点坐标为?,0?,准线方程为x=-.
4?4?
3.设AB是过抛物线y=2px(p>0)焦点F的弦, 若A(x1,y1),B(x2,y2),则 (1)x1x2=,y1y2=-p.
4
2p(2)弦长|AB|=x1+x2+p=2(α为弦AB的倾斜角).
sinα(3)以弦AB为直径的圆与准线相切.
(4)通径:过焦点垂直于对称轴的弦,长等于2p,通径是过焦点最短的弦. 【思考辨析】
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aap2
2
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判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)平面内与一个定点F和一条定直线l的距离相等的点的轨迹一定是抛物线.( × ) (2)方程y=ax(a≠0)表示的曲线是焦点在x轴上的抛物线,且其焦点坐标是(,0),准线
4方程是x=-.( × )
4
(3)抛物线既是中心对称图形,又是轴对称图形.( × )
(4)AB为抛物线y=2px(p>0)的过焦点F(,0)的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2=,
24
22
aapp2
y1y2=-p2,弦长|AB|=x1+x2+p.( √ )
1.(2016·四川)抛物线y=4x的焦点坐标是( ) A.(0,2) C.(2,0) 答案 D
B.(0,1) D.(1,0)
2
??2
解析 ∵对于抛物线y=ax,其焦点坐标为?,0?,
?4?
∴对于y=4x,焦点坐标为(1,0).
2.(2016·张掖一诊)过抛物线y=4x的焦点的直线l交抛物线于P(x1,y1),Q(x2,y2)两点,如果x1+x2=6,则|PQ|等于( ) A.9 B.8 C.7 D.6 答案 B
解析 抛物线y=4x的焦点为F(1,0), 准线方程为x=-1.
根据题意,可得|PQ|=|PF|+|QF|=x1+1+x2+1=x1+x2+2=8.
3.设抛物线y=8x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线l与抛物线有公共点,则直线l的斜率的取值范围是( )
22
2
2
a?11?A.?-,? ?22?
C.[-1,1] 答案 C
B.[-2,2] D.[-4,4]
解析 Q(-2,0),设直线l的方程为y=k(x+2),代入抛物线方程,消去y整理得kx+(4k-8)x+4k=0,
由Δ=(4k-8)-4k·4k=64(1-k)≥0,
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解得-1≤k≤1.
4.(教材改编)已知抛物线的顶点是原点,对称轴为坐标轴,并且经过点P(-2,-4),则该抛物线的标准方程为________________. 答案 y=-8x或x=-y
解析 设抛物线方程为y=2px(p≠0)或x=2py(p≠0).将P(-2,-4)代入,分别得方程为y=-8x或x=-y.
5.(2017·合肥月考)已知抛物线y=2px(p>0)的准线与圆x+y-6x-7=0相切,则p的值为________. 答案 2
解析 抛物线y=2px(p>0)的准线为x=-,
2圆x+y-6x-7=0,即(x-3)+y=16, 则圆心为(3,0),半径为4.
又因为抛物线y=2px(p>0)的准线与圆x+y-6x-7=0相切,所以3+=4,解得p=2.
2题型一 抛物线的定义及应用
例1 设P是抛物线y=4x上的一个动点,若B(3,2),则|PB|+|PF|的最小值为________. 答案 4
解析 如图,过点B作BQ垂直准线于点Q, 交抛物线于点P1,
则|P1Q|=|P1F|.则有|PB|+|PF|≥|P1B|+|P1Q|=|BQ|=4. 即|PB|+|PF|的最小值为4. 引申探究
1.若将本例中的B点坐标改为(3,4),试求|PB|+|PF|的最小值. 解 由题意可知点(3,4)在抛物线的外部. ∵|PB|+|PF|的最小值即为B,F两点间的距离, ∴|PB|+|PF|≥|BF|=4+2 =16+4=25,
即|PB|+|PF|的最小值为25.
2.若将本例中的条件改为:已知抛物线方程为y=4x,直线l的方程为x-y+5=0,在抛物线上有一动点P到y轴的距离为d1,到直线l的距离为d2,求d1+d2的最小值.
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解 由题意知,抛物线的焦点为F(1,0). 点P到y轴的距离d1=|PF|-1, 所以d1+d2=d2+|PF|-1.
易知d2+|PF|的最小值为点F到直线l的距离,故d2+|PF|的最小值为所以d1+d2的最小值为32-1.
思维升华 与抛物线有关的最值问题,一般情况下都与抛物线的定义有关.由于抛物线的定义在运用上有较大的灵活性,因此此类问题也有一定的难度.“看到准线想焦点,看到焦点想准线”,这是解决抛物线焦点弦有关问题的重要途径.
(2016·西安市铁一中学模拟)已知点P是抛物线y=-8x上一点,设P到此抛
物线准线的距离是d1,到直线x+y-10=0的距离是d2,则d1+d2的最小值是( ) A.3 B.23 C.62 D.3 答案 C
解析 ∵抛物线方程是y=-8x,
∴抛物线的焦点为F(-2,0),准线方程是x=2(如图),
|-2+0-10|∴d1+d2的最小值是焦点F到直线x+y-10=0的距离,即(d1+d2)min==62.
1+1题型二 抛物线的标准方程和几何性质 命题点1 求抛物线的标准方程
2
2
|1+5|1+-1
2
2
=32,
x2y22
例2 已知双曲线C1:2-2=1(a>0,b>0)的离心率为2.若抛物线C2:x=2py(p>0)的焦点
ab到双曲线C1的渐近线的距离为2,则抛物线C2的方程为( ) 832
A.x=y
3C.x=8y 答案 D
2
1632
B.x=y
3D.x=16y
2
x2y2
解析 ∵2-2=1的离心率为2,
abcc2a2+b2b2b∴=2,即2=2=4,∴2=3,=3. aaaaab?p?xyx=2py(p>0)的焦点坐标为?0,?,2-2=1的渐近线方程为y=±x,即y=±3x.由题
a?2?ab2
2
2
p意得21+
3
2
=2,∴p=8.故C2的方程为x=16y.
2
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命题点2 抛物线的几何性质
例3 已知抛物线y=2px(p>0)的焦点为F,A(x1,y1),B(x2,y2)是过F的直线与抛物线的两个交点,求证: (1)y1y2=-p,x1x2=;
411(2)+为定值; |AF||BF|
(3)以AB为直径的圆与抛物线的准线相切. 证明 (1)由已知得抛物线焦点坐标为(,0).
2由题意可设直线方程为x=my+,代入y=2px,
2得y=2p?my+?,即y-2pmy-p=0.(*)
2??则y1,y2是方程(*)的两个实数根,所以y1y2=-p. 因为y1=2px1,y2=2px2,所以y1y2=4px1x2,
2
y2p4p21y2
所以x1x2=2=2=.
4p4p4
2
2
22
2
2
2
2
2
p2
pp2
?
p?
22
1111(2)+=+ |AF||BF|ppx1+x2+
22=
x1+x2+p.
pp2
x1x2+x1+x2+
2
4
因为x1x2=,x1+x2=|AB|-p,代入上式,
4得
1|AB|2+=22=(定值). |AF||BF|pppp+|AB|-p+4241
p2
(3)设AB的中点为M(x0,y0),分别过A,B作准线的垂线,垂足为C,D,过M作准线的垂线,垂足为N,
111
则|MN|=(|AC|+|BD|)=(|AF|+|BF|)=|AB|. 222所以以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.
思维升华 (1)求抛物线标准方程的常用方法是待定系数法,其关键是判断焦点位置、开口方向,在方程的类型已经确定的前提下,由于标准方程只有一个参数p,只需一个条件就可以确定抛物线的标准方程.
(2)在解决与抛物线的性质有关的问题时,要注意利用几何图形的形象、直观的特点来解题,
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