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23-平面解析几何(圆锥曲线之抛物线)-五年(2018-2022)高考数学真题按知识点分类汇编
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这是一份23-平面解析几何(圆锥曲线之抛物线)-五年(2018-2022)高考数学真题按知识点分类汇编,共39页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,解答题,双空题等内容,欢迎下载使用。
五年2018-2022高考数学真题按知识点分类汇编23-平面解析几何(圆锥曲线之抛物线)(含解析)
一、单选题
1.(2022·全国·统考高考真题)设F为抛物线的焦点,点A在C上,点,若,则( )
A.2 B. C.3 D.
2.(2022·天津·统考高考真题)已知抛物线分别是双曲线的左、右焦点,抛物线的准线过双曲线的左焦点,与双曲线的渐近线交于点A,若,则双曲线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
3.(2021·全国·统考高考真题)抛物线的焦点到直线的距离为,则( )
A.1 B.2 C. D.4
4.(2021·天津·统考高考真题)已知双曲线的右焦点与抛物线的焦点重合,抛物线的准线交双曲线于A,B两点,交双曲线的渐近线于C、D两点,若.则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
5.(2020·全国·统考高考真题)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
6.(2020·北京·统考高考真题)设抛物线的顶点为,焦点为,准线为.是抛物线上异于的一点,过作于,则线段的垂直平分线( ).
A.经过点 B.经过点
C.平行于直线 D.垂直于直线
7.(2019·全国·高考真题)若抛物线y2=2px(p>0)的焦点是椭圆的一个焦点,则p=
A.2 B.3
C.4 D.8
二、多选题
8.(2022·全国·统考高考真题)已知O为坐标原点,点在抛物线上,过点的直线交C于P,Q两点,则( )
A.C的准线为 B.直线AB与C相切
C. D.
9.(2022·全国·统考高考真题)已知O为坐标原点,过抛物线焦点F的直线与C交于A,B两点,其中A在第一象限,点,若,则( )
A.直线的斜率为 B.
C. D.
三、填空题
10.(2021·全国·统考高考真题)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______.
11.(2020·山东·统考高考真题)已知抛物线的顶点在坐标原点,焦点与双曲线的左焦点重合,若两曲线相交于,两点,且线段的中点是点,则该双曲线的离心率等于______.
12.(2018·全国·高考真题)已知点和抛物线,过的焦点且斜率为的直线与交于,两点.若,则________.
13.(2019·北京·高考真题)设抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l.则以F为圆心,且与l相切的圆的方程为__________.
14.(2018·北京·高考真题)已知直线l过点(1,0)且垂直于?轴,若l被抛物线截得的线段长为4,则抛物线的焦点坐标为_________.
四、解答题
15.(2022·全国·统考高考真题)设抛物线的焦点为F,点,过F的直线交C于M,N两点.当直线MD垂直于x轴时,.
(1)求C的方程;
(2)设直线与C的另一个交点分别为A,B,记直线的倾斜角分别为.当取得最大值时,求直线AB的方程.
16.(2021·全国·高考真题)抛物线C的顶点为坐标原点O.焦点在x轴上,直线l:交C于P,Q两点,且.已知点,且与l相切.
(1)求C,的方程;
(2)设是C上的三个点,直线,均与相切.判断直线与的位置关系,并说明理由.
17.(2021·全国·统考高考真题)已知抛物线的焦点F到准线的距离为2.
(1)求C的方程;
(2)已知O为坐标原点,点P在C上,点Q满足,求直线斜率的最大值.
18.(2021·浙江·统考高考真题)如图,已知F是抛物线的焦点,M是抛物线的准线与x轴的交点,且,
(1)求抛物线的方程;
(2)设过点F的直线交抛物线与A、B两点,斜率为2的直线l与直线,x轴依次交于点P,Q,R,N,且,求直线l在x轴上截距的范围.
19.(2020·全国·统考高考真题)已知椭圆C1:(a>b>0)的右焦点F与抛物线C2的焦点重合,C1的中心与C2的顶点重合.过F且与x轴垂直的直线交C1于A,B两点,交C2于C,D两点,且|CD|=|AB|.
(1)求C1的离心率;
(2)设M是C1与C2的公共点,若|MF|=5,求C1与C2的标准方程.
20.(2020·全国·统考高考真题)已知椭圆C1:(a>b>0)的右焦点F与抛物线C2的焦点重合,C1的中心与C2的顶点重合.过F且与x轴垂直的直线交C1于A,B两点,交C2于C,D两点,且|CD|=|AB|.
(1)求C1的离心率;
(2)若C1的四个顶点到C2的准线距离之和为12,求C1与C2的标准方程.
21.(2020·浙江·统考高考真题)如图,已知椭圆,抛物线,点A是椭圆与抛物线的交点,过点A的直线l交椭圆于点B,交抛物线于M(B,M不同于A).
(Ⅰ)若,求抛物线的焦点坐标;
(Ⅱ)若存在不过原点的直线l使M为线段AB的中点,求p的最大值.
22.(2020·山东·统考高考真题)已知抛物线的顶点在坐标原点,椭圆的顶点分别为,,,,其中点为抛物线的焦点,如图所示.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若过点的直线与抛物线交于,两点,且,求直线的方程.
23.(2019·全国·高考真题)已知抛物线C:y2=3x的焦点为F,斜率为的直线l与C的交点为A,B,与x轴的交点为P.
(1)若|AF|+|BF|=4,求l的方程;
(2)若,求|AB|.
24.(2019·北京·高考真题)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.
25.(2018·北京·高考真题)已知抛物线C:=2px经过点(1,2).过点Q(0,1)的直线l与抛物线C有两个不同的交点A,B,且直线PA交y轴于M,直线PB交y轴于N.
(Ⅰ)求直线l的斜率的取值范围;
(Ⅱ)设O为原点,,,求证:为定值.
26.(2019·浙江·高考真题)如图,已知点为抛物线的焦点,过点的直线交抛物线于两点,点在抛物线上,使得的重心在轴上,直线交轴于点,且在点右侧.记的面积为.
(1)求的值及抛物线的准线方程;
(2)求的最小值及此时点的坐标.
五、双空题
27.(2021·北京·统考高考真题)已知抛物线的焦点为,点在抛物线上,垂直轴与于点.若,则点的横坐标为_______; 的面积为_______.
参考答案:
1.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
2.C
【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:C.
3.B
【分析】首先确定抛物线的焦点坐标,然后结合点到直线距离公式可得的值.
【详解】抛物线的焦点坐标为,
其到直线的距离:,
解得:(舍去).
故选:B.
4.A
【分析】设公共焦点为,进而可得准线为,代入双曲线及渐近线方程,结合线段长度比值可得,再由双曲线离心率公式即可得解.
【详解】设双曲线与抛物线的公共焦点为,
则抛物线的准线为,
令,则,解得,所以,
又因为双曲线的渐近线方程为,所以,
所以,即,所以,
所以双曲线的离心率.
故选:A.
5.C
【分析】利用抛物线的定义建立方程即可得到答案.
【详解】设抛物线的焦点为F,由抛物线的定义知,即,解得.
故选:C.
【点晴】本题主要考查利用抛物线的定义计算焦半径,考查学生转化与化归思想,是一道容易题.
6.B
【分析】依据题意不妨作出焦点在轴上的开口向右的抛物线,根据垂直平分线的定义和抛物线的定义可知,线段的垂直平分线经过点,即求解.
【详解】如图所示:.
因为线段的垂直平分线上的点到的距离相等,又点在抛物线上,根据定义可知,,所以线段的垂直平分线经过点.
故选:B.
【点睛】本题主要考查抛物线的定义的应用,属于基础题.
7.D
【分析】利用抛物线与椭圆有共同的焦点即可列出关于的方程,即可解出,或者利用检验排除的方法,如时,抛物线焦点为(1,0),椭圆焦点为(±2,0),排除A,同样可排除B,C,故选D.
【详解】因为抛物线的焦点是椭圆的一个焦点,所以,解得,故选D.
【点睛】本题主要考查抛物线与椭圆的几何性质,渗透逻辑推理、运算能力素养.
8.BCD
【分析】求出抛物线方程可判断A,联立AB与抛物线的方程求交点可判断B,利用距离公式及弦长公式可判断C、D.
【详解】将点的代入抛物线方程得,所以抛物线方程为,故准线方程为,A错误;
,所以直线的方程为,
联立,可得,解得,故B正确;
设过的直线为,若直线与轴重合,则直线与抛物线只有一个交点,
所以,直线的斜率存在,设其方程为,,
联立,得,
所以,所以或,,
又,,
所以,故C正确;
因为,,
所以,而,故D正确.
故选:BCD
9.ACD
【分析】由及抛物线方程求得,再由斜率公式即可判断A选项;表示出直线的方程,联立抛物线求得,即可求出判断B选项;由抛物线的定义求出即可判断C选项;由,求得,为钝角即可判断D选项.
【详解】对于A,易得,由可得点在的垂直平分线上,则点横坐标为,
代入抛物线可得,则,则直线的斜率为,A正确;
对于B,由斜率为可得直线的方程为,联立抛物线方程得,
设,则,则,代入抛物线得,解得,则,
则,B错误;
对于C,由抛物线定义知:,C正确;
对于D,,则为钝角,
又,则为钝角,
又,则,D正确.
故选:ACD.
10.
【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.
11.
【分析】利用抛物线的性质,得到M的坐标,再带入到双曲线方程中,即可求解.
【详解】由题意知:
抛物线方程为:
在抛物线上,所以
在双曲线上,
,又,
故答案为:
12.2
【分析】方法一:利用点差法得到AB的斜率,结合抛物线定义可得结果.
【详解】[方法一]:点差法
设,则,所以
所以,
取AB中点,分别过点A,B作准线的垂线,垂足分别为
因为,,
因为为AB中点,所以平行于x轴,
因为M(-1,1),所以,则即.
故答案为:2.
[方法二]:【最优解】焦点弦的性质
记抛物线的焦点为F,因为,则以为直径的圆与准线相切于点M,由抛物线的焦点弦性质可知,所以.
[方法三]: 焦点弦性质+韦达定理
记抛物线的焦点为F,因为,则以为直径的圆与准线相切于点M,记中点为N,则,设,代入中,得,所以,得,所以.
[方法四]:【通性通法】暴力硬算
由题知抛物线的焦点为,设直线的方程为,代入中得,设,则,同理有,由,即.又,所以,得.
[方法五]:距离公式+直角三角形的性质
设直线为,与联立得,则从而,可得的中点,所以.
又由弦长公式知.
由得,解得,所以.
[方法六]:焦点弦的性质应用
由题可知,线段为抛物线的焦点弦,,由于以抛物线的焦点弦为直径的圆必与准线相切,又点M恰为抛物线准线上的点,因此,以为直径的圆必与准线相切于点M.
过点M作平行于轴的直线交于点N,则N为圆心.
设,则.
又因为,所以联立解得.将的值代入中求得.
因为抛物线C的焦点,所以.
【整体点评】方法一:根据点差法找出直线的斜率与两点纵坐标的关系,再根据抛物线定义求出中点坐标,从而解出;
方法二:直接根据焦点弦的性质解出,是该题的最优解;
方法三:根据焦点弦性质可知,直线过点,再根据韦达定理求出直线的斜率;
方法四:直接设出直线方程,联立运算,属于解决直线与抛物线位置关系问题的通性通法,思路直接,运算复杂;
方法五:反设直线,再通过联立,利用直角三角形的性质求解,运算较复杂;
方法六:利用焦点弦的性质直接求出其中一点的坐标,再根据斜率公式求出.
13.(x-1)2+y2=4.
【分析】由抛物线方程可得焦点坐标,即圆心,焦点到准线距离即半径,进而求得结果.
【详解】抛物线y2=4x中,2p=4,p=2,
焦点F(1,0),准线l的方程为x=-1,
以F为圆心,
且与l相切的圆的方程为 (x-1)2+y2=22,即为(x-1)2+y2=4.
【点睛】本题主要考查抛物线的焦点坐标,抛物线的准线方程,直线与圆相切的充分必要条件等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
14.
【详解】分析:根据题干描述画出相应图形,分析可得抛物线经过点,将点坐标代入可求参数的值,进而可求焦点坐标.
详细:由题意可得,点在抛物线上,将代入中,
解得:,,
由抛物线方程可得:,
焦点坐标为.
点睛:此题考查抛物线的相关知识,属于易得分题,关键在于能够结合抛物线的对称性质,得到抛物线上点的坐标,再者熟练准确记忆抛物线的焦点坐标公式也是保证本题能够得分的关键.
15.(1);
(2).
【分析】(1)由抛物线的定义可得,即可得解;
(2)法一:设点的坐标及直线,由韦达定理及斜率公式可得,再由差角的正切公式及基本不等式可得,设直线,结合韦达定理可解.
【详解】(1)抛物线的准线为,当与x轴垂直时,点M的横坐标为p,
此时,所以,
所以抛物线C的方程为;
(2)[方法一]:【最优解】直线方程横截式
设,直线,
由可得,,
由斜率公式可得,,
直线,代入抛物线方程可得,
,所以,同理可得,
所以
又因为直线MN、AB的倾斜角分别为,所以,
若要使最大,则,设,则,
当且仅当即时,等号成立,
所以当最大时,,设直线,
代入抛物线方程可得,
,所以,
所以直线.
[方法二]:直线方程点斜式
由题可知,直线MN的斜率存在.
设,直线
由 得:,,同理,.
直线MD:,代入抛物线方程可得:,同理,.
代入抛物线方程可得:,所以,同理可得,
由斜率公式可得:
(下同方法一)若要使最大,则,
设,则,
当且仅当即时,等号成立,
所以当最大时,,设直线,
代入抛物线方程可得,,所以,所以直线.
[方法三]:三点共线
设,
设,若 P、M、N三点共线,由
所以,化简得,
反之,若,可得MN过定点
因此,由M、N、F三点共线,得,
由M、D、A三点共线,得,
由N、D、B三点共线,得,
则,AB过定点(4,0)
(下同方法一)若要使最大,则,
设,则,
当且仅当即时,等号成立,
所以当最大时,,所以直线.
【整体点评】(2)法一:利用直线方程横截式,简化了联立方程的运算,通过寻找直线的斜率关系,由基本不等式即可求出直线AB的斜率,再根据韦达定理求出直线方程,是该题的最优解,也是通性通法;
法二:常规设直线方程点斜式,解题过程同解法一;
法三:通过设点由三点共线寻找纵坐标关系,快速找到直线过定点,省去联立过程,也不失为一种简化运算的好方法.
16.(1)抛物线,方程为;(2)相切,理由见解析
【分析】(1)根据已知抛物线与相交,可得出抛物线开口向右,设出标准方程,再利用对称性设出坐标,由,即可求出;由圆与直线相切,求出半径,即可得出结论;
(2)方法一:先考虑斜率不存在,根据对称性,即可得出结论;若斜率存在,由三点在抛物线上,将直线斜率分别用纵坐标表示,再由与圆相切,得出与的关系,最后求出点到直线的距离,即可得出结论.
【详解】(1)依题意设抛物线,
,
所以抛物线的方程为,
与相切,所以半径为,
所以的方程为;
(2)[方法一]:设
若斜率不存在,则方程为或,
若方程为,根据对称性不妨设,
则过与圆相切的另一条直线方程为,
此时该直线与抛物线只有一个交点,即不存在,不合题意;
若方程为,根据对称性不妨设
则过与圆相切的直线为,
又,
,此时直线关于轴对称,
所以直线与圆相切;
若直线斜率均存在,
则,
所以直线方程为,
整理得,
同理直线的方程为,
直线的方程为,
与圆相切,
整理得,
与圆相切,同理
所以为方程的两根,
,
到直线的距离为:
,
所以直线与圆相切;
综上若直线与圆相切,则直线与圆相切.
[方法二]【最优解】:设.
当时,同解法1.
当时,直线的方程为,即.
由直线与相切得,化简得,
同理,由直线与相切得.
因为方程同时经过点,所以的直线方程为,点M到直线距离为.
所以直线与相切.
综上所述,若直线与相切,则直线与相切.
【整体点评】第二问关键点:过抛物线上的两点直线斜率只需用其纵坐标(或横坐标)表示,将问题转化为只与纵坐标(或横坐标)有关;法一是要充分利用的对称性,抽象出与关系,把的关系转化为用表示,法二是利用相切等条件得到的直线方程为,利用点到直线距离进行证明,方法二更为简单,开拓学生思路
17.(1);(2)最大值为.
【分析】(1)由抛物线焦点与准线的距离即可得解;
(2)设,由平面向量的知识可得,进而可得,再由斜率公式及基本不等式即可得解.
【详解】(1)抛物线的焦点,准线方程为,
由题意,该抛物线焦点到准线的距离为,
所以该抛物线的方程为;
(2)[方法一]:轨迹方程+基本不等式法
设,则,
所以,
由在抛物线上可得,即,
据此整理可得点的轨迹方程为,
所以直线的斜率,
当时,;
当时,,
当时,因为,
此时,当且仅当,即时,等号成立;
当时,;
综上,直线的斜率的最大值为.
[方法二]:【最优解】轨迹方程+数形结合法
同方法一得到点Q的轨迹方程为.
设直线的方程为,则当直线与抛物线相切时,其斜率k取到最值.联立得,其判别式,解得,所以直线斜率的最大值为.
[方法三]:轨迹方程+换元求最值法
同方法一得点Q的轨迹方程为.
设直线的斜率为k,则.
令,则的对称轴为,所以.故直线斜率的最大值为.
[方法四]:参数+基本不等式法
由题可设.
因为,所以.
于是,所以
则直线的斜率为.
当且仅当,即时等号成立,所以直线斜率的最大值为.
【整体点评】方法一根据向量关系,利用代点法求得Q的轨迹方程,得到直线OQ的斜率关于的表达式,然后利用分类讨论,结合基本不等式求得最大值;
方法二 同方法一得到点Q的轨迹方程,然后利用数形结合法,利用判别式求得直线OQ的斜率的最大值,为最优解;
方法三同方法一求得Q的轨迹方程,得到直线的斜率k的平方关于的表达式,利用换元方法转化为二次函数求得最大值,进而得到直线斜率的最大值;
方法四利用参数法,由题可设,求得x,y关于的参数表达式,得到直线的斜率关于的表达式,结合使用基本不等式,求得直线斜率的最大值.
18.(1);(2).
【分析】(1)求出的值后可求抛物线的方程.
(2)方法一:设,,,联立直线的方程和抛物线的方程后可得,求出直线的方程,联立各直线方程可求出,根据题设条件可得,从而可求的范围.
【详解】(1)因为,故,故抛物线的方程为:.
(2)[方法一]:通式通法
设,,,
所以直线,由题设可得且.
由可得,故,
因为,故,故.
又,由可得,
同理,
由可得,
所以,
整理得到,
故,
令,则且,
故,
故即,
解得或或.
故直线在轴上的截距的范围为或或.
[方法二]:利用焦点弦性质
设直线的方程为,直线的方程为,直线的方程为,直线的方程为,由题设可得且.
由得,所以.
因为,
,.
由得.
同理.
由得.
因为,
所以即.
故.
令,则.
所以,解得或或.
故直线在x轴上的截距的范围为.
[方法三]【最优解】:
设,
由三点共线得,即.
所以直线的方程为,直线的方程为,直线的方程为.
设直线的方程为,
则.
所以.
故(其中).
所以.
因此直线在x轴上的截距为.
【整体点评】本题主要是处理共线的线段长度问题,主要方法是长度转化为坐标.
方法一:主要是用坐标表示直线,利用弦长公式将线段长度关系转为纵坐标关系,再将所求构建出函数关系式,再利用换元法等把复杂函数的范围问题转化为常见函数的范围.
方法二:利用焦点弦的性质求得直线的斜率之和为0,再利用线段长度关系即为纵坐标关系,再将所求构建出函数关系式,再利用换元法等把复杂函数的范围问题转化为常见函数的范围.
方法三:利用点在抛物线上,巧妙设点坐标,借助于焦点弦的性质求得点横坐标的关系,这样有助于减少变元,再将所求构建出函数关系式,再利用换元法等把复杂函数的范围问题转化为常见函数的范围.
19.(1);(2),.
【分析】(1)求出、,利用可得出关于、的齐次等式,可解得椭圆的离心率的值;
(2)[方法四]由(1)可得出的方程为,联立曲线与的方程,求出点的坐标,利用抛物线的定义结合可求得的值,进而可得出与的标准方程.
【详解】(1),轴且与椭圆相交于、两点,
则直线的方程为,
联立,解得,则,
抛物线的方程为,联立,
解得,,
,即,,
即,即,
,解得,因此,椭圆的离心率为;
(2)[方法一]:椭圆的第二定义
由椭圆的第二定义知,则有,
所以,即.
又由,得.
从而,解得.
所以.
故椭圆与抛物线的标准方程分别是.
[方法二]:圆锥曲线统一的极坐标公式
以为极点,x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系.
由(Ⅰ)知,又由圆锥曲线统一的极坐标公式,得,由,得,两式联立解得.
故的标准方程为,的标准方程为.
[方法三]:参数方程
由(1)知,椭圆的方程为,
所以的参数方程为x=2c⋅cosθ,y=3c⋅sinθ(为参数),
将它代入抛物线的方程并化简得,
解得或(舍去),
所以,即点M的坐标为.
又,所以由抛物线焦半径公式有,即,解得.
故的标准方程为,的标准方程为.
[方法四]【最优解】:利用韦达定理
由(1)知,,椭圆的方程为,
联立,消去并整理得,
解得或(舍去),
由抛物线的定义可得,解得.
因此,曲线的标准方程为,
曲线的标准方程为.
【整体点评】(2)方法一:椭圆的第二定义是联系准线与离心率的重要工具,涉及离心率的问题不妨考虑使用第二定义,很多时候会使得问题简单明了.
方法二:圆锥曲线统一的极坐标公式充分体现了圆锥曲线的统一特征,同时它也是解决圆锥曲线问题的一个不错的思考方向.
方法三:参数方程是一种重要的数学工具,它将圆锥曲线的问题转化为三角函数的问题,使得原来抽象的问题更加具体化.
方法四:韦达定理是最常用的处理直线与圆锥曲线位置关系的方法,联立方程之后充分利用韦达定理可以达到设而不求的效果.
20.(1);(2):,: .
【分析】(1)根据题意求出的方程,结合椭圆和抛物线的对称性不妨设在第一象限,运用代入法求出点的纵坐标,根据,结合椭圆离心率的公式进行求解即可;
(2)由(1)可以得到椭圆的标准方程,确定椭圆的四个顶点坐标,再确定抛物线的准线方程,最后结合已知进行求解即可;
【详解】解:(1)因为椭圆的右焦点坐标为:,所以抛物线的方程为,其中.
不妨设在第一象限,因为椭圆的方程为:,
所以当时,有,因此的纵坐标分别为,;
又因为抛物线的方程为,所以当时,有,
所以的纵坐标分别为,,故,.
由得,即,解得(舍去),.
所以的离心率为.
(2)由(1)知,,故,所以的四个顶点坐标分别为,,,,的准线为.
由已知得,即.
所以的标准方程为,的标准方程为.
【点睛】本题考查了求椭圆的离心率,考查了求椭圆和抛物线的标准方程,考查了椭圆的四个顶点的坐标以及抛物线的准线方程,考查了数学运算能力.
21.(Ⅰ);(Ⅱ)
【分析】(Ⅰ)求出抛物线标准方程,从而可得答案;
(Ⅱ)方法一使用韦达定理、中点公式和解方程法分别求得关于的表达式,得到关于的方程,利用基本不等式消去参数,得到关于的不等式,求解得到的最大值;方法二利用韦达定理和中点公式求得的坐标关于的表达式,根据点在椭圆上,得到关于关于的函数表达式,利用基本不等式和二次函数的性质得解,运算简洁,为最优解;方法三利用点差法得到.根据判别式大于零,得到不等式,通过解方程组求得,代入求解得到的最大值;方法四利用抛物线的参数方程设出点的参数坐标,利用斜率关系求得的坐标关于的表达式.作换元,利用点A在椭圆上,得到,然后利用二次函数的性质求得的最大值
【详解】(Ⅰ)当时,的方程为,故抛物线的焦点坐标为;
(Ⅱ)[方法一]:韦达定理基本不等式法
设,
由,
,
由在抛物线上,所以,
又,
,,
.
由即
,
所以,,,
所以,的最大值为,此时.
[方法二]【最优解】:
设直线,.
将直线的方程代入椭圆得:,
所以点的纵坐标为.
将直线的方程代入抛物线得:,
所以,解得,因此,
由解得,
所以当时,取到最大值为.
[方法三] :点差和判别式法
设,其中.
因为所以.
整理得,所以.
又,
所以,整理得.
因为存在,所以上述关于的二次方程有解,即判别式. ①
由得.
因此,将此式代入①式解得.
当且仅当点M的坐标为时,p的最大值为.
[方法四]:参数法
设,
由,得.
令,则,点A坐标代入椭圆方程中,得.
所以,此时M坐标为.
22.(1);(2).
【分析】(1)根据抛物线的焦点,求抛物线方程;(2)首先设出直线的方程为,与抛物线方程联立,并利用韦达定理表示,并利用,求直线的斜率,验证后,即可得到直线方程.
【详解】解:(1)由椭圆可知,,
所以,,则,
因为抛物线的焦点为,可设抛物线方程为,
所以,即.
所以抛物线的标准方程为.
(2)由椭圆可知,,
若直线无斜率,则其方程为,经检验,不符合要求.
所以直线的斜率存在,设为,直线过点,
则直线的方程为,
设点,,
联立方程组,
消去,得.①
因为直线与抛物线有两个交点,
所以,即,
解得,且.
由①可知,
所以,
则,
因为,且,
所以,
解得或,
因为,且,
所以不符合题意,舍去,
所以直线的方程为,
即.
23.(1);(2).
【分析】(1)设直线:,,;根据抛物线焦半径公式可得;联立直线方程与抛物线方程,利用韦达定理可构造关于的方程,解方程求得结果;(2)设直线:;联立直线方程与抛物线方程,得到韦达定理的形式;利用可得,结合韦达定理可求得;根据弦长公式可求得结果.
【详解】(1)设直线方程为:,,
由抛物线焦半径公式可知:
联立得:
则
,解得:
直线的方程为:,即:
(2)设,则可设直线方程为:
联立得:
则
,
,
则
【点睛】本题考查抛物线的几何性质、直线与抛物线的综合应用问题,涉及到平面向量、弦长公式的应用.关键是能够通过直线与抛物线方程的联立,通过韦达定理构造等量关系.
24.(Ⅰ) ,;
(Ⅱ)见解析.
【分析】(Ⅰ)由题意结合点的坐标可得抛物线方程,进一步可得准线方程;
(Ⅱ)联立准线方程和抛物线方程,结合韦达定理可得圆心坐标和圆的半径,从而确定圆的方程,最后令x=0即可证得题中的结论.
【详解】(Ⅰ)将点代入抛物线方程:可得:,
故抛物线方程为:,其准线方程为:.
(Ⅱ)很明显直线的斜率存在,焦点坐标为,
设直线方程为,与抛物线方程联立可得:.
故:.
设,则,
直线的方程为,与联立可得:,同理可得,
易知以AB为直径的圆的圆心坐标为:,圆的半径为:,
且:,,
则圆的方程为:,
令整理可得:,解得:,
即以AB为直径的圆经过y轴上的两个定点.
【点睛】本题主要考查抛物线方程的求解与准线方程的确定,直线与抛物线的位置关系,圆的方程的求解及其应用等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
25.(1) 取值范围是(-∞,-3)∪(-3,0)∪(0,1)
(2)证明过程见解析
【详解】分析:(1)先确定p,再设直线方程,与抛物线联立,根据判别式大于零解得直线l的斜率的取值范围,最后根据PA,PB与y轴相交,舍去k=3,(2)先设A(x1,y1),B(x2,y2),与抛物线联立,根据韦达定理可得,.再由,得,.利用直线PA,PB的方程分别得点M,N的纵坐标,代入化简可得结论.
详解:解:(Ⅰ)因为抛物线y2=2px经过点P(1,2),
所以4=2p,解得p=2,所以抛物线的方程为y2=4x.
由题意可知直线l的斜率存在且不为0,
设直线l的方程为y=kx+1(k≠0).
由得.
依题意,解得k
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