新高考数学【热点·重点·难点】专练 热点8-4 抛物线及其应用 6大题型
展开1、明确模拟练习的目的。不但检测知识的全面性、方法的熟练性和运算的准确性,更是训练书写规范,表述准确的过程。
2、查漏补缺,以“错”纠错。每过一段时间,就把“错题笔记”或标记错题的试卷有侧重的看一下。查漏补缺的过程也就是反思的过程,逐渐实现保强攻弱的目标。
3、严格有规律地进行限时训练。特别是强化对解答选择题、填空题的限时训练,将平时考试当作高考,严格按时完成,并在速度体验中提高正确率。
4、保证常规题型的坚持训练。做到百无一失,对学有余力的学生,可适当拓展高考中难点的训练。
5、注重题后反思总结。出现问题不可怕,可怕的是不知道问题的存在,在复习中出现的问题越多,说明你距离成功越近,及时处理问题,争取“问题不过夜”。
6、重视每次模拟考试的临考前状态的调整及考后心理的调整。以平和的心态面对高考。
热点8-4 抛物线及其应用6大题型
抛物线是高考数学的热点问题,在高考中选择题、填空题、解答题都曾出现过,属于高频考点。
这部分内容主要涉及标准方程、几何性质、弦长问题及面积问题等,解题思路和解题步骤相对固定,在冲刺阶段的教学过程中尽量淡化解题技巧,强调通性通法,规范解题步骤。
一、焦半径公式
设抛物线上一点的坐标为,焦点为.
1、抛物线,.
2、抛物线,.
3、抛物线,.
4、抛物线,.
【注意】在使用焦半径公式时,首先要明确抛物线的标准方程的形式,不同的标准方程对应于不同的焦半径公式.
二、直线与抛物线的位置关系
1、直线与抛物线的位置关系有三种情况:
相交(有两个公共点或一个公共点);相切(有一个公共点);相离(没有公共点).
2、以抛物线与直线的位置关系为例:
(1)直线的斜率不存在,设直线方程为,
若,直线与抛物线有两个交点;
若,直线与抛物线有一个交点,且交点既是原点又是切点;
若,直线与抛物线没有交点.
(2)直线的斜率存在.
设直线,抛物线,
直线与抛物线的交点的个数等于方程组,的解的个数,
即二次方程(或)解的个数.
①若,
则当时,直线与抛物线相交,有两个公共点;
当时,直线与抛物线相切,有个公共点;
当时,直线与抛物线相离,无公共点.
②若,则直线与抛物线相交,有一个公共点.
三、直线与抛物线相交弦长问题
1、一般弦长
设为抛物线的弦,,,弦AB的中点为.
(1)弦长公式:(为直线的斜率,且).
(2),
推导:由题意,知,① ②
由①-②,得.故,即.
(3)直线的方程为.
2、焦点弦长
如图,是抛物线过焦点的一条弦,设,,的中点,过点,,分别向抛物线的准线作垂线,垂足分别为点,,,
根据抛物线的定义有,,
故.
又因为是梯形的中位线,所以,
从而有下列结论;
(1)以为直径的圆必与准线相切.
(2)(焦点弦长与中点关系)
(3).
(4)若直线的倾斜角为,则.
(5),两点的横坐标之积,纵坐标之积均为定值,即,.
(6)为定值.
【题型1 抛物线的定义及概念】
【例1】(2023·全国·模拟预测)过抛物线(p>0)的焦点F的直线交抛物线C于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,设,,若n,,成等比数列,则( )
A. B.3 C.3或 D.
【答案】B
【解析】由n,,成等比数列,得.
由抛物线的定义知,, ,
所以,所以,
又因为,,所以.故选:B.
【变式1-1】(2023秋·内蒙古包头·高三统考期末)已知抛物线:的焦点为,斜率为2的直线与的交点为,.若,则的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由抛物线:可得焦点,准线为,
设斜率为2的直线方程为,
所以消去得,
,解得,
设,,所以,
利用抛物线的定义可得,即,解得,
所以的方程为故选:C
【变式1-2】(2022秋·广西玉林·高三校联考阶段练习)已知抛物线的焦点为F,点在抛物线C上,且,则( )
A. B.1 C.2 D.4
【答案】C
【解析】点F为抛物线的焦点,其准线方程为:,
因为点在抛物线C上,且,
则有,解得,所以.故选:C
【变式1-3】(2023春·河南·高三河南省淮阳中学校联考开学考试)若点是抛物线的焦点,点分别是抛物线上位于第一、四象限的点,且轴,,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可知,
因为轴,所以,,
所以,解得,所以,故选:A
【变式1-4】(2023春·河南开封·高三统考开学考试)已知抛物线C:,过焦点F的直线与C在第四象限交于M点,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【解析】因为直线过抛物线C:的焦点,则,
所以,,抛物线方程为,
因为在抛物线上且在第四象限,设点,
则,解得:,
由抛物线的定义可知:,故选:.
【题型2 利用抛物线定义求最值】
【例2】(2022秋·山西阳泉·高三统考期末)已知点P为抛物线上一动点,点Q为圆上一动点,点F为抛物线的焦点,点P到y轴的距离为d,若的最小值为2,则( )
A. B.1 C.3 D.4
【答案】D
【解析】作图如下,
圆的圆心,半径,
抛物线的焦点,
根据抛物线的定义可知,
所以,
由图可知,当共线,且在线段之间时,
最短,而,
故有,
即解得,故选:D.
【变式2-1】(2023春·北京海淀·高三人大附中校考开学考试)已知双曲线的左焦点与抛物线的焦点重合,为抛物线上一动点,定点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】对于双曲线,,,则,故点,
所以,抛物线的方程为,
抛物线的准线为,如下图所示:
过点作,垂足为点,由抛物线的定义可得,
所以,,
当且仅当时,取最小值为.故选:D.
【变式2-2】(2023·江西上饶·高三校联考阶段练习)已知是拋物线上一动点,直线的方程为,定点,到的距离为.则的最小值为( )
A. B. C.5 D.7
【答案】B
【解析】如图示:拋物线的焦点,准线.
过作于,于,则.
由抛物线的定义可知:.
(当且仅当在,即三点共线时“=”成立).故选:B
【变式2-3】(2023秋·山东德州·高三统考期末)曲线上有两个不同动点,动点到的最小距离为,点与和的距离之和的最小值为,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设,则,
结合关系式可变形为:
,
当,即动点坐标为时,取到最小距离,即;
由题知,曲线为抛物线在第一象限的部分以及原点,
其焦点为,准线为,设,
过作准线,垂足为,
根据抛物线定义,,
过作准线,垂足为,交抛物线于,
当在运动时,结合下图可知,,
当运动到时取得等号,即的最小值为.
故.故选:C
【变式2-4】(2023·广东梅州·统考一模)函数的最小值为___________.
【答案】
【解析】,
可表示抛物线上的点,到两定点,的距离之和,
即,
而点在此抛物线内,点是此抛物线的焦点,
抛物线的准线为,设点、分别为点、在准线上的投影,
如图,根据抛物线的定义有,
则,
故答案为:.
【题型3 抛物线的标准方程】
【例3】(2022秋·江苏南通·高三统考阶段练习)抛物线的焦点到准线的距离是( ).
A. B. C.2 D.4
【答案】B
【解析】抛物线化为标准方程为抛物线,
则其焦准距为,即焦点到准线的距离是,故选:B
【变式3-1】(2023·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习)(多选)已知抛物线的焦点在直线上,则抛物线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】由于焦点在直线上,
则当焦点在y轴上时,令,所以焦点坐标为:,
设方程为,由焦点坐标知,
所以抛物线的方程为:
当焦点在x轴上时,令, 所以焦点坐标为:,
设方程为,由焦点坐标知,
所以抛物线的方程为:,故选:BC.
【变式3-2】(2023·陕西宝鸡·校联考模拟预测)已知抛物线C:上的点P到焦点的距离比到y轴的距离大2,则______.
【答案】4
【解析】点P到焦点的距离比到y轴的距离大2,
即点P到准线的距离比到y轴的距离大2,即,即.故答案为:4.
【变式3-3】(2023秋·辽宁·高三校联考期末)已知拋物线的焦点为,抛物线上一点A在准线上的射影为,且为等边三角形.若,则抛物线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意可知:拋物线的焦点为,准线为,
设准线与x轴的交点为,
则,
可得,
在中,则,
即,解得,
故抛物线方程为.故选:B.
【变式3-4】(2023·山东潍坊·统考一模)已知抛物线经过第二象限,且其焦点到准线的距离大于4,请写出一个满足条件的的标准方程__________.
【答案】(答案不唯一)
【解析】设抛物线的标准方程为.
由已知可得,焦点到准线的距离.
可取,则抛物线的标准方程为.
故答案为:.
【题型4 抛物线的中点弦问题】
【例4】(2023春·河南新乡·高三校联考开学考试)已知直线l交抛物线于M,N两点,且MN的中点为,则直线l的斜率为( )
A. B. C.3 D.
【答案】C
【解析】易知直线l的斜率存在,设直线的斜率为k,,
则,两式相减得,整理得,
因为MN的中点为,则,
所以,即直线l的斜率为3.故选:C.
【变式4-1】(2023秋·江西·高三校联考期末)如图,已知抛物线E:的焦点为F,过F且斜率为1的直线交E于A,B两点,线段AB的中点为M,其垂直平分线交x轴于点C,轴于点N.若四边形的面积等于8,则E的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】易知,直线AB的方程为,
四边形OCMN为直角梯形,且.
设,,,则,
所以,所以,,∴.
所以MC直线方程为,
∴令,∴,∴.
所以四边形OCMN的面积为,∴.
故抛物线E的方程为.故选:B.
【变式4-2】(2023·全国·高三专题练习)已知A,B是抛物线上的两点,线段AB的中点为,则直线AB的方程为__________.
【答案】
【解析】依题意,设,
若,则直线,由抛物线的对称性可知,
线段AB的中点为,显然不符合题意,故,
因为A,B是抛物线上的两点,
所以,两式相减得,,整理得,
因为线段AB的中点为,
所以,即,
又,所以,
所以直线AB的方程为,即.
故答案为:.
【变式4-3】(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线的焦点为,直线与C交于A,B两点.
(1)若的倾斜角为且过点F,求;
(2)若线段AB的中点坐标为,求的方程.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)因为的倾斜角为,,
所以直线的方程为,
联立可得,
设,则,
所以;
(2)设,则,
所以,
因为线段AB的中点坐标为,所以,
所以,所以的斜率为,
所以的方程为,即.
【变式4-4】(2023·安徽宿州·统考一模)若抛物线C:存在以点为中点的弦,请写出一个满足条件的抛物线方程为_______.
【答案】(答案不唯一)
【解析】抛物线存在以点为中点的弦,
则该点在抛物线开口内,即当时,.
可取,则满足条件的抛物线方程为.
故答案为:(答案不唯一)
【题型5 抛物线的弦长问题】
【例5】(2023·山东菏泽·统考一模)过抛物线焦点作倾斜角为的直线交抛物线于,则( )
A. B. C.1 D.16
【答案】A
【解析】化为标准形式由此知;
设直线l的方程为:, ,,
根据抛物线定义知;
将,代入,可得,
由此代入.故选:A
【变式5-1】(2023·河南郑州·统考一模)过抛物线的焦点F作直线交抛物线于、两点,若,则的值为( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【答案】B
【解析】抛物线的焦点为,准线方程为
由抛物线的定义可得,故选:B
【变式5-2】(2023·福建泉州·高三统考阶段练习)(多选)已知抛物线的焦点为F,过点F的直线l与C交于M,N两点,P为的中点,则下列说法正确的是( )
A.的最小值为4 B.的最大值为4
C.当时, D.当时,
【答案】AD
【解析】由抛物线可得焦点,准线为,
对于A,当直线l的斜率不存在时,方程为,
代入抛物线可得所以此时;
当直线l的斜率存在时,假设直线的方程为,
设
将直线方程代入抛物线可得
,则,
所以,
综上所述,的最小值为4,故A正确;
对于B,当直线l的斜率存在时,,
故B错误;
对于C,因为P为的中点,,所以,所以,
则,所以,
将代入可得,解得或,
当时,易得不满足题意;
当时,,所以,故C错误;
对于D,由易得斜率存在,
由P为的中点可得即,
所以,解得,
所以,故D正确;故选:AD
【变式5-3】(2023·陕西西安·统考一模)设抛物线的焦点为,,Q在准线上,Q的纵坐标为,点M到F与到定点的距离之和的最小值为4.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过F且斜率为2的直线l与C交于A、B两点,求的面积.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)由已知可得,,.
因为,当且仅当三点共线时,取得最小值.
又,所以,
即,整理可得,
因为,所以.
所以,抛物线C的方程为.
(2)由(1)知,,所以直线的方程为,.
联立直线与抛物线的方程可得,.
设,,则由韦达定理可得.
所以.
又点到直线,
即直线的距离为,
所以,的面积.
【变式5-4】(2023春·浙江杭州·高三浙江省杭州第二中学校考开学考试)已知抛物线上一点,圆:,过作圆的两条切线,切点分别为A,B.
(1)求直线的方程:
(2)直线分别与抛物线交于两点,求线段的长度.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由可得圆心,半径为1,
设,,设是圆在点处的切线上一点,则
即
则圆在点处的切线方程分别为
又因为点同时在直线上,
所以有,,
所以,是方程的解,
所以直线的方程是.
(2)设,,则,又,
化简整理得,
因为直线与圆相切,则,即,
同理可得,
所以是方程的两个不等实根,
有,,.
【题型6 直线与抛物线综合问题】
【例6】(2023春·山西晋城·高三校考阶段练习)已知抛物线的焦点为,准线为,点是直线上一动点,直线与直线交于点,.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点作抛物线的两条切线,切点为,且,求面积的取值范围.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)直线,当时,,即,,
则,解得或(舍去),
故抛物线的方程为.
(2)设,,,,,
的直线方程为:,整理得到,
同理可得:方程为,
故,故的直线方程为,
,整理得到,,
,
,解得,
设到的距离为,
,
,故,
【变式6-1】(2023·山东·潍坊一中校联考模拟预测)已知为抛物线的焦点,为坐标原点,为的准线上的一点,直线的斜率为的面积为1.
(1)求的方程;
(2)过点作一条直线,交于两点,试问在上是否存在定点,使得直线与的斜率之和等于直线斜率的平方?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在,或
【解析】(1)由题意知,设点的坐标为,
则直线的斜率为.
因为直线的斜率为,所以,即,
所以的面积,解得或(舍去),
故抛物线的方程为.
(2)假设存在点,使得直线与的斜率之和等于直线斜率的平方.
由(1)得,抛物线的准线的方程为.
设直线的方程为,,,,
联立得,
所以,,.
因为,
,
所以,解得或.
故存在定点,使得直线与的斜率之和等于直线斜率的平方,
其坐标为或.
【变式6-2】(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线经过点,过点的直线与抛物线有两个不同交点,且直线交轴于,直线交轴于.
(1)求直线斜率的取值范围;
(2)证明:存在定点,使得,且.
【答案】(1);(2)证明见解析
【解析】(1)抛物线经过点,,解得:,抛物线;
由题意知:直线斜率存在,设,,,
由得:,
,解得:或;
,,,,
又直线与轴相交于两点,
,
即,解得:且;
综上所述:直线斜率的取值范围为.
(2)设点,,
由,,知:共线,即在轴上,
则可设,,,
,,,同理可得:,
,直线,
令得:,同理可得:,
,,
由(1)知:,,
,
解得:,存在定点满足题意.
【变式6-3】(2023秋·辽宁营口·高三统考期末)已知椭圆()的离心率为,且经过点
(1)求椭圆的方程;
(2)过作两直线与抛物线(m>0)相切,且分别与椭圆C交于P,Q两点,直线,的斜率分别为,
①求证:为定值;
②试问直线是否过定点,若是,求出定点坐标;若不是,说明理由.
【答案】(1);(2)① 证明见解析;②直线恒过定点
【解析】(1)由题可得,解得,
所以椭圆C的方程为
(2)①设过与抛物线相切的直线方程为(),
消去y得:,
,即
直线,的斜率分别为,,
则,是方程的两根,,,
消去m得:
②设直线:,,,
,消去x得:
所以,
因为,所以,所以
整理得:
即,所以.
所以或,
当时,,PQ恒过定点与A重合,舍去
当时,PQ恒过定点
综上所述,直线PQ恒过定点.
【变式6-4】(2023春·四川·高三校联考阶段练习)已知直线与抛物线交于,两点,且
(1)求的方程
(2)若直线与交于两点,点与点关于轴对称,试问直线是否过定点?若过定点,求定点的坐标;若不过定点,说明理由
【答案】(1);(2)过定点,
【解析】(1)将代入,得,
则,
则,解得,
故的方程为
(2)设,则,
联立方程组,整理得,
则,所以,
因此直线的方程为,
整理得,即,
当时,,故直线过定点.
(建议用时:60分钟)
1.(2023春·北京大兴·高三校考开学考试)已知抛物线,则的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题知,抛物线的焦点在轴正半轴,且,即,
所以的焦点坐标为.故选:B.
2.(2023秋·云南德宏·高三统考期末)已知抛物线的焦点为F,直线与抛物线交于两个不同的点A,B.如果,2,成等差数列,那么k等于( )
A. B.2 C. D.
【答案】D
【解析】设,
联立方程组,整理可得,
,解得:,且,
由,,又,2,成等差数列,
所以,则,所以,解得:或,
因为,所以,故选:D.
3.(2023·湖南·模拟预测)希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名.他发现:“平面内到两个定点A,B的距离之比为定值()的点的轨迹是圆”.后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知在平面直角坐标系中,,若点P是满足的阿氏圆上的任意一点,点Q为抛物线上的动点,Q在直线上的射影为R,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设,则,
化简整理得,
所以点的轨迹为以为圆心为半径的圆,
抛物线的焦点,准线方程为,
则,
当且仅当(两点在两点中间)四点共线时取等号,
所以的最小值为.故选:D.
4.(2023春·天津滨海新·高三校联考开学考试)已知双曲线的左焦点到其一条渐近线的距离等于,抛物线的准线过双曲线的左焦点,则抛物线上一动点M到直线和的距离之和的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意知双曲线的左焦点到其一条渐近线的距离为,
不妨取渐近线,即,
所以 ,,
又抛物线的准线过双曲线的左焦点,
即,则抛物线方程为,
过点M作垂直于直线,垂足为点A,
作垂直于抛物线准线 于点C,连接,
根据抛物线的定义得,
设M到的距离为 ,M到直线的距离为,则,
根据平面几何知识,可得当三点共线时,有最小值,
因为抛物线焦点到直线的距离为,
所以的最小值是,
所以抛物线上一动点M到直线和的距离之和的
最小值为 ,故选:D.
5.(2023·河南·高三安阳一中校联考阶段练习)已知A为抛物线C:上在第一象限内的一个动点,,O为坐标原点,F为C的焦点,若,则直线AF斜率的绝对值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,则,解得或,
所以或,
又,所以或,
所以,故选:B.
6.(2023·全国·模拟预测)已知抛物线的焦点为F,直线l过焦点F且与抛物线交于点,,与抛物线C的准线交于点Q,若(O为坐标原点),,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】对于△OQN和△OFN,底边QN和FN上的高均为点O到直线l的距离,
故由可得,
如图,分别过点M,N作准线的垂线,垂足分别为点,,
设,则,,故.
因为,所以.
在直角三角形中,,,,
所以,所以,解得.
设抛物线的准线与x轴交于点,则,
所以,即,解得,故选:B.
7.(2023·江苏连云港·统考模拟预测)(多选)已知抛物线C:的焦点为F,直线l与C交于,两点,其中点A在第一象限,点M是AB的中点,作MN垂直于准线,垂足为N,则下列结论正确的是( )
A.若直线l经过焦点F,且,则
B.若,则直线l的倾斜角为
C.若以AB为直径的圆M经过焦点F,则的最小值为
D.若以AB为直径作圆M,则圆M与准线相切
【答案】BC
【解析】A选项,由题意得:,准线方程为,
当直线的斜率为0时,此时,直线l与C只有1个交点,不合题意,
故设直线,与联立得:,
故,
则,所以,解得:,A错误;
B选项,因为,所以三点共线,即直线经过抛物线焦点,
当直线的斜率为0时,此时,直线l与C只有1个交点,不合题意,
故设直线,与联立得:,故,
因为,所以,代入中,
得到,即,
因为点A在第一象限,所以,故,即,,解得:
故直线l的斜率为,设直线l的倾斜角为,则,
解得:,B正确;
C选项,设,过点作⊥准线于点,过点作⊥准线于点P,
因为以AB为直径的圆M经过焦点F,所以⊥,则,
由抛物线定义可知:,
由基本不等式得:,则,
当且仅当时,等号成立,
故,即,C正确;
D选项,当直线l不经过焦点时,设,
由三角形三边关系可知:,
由抛物线定义可知结合C选项可知:,即,
若以AB为直径作圆M,则圆M与准线相离,D错误.故选:BC
8.(2023·广东茂名·统考一模)(多选)已知抛物线,F为抛物线C的焦点,下列说法正确的是( )
A.若抛物线C上一点P到焦点F的距离是4,则P的坐标为、
B.抛物线C在点处的切线方程为
C.一个顶点在原点O的正三角形与抛物线相交于A、B两点,的周长为
D.点H为抛物线C的上任意一点,点,,当t取最大值时,的面积为2
【答案】ABD
【解析】A选项:由抛物线C的定义知,解得
代入可得,所以P的坐标为、,故A正确;
B选项:由得,,切线方抛物线C在点处的切线斜率为,
所以切线方程为,故B正确;
C选项:顶点在原点O的正三角形与抛物线相交与A、B两点,
设正三角形的边长为,则根据对称性可得
且点在抛物线上,所以,解得,
所以这个正三角形的边长为,故C错误;
D选项:F为抛物线的焦点,过H作HD垂直抛物线C的准线于点D,
如图,
由抛物线的定义知,
当t取最大值时,取最小值,即直线GH与抛物线C相切.
设直线HG的方程为,由得,
所以,解得,
此时,即,所以,故,
所以,故D正确.故选:ABD.
9.(2022·江西·校联考模拟预测)已知抛物线的焦点为F,过F作斜率为的直线与C交于两点,若线段中点的纵坐标为,则F到C的准线的距离为_______.
【答案】
【解析】设,,则,,
两式相减得,即,
因为、两点在斜率为的直线上,所以,
所以由得,
因为线段中点的纵坐标为,所以,
则,,
所以F到C的准线的距离为.
故答案为:.
10.(2023·河南·长葛市第一高级中学统考模拟预测)已知抛物线的焦点为F,准线为l,点P在D上,PA与l垂直,垂足为A,若,则的面积等于______.
【答案】
【解析】由以及可知,
故为等边三角形,所以
因此故,
所以,
故答案为:
11.(2023秋·云南楚雄·高三统考期末)已知抛物线C:的焦点为F,点P在C上,,且点P在圆上.
(1)求C的方程;
(2)过F且不与x轴垂直的直线l与C交于A,B两点,点A与点M关于x轴对称,直线BM与x轴交于点N,若△ABN的面积为,求直线l的方程.
【答案】(1);(2)或
【解析】(1)联立,解得,即,
由,得,则,
故C的方程为.
(2)设,,则,
由(1)知点F的坐标为,可设直线AB的方程为,
联立,得,则,,
直线MB的斜率为,
直线MB的方程为,
可得,
令,得,可得点N的坐标为,
△ABN的面积,
解得,故直线l的方程为或.
12.(2023·河南·校联考模拟预测)已知抛物线,圆与抛物线有且只有两个公共点.
(1)求抛物线的方程;
(2)设为坐标原点,过圆心的直线与圆交于点,直线分别交抛物线于点(点不与点重合).记的面积为,的面积为,求的最大值.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由,
得,即.
由对称性可得关于的方程有两个相等的正的实数根,
所以,且,解得,
所以抛物线C的方程为.
(2)由题意,知直线的斜率不为,故设直线的方程为,
如图,设,,,.
将直线的方程代入圆的方程中,消去,得,
所以,所以,且.
直线的方程为,代入抛物线方程,
消去,得,解得或,所以.
同理,得,
所以
,
所以当时,取得最大值,为.
13.(2023春·广西柳州·高三统考阶段练习)在直角坐标系中,动点M到定点的距离比到y轴的距离大1.
(1)求动点M的轨迹方程;
(2)当时,记动点M的轨迹为曲线C,过F的直线与曲线C交于P,Q两点,直线OP,OQ与直线分别交于A,B两点,试判断以AB为直径的圆是否经过定点?若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.
【答案】(1)时,;时,;(2)是,过定点和
【解析】(1)动点M到定点的距离比到y轴的距离大1,
当时,动点M到定点的距离等于到的距离,轨迹为抛物线,
设抛物线方程为,,,
当时,满足条件.
综上所述:轨迹方程为:时,;时,
(2)设直线的方程为,,联立,
整理得:,,,
直线的方程为,同理:直线的方程为,
令得,,
设中点的坐标为,则,,
所以.
,
圆的半径为.
所以为直径的圆的方程为.
展开可得,令,可得,解得或.
所以以为直径的圆经过定点和
14.(2023秋·湖南长沙·高三长沙一中校考阶段练习)已知F是抛物线C:的焦点,以F为圆心,2p为半径的圆F与抛物线C交于A,B两点,且.
(1)求抛物线C和圆F的方程;
(2)若点P为圆F优弧AB上任意一点,过点P作抛物线C的两条切线PM,PN,切点分别为M,N,请问是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)抛物线C的方程为,圆F的方程为;(2)是,16
【解析】(1)由题意可得:抛物线C:的焦点为,
则圆F的方程为,
联立方程,消去x得,
解得或(舍去),
将代入得A,B的坐标分别为,.
故,所以,
所以抛物线C的方程为,圆F的方程为.
(2)是,理由如下:
设,则,
因为抛物线的方程为,则,
所以切线PM的方程为,即,①
同理切线PN的方程为,②
则由①②过,则,
所以直线MN的方程为,
联立方程,消去y得,
则,,
所以
,
又在圆F上,则,即,
故为定值16.
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