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高中数学人教A版 (2019)选择性必修 第一册3.3 抛物线课后复习题
展开考点一 抛物线的简单几何性质
考点二 直线与抛物线的位置关系
直线y=kx+b与抛物线y2=2px(p>0)的交点个数决定于关于x的方程组eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=kx+b,,y2=2px))解的个数,即二次方程k2x2+2(kb-p)x+b2=0解的个数.当k≠0时,若Δ>0,则直线与抛物线有两个不同的公共点;若Δ=0,直线与抛物线有一个公共点;若Δ<0,直线与抛物线没有公共点.当k=0时,直线与抛物线的轴平行或重合,此时直线与抛物线有1个公共点.
考点三 直线和抛物线
1.抛物线的通径(过焦点且垂直于轴的弦)长为2p.
2.抛物线的焦点弦
过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的一条直线与它交于两点A(x1,y1),B(x2,y2),则
①y1y2=-p2,x1x2=eq \f(p2,4);②eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(AB))=x1+x2+p;③eq \f(1,\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(AF)))+eq \f(1,\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(BF)))=eq \f(2,p).
重难点技巧:抛物线的焦半径公式如下:(为焦准距)
(1)焦点在轴正半轴,抛物线上任意一点,则;
(2)焦点在轴负半轴,抛物线上任意一点,则;
(3)焦点在轴正半轴,抛物线上任意一点,则;
(4)焦点在轴负半轴,抛物线上任意一点,则.
【题型归纳】
题型一:抛物线的简单性质(顶点、焦点)
1.(2021·江苏·高二专题练习)对抛物线,下列描述正确的是 ( )
A.开口向上,焦点为(0,2)B.开口向上,焦点为
C.开口向右,焦点为(2,0)D.开口向上,焦点为
2.(2022·新疆·哈密市第一中学高二期中)经过抛物线的焦点和双曲线的右焦点的直线方程为( )
A. B.C.D.
3.(2021·全国·高二(文))点到抛物线的准线的距离为6,那么抛物线的标准方程是( )
A. B.或 C. D.或
题型二:抛物线的对称性
4.(2022·全国·高二单元测试)已知抛物线与圆交于A,B两点,则( )
A.2B.C.4D.
5.(2022·全国·高二课时练习)抛物线与椭圆交于A,B两点,若的面积为(其中O为坐标原点),则( )
A.2B.3C.4D.6
6.(2022·四川·阆中中学高二阶段练习(理))已知抛物线,以为圆心,半径为5的圆与抛物线交于两点,若,则( )
A.4B.8C.10D.16
题型三:抛物线的弦长问题
7.(2022·广西贵港·高二期末(理))设抛物线的焦点为F,准线为l,A为C上一点,以F为圆心,为半径的圆交l于M,N两点.若,且的面积为24,则( )
A.2B.4C.6D.8
8.(2022·河南新乡·高二期末(理))已知抛物线的焦点为F,准线为,过的直线与抛物线交于A,B两点,与准线交于C点,若,且,则( )
A.4B.12C.4或16D.4或12
9.(2022·湖北咸宁·高二期末)已知O是坐标原点,F是抛物线C:的焦点,是C上一点,且,则的面积为( )
A.8B.6C.4D.2
题型四:抛物线的焦点弦性质问题
10.(2022·安徽省宿州市苐三中学高二期末)已知函数抛物线的焦点为,准线为,点在抛物线上,直线交轴于点,若 ,则点到焦点的距离为( )
A.5B.3C.4D.6
11.(2022·浙江金华第一中学高二期中)已知抛物线,圆,直线与交于A、B两点,与交于M、N两点,若,则( )
A.B.C.D.
12.(2022·江西省临川第二中学高二阶段练习)已知抛物线的焦点为F,直线l的斜率为且经过点F,直线l与抛物线C交于A,B两点(点A在第一象限),与抛物线的准线交于点D,若,则以下结论错误的是( )
A.B.
C.D.
题型五:抛物线的应用
13.(2022·河南焦作·高二期末(理))上海黄浦江上的卢浦大桥(图1)整体呈优美的弧形对称结构,如图2所示,将卢浦大桥的主拱看作抛物线,江面和桥面看作水平的直线,若主拱的顶端P点到桥面的距离等于桥面与江面之间的距离,且米,则CD约为(精确到10米)( )
A.410米B.390米C.370米D.350米
14.(2022·北京市第五中学高二期中)如图所示,汽车前灯反光镜与轴截面的交线是抛物线的一部分,灯口所在的圆面与反光镜的轴垂直,灯泡位于抛物线的焦点处.已知灯口的直径是24cm,灯深10cm,那么灯泡与反光镜的顶点(即截得抛物线的顶点)距离为( )
A.10cmB.7.2cm
C.3.6cmD.2.4cm
15.(2020·广东揭阳·高二期中)如图是抛物线形拱桥,当水面在时,拱顶离水面,水面宽.当水位上升后,水面宽是( )
A.B.C.D.
题型六:抛物线中的参数范围
16.(2022·安徽·淮南第二中学高二开学考试)已知抛物线,直线,且在上恰有两个点到的距离为,则的取值范围是( )
A.B.C.D.
17.(2021·云南云天化中学教育管理有限公司高二期末(理))已知和直线,抛物线上动点P到l的距离为d,则的最小值是( )
A.6B.C.D.
18.(2019·福建·莆田一中高二期中)设,是抛物线上的两点,直线是的垂直平分线,当直线的斜率为时,直线在轴上的截距的取值范围是( )
A.B.C.D.
题型六:直线与抛物线的位置关系
19.(2022·全国·高二)已知抛物线C的顶点与坐标原点重合,焦点为.过F且斜率为正的直线l与C交于A,B两点,若,则l的方程为( )
A.B.
C.D.
20.(2022·浙江·高二阶段练习)已知点是抛物线的焦点,,点在抛物线上且满足,若取最大值时,点恰好在以为焦点的双曲线上,则双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.
21.(2022·全国·高二课时练习)已知抛物线的焦点为F,直线的斜率为且经过点F,直线l与抛物线C交于点A、B两点(点A在第一象限),与抛物线的准线交于点D,若,则以下结论不正确的是( )
A.B.F为的中点
C.D.
题型七:抛物线的定值、定点问题
22.(2022·河南·高二期中)已知双曲线的右焦点到渐近线的距离为.
(1)求双曲线的方程.
(2)过点的直线与双曲线的右支交于两点,在轴上是否存在点,使得点到直线的距离相等? 若存在,求出点的坐标; 若不存在,请说明理由.
23.(2022·江苏徐州·高二期中)在平面直角坐标系中,已知等轴双曲线过点
(1)求双曲线的方程;
(2)已知点,斜率为的直线与双曲线交于两点(不同于点),且,求证直线过定点.
24.(2022·河南安阳·高二阶段练习)已知双曲线,过点的直线l与该双曲线的两支分别交于 两点,设,.
(1)若,点O为坐标原点,当时,求的值;
(2)设直线l与y轴交于点E,,,证明:为定值.
题型八:抛物线的定直线、向量问题
25.(2022·辽宁朝阳·高二期末)在平面直角坐标系中,为坐标原点.动点与定点的距离和它到定直线的距离的比为常数2,动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)过点的直线交曲线于两点,若,求直线的方程.
26.(2022·上海中学东校高二期末)双曲线的左、右焦点分别为,直线l过且与双曲线交于A、B两点.
(1)若l的倾斜角为,是等边三角形,求双曲线的渐近线方程;
(2)若点P为双曲线上任一点,求证点P到双曲线两渐近线的距离之积为定值,并求出该定值(用含有b的代数式表示).
(3)设,若l的斜率存在,且,求l的斜率.
27.(2022·甘肃兰州·高二期末(理))若双曲线-=1(a>0,b>0)的焦点坐标分别为和,且该双曲线经过点P(3,1).
(1)求双曲线的方程;
(2)若F是双曲线的右焦点,Q是双曲线上的一点,过点F,Q的直线l与y轴交于点M,且,求直线l的斜率.
【双基达标】
一、单选题
28.(2022·河南·高二期中)已知抛物线的焦点为为上一点,且在第一象限,直线与的准线交于点,过点且与轴平行的直线与交于点,若,则的面积为( )
A.8B.12C.D.
29.(2022·安徽省宿州市苐三中学高二期末)抛物线上一点到直线距离的最小值为( )
A.B.C.D.
30.(2022·全国·高二课时练习)抛物线的焦点为,其准线与双曲线相交于,两点,若为等边三角形,则( )
A.2B.C.6D.
31.(2022·全国·高二课时练习)在①,②,③轴时,这三个条件中任选一个,补充在下面的横线上,并解答.
问题:已知抛物线的焦点为F,点在抛物线C上,且______.
(1)求抛物线C的标准方程;
(2)若直线与抛物线C交于A,B两点,求的面积.
32.(2022·河南·南阳市第二完全学校高级中学高二期中)已知抛物线C:与直线相切.
(1)求C的方程;
(2)过C的焦点F的直线l与C交于A,B两点,AB的中垂线与C的准线交于点P,若,求l的方程.
【高分突破】
一:单选题
33.(2022·全国·高二单元测试)已知点A是抛物线C:上一点,F为焦点,O为坐标原点,若以点O为圆心,以的长为半径的圆与抛物线C的另一个交点为B,且,则的值是( )
A.B.6C.D.7
34.(2022·全国·高二课时练习)已知F是抛物线C:的焦点,直线与抛物线C交于A,B两点,且,则( )
A.B.
C.D.
35.(2022·四川南充·高二期末(文))抛物线的焦点为,过点的直线交抛物线于,两点,点为平面上任意一点,为坐标原点,则( )
A.-5B.-3C.3D.5
36.(2022·湖北孝感·高二期末)已知为抛物线的焦点,为抛物线上的动点,点.则最大值的为( )
A.B.C.D.
37.(2022·河南·信阳高中高二期末(理))已知抛物线E:()的焦点为F,点A是抛物线E的准线与坐标轴的交点,点P在抛物线E上,若,则( )
A.B.C.D.
38.(2022·江苏·高二)已知抛物线的焦点为F,准线为l,P是l上一点,Q是直线PF与C的一个交点,若,则( )
A.B.2C.D.
39.(2022·上海市控江中学高二期末)已知是抛物线:上一点,且位于第一象限,点到抛物线的焦点的距离为4,过点向抛物线作两条切线,切点分别为,,则( )
A.B.1C.16D.
二、多选题
40.(2022·江苏省宝楠国际学校高二阶段练习)已知抛物线的焦点为,准线为,为上一点,垂直于点,,分别为,的中点,与轴相交于点,若,则( )
A.B.C.D.
41.(2022·江苏徐州·高二期中)已知抛物线的焦点到准线的距离为4,过的直线与抛物线交于两点,为的中点,为坐标原点,则下列结论正确的是( )
A.以AB为直径的圆与相离;
B.当,;
C.最小值为8;
D.的坐标可为
42.(2022·全国·高二单元测试)已知抛物线:的焦点为,为上一点,下列说法正确的是( )
A.的准线方程为
B.直线与相切
C.若,则的最小值为
D.若,则的周长的最小值为11
43.(2022·全国·高二单元测试)已知抛物线E:的焦点为F,准线为l,过F的直线与E交于A,B两点,分别过A,B作l的垂线,垂足为C,D,且AF=3BF,M为AB中点,则下列结论正确的是( )
A.∠CFD=90°B.为等腰直角三角形
C.直线AB的斜率为D.的面积为4
44.(2022·全国·高二课时练习)设抛物线:()的焦点为,准线为,A为上一点,以为圆心,为半径的圆交于,两点.若,且的面积为,则( )
A.是等边三角形B.
C.点到准线的距离为3D.抛物线的方程为
45.(2022·海南·琼海市嘉积第二中学高二期末)已知直线过抛物线的焦点,且斜率为,与抛物线交于两点(在第一象限),以为直径的圆分别与轴相切于两点,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.若为抛物线上的动点,,则
D.若为抛物线上的点,则
三、填空题
46.(2022·河南安阳·高二)已知抛物线与直线相切,则C的准线方程为______.
47.(2022·四川·阆中中学高二)已知抛物线的焦点是,是的准线上一点,线段与交于点,与轴交于点,且,(为原点),则的方程为___________.
48.(2022·安徽省宣城中学高二期末)已知点是抛物线的焦点,点在抛物线上,且的重心坐标为,则___________.
49.(2022·北京市十一学校高二期末)已知曲线:,抛物线:,为曲线上一动点,为抛物线上一动点,与两条曲线都相切的直线叫做这两条曲线的公切线,则以下说法正确的有___________
①直线l:是曲线和的公切线:
②曲线和的公切线有且仅有一条;
③最小值为;
④当轴时,最小值为.
四、解答题
50.(2022·河南·高二期中)已知点在抛物线上,点到抛物线的焦点的距离为4.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知点在抛物线上,若是以为斜边的等腰直角三角形,求的最小值.
51.(2022·河南·巩义二中高二阶段练习)已知顶点在原点,焦点在轴上的抛物线过点.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)过点P作直线l与抛物线有且只有一个公共点,求直线l的方程;
(3)过点作直线交抛物线于A、B两点,使得Q恰好平分线段AB,求直线AB的方程.
52.(2022·黑龙江·大庆市东风中学高二期中)如图,已知,直线,为平面上的动点,过点作的垂线,垂足为点,且.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点的直线交轨迹于两点,交直线于点.
(i)已知,,求的值;
(ii)求的最小值.
53.(2022·全国·高二单元测试)如图,为抛物线上的一点,抛物线的焦点为,垂直于直线,垂足为,直线垂直于,分别交轴、轴于点A,.
(1)求使为等边三角形的点的坐标.
(2)是否存在点,使平分线段?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
标准方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
图形
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
对称轴
x轴
x轴
y轴
y轴
焦点坐标
Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(p,2),0))
Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(p,2),0))
Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(p,2)))
Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,-\f(p,2)))
准线方程
x=-eq \f(p,2)
x=eq \f(p,2)
y=-eq \f(p,2)
y=eq \f(p,2)
顶点坐标
O(0,0)
离心率
e=1
通径长
2p
【答案详解】
1.A
【分析】先将抛物线化成标准形式,然后给找到开口方向和焦点.
【详解】抛物线方程,化成标准方程形式,可得其开口向上,焦点坐标为.
故选A项.
【点睛】本题考查由抛物线方程求其图像的开口和焦点坐标.属于简单题.
2.B
【分析】求出抛物线的焦点坐标、双曲线的右焦点,即可求出直线方程.
【详解】抛物线的焦点坐标为,
双曲线的右焦点的坐标为,
所求直线方程为,
即.
故选:B.
3.D
【解析】将转化为,分类讨论和两种情况,利用抛物线性质,列出关于a的方程求解即可.
【详解】将转化为,
当时,抛物线开口向上,准线方程,点到准线的距离为,解得,所以抛物线方程为,即;
当时,抛物线开口向下,准线方程,点到准线的距离为,解得或(舍去),所以抛物线方程为,即.
所以抛物线的方程为或
故选:D
【点睛】易错点睛:本题考查求抛物线的标准方程,解题时要注意,已知抛物线方程,求它的焦点坐标,准线方程等,一定要注意所给方程是不是标准形式,若不是,一定要先转化为标准形式,然后根据标准形式的类型,确定参数p的值及抛物线的开口方向等,然后给出结论.
4.C
【分析】先联立抛物线与圆求出A,B横坐标,再代入抛物线求出纵坐标即可求解.
【详解】由对称性易得A,B横坐标相等且大于0,联立得,解得,
则,将代入可得,则.
故选:C.
5.B
【分析】由抛物线与椭圆交点的对称性,设,结合已知有,,即可求,进而求p值.
【详解】由抛物线与椭圆的对称性知:关于y轴对称,可设,
∵的面积为,
∴,而,
∴由上整理得:,解得,则.
故选:B.
【点睛】关键点点睛:根据抛物线、椭圆的对称性设交点坐标,结合三角形的面积及点在椭圆上列方程求参数值.
6.B
【分析】由圆和抛物线的对称性及|AB|的长,可以得到点A,B的纵坐标,代入抛物线方程得到其横坐标关于p的函数表达式,再代入圆的方程求得p的值.
【详解】以为圆心,半径为5的圆的方程为,
由抛物线,得到抛物线关于x轴对称,
又∵上面的圆的圆心在x轴上,∴圆的图形也关于x轴对称,
∴它们的交点A,B关于x轴对称,
因为|AB|=8,∴A,B点的纵坐标的绝对值都是4,
∵它们在抛物线上,于是A点的横坐标的值,
不妨设A在x轴上方,则A点的坐标为,
又∵A在圆上,∴,解得,
故选:B.
【点睛】本题考查抛物线的方程和几何性质,涉及圆的方程和性质,关键是利用抛物线和圆的对称性,结合弦长求得A,B的纵坐标,进而得到其横坐标,代入圆的方程求得p的值.
7.C
【分析】画出图形,由题意可得,,然后由结合抛物线的定义与三角形面积即可求解
【详解】因为以F为圆心,为半径的圆交l于M,N两点,
所以,
结合抛物线的定义,可知点A到准线的距离为.
又因为,,
所以的面积为,
解得.
故选:C
8.A
【分析】利用焦半径将线段比转化,设出直线方程,联立得两根之积,列出方程,求出的值.
【详解】如图,过A,B向作垂线,垂足分别为D,E,则.
设,,因为,,
所以.因为,所以,.
设直线的方程为,
联立方程组得,则.
因为,
所以或.
因为,所以,故.
故选:A
9.C
【分析】根据条件求出的值,然后可算出答案.
【详解】由题可知,解得,所以的面积为,
故选:C
10.A
【分析】过点P作x轴的垂线,可知,由此结合可得,求得,即可求得答案.
【详解】如图,不妨设点P在第一象限,过点P作x轴的垂线,垂足为N,则,
由题意知, ,即,
因为 ,所以 ,
故,
所以点P到准线的距离为,即点到焦点的距离为5,
故选:A .
11.B
【分析】联立直线方程和抛物线方程,设,,根据抛物线焦点弦长公式和韦达定理可求出k,根据圆的弦长公式即可求.
【详解】由得,,
设,,∵,∴,
∵过抛物线的焦点(1,0),故AB为焦点弦,
∴,∴,∴,解得,
由圆关于x轴对称可知,k=1和k=-1时相同,
故不妨取k=1,l为y=x-1,即x-y-1=0,
圆心(2,1)到l的距离,∴﹒
故选:B.
12.D
【分析】作出图形,利用抛物线的定义、相似三角形等知识来判断各选项命题的正误.
【详解】如下图所示:
分别过点、作抛物线的准线的垂线,垂足分别为点、.
抛物线的准线交轴于点,则,由于直线的斜率为,其倾斜角为,
由轴,,由抛物线的定义可知,,则为等边三角形,
,则,,得,
A选项正确;
,又,为的中点,则,B选项正确;
,,(抛物线定义),C选项正确;
,,D选项错误.
故选:D.
13.B
【分析】建立平面直角坐标系,设出抛物线方程,表示出点坐标,求出,即可求解.
【详解】
以为坐标原点,以的方向为轴正方向,建立平面直角坐标系,设主拱抛物线的方程为,
由题意可知,则,因为点到直线的距离等于直线与的距离,所以,
所以,所以米.
故选:B.
14.C
【分析】先建立直角坐标系,设出抛物线的方程,根据题设条件得点代入抛物线方程求得,进而求得,即灯泡与反光镜的顶点的距离.
【详解】解:取反射镜的轴即抛物线的轴为x轴,以反射镜的顶点为坐标原点,建立直角坐标系xOy,如图所示:
因为灯口直径为,灯深,所以点在抛物线上.
由题意设抛物线的方程为,
由于点在抛物线上,得.
∴
∴焦点坐标为
∴灯泡与反射镜顶点的距离为3.6cm
故选:C
15.C
【分析】建立直角坐标系,设出抛物线方程,代入即可求解.
【详解】解:建立如图所示的直角坐标系:
设抛物线方程为,
由题意知:在抛物线上,
即,
解得:,
,
当水位上升后,
即将代入,
即,
解得:,
∴水面宽为.
故选:C.
16.B
【分析】设与平行且与抛物线相切的直线方程,利用判别式等于零求得,再根题意得两直线间的距离,解不等式可得答案.
【详解】设直线与抛物线相切,
联立,得,,
∵,∴,
由题意得,直线与直线的距离,
即,解得,∴,
故选:B.
17.C
【分析】先求出抛物线的准线方程为直线,再根据抛物线的基本性质可得当焦点、P点、A点共线时距离最小,从而得到答案.
【详解】抛物线准线为,P到其距离为,则,
所以,
故选:C.
【点睛】本题主要考查圆锥曲线的定义及数形结合,化归转化的思想方法,属于中档题.
18.A
【分析】首先设直线的方程为,直线的方程为,直线与抛物线方程联立,求得线段的中点,和,利用中点也在直线上,表示的关系,求得截距的取值范围.
【详解】设直线的方程为,则的斜率为-2,设直线的方程为,与抛物线联立,化简得,
,且,
故线段的中点,由题意可知点在直线上,
,即,
解得: ,
故直线在轴上的截距的取值范围是.
故选:A
【点睛】本题考查直线与抛物线的位置关系,重点考查转化,逻辑推理能力,属于中档题型,本题的关键是转化中点在直线上.
19.D
【分析】根据给定条件,求出抛物线C的方程,设出直线l的方程,与C的方程联立,结合关系求解作答.
【详解】依题意,抛物线C的方程:,显然直线l不垂直于y轴,设其方程为:,
由消去x并整理得:,设,
于是得,而直线l的斜率为正,且,即,有,
即有,则,解得,因此,解得,
所以直线l的方程为:,即.
故选:D
20.A
【分析】结合抛物线定义可得,可知当最大时,最大,则当直线与抛物线相切时,取得最大值;将直线方程与抛物线方程联立,利用可求得点坐标,结合双曲线定义可求得,结合可得,由此可得双曲线离心率.
【详解】过点作准线的垂线,垂足为,
由抛物线定义知:;
由得:,
当取最大值时,最小,即最小,则最大;
当直线与抛物线相切时,最大;
设直线,
由得:,,
解得:,,解得:,;
由双曲线定义知:,则;
又,则,双曲线离心率.
故选:A.
21.D
【分析】设出直线的方程,并与抛物线方程联立,求得两点的坐标,根据求得,求得点的坐标,从而确定正确选项.
【详解】依题意,设直线的方程为,
由消去并化简得,
解得,
所以,
所以,A选项正确.
直线的方程为,
令,则,故,
由于,,所以是的中点,B选项正确,
,,
,C选项正确,D选项错误.
故选:D
22.(1)
(2)存在.
【分析】(1)利用点线距离公式及即可求得,从而求得双曲线的方程;
(2)假设存在点,据题意设,联立方程得到,,再由点到直线的距离相等可得,由此代入式子即可求得,故存在.
【详解】(1)由题意得,,故,
又因为双曲线的渐近线为,故是双曲线C的一条渐近线,
所以右焦点到渐近线的距离为,解得,
所以,,
所以双曲线C的标准方程为.
(2)假设存在,设,,
由题意知,直线斜率不为0,设直线,
联立,消去,得,
则,,
且,,
因为使得点F到直线PA,PB的距离相等,所以PF是的角平分线,
则,即,则,
整理得,故,
即,因为,所以,
故存在.
23.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由题意,代入点,求解即可;
(2)设,联立直线和双曲线,用坐标表示,结合韦达定理,可得或,分析即得解.
(1)
由等轴双曲线知,
又过点,所以,
解之得,
所以双曲线的方程为.
(2)
设,,
联立得,
当时,,
又因为,即,
即,
化简得解得或,
当,直线方程为,过定点,与重合,不成立,舍去;
当,直线方程为,恒过点.
24.(1);
(2)证明见解析;
【分析】(1)由题意知C: ,进而设直线l的方程为 ,与双曲线方程联立,结合韦达定理,向量数量积的坐标表示求解即可;
(2)设直线l的方程为),进而结合向量的坐标表示得 , 再结合在双曲线上,推得得是方程的两根,进而得 ,证明结论.
(1)
当 时 ,双曲线C:,
过点的直线l与该双曲线的两支分别交于 两点,
则直线l的斜率存在,设直线l的方程为,
与C联立得, ,
则,则 ,
由
,
可得 ,所以 ,
所以.
(2)
证明:由题意可知直线l的斜率必存在,设直线l的方程为 ,
则,
由 , 得 ,
所以 , ,
由点M在双曲线C上,可得 ,
化简得 ,
同理 ,
故是方程的两根,则为定值.
25.(1)
(2)或
【分析】(1)设点,然后根据题意列方程化简可求得曲线的方程,
(2)当直线的斜率不存在时,直线的方程为,可求出的坐标,从而可得与不垂直,不合题意,当直线的斜率存在时,设直线的方程为,将直线方程代入曲线的方程消去,整理后利用根与系数的关系,再由,得,化简计算可求出直线的斜率,从而可得直线方程
(1)
设点,由题意得,
式子左右同时平方,并化简得,.
所以曲线的方程为.
(2)
当直线的斜率不存在时,直线的方程为,
此时直线与曲线的交点坐标为.
所以与不垂直,即,不符合题意.
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,
联立,得
由和,得.
,
因为,所以.
所以,
解得
所以直线的方程为,
即或.
26.(1)
(2)证明见解析,定值为
(3)
【分析】(1)利用直线的倾斜角,求出,利用三角形是正三角形,求解,即可得到双曲线方程;
(2)设,写出双曲线的渐近线方程,再根据点到直线的距离公式,分别求出点到两条渐近线的距离,整理即可得出结论;
(3)求出左焦点的坐标,设出直线方程,推出、坐标,利用向量的数量积为0,即可求值直线的斜率.
(1)
解:双曲线的左、右焦点分别为,,,,
直线过且与双曲线交于,两点,
直线的倾斜角为,△是等边三角形,
当时,,
所以,
则有,
,
即,
解得,
所求双曲线方程为:,
其渐近线方程为;
(2)
证明:设,
双曲线的渐近线方程为,
则点到直线的距离,
则点到直线的距离,
则,
又因,所以,
所以,
所以点P到双曲线两渐近线的距离之积为定值,为;
(3)
解:,双曲线,可得,,
设,,,,直线的斜率为:,
直线的方程为:,
联立,消去可得:,
,
可得,
则,
设为的中点,
则,
则,
则,
得,
解得,
所以.
即的斜率为.
27.(1)
(2)
【分析】(1)根据题意列方程组求解
(2)待定系数法设直线后,由条件求出坐标后代入双曲线方程求解
(1)
,解得,故双曲线方程为
(2)
,故设直线方程为
则,由得:
故,
点在双曲线上,则,解得
直线l的斜率为
28.C
【分析】过作准线的垂线,垂足为,准线与轴交于点,进而根据几何关系得为等边三角形,,再计算面积即可.
【详解】解:如图,过作准线的垂线,垂足为,准线与轴交于点,
所以,,.
因为,
所以,,.
所以,.
又因为,
所以,所以为等边三角形,
所以.
若在第三象限,结果相同.
故选:C
29.A
【分析】求出与平行且与相切的直线方程,从而与之间的距离即为上一点到直线距离的最小值,利用点到直线距离公式求出即可.
【详解】设直线与相切,
联立与得:,
由,得:,
则直线为,
故与之间的距离即为上一点到直线距离的最小值,
由两平行线间距离公式得:.
故选:A
30.C
【分析】设抛物线的准线与y轴交于点D,等边三角形ABF中,可得点B的坐标代入双曲线上方程可得答案.
【详解】设抛物线的准线与y轴交于点D,如图,在等边三角形ABF中,,,所以点B的坐标为,又点B在双曲线上,故,解得.
故选:C.
31.(1)
(2)
【分析】(1)选择条件①,由抛物线的定义可得,即可求解的值,进而得到抛物线的方程;选择条件②,可解得点坐标,进而得到抛物线的方程,选择条件③,可得,即可求解的值,进而得到抛物线的方程;
(2)由(1)可得焦点坐标,设两点坐标,联立直线的方程与抛物线的方程,利用韦达定理求解线段的值,利用点到直线的距离公式求解焦点到直线的距离,再利用三角形面积公式即可求解.
(1)
解:选择条件①,
由抛物线的定义可得,
因为,所以,解得,
故抛物线C的标准方程为.
选择条件②,
因为,所以,,
因为点在抛物线C上,
所以,即,解得,
所以抛物线C的标准方程为.
选择条件③.
当轴时,,所以.
故抛物线C的标准方程为.
(2)
解:设,,由(1)知.
由,得,
则,,
所以,
故.
因为点F到直线l的距离,
所以的面积为.
32.(1)
(2)或
【分析】(1)联立方程利用运算求解;(2)分析可得,设l的方程为,联立方程结合韦达定理运算求解.
【详解】(1)联立方程,消去x得,
∵抛物线C与直线相切,则,解得或(舍去)
故抛物线的方程C:.
(2)设l的方程为,则线段AB的中点,
过作抛物线的准线的垂线,垂足为N,则,即,
∵,则,即,
∴,
联立方程,消去x得,
,
则,AB的中垂线的方程为,
∴,则,
即,解得,
故l的方程为或.
33.C
【分析】,由题意确定为等边三角形,进而表示A点坐标,代入抛物线方程,求得a的值,结合抛物线的焦半径公式即可求得答案.
【详解】由知: ;
设,结合圆和抛物线的对称性可得 ,结合,
得为等边三角形,
不妨设点A在第一象限,则A的坐标为,
因为点A是抛物线C:上一点,所以,
所以,得A的坐标为,
故,
故选:C
34.A
【分析】设出交点坐标,将直线方程和抛物线方程联立,利用韦达定理写出,根据抛物线的定义可知,结合已知条件,即可得出正确选项.
【详解】设,,由,得,则.
又,即.
故选:A.
35.B
【分析】根据直线与抛物线的位置关系,利用韦达定理和向量数量积的坐标运算即可求解.
【详解】解:设,,
由题意,直线的斜率存在,
因为抛物线的焦点为,所以不妨设直线的方程为,
由,可得,
所以,,,
所以,
故选:B.
36.C
【分析】利用两点间距离公式和抛物线焦半径公式可得,令可将所求式子化为,根据二次函数的最大值点可求得结果.
【详解】由题意知:,;
,,
;
令,则,
,
则当,即时,取最大值,此时.
故选:C.
37.B
【分析】过作准线的垂线,垂足为,由,可得,求出的值,由抛物线的性质可得,由正弦定理可得的值.
【详解】过作准线的垂线,垂足为,由,可得,由题意如图所示:
在中,可,
由抛物线的性质可得,所以,
在中,由正弦定理可得:,
所以,
故选:B.
38.D
【分析】由题意解出点横坐标,由抛物线的定义求解
【详解】,设,,
,则,得,
由抛物线定义得
故选:D
39.B
【分析】先通过抛物线的定义求出抛物线的方程,再设,然后求出并化简,然后求出直线AB的方程并代入抛物线方程,最后结合根与系数的关系求得答案.
【详解】如示意图,由抛物线的定义可知点M到抛物线准线的距离为4,则,即抛物线,则.
设,则.
由,则,所以,,
因为点在这两条直线上,所以,于是点A,B都在直线上,即,代入抛物线方程并化简得:,由根与系数的关系可知.
于是.
故选:B.
【点睛】本题运算较为复杂,注意要先求出,再判断题目到底需要什么,另外本题求解直线AB的方法需要熟练掌握.
40.ACD
【分析】根据题意画出图形,根据题意可得为等边三角形,四边形为矩形,四边形为平行四边形,从而可判断各选项正误.
【详解】解:如图所示:连接,,
的焦点为,准线为:,为抛物线上一点
,
,分别为,的中点,
,
垂直于点,
, ,则选项A正确;
,
为等边三角形,
,则选项C正确;
,
四边形为矩形
,则选项B错误;
四边形为平行四边形,
,则选项D正确.
故选:ACD.
41.BCD
【分析】由题意可得,有抛物线的定义与直线与圆的位置关系可判断A;将直线与抛物线联立,由根与系数之间的关系,结合抛物线的定义可判断BD,由抛物线的通径可判断C
【详解】因为抛物线的焦点到准线的距离为4,
所以,
所以抛物线,抛物线的准线方程为,焦点为,
设,
对于A:由抛物线的定义易知:,
所以以AB为直径的圆与相切,故A错误;
对于B:由得,
则,
如图,过点分别作准线得垂线,垂足分别为,过作,垂足为,
由得,则,
,
所以,
所以,故B正确;
对于C:当为抛物线的通径时,,故C正确;
对于D:令,解得,
所以当时,,
,
当时,则有,即,故D正确,
故选:BCD
42.BCD
【分析】将抛物线方程化为标准式,即可求出焦点坐标与准线方程,从而判断A,联立直线与抛物线方程,消元,由判断B,设点,表示出,根据二次函数的性质判断C,根据抛物线的定义转化求出的周长的最小值,即可判断D.
【详解】解:抛物线:,即,所以焦点坐标为,准线方程为,故A错误;
由,即,解得,所以直线与相切,故B正确;
设点,所以,
所以,故C正确;
如图过点作准线,交于点,,,
所以,
当且仅当、、三点共线时取等号,故D正确;
故选:BCD
43.AC
【分析】对于A、B,结合抛物线定义可得;
对于C、D,由直线与抛物线联立结合韦达定理及三角形面积公式可得.
【详解】如图,过点M向准线l作垂线,垂足为N,设,.
对于A,因为AF=AC,所以∠AFC=∠ACF,又因为∠OFC=∠ACF,
所以∠OFC=∠AFC,所以FC平分∠OFA,同理可知FD平分∠OFB,所以∠CFD=90°,故A正确;
对于B,假设△CMD为等腰直角三角形,则∠CFD=∠CMD=90°,
则C,D,F,M四点共圆且圆的半径为,又因为AF=3BF,
所以AB=AF+BF=AC+BD=2MN=4BF,所以MN=2BF,
所以CD=2MN=4BF,所以CD=AB,显然不成立,故B错误;
对于C,设直线AB的方程为x=my+1,联立,所以,
所以,又因为AF=3BF,所以,所以,
所以,所以,所以直线AB的斜率为,故C正确;
对于D,不妨取,则,所以,
所以,故D错误.
故选:AC
44.ACD
【分析】利用圆的几何性质结合抛物线定义可推出为等边三角形,判断A;确定的边长,根据其面积求得p,即可判断BCD.
【详解】根据题意作图,如图所示:
因为以为圆心,为半径的圆交于,两点,所以,
又,故,A在抛物线上,所以,
所以为等边三角形,故A正确;
因为,则轴,过作于点,则点为的中点,
点的横坐标为,点的横坐标为,所以点A的横坐标为,则,
所以,解得,
则,故B错误;
焦点到准线的距离为,故C正确;
抛物线的方程为,故D正确.
故选:ACD.
45.ABC
【分析】圆锥曲线问题,要结合图形进行分析,利用直线与抛物线方程联立,进行求解,利用抛物线的焦半径的相关结论求解.
【详解】设直线PQ的方程为:y(x﹣2),与联立整理可得:
3x2﹣20x+12=0,解得:x或6,则P(6,4),Q(,);
所以|PQ|=64,选项A正确;
因为F(2,0),所以PF,QF的中点分别为:(4,2),(,),
所以A(0,),B(0,),所以|AB|=2,
选项B正确;
如图M在抛物线上,ME垂直于准线交于E,可得|MF|=|ME|,
所以|MF|+|MN|=|ME|+|MN|≥NE=2+2=4,当N,M,E三点共线时,
|MF|+|MN|最小,且最小值为4,选项C正确;
对于选项D,若为抛物线上的点,则,又,
所以,选项D错误.
故选:ABC.
46.
【分析】联立得,由题知,得,求出抛物线方程继而得解.
【详解】联立得,因为抛物线与直线相切,所以,计算得,(舍),
所以抛物线的准线方程为:.
故答案为:.
47.
【分析】过点作抛物线准线的垂线,垂足为,结合图形,利用抛物线的定义和性质,根据直角三角形的边角关系求出的值,即可写出抛物线的标准方程.
【详解】过点作抛物线准线的垂线,垂足为,由抛物线的定义知,,
又,所以,所以,
所以.又,所以,
所以,则,
所以抛物线的方程为.
故答案为:.
48.
【分析】根据重心坐标求出直线的斜率,再根据抛物线的性质计算的值.
【详解】解:抛物线的焦点坐标为,设,,
则,,即,,
若直线斜率不存在,则的重心在轴上,不符合题意;
故直线斜率存在且不为0,设直线的方程为,
联立方程组,消去可得,
,故.
不妨设,过,分别向抛物线的准线作垂线,垂足分别为,,
过作,垂足为,则,
设直线的倾斜角为,则,
,,故,
故答案为:.
49.①③④
【分析】对于①利用导数的几何意义即可求解;对于②,分别设两条曲线上的切线方程,然后根据公切线的定义建立方程,将方程转化为函数,研究函数的零点即可;对于③,利用抛物线的焦半径公式转化求的最小值,进而建立函数,然后再研究函数的单调性即可;对于④,先设动点的坐标,根据轴,进而建立目标函数,然后研究该函数单调性即可.
【详解】解:选项①,对于曲线,,当时,,,
故直线与曲线相切与点;
联立,可得,故此时直线与切于点,
故直线l:是曲线和的公切线,故①正确;
对于②,设公切线分别与切于点,
则曲线的切线为:,曲线的切线为,
根据与表示同一条直线,则有,
解得,令,则有,
可得在区间上单调递增;在区间上单调递减,
则有,
根据零点存在性定理可知,在区间上存在一个零点,即存在一条公切线
故曲线和的公切线有且仅有2条,故②错误;
对于③,如图所示,可得,根据抛物线的焦半径公式可得,
故有:,
设点的坐标为:,则有:,
令,可得,
再次求导可得:,故在上单调递增,
又,可得:当时,,即在上单调递减;
当时,,即在上单调递增;
故,则,故,故③正确;
对于④,当轴时,设,则,则有:,
记,则有,令,解得:,
故当时,,在区间上单调递减;
当时,,在区间上单调递增;
故有,故,故选项④正确.
故答案为:①③④.
50.(1)
(2)128
【分析】(1)根据焦半径公式求解得,进而可得答案;
(2)设点,,(),直线的斜率为,进而根据题意,结合弦长公式得,再根据基本不等式求解即可.
(1)
解:因为点到抛物线的焦点的距离为4,
所以,,解得.
所以抛物线C的方程为.
(2)
解:设点,,(),
直线的斜率为.
因为,所以直线的斜率为.
因为,
所以,化简得,①
,则,得,②
,则,即,③
将②③代入①,得,.
.
因为,,
所以,,
即,当且仅当时,等号成立.
故的最小值为128.
51.(1)
(2)x=2或
(3)
【分析】(1)由条件可判断出抛物线的焦点在y轴正半轴,然后求解即可;
(2)分直线l的斜率不存在、存在两种情况讨论即可;
(3)设点,然后由点差法得到,即,然后可得答案.
(1)
因为顶点在原点,焦点在y轴上的抛物线过点,
所以抛物线的焦点在y轴正半轴,设其方程为,
将点代入可得,所以,
所以抛物线的标准方程为,
(2)
当直线斜率不存在时,过点的直线与抛物线有一个交点;
当直线斜率存在时,设直线斜率为,直线方程为
由得,
直线与抛物线只有一个交点,所以,
解得,所以直线方程为
综上,过点与抛物线有且只有一个交点的直线方程为和;
(3)
设点,直线斜率为
点在抛物线上,所以
所以,即,
所以直线方程为
经检验,直线符合题意.
52.(1);
(2)(i)0;(ii)16.
【分析】(1)结合已知条件,设,利用直接法求轨迹方程即可.
(2)(i)首先设出直线的方程,然后联立直线与抛物线方程,利用韦达定理以及向量的共线关系即可求解;(ii)结合韦达定理以及距离公式表示出,然后利用基本不等式即可求解.
【详解】(1)设点,则,且,
由得:,
即 化简得,
故动点的轨迹的方程为:.
(2)(i)设直线的方程为:.
设,,又,
联立,消去得,,,
由韦达定理知,
由,得:,,
整理得:,,
故.
(ii)
.
当且仅当,即时等号成立,所以的最小值为.
53.(1);
(2)存在满足条件的点,且点的坐标为.
【分析】(1)由抛物线定义可知,故只需使,即可使为等边三角形,因此表示出设点的坐标为,表示出,列方程即可求得答案;
(2)假设存在点,使,表示出A,B坐标,利用可得,结合,即可判断出结论.
(1)
由题意可知 ,
设点的坐标为,满足,则点的坐标为,.
由抛物线的定义知.因为,且为等边三角形,
所以,
又,所以,,
所以点的坐标为.
(2)
假设存在点,使,连接,
则点A的坐标为,点的坐标为,.
又,所以,
即,又,所以,.
所以存在满足条件的点,且点的坐标为.
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人教A版 (2019)选择性必修 第一册第二章 直线和圆的方程2.4 圆的方程综合训练题: 这是一份人教A版 (2019)选择性必修 第一册<a href="/sx/tb_c4000329_t7/?tag_id=28" target="_blank">第二章 直线和圆的方程2.4 圆的方程综合训练题</a>,共31页。