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2024一轮题型分类细讲精练22:抛物线
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这是一份2024一轮题型分类细讲精练22:抛物线,文件包含解密22抛物线原卷版docx、解密22抛物线解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共43页, 欢迎下载使用。
1.抛物线的概念
平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.
2.抛物线的标准方程和几何性质
【方法技巧】
求圆锥曲线中的有关三角形的面积时,常联立直线与曲线的方程,根据韦达定理求出弦长.然后根据点到直线的距离公式,求出三角形的高,即可得出.
【核心题型】
题型一:定义法求焦半径
1.(2023·山西晋中·统考二模)设F为抛物线C:的焦点,点M在C上,点N在准线l上且MN平行于x轴,若,则( )
A.B.1C.D.4
【答案】D
【分析】由抛物线方程可知焦点坐标及准线方程,设准线与轴交点为,画出图象,由抛物线定义及可知是正三角形,结合平行关系可判断,利用直角三角形性质即可求解.
【详解】由题可知,,抛物线焦点F为,准线l为,设准线l与x轴的交点为E,如图所示,
由题知,由抛物线的定义可知,
因为,所以是正三角形,则在中,因为,
所以,所以.
故选:D
2.(2023·宁夏银川·六盘山高级中学校考一模)已知为抛物线上一点,点到的焦点的距离为6,到轴的距离为3,O为坐标原点,则( )
A.B.6C.D.9
【答案】C
【分析】根据抛物线定义及题意求出,得出点A的坐标即可求解.
【详解】由已知及抛物线的定义可得,解得,
∴抛物线方程为,
,即,代入抛物线方程可得,
∴,.
故选:C
3.(2023·江苏南通·统考模拟预测)已知抛物线的焦点为,点在抛物线上,且,若的面积为,则( )
A.2B.4C.D.
【答案】B
【分析】根据抛物线定义求得点横坐标,代入抛物线方程得纵坐标,再利用三角形面积公式即可得的值.
【详解】抛物线的焦点为,点在抛物线上,由抛物线的定义可得,
,则,
,解得或(舍).
故选:B.
题型二:定义法求焦点弦
4.(2021秋·陕西西安·高二统考期末)已知抛物线的焦点为,过点且斜率为的直线与抛物线交于A(点A在第二象限),两点,则( )
A.B.C.4D.5
【答案】A
【分析】求出焦点坐标,设出直线方程,与抛物线方程联立,设,则,,从而利用焦半径公式和焦点弦公式求出,得到答案.
【详解】抛物线方程为,故焦点坐标为,则直线方程为,
与联立得:,
即,
设,
则,,
,
则,,
所以.
故选:A
5.(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.1B.2C.3D.4
【答案】B
【分析】将三角形面积间的数量关系转化为线段长之间的数量关系,求得有关线段的数量关系,并根据三角形相似建立方程,解方程得到结果.
【详解】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.
6.(2023秋·福建龙岩·高三校联考期末)抛物线的焦点为,对称轴为,过且与的夹角为的直线交于,两点,的中点为,线段的中垂线交于点.若的面积等于,则等于( )
A.B.4C.5D.8
【答案】D
【分析】依题意不妨设抛物线为,不妨设直线的倾斜角为,直线,设,,联立直线与抛物线方程,消元、列出韦达定理,即可求出的坐标,从而求出直线的方程,则的坐标可求,再根据三角形面积求出,最后根据焦半径公式计算可得.
【详解】解:依题意不妨设抛物线为,则,
根据对称性不妨设直线的倾斜角为,则直线,
设,,则,消去整理得,
所以,则,
所以,则直线的方程为,令,解得,即,
所以,解得或(舍去),
所以,则,
所以.
故选:D
题型三:求距离的最值问题
7.(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
【分析】先求出点的轨迹方程,再结合阿波罗尼斯圆的定义及抛物线的定义可得,从而可得出答案.
【详解】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.
8.(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
【分析】对于可直接利用两点间的距离公式结合二次函数进行求解,对于可利用抛物线的性质,结合图象观察发现取得最值时的的位置进行求解.
【详解】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
9.(2023秋·河南信阳·高三信阳高中校考期末)已知点是抛物线上任意一点,则点到抛物线的准线和直线的距离之和的最小值为( )
A.B.4C.D.5
【答案】C
【分析】点到直线的距离为,到准线的距离为,利用抛物线的定义得,当,和共线时,点到直线和准线的距离之和的最小,由点到直线的距离公式求得答案.
【详解】解:由抛物线知,焦点,
准线方程为,根据题意作图如下;
点到直线的距离为,
点到的距离为;
由抛物线的定义知:,
所以点到直线和准线的距离之和为,
且点到直线的距离为,
所以点到直线和准线的距离之和最小值为.
故选:C.
题型四:抛物线的对称问题
10.(2021·宁夏中卫·统考一模)已知抛物线C:()的焦点为F,准线与x轴交于点K,过点K作圆的切线,切点分别为点A,B.若,则p的值为( )
A.1B.C.2D.3
【答案】C
【解析】连接,通过是圆的圆心,结合图形,,通过求解是等边三角形,推出结果.
【详解】连接,如下图
因为F就是圆的圆心,
所以,且.
又,所以,那么,
所以是等边三角形
所以.
又,所以.
故选:C.
【点睛】考查抛物线的标准方程、焦点、准线以及圆有关的概念,考查数形结合的思维方法和学生对数量关系的分析能力.
11.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆:与抛物线:交于两点,为坐标原点,若的外接圆经过点,则等于( )
A.B.C.2D.4
【答案】A
【分析】根据椭圆和抛物线的对称性知的外接圆的圆心必在x轴,设圆心为,结合圆的性质可得、进而得,代入椭圆方程计算即可求解.
【详解】设,则,.
由题意知,四点共圆,
由椭圆和抛物线的对称性,知的外接圆的圆心必在x轴,
设与x轴相交于点D,则,
在圆D中,有,
即,又,
所以,解得,①
代入,得,②
将①②代入椭圆方程,得,
整理,得,解得.
经检验,时,符合题意.
故实数p的值为.
故选:A.
12.(2020·全国·模拟预测)已知抛物线的焦点为 ,准线为,点在抛物线上,且点到准线的距离为6,的垂直平分线与准线交于点,点为坐标原点,则的面积为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】解法一:先根据焦半径公式求出的坐标,再求出的垂直平分线的方程,从而可求的坐标,故可求的面积.
解法二:先根据焦半径公式求出的坐标,过点作的垂线,垂足为,利用抛物线的定义可得重合,从而可求的面积.
【详解】解法一:抛物线:的焦点为,准线为:,
设,由点到准线的距离为6,得,得,
代入抛物线的方程得,所以.
由抛物线的对称性,不妨设,则直线的斜率为,
又的中点坐标为,故的垂直平分线的方程为,
令,得,即.
所以的面积为.
故选:B.
解法二:抛物线:的焦点为,准线为:,
设,由到准线的距离为6,得,得,
代入抛物线的方程得,所以.
由抛物线的对称性,不妨设,则直线的斜率为,
所以.过点作的垂线,垂足为,则,连接,
则,而,所以是等边三角形,于是边的垂直平分线过点,即点与点重合,所以的面积为.
故选:B.
【点睛】方法点睛:与抛物线焦点有关的距离计算问题,可利用抛物线的定义将此距离转化为到准线的距离来处理.
题型五:抛物线的综合问题
13.(2023·河南洛阳·洛阳市第三中学校联考一模)已知抛物线上的一个动点P到抛物线的焦点F的最小距离为1.
(1)求抛物线C的标准方程;
(2)过焦点F的直线l交抛物线C于两点,M为抛物线上的点,且,,求的面积.
【答案】(1)
(2)32
【分析】(1)利用动点P到抛物线的焦点F的最小距离,结合抛物线定义求得p的值,可得答案;
(2)说明轴不合题意,设直线的方程为,直线的方程为,联立抛物线方程可得根与系数的关系,结合题意进行化简,求得M点坐标,求得弦长,利用三角形面积公式,即可求得答案.
【详解】(1)设点P的坐标为,由抛物线定义可知,,
即当时取得等号,
故,解得,所以抛物线C的标准方程为.
(2)由(1)知,设,,,
若轴,由,得,,或,,
此时不满足,所以不满足题意;
设直线的方程为,直线的方程为,
如图所示,
将代入抛物线方程得,,
所以,.
将代入抛物线方程得,所以①.
直线AM的斜率为,同理BM的斜率为.
因为AM⊥BM,所以,
所以,即②.
由①②解得,将其代入①可得,,
所以或,
当时,直线的方程为,,.
因为,满足,所以,.
所以,
所以.
同理可得,当时,直线的方程为,,,
因为,满足,所以,.
所以,
所以,
所以的面积为32.
14.(2023·河南·洛阳市第三中学校联考一模)已知点在抛物线上,且到抛物线的焦点的距离为2.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)过点向抛物线作两条切线,切点分别为,若直线与直线交于点,且点到直线、直线的距离分别为.求证:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意可得,求出,即可得解;
(2)方法一:设,求导,再根据导数的几何意义分别求出抛物线在点处和在点处的切线方程,再根据两条切线均过点,从而可求得切点坐标,在证明平分,即可得出结论.
方法二:设切点为,求导,再根据导数的几何意义求出切线方程,联立方程,根据求出切点坐标,从而可得直线、直线的方程,再结合点到直线的距离公式即可得证.
【详解】(1)因为,由题意可得,
解得,所以抛物线的标准方程为;
(2)方法一:设,由,得,
所以抛物线在点处的切线方程为,
在点处的切线方程为,
因为两条切线均过点,所以,
所以点的坐标均满足,
所以,即,解得或,
不妨设,则,
易知,所以,
所以,
,
所以,所以,所以平分,
所以点到直线的距离等于点到直线的距离,
所以,为定值,得证.
方法二:设切点为,由,得,
所以过点的抛物线的切线方程为,
联立方程,消去并整理得,
则,解得或,
不妨设,则,
所以直线的方程为,
易知,所以直线的方程为,
由,得,即,
易得直线的方程为,直线的方程为,
所以点到直线的距离,
点到直线的距离,
所以,则,为定值,得证.
15.(2023·江西赣州·统考一模)已知抛物线为其焦点,点在上,且(为坐标原点).
(1)求抛物线的方程;
(2)若是上异于点的两个动点,当时,过点作于,问平面内是否存在一个定点,使得为定值?若存在,请求出定点及该定值:若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,定值4,定点
【分析】(1)由点在抛物线上及三角形面积列方程求出参数p,即可得方程;
(2)法一:设,,利用求得,讨论与轴是否垂直,求直线所过的定点;法二:设直线的方程为,联立抛物线及韦达定理、得;最后结合确定的轨迹,即可确定定点和定值;
【详解】(1)因为点在上,则,而,所以,
,所以,故该抛物线的方程为.
(2)法一:设,不妨设,
,则,解得,
①当与轴不垂直时,,
此时直线的方程为:,整理得
,则的方程为:,则直线恒过定点
由,即,故在以为直径的圆上,该圆方程为,
即当为该圆心时,为定值;
②当轴时,,此时,而,故;
当时,也满足,
综上,平面内存在一个定点,使得为定值4
法二:设直线的方程为
联立,且,
由韦达定理得:,
由,即,解得,
即,直线恒过定点,
由,即,故在以为直径的圆上,该圆方程为,
即定点为该圆心时,为定值;
【高考必刷】
一、单选题
16.(2023·陕西商洛·统考一模)已知F为抛物线的焦点,P为该抛物线上的动点,点,则的最大值为( )
A.B.C.2D.
【答案】D
【分析】设点,由点与点距离公式计算以及的长,代入所求结合二次函数的性质可求出最大值.
【详解】设,则,又,所以,则.令,则,,即时,取得最大值,此时.
故选:D
17.(2023春·全国·高三校联考阶段练习)如图1所示,抛物面天线是指由抛物面(抛物线绕其对称轴旋转形成的曲面)反射器和位于焦点上的照射器(馈源,通常采用喇叭天线)组成的单反射面型天线,广泛应用于微波和卫星通讯等领域,具有结构简单、方向性强、工作频带宽等特点.图2是图1的轴截面,A,B两点关于抛物线的对称轴对称,F是抛物线的焦点,∠AFB是馈源的方向角,记为,焦点F到顶点的距离f与口径d的比值称为抛物面天线的焦径比,它直接影响天线的效率与信噪比等.如果某抛物面天线馈源的方向角满足,,则其焦径比为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】建立直角坐标系,设抛物线的标准方程为:,,,代入抛物线方程可得,根据,解得与的关系,即可得出.
【详解】如图所示,建立直角坐标系,
设抛物线的标准方程为:,,
,代入抛物线方程可得:,解得,
由于,得或(舍)
又,化为:,
解得或(舍)
.
故选:C.
18.(2023·河南·统考模拟预测)已知点是抛物线C:的焦点,过的直线交抛物线C于不同的两点M,N,设,点Q为MN的中点,则Q到x轴的距离为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】根据给定的抛物线,设出点M,N的坐标,利用求出点M,N的纵坐标和即可求解作答.
【详解】依题意,点,设点,则,
由得:,解得,,
因此点Q的纵坐标为,
所以Q到x轴的距离为.
故选:B
19.(2023·河北石家庄·统考一模)截至2023年2月,“中国天眼”发现的脉冲星总数已经达到740颗以上.被称为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST),是目前世界上口径最大,灵敏度最高的单口径射电望远镜(图1).观测时它可以通过4450块三角形面板及2225个触控器完成向抛物面的转化,此时轴截面可以看作拋物线的一部分.某学校科技小组制作了一个FAST模型,观测时呈口径为4米,高为1米的抛物面,则其轴截面所在的抛物线(图2)的顶点到焦点的距离为( )
A.1B.2C.4D.8
【答案】A
【分析】由题意建立平面直角坐标系,求得抛物线标准方程,即可求得顶点到焦点的距离.
【详解】如图,以抛物线的顶点为原点,对称轴为轴,建立平面直角坐标系,
则设抛物线的方程为,
由题可得抛物线上一点,代入抛物线方程可得,所以,
即抛物线方程为,则抛物线的焦点坐标为,故顶点到焦点的距离为.
故选:A.
20.(2023·福建泉州·统考三模)已知抛物线的焦点为,准线为,点在上,点在上.若,,则到的距离等于( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】取线段的中点,连接,过点作,垂足为点,分析出为等边三角形,并求出,从而可求得,即为所求.
【详解】取线段的中点,连接,过点作,垂足为点,
则,
所以,,所以,,所以,,
因为,所以,是边长为的等边三角形,则,
由抛物线的定义可知,所以,,故,
所以,,则,即点到直线的距离为.
故选:B.
21.(2023·全国·高三专题练习)以抛物线的焦点F为端点的射线与C及C的准线l分别交于A,B两点,过B且平行于x轴的直线交C于点P,过A且平行于x轴的直线交l于点Q,且,则△PBF的周长为( )
A.16B.12C.10D.6
【答案】B
【分析】因,则,准线为.由,可得坐标,直线AF方程,进而可得B,P坐标,后由两点间距离公式及抛物线定义可得答案.
【详解】因,则,准线为.
由,如图,设,则,得,则.
得直线AF方程:,
代入,得,
将代入,可得.
则周长,
则.故.
故选:B
22.(2023·河南·校联考模拟预测)已知抛物线的焦点为F,过点F的直线与抛物线交于点A,B,与抛物线的准线交于点M,且点A位于第一象限,F恰好为AM的中点,,则( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】过点A,B分别作准线的垂线,垂足分别为N,E,根据抛物线的定义,又F恰好为AM的中点,可得到比例,进一步推导得到的值.
【详解】如图,
过点A,B分别作准线的垂线,垂足分别为N,E,根据抛物线的定义得,,因为F为AM的中点,所以,又,所以,所以.
故选:A
23.(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线的焦点为,点是抛物线上一点,圆与线段相交于点,且被直线截得的弦长为,若,则( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】根据点在抛物线上及抛物线的定义,利用圆的弦长及勾股定理即可求解
【详解】由题意可知,如图所示,
在抛物线上,则
易知,,由,
因为被直线截得的弦长为,则,
由,于是在中,
由解得:,所以.
故选:C.
二、多选题
24.(2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考一模)已知抛物线,O为坐标原点,F为抛物线C的焦点,点P在抛物线上,则下列说法中正确的是( )
A.若点,则的最小值为4
B.过点且与抛物线只有一个公共点的直线有且仅有两条
C.若正三角形ODE的三个顶点都在抛物线上,则ODE的周长为
D.点H为抛物线C上的任意一点,,,当t取最大值时,GFH的面积为2
【答案】AD
【分析】A选项,过P点做准线的垂线,垂足为.由抛物线定义,,据此可得最小值;
B选项,过点B且与抛物线只有一个公共点的直线有两类,抛物线的切线与斜率不存在的直线;
C选项,设,由及D,E两点在抛物线上可得,
后可得ODE的周长;
D选项,设,则,由基本不等式可得取最大值时,,后可得GFH的面积.
【详解】A选项,过P点做准线的垂线,垂足为.则由抛物线定义,有.则,则当三点共线时,有最小值4.故A正确;
B选项,当过点B直线斜率不存在时,直线方程为,此时直线与抛物线只有一个交点;当过点B直线斜率存在时,设直线方程为:,将直线方程与抛物线方程联立,则.令或
,则直线或为抛物线切线.综上,过点且与抛物线只有一个公共点的直线有3条,故B错误;
C选项,设,因三角形ODE为正三角形,
则,又,
则.
因,则.又由图可得.
则,则.
得ODE的周长为.故C错误;
D选项,设,则
,当取最大值时,
.取,则此时GFH的面积为.
故D正确.
故选:AD
25.(2023·辽宁·校联考一模)抛物线的焦点为,准线为,经过上的点作的切线m,m与y轴、l、x轴分别相交于点N、P、Q,过M作l垂线,垂足为,则( )
A.B.为中点
C.四边形是菱形D.若,则
【答案】BCD
【分析】设与轴交点为,则未必是的中点,即可判断A,利用韦达定理表示出的坐标可判断B,根据菱形的判定定理可判断C,利用三角形的全等关系可判断D.
【详解】
设,可知斜率存在,可设,
将代入可得,由,即可得,
因此,令解得,所以,
又因为,,
要使,则必需为中点,则必有,即,
所以当且仅当时,才成立,无法满足任意性,A错误;
中令,于是,
因为,,所以为中点,选项B正确.
因为,所以是的垂直平分线,
而轴,所以四边形是菱形,选项C正确;
,由,可得,所以.
因为,所以,选项D正确.
故选:BCD.
26.(2023·辽宁·校联考模拟预测)已知F是抛物线的焦点,点在抛物线W上,过点F的两条互相垂直的直线,分别与抛物线W交于B,C和D,E,过点A分别作,的垂线,垂足分别为M,N,则( )
A.四边形面积的最大值为2
B.四边形周长的最大值为
C.为定值
D.四边形面积的最小值为32
【答案】ACD
【分析】根据给定条件,求出抛物线的方程,确定四边形形状,利用勾股定理及均值不等式计算判断A,B;设出直线的方程,与抛物线方程联立,求出弦长即可计算推理判断C,D作答.
【详解】因为点在抛物线上,
所以,故,,
抛物线的焦点的坐标为,
因为,,
所以,当且仅当时,等号成立,
所以四边形面积的最大值为2,故A正确.
由,
得,即,
当且仅当时,等号成立,
所以四边形周长的最大值为,故B不正确.
设直线的方程为,联立消x得,
方程的判别式,
设,,则,
则,
同理得,
,C正确.
,所以,
当且仅当时,等号成立,
此时,故D正确.
故选:ACD.
27.(2023·全国·高三专题练习)已知P为抛物线上的动点,为坐标原点,在抛物线C上,过抛物线C的焦点F的直线l与抛物线C交于A,B两点,,则( )
A.的最小值为4
B.若线段AB的中点为M,则弦长AB的长度为8
C.若线段AB的中点为M,则三角形OAB的面积为
D.过点作两条直线与抛物线C分别交于点G,H,且满足EF平分,则直线GH的斜率为定值
【答案】ABD
【分析】先求出抛物线的方程,利用抛物线的定义转化即可求出最小值可判断A;由直线与抛物线相交的弦长公式判断B;由点到直线的距离公式可求三角形OAB的面积判断C;设,,将已知转化为结合两点连线的斜率公式即可判断直线GH的斜率是否为定值判断D.
【详解】
由在抛物线C上,得,抛物线C的方程为,.
对于A,过点P作抛物线的准线的垂线PD,垂足为D,
由抛物线的定义知,
即M,P,D三点共线时,取得最小值,为,故A正确.
对于B,因为为AB的中点,点A,B的横坐标,则,,故B正确.
对于C,由直线l过焦点与求得直线l的方程为,则点O到直线l的距离,则,故C错误;
对于D,易知点在抛物线上且轴.设,.
易知直线EG,EH的斜率存在,,同理.
因为EF平分,轴,所以,即,
直线,所以,
直线GH的斜率为定值,故D正确.
故选:ABD
三、填空题
28.(2023·全国·校联考一模)抛物线:的准线截圆所得的弦长为_________.
【答案】
【分析】先求出圆心到准线的距离,再根据圆的弦长公式求解即可.
【详解】抛物线:的准线为,
圆的圆心为,半径,
圆心到准线的距离,
所以所求弦长为.
故答案为:.
29.(2023·山西大同·校联考模拟预测)若P,Q分别是抛物线与圆上的点,则的最小值为________.
【答案】##
【分析】设点,圆心,的最小值即为的最小值减去圆的半径,求出的最小值即可得解.
【详解】依题可设,圆心,根据圆外一点到圆上一点的最值求法可知,
的最小值即为的最小值减去半径.
因为,,
设,
,由于恒成立,
所以函数在上递减,在上递增,即,
所以,即的最小值为.
故答案为:.
30.(2023·湖南·湖南师大附中校联考模拟预测)已知直线,抛物线的焦点为,过点的直线交抛物线于两点,点关于轴对称的点为.若过点的圆与直线相切,且与直线交于点,则当时,直线的斜率为___________.
【答案】
【分析】根据题意设直线的方程为,联立抛物线方程,然后结合韦达定理即可得到结果.
【详解】如图,易知过点且与直线相切的圆就是以为直径的圆,设,
则,由有,
设直线的方程为,代入有,
所以,结合,得.
故答案为:
31.(2023·重庆沙坪坝·重庆南开中学校考模拟预测)已知抛物线为抛物线内一点,不经过点的直线与抛物线相交于两点,连接分别交抛物线于两点,若对任意直线,总存在,使得成立,则该抛物线方程为______.
【答案】
【分析】设,根据推出,结合点在抛物线上可得,,即可求得p,即得答案.
【详解】由题意设,
由可得:,
可得:,同理可得:,
则:(*)
将两点代入抛物线方程得,
作差可得:,而,即,
同理可得,,代入(*),可得,
此时抛物线方程为,
故答案为:
四、解答题(共0分)
32.(2023·全国·高三专题练习)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).
【分析】(1)由已知可推得,求出的坐标代入,即可得出关于的方程,求解即可得出;
(2)由已知可求得直线方程为,联立直线与抛物线的方程,根据韦达定理求出弦长.然后根据点到直线的距离求出点到直线的距离,即可得出面积.
【详解】(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.
33.(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
【分析】(1)设点的坐标为,根据直线的斜率为,得到,再根据的面积为求出,即可得解;
(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.设直线的方程为,,,,联立直线与抛物线方程,消元列出韦达定理,又,,化简,即可得到方程,求出的值,即可得解.
【详解】(1)解: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)解: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.
34.(2023·河南·校联考模拟预测)已知抛物线E:的焦点关于其准线的对称点为,椭圆C:的左,右焦点分别是,,且与E有一个共同的焦点,线段的中点是C的左顶点.过点的直线l交C于A,B两点,且线段AB的垂直平分线交x轴于点M.
(1)求C的方程;
(2)证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由题意得,从而得出椭圆C的焦点,,由线段的中点为求得,,可得C的方程;
(2)直线l的斜率存在,设为k,分两种情况讨论:当时,直接验证结论;当时,设出直线l的方程,与椭圆方程联立,结合韦达定理求出线段AB的中点坐标,得到线段AB的垂直平分线的方程,求得坐标及,利用弦长公式求得,从而证得结论.
【详解】(1)抛物线E的焦点关于其准线的对称点为,
所以,即.
因为椭圆C与抛物线E有一个共同的焦点,所以,,
所以线段的中点为,所以,.
故C的方程为.
(2)由题意知,直线l的斜率存在,设为k.
当时,点A,B恰为椭圆C的左、右顶点,y轴为线段AB的垂直平分线,
,,,则.
当时,直线l的方程为,设,,线段AB的中点为,.
联立,消去y,得,
则,,
所以,
则.
由题意知,线段AB的垂直平分线的方程为,
令,得,
则.
又,
所以.
综上,.
标准
方程
y2=2px
(p>0)
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
坐标
O(0,0)
对称轴
x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)))
离心率
e=1
准线
方程
x=-eq \f(p,2)
x=eq \f(p,2)
y=-eq \f(p,2)
y=eq \f(p,2)
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
开口
方向
向右
向左
向上
向下
焦半径
x0+eq \f(p,2)
-x0+eq \f(p,2)
y0+eq \f(p,2)
-y0+eq \f(p,2)
通径长
2p
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