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2025高考数学一轮复习-8.7-抛物线-专项训练【含解析】
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这是一份2025高考数学一轮复习-8.7-抛物线-专项训练【含解析】,共46页。
一、单选题
1.(2024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,
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.
2.(2024·福建莆田·统考二模)已知F为抛物线的焦点,A为C上的一点,中点的横坐标为2,则( )
A.3B.4C.5D.6
3.(2024·北京平谷·统考模拟预测)已知抛物线,点O为坐标原点,并且经过点,若点P到该抛物线焦点的距离为2,则( )
A.B.C.4D.
4.(2024·新疆·统考一模)若是抛物线的焦点,是抛物线上任意一点,的最小值为,且,是抛物线上两点,,则线段的中点到轴的距离为( )
A.3B.2C.D.
5.(2024·河南·校联考模拟预测)已知抛物线的焦点为,过点的直线交于两点,当与圆相切时,的中点到的准线的距离为( )
A.B.C.D.
6.(2024·陕西榆林·统考一模)如图1,某建筑物的屋顶像抛物线,建筑师通过抛物线的设计元素赋予了这座建筑轻盈、极简和雕塑般的气质.若将该建筑外形弧线的一段按照一定的比例处理后可看成图2所示的抛物线的一部分,为抛物线上一点,为抛物线的焦点,若,且,则( )
A.1B.2C.3D.4
7.(2024·辽宁·校联考模拟预测)已知抛物线的焦点为F,点M在C上,点,若,则( )
A.B.
C.D.
8.(2022·四川雅安·统考一模)过抛物线的焦点F且倾斜角为锐角的直线与C交于两点A,B(横坐标分别为,,点A在第一象限),为C的准线,过点A与垂直的直线与相交于点M.若,则( )
A.3B.6C.9D.12
二、多选题
9.(2024·安徽·统考一模)已知为坐标原点,点,线段的中点在抛物线上,连接并延长,与交于点,则( )
A.的准线方程为B.点为线段的中点
C.直线与相切D.在点处的切线与直线平行
10.(2024·全国·模拟预测)已知抛物线的焦点为F,点在C上,P为C上的一个动点,则( )
A.C的准线方程为B.若,则的最小值为
C.若,则的周长的最小值为11D.在x轴上存在点E,使得为钝角
11.(2024·辽宁·辽宁实验中学校考模拟预测)已知抛物线(p>0)的焦点为F,斜率为的直线过点F交C于A,B两点,且点B的横坐标为4,直线过点B交C于另一点M(异于点A),交C的准线于点D,直线AM交准线于点E,准线交y轴于点N,则( )
A.C的方程为B.
C.D.
12.(2024·江苏连云港·统考模拟预测)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
三、填空题
13.(2024·湖北·统考模拟预测)已知为抛物线上一点,过点的直线与抛物线C交于A,B两点,且直线与的倾斜角互补,则__________.
14.(2024·山东威海·统考一模)已知椭圆的右焦点为F,以F为焦点的抛物线与椭圆的一个交点为M,若MF垂直于x轴,则该椭圆的离心率为______.
15.(2024·新疆乌鲁木齐·统考一模)设为坐标原点,抛物线的焦点为,过点作轴的垂线交于点为轴正半轴上一点,且,若,则的准线方程为______.
16.(2024·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______.
四、解答题
17.(2024·安徽蚌埠·统考二模)已知抛物线,点在C上,A关于动点的对称点记为M,过M的直线l与C交于,,M为P,Q的中点.
(1)当直线l过坐标原点O时,求外接圆的标准方程;
(2)求面积的最大值.
18.(2024·山东日照·统考一模)已知抛物线:的焦点为为上的动点,垂直于动直线,垂足为,当为等边三角形时,其面积为.
(1)求的方程;
(2)设为原点,过点的直线与相切,且与椭圆交于两点,直线与交于点,试问:是否存在,使得?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
【提能力】
一、单选题
19.(2024·陕西咸阳·校考一模)设F为抛物线C:的焦点,点A在C上,且A到C焦点的距离为3,到y轴的距离为2,则p=( )
A.1B.2C.3D.4
20.(2024春·福建南平·高三校联考阶段练习)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.
21.(2024·吉林·统考二模)已知抛物线的焦点F与椭圆的一个焦点重合,则下列说法不正确的是( )
A.椭圆E的焦距是2B.椭圆E的离心率是
C.抛物线C的准线方程是x=-1D.抛物线C的焦点到其准线的距离是4
22.(2024秋·广西河池·高三统考期末)已知抛物线)的焦点为,准线为l,过的直线与抛物线交于点A、B,与直线l交于点D,若,则p=( )
A.1B.C.2D.3
23.(2024·四川成都·成都七中校考二模)已知点是抛物线的对称轴与准线的交点,点为抛物线的焦点,在抛物线上且满足,当取最大值时,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.
24.(2022·四川成都·成都市第二十中学校校考一模)在平面直角坐标系中,为坐标原点,为任一动点.条件:直线与直线相交于点;条件:动点在抛物线上.则是的( )
A.充分不必要条件B.必要不充分条件
C.充要条件D.既不充分也不必要条件
25.(2022·河南·模拟预测)已知抛物线的焦点为,动点在上,圆的半径为1,过点的直线与圆相切于点,则的最小值为( )
A.7B.8C.9D.10
26.(2024·陕西西安·西安市东方中学校考一模)已知抛物线:的焦点为,抛物线上有一动点,,则的最小值为( )
A.5B.6C.7D.8
二、多选题
27.(2024·全国·高三专题练习)过抛物线上一点A(1,-4)作两条相互垂直的直线,与C的另外两个交点分别为M,N,则( )
A.C的准线方程是
B.过C的焦点的最短弦长为8
C.直线MN过定点(0,4)
D.当点A到直线MN的距离最大时,直线MN的方程为
28.(2024·全国·高三专题练习)已知点,,,抛物线.过点的直线与交于,两点,直线分别与交于另一点,则下列说法中正确的是( )
A.
B.直线的斜率为
C.若的面积为(为坐标原点),则与的夹角为
D.若为抛物线上位于轴上方的一点,,则当取最大值时,的面积为2
29.(2024·全国·高三专题练习)已知抛物线的准线与轴相交于点,过抛物线的焦点的直线与抛物线相交于两点,且两点在准线上的投影点分别为,则下列结论正确的是( )
A.B.的最小值为4
C.为定值D.
30.(2022·广东韶关·统考一模)设是抛物线上一点,是的焦点,在的准线上的射影为,关于点的对称点为,曲线在处的切线与准线交于点,直线交直线于点,则( )
A.到距离等于4B.
C.是等腰三角形D.的最小值为4
三、填空题
31.(2024·陕西西安·统考一模)若抛物线上一点A到焦点和到x轴的距离分别为10和6,则p的值为______.
32.(2024·全国·模拟预测)已知抛物线E:的焦点为F,直线l的倾斜角 ,l与抛物线交于,两点,且,过F作l的垂线,垂足为D,P为抛物线上任意一点,则的最小值为______.
33.(2024·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______.
34.(2024·湖南衡阳·校考模拟预测)已知抛物线的焦点为,圆与交于两点,其中点在第一象限,点在直线上运动,记.
①当时,有;
②当时,有;
③可能是等腰直角三角形;
其中命题中正确的有__________.
四、解答题
35.(2024·浙江嘉兴·统考模拟预测)已知抛物线,过焦点的直线交抛物线于,两点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若点,直线,分别交准线于,两点,证明:以线段为直径的圆过定点.
36.(2024春·广东揭阳·高三校考阶段练习)已知抛物线的焦点为F,点F关于直线的对称点恰好在y轴上.
(1)求抛物线E的标准方程;
(2)直线与抛物线E交于A,B两点,线段AB的垂直平分线与x轴交于点C,若,求的最大值.
37.(2024·广东广州·统考二模)已知直线与抛物线交于,两点,且与轴交于点,过点,分别作直线的垂线,垂足依次为,,动点在上.
(1)当,且为线段的中点时,证明:;
(2)记直线,,的斜率分别为,,,是否存在实数,使得?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
38.(2022·浙江·模拟预测)已知抛物线,其焦点与准线的距离为,若直线与交于两点(直线不垂直于轴),且直线与另一个交点为,直线与另一个交点.
(1)求抛物线的方程;
(2)若点,满足恒成立,求证:直线过定点.
2025高考数学一轮复习-8.7-抛物线-专项训练(解析版)
【练基础】
单选题
1.(2024春·全国·高三校联考)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.
2.(2024·福建莆田·统考二模)已知F为抛物线的焦点,A为C上的一点,中点的横坐标为2,则( )
A.3B.4C.5D.6
【答案】B
【分析】根据中点的横坐标求出点横坐标,进而由焦半径公式求出答案.
【详解】由题意得:,准线方程为,
设,则中点的横坐标为,
故,解得:,
由抛物线的焦半径可知:.
故选:B
3.(2024·北京平谷·统考模拟预测)已知抛物线,点O为坐标原点,并且经过点,若点P到该抛物线焦点的距离为2,则( )
A.B.C.4D.
【答案】D
【分析】由焦半径公式列出方程,求出,得到,求出的长.
【详解】抛物线准线方程为,由焦半径可知:,解得:.
则,此时,则.
故选:D
4.(2024·新疆·统考一模)若是抛物线的焦点,是抛物线上任意一点,的最小值为,且,是抛物线上两点,,则线段的中点到轴的距离为( )
A.3B.2C.D.
【答案】B
【分析】根据题意可知,利用抛物线的定义和梯形的中位线即可求解.
【详解】
根据题意可知
如图,取AB中点E,分别过点A、B、E作于点D、C、G,
DG与轴交于点H.
根据抛物线的定义可得:
.
因为GE为梯形ABCD的中位线,所以
所以线段的中点到轴的距离.
故选:B
5.(2024·河南·校联考模拟预测)已知抛物线的焦点为,过点的直线交于两点,当与圆相切时,的中点到的准线的距离为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】根据题意,设直线的方程为,由直线与圆相切可得,再联立直线与抛物线方程,结合焦半径公式即可得到结果.
【详解】由题意知,设直线的方程为.
因为直线与圆相切,
所以圆心到的距离,解得,
所以直线的方程为,联立,得,则,
所以的中点到的准线的距离为
.
故选:D
6.(2024·陕西榆林·统考一模)如图1,某建筑物的屋顶像抛物线,建筑师通过抛物线的设计元素赋予了这座建筑轻盈、极简和雕塑般的气质.若将该建筑外形弧线的一段按照一定的比例处理后可看成图2所示的抛物线的一部分,为抛物线上一点,为抛物线的焦点,若,且,则( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】A
【分析】写出焦点坐标,设,由得出点坐标,根据焦半径公式得,再由求得.
【详解】由题意知,设,则,
由抛物线的几何性质知,则,
所以,
所以,
解得.
故选:A.
7.(2024·辽宁·校联考模拟预测)已知抛物线的焦点为F,点M在C上,点,若,则( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】由抛物线的定义可得,求得,,由得∠MAF=∠AMN,在△AMF中由正弦定理求得,即可得到答案.
【详解】由题意知点A为抛物线C的准线与x轴的交点,如图,
过点M作MN垂直于准线于点N,令,则,
由抛物线的定义可得,所以,所以.
又,所以∠MAF=∠AMN,所以.
在△AMF中,由正弦定理得,
所以,
所以.
故选:B.
8.(2022·四川雅安·统考一模)过抛物线的焦点F且倾斜角为锐角的直线与C交于两点A,B(横坐标分别为,,点A在第一象限),为C的准线,过点A与垂直的直线与相交于点M.若,则( )
A.3B.6C.9D.12
【答案】C
【分析】由已知可求得直线的斜率为,则直线的方程为,联立直线与抛物线的方程,可求出,,即可解得结果.
【详解】设直线的斜率为,倾斜角为,.
由抛物线的定义知,,又,所以为等边三角形,且轴,所以,则.
,则直线的方程为,
联立直线的方程与抛物线的方程,可得,
解得,,显然,所以,,
所以,.
故选:C.
二、多选题
9.(2024·安徽·统考一模)已知为坐标原点,点,线段的中点在抛物线上,连接并延长,与交于点,则( )
A.的准线方程为B.点为线段的中点
C.直线与相切D.在点处的切线与直线平行
【答案】BCD
【分析】将代入抛物线得,则得到其准线方程,则可判断A,联立直线的方程与抛物线方程即可得到,即可判断B,利用导数求出抛物线在点处的切线方程,令,则可判断C,再次利用导数求出抛物线在处的切线斜率,则可判断D.
【详解】对A,根据中点公式得,将其代入得,则,
所以抛物线的准线方程为,故A错误,
对B,,则直线的斜率为,则直线的方程为,
将其代入得,解得或0(舍去),此时,
则,所以为中点,故B正确;
对C,,即,则,
故抛物线在点处的切线的斜率为,
故切线方程为,
令得,所以直线为的切线,故C正确;
对D,抛物线在处的切线方程的斜率为,
而直线的斜率为,则两直线的斜率相等,且两直线显然不可能重合,
所以在点处的切线与直线平行.
故选:BCD.
10.(2024·全国·模拟预测)已知抛物线的焦点为F,点在C上,P为C上的一个动点,则( )
A.C的准线方程为B.若,则的最小值为
C.若,则的周长的最小值为11D.在x轴上存在点E,使得为钝角
【答案】BC
【分析】根据题意求出,即可求出准线,即可判断A;设点,,则,根据两点的距离公式结合二次函数的性质即可判断B;过点P作垂直于C的准线,垂足为N,连接MN,再结合图象,即可求得的周长的最小值,即可判断C;设,再判断是否有解即可判断D.
【详解】A选项:因为点在抛物线上,所以,解得,
所以抛物线C的方程为,所以C的准线方程为,故A错误;
B选项:设点,,则,
因为,所以,
当且仅当时等号成立,
所以,故B正确;
C选项:过点P作垂直于C的准线,垂足为N,连接MN,则,
易知,,所以,
所以的周长为
,
当且仅当M,P,N三点共线时等号成立,
所以的周长的最小值为11,故C正确;
D选项:设,则,,
所以,
因为点在C上,所以,即,
所以,
所以,故不可能为钝角,故D错误.
故选:BC.
11.(2024·辽宁·辽宁实验中学校考模拟预测)已知抛物线(p>0)的焦点为F,斜率为的直线过点F交C于A,B两点,且点B的横坐标为4,直线过点B交C于另一点M(异于点A),交C的准线于点D,直线AM交准线于点E,准线交y轴于点N,则( )
A.C的方程为B.
C.D.
【答案】ABD
【分析】对于A,根据题意设得的坐标,再由直线的斜率求得,从而求得抛物线的方程,由此判断即可;对于B,联立直线与抛物线的方程,求得的坐标,进而求得,由此即可判断;对于D,设,从而利用直接法求得的坐标关于的表达式,从而证得,由此判断即可;对于C,举反例排除即可.
【详解】对于A,由题意得,,所以,整理得p2+6p-16=0,
又p>0,解得p=2,所以C的方程为x2=4y,故A正确;
对于B,由选项A知双曲线C的准线方程为y=-1,,,直线l1的方程为,
联立,解得x=-1或x=4,所以,
则,故B正确;
对于D,设点,由题意知m≠±1且m≠±4,所以直线,
令y=-1,得,即,故,
同理可得,故,所以,故D正确;
对于C,当m=2时,,,则,,则,故C错误.
故选:ABD.
.
【点睛】关键点睛:本题解决的关键是设,从而利用熟练的运算能力将的坐标表示为关于的表达式,从而得解.
12.(2024·江苏连云港·统考模拟预测)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
【分析】A选项,考虑直线斜率为0和不为0两种情况,设出直线方程,联立抛物线方程,得到两根之和,两根之积,由列出方程,求出,A错误;B选项,先得到直线经过抛物线焦点,与A一样,设出直线方程,联立抛物线方程,得到两根之和,两根之积,结合求出直线l的斜率,得到倾斜角;C选项,设,由抛物线定义结合基本不等式得到的最小值;D选项,与C一样,考虑直线l不经过焦点时,得到圆M与准线相离,D错误.
【详解】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
【点睛】圆锥曲线中最值或范围问题的常见解法:
(1)几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用几何法来解决;
(2)代数法,若题目的条件和结论能体现某种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最值或范围.
三、填空题
13.(2024·湖北·统考模拟预测)已知为抛物线上一点,过点的直线与抛物线C交于A,B两点,且直线与的倾斜角互补,则__________.
【答案】2
【分析】由题可得,然后利用韦达定理法,两点间距离公式结合条件即得.
【详解】由点在抛物线上得:,即,
所以抛物线C的方程为:,
设直线的方程为,,,
由直线与的倾斜角互补得,
即,所以,
联立,得,
所以,,
所以,即,所以,
所以
.
故答案为:2.
14.(2024·山东威海·统考一模)已知椭圆的右焦点为F,以F为焦点的抛物线与椭圆的一个交点为M,若MF垂直于x轴,则该椭圆的离心率为______.
【答案】##
【分析】利用抛物线和椭圆交点及简单性质,列出关系式,求解椭圆离心率即可.
【详解】根据椭圆和抛物线对称性及轴,由在抛物线上得,在椭圆上得
.则由条件得:且
即得.
解得(舍去),所以
故答案为:
15.(2024·新疆乌鲁木齐·统考一模)设为坐标原点,抛物线的焦点为,过点作轴的垂线交于点为轴正半轴上一点,且,若,则的准线方程为______.
【答案】
【分析】由题知,进而根据计算即可.
【详解】解:如图,由题知,将代入方程得,故
所以,,
所以,
因为,整理得,解得(舍),
所以,抛物线,准线方程为:
故答案为:
16.(2024·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
17.(2024·安徽蚌埠·统考二模)已知抛物线,点在C上,A关于动点的对称点记为M,过M的直线l与C交于,,M为P,Q的中点.
(1)当直线l过坐标原点O时,求外接圆的标准方程;
(2)求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意解得抛物线方程,设直线方程,代入抛物线方程,利用M为P,Q的中点解出P,Q的坐标,利用圆上三点求圆的方程;
(2)把面积表示为的函数,利用导数研究单调性求最大值.
【详解】(1)由点在C上,代入,解得,即.
因为M为A关于动点的对称点,所以.
设直线,
联立整理得,
则,
,,
由M为P,Q的中点,得,故,
由,解得,
由直线l过坐标原点O,得,则,
解得,,即,,
设外接圆的一般方程,
代入,,,
解得,,,即,
即外接圆的标准方程为.
(2)由(1)可知,,
A到直线的距离为,
则面积,
,由,解得,
当,,S单调递增;当,,S单调递减;
故,面积的最大值.
【点睛】思路点睛:解答直线与抛物线的题目时,时常把两个曲线的方程联立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助根与系数的关系,并结合题设条件建立有关参变量的等量关系;最值问题经常转化成函数问题处理.
18.(2024·山东日照·统考一模)已知抛物线:的焦点为为上的动点,垂直于动直线,垂足为,当为等边三角形时,其面积为.
(1)求的方程;
(2)设为原点,过点的直线与相切,且与椭圆交于两点,直线与交于点,试问:是否存在,使得?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据正三角形得三角形的边长,再根据抛物线的定义进行求解;
(2)设,则,可得,由导数的几何意义可得,设,,中点,由点差法可得,,从而可以求出.
【详解】(1)∵为等边三角形时,其面积为,
∴,解得,
根据和抛物线的定义可知,落在准线上,即,
设准线和轴交点为,易证,于是,
∴的方程为;
(2)假设存在,使得,则线为段的中点,
设,依题意得,则,
由可得,所以切线的斜率为,
设,,线段的中点,
由,可得,
所以,
整理可得:,即,所以,
可得,又因为,
所以当时,,此时三点共线,满足为的中点,
综上,存在,使得点为的中点恒成立,.
【提能力】
一、单选题
19.(2024·陕西咸阳·校考一模)设F为抛物线C:的焦点,点A在C上,且A到C焦点的距离为3,到y轴的距离为2,则p=( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】B
【分析】根据给定条件,求出抛物线C的焦点坐标及准线方程,再利用定义求解作答.
【详解】抛物线C:的焦点,准线方程,
显然点A的横坐标为2,由抛物线定义得:,所以.
故选:B
20.(2024春·福建南平·高三校联考阶段练习)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
【分析】由抛物线的定义及等比中项的性质计算可得结果.
【详解】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.
21.(2024·吉林·统考二模)已知抛物线的焦点F与椭圆的一个焦点重合,则下列说法不正确的是( )
A.椭圆E的焦距是2B.椭圆E的离心率是
C.抛物线C的准线方程是x=-1D.抛物线C的焦点到其准线的距离是4
【答案】D
【分析】根据椭圆方程求出,求出焦距和离心率,根据抛物线的焦点F与椭圆的一个焦点重合求出,就能求出曲线和焦点到其准线的距离.
【详解】根据椭圆
可得:
所以椭圆E的焦距是,故A正确;
椭圆E的离心率为,故B正确;
又因为椭圆的焦点为,
抛物线的焦点F与椭圆的一个焦点重合
,即
所以抛物线C的准线方程是,故C正确;
抛物线C的焦点到其准线的距离,故D不正确.
故选:D
22.(2024秋·广西河池·高三统考期末)已知抛物线)的焦点为,准线为l,过的直线与抛物线交于点A、B,与直线l交于点D,若,则p=( )
A.1B.C.2D.3
【答案】D
【分析】利用抛物线的定义,以及几何关系可知,再利用数形结合可求的值.
【详解】如图,
设准线与轴的交点为,作,,垂足分别为,,
则.根据抛物线定义知,,
又,所以,
设,因为,所以,
则.
所以,,又,可得,所以,
所以,
可得,即.
故选:.
23.(2024·四川成都·成都七中校考二模)已知点是抛物线的对称轴与准线的交点,点为抛物线的焦点,在抛物线上且满足,当取最大值时,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.
【答案】C
【分析】首先利用两点间距离表示,再结合基本不等式求最值,并且求得点的坐标,根据双曲线上的点和焦点坐标,即可求得双曲线的离心率.
【详解】设,,,则
,当且仅当时取等号,此时, ,
所以.
故选:C
24.(2022·四川成都·成都市第二十中学校校考一模)在平面直角坐标系中,为坐标原点,为任一动点.条件:直线与直线相交于点;条件:动点在抛物线上.则是的( )
A.充分不必要条件B.必要不充分条件
C.充要条件D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】先分别将条件条件转化为与实数对相关的解析式,进而得到二者间的逻辑关系.
【详解】条件:直线与直线相交于点,
则,则,整理得
条件:动点在抛物线上,则,
则是的充分不必要条件.
故选:A
25.(2022·河南·模拟预测)已知抛物线的焦点为,动点在上,圆的半径为1,过点的直线与圆相切于点,则的最小值为( )
A.7B.8C.9D.10
【答案】B
【分析】由题作图,由图可得,根据抛物线定义可得等于点到准线的距离,根据图形可得最小值情况,从而可得的最小值.
【详解】解:因为抛物线,所以焦点坐标为,如下图所示:连接,过作垂直准线于,
则在直角中,,
所以,
由抛物线的定义得:,
则由图可得的最小值即抛物线顶点到准线的距离,即,
所以.
故选:B.
26.(2024·陕西西安·西安市东方中学校考一模)已知抛物线:的焦点为,抛物线上有一动点,,则的最小值为( )
A.5B.6C.7D.8
【答案】C
【分析】抛物线的准线的方程为,过作于,根据抛物线的定义可知,则当三点共线时,可求得最小值,答案可得.
【详解】解:抛物线:的焦点为,准线的方程为,
如图,过作于,
由抛物线的定义可知,所以
则当三点共线时,最小为.
所以的最小值为.
故选:C.
二、多选题
27.(2024·全国·高三专题练习)过抛物线上一点A(1,-4)作两条相互垂直的直线,与C的另外两个交点分别为M,N,则( )
A.C的准线方程是
B.过C的焦点的最短弦长为8
C.直线MN过定点(0,4)
D.当点A到直线MN的距离最大时,直线MN的方程为
【答案】AD
【分析】由题可得为,进而判断A,利用焦点弦的方程结合抛物线的定义结合条件可判断B,设为,联立抛物线利用韦达定理结合条件可得m、n的数量关系,可判断C,由C分析所得的定点P,要使到直线的距离最大有,可得此时直线的方程判断D.
【详解】将代入中得:,则为,
所以的准线方程是,故A正确;
由题可知的焦点为,可设过的焦点的直线为,
由,可得,设交点为,
则,,
所以,即过C的焦点的最短弦长为16,故B不正确;
设,,直线为,联立抛物线得:,
所以,,又,
所以
,
因为,,即,
所以,整理得,
故,得,
所以直线为,所以直线过定点,故C不正确;
当时,到直线的距离最大,此时直线为,故D正确.
故选:AD.
28.(2024·全国·高三专题练习)已知点,,,抛物线.过点的直线与交于,两点,直线分别与交于另一点,则下列说法中正确的是( )
A.
B.直线的斜率为
C.若的面积为(为坐标原点),则与的夹角为
D.若为抛物线上位于轴上方的一点,,则当取最大值时,的面积为2
【答案】ACD
【分析】A选项:,直线的方程为,由直线过点 得即可解决;
B选项:设,得直线的方程为直线过点 得,同理即可解决;
C选项:得,设,,又得即可;
D选项:过作垂直抛物线的准线于点,由抛物线定义得直线与抛物线相切时,最大,设直线.得即可.
【详解】A选项:易知,,
所以直线的方程为,(利用两点式求解直线的方程)
因为直线过点,
所以,A正确.
B选项:设,,
所以直线的方程为,
因为直线过点,所以,
同理可得,
所以,故B错误.
C选项:,(利用B选项中)
设,则,
因为,
所以,所以与的夹角为,故C正确.
D选项:易知为抛物线的焦点,过作垂直抛物线的准线于点,
如图
由抛物线的定义知,,即,
当取最大值时,取最小值,(正弦函数的单调性的应用)
即直线与抛物线相切.
设直线的方程为,
由得,
所以,解得,
此时,即,
所以,又点在轴上方,故,
所以,故D正确.
故选:ACD
【点睛】思路点睛:直线与抛物线的位置关系有三种:相交、相切、相离.判断方法:把直线方程和抛物线方程联立,当得到的是一元二次方程时,根据来判断直线与抛物线的位置关系,①若,则直线与抛物线相交;②若,则直线与抛物线相切;③若,则直线与抛物线相离.当得到的是一元一次方程时,直线与抛物线交于一点,此时直线与抛物线的对称轴平行(或重合)
29.(2024·全国·高三专题练习)已知抛物线的准线与轴相交于点,过抛物线的焦点的直线与抛物线相交于两点,且两点在准线上的投影点分别为,则下列结论正确的是( )
A.B.的最小值为4
C.为定值D.
【答案】ABD
【分析】由焦点到准线的距离可得的值,进而求出抛物线的方程,可判断A正确;设直线的方程与抛物线的方程联立,求出两根之和及两根之积,由抛物线的性质可得弦长的表达式,再由参数的范围可得其最小值,判断B正确;分别表示出可判断C不正确;表示出,,由可判断D正确.
【详解】对于A,因为抛物线的准线,
所以,则,故A正确;
对于,抛物线,过焦点的直线为,则,
整理可得,设,
可得,,
,
所以,当 时取等号,
最小值为4,所以正确;
对于C,,
所以
所以,所以C不正确;
对于D,,,,
所以,故D正确.
故选:ABD.
30.(2022·广东韶关·统考一模)设是抛物线上一点,是的焦点,在的准线上的射影为,关于点的对称点为,曲线在处的切线与准线交于点,直线交直线于点,则( )
A.到距离等于4B.
C.是等腰三角形D.的最小值为4
【答案】BCD
【分析】A选项根据抛物线方程得到焦点到准线距离;
B选项设,得到,,根据坐标得到,或根据即可得到;
C选项根据直线,的斜率相等得到,根据是线段中点,得到是线段的中点,最后利用和直角三角形的性质得到即可;
D选项设直线的方程为,得到,然后根据坐标表示出,最后利用基本不等式求最值即可.
【详解】对于A,焦点到准线距离,A不正确.
对于B,因为:的准线为:,焦点为,设,则,,
所以,所以,(或由抛物线定义知,所以,)故选项B正确;
对于C,因为,所以处的切线斜率,,而,所以,
从而,又是线段中点,所以是线段的中点,又,
所以,所以C正确.
对于D,因为,所以直线的方程为,令,得,
所以,当且仅当时,最小值为4,故选项D正确.
故选:BCD.
三、填空题
31.(2024·陕西西安·统考一模)若抛物线上一点A到焦点和到x轴的距离分别为10和6,则p的值为______.
【答案】2或18
【分析】由抛物线的定义得点A的坐标,代入抛物线的方程求解即可.
【详解】∵设抛物线的焦点为F,则,准线l方程为:,
∴由抛物线的定义知,,
∴点A的横坐标为,则,
又∵点A在抛物线上,
∴,解得:或.
故答案为:2或18.
32.(2024·全国·模拟预测)已知抛物线E:的焦点为F,直线l的倾斜角 ,l与抛物线交于,两点,且,过F作l的垂线,垂足为D,P为抛物线上任意一点,则的最小值为______.
【答案】8
【分析】先设出直线l的方程并代入抛物线方程,再利用根与系数的关系及已知条件得到直线l过点
,进而得到D在以FG为直径的圆的上运动,最后利用抛物线的定义、三角形的三边关系及垂线段最短求解.
【详解】如图,
设直线l与x轴的交点为,则可设l的方程为,
联立,整理得,
∴,,∴,
∴或(舍去),G的坐标为.
∵,直线l的倾斜角,点D在以FG为直径的圆的上运动分别过P,D作准线的垂线,垂足分别为点H,I,如图
根据抛物线的定义知,
∴,当点P为ID与抛物线E的交点时,最小.,
∵l的倾斜角,当时,点D的横坐标最小为5,此时取最小值,故的最小值为8.
故答案为:8
33.(2024·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】
【分析】根据抛物线的焦半径可得为等边三角形,即可求解边长进而得面积.
【详解】由以及可知,故为等边三角形,所以 因此故,所以,
故答案为:
34.(2024·湖南衡阳·校考模拟预测)已知抛物线的焦点为,圆与交于两点,其中点在第一象限,点在直线上运动,记.
①当时,有;
②当时,有;
③可能是等腰直角三角形;
其中命题中正确的有__________.
【答案】①②
【分析】联立方程求得,结合可得,当时,点三点共线,求得,即可求得,判断①;当时,由,求得的值,判断②;分情况讨论为等腰直角三角形情况,判断③.
【详解】由圆与,联立方程,解得或(舍),当时,,
所以,
从而,
即,因为点在直线上运动,所以,
则,
①当时,点三点共线,由于,
所以,所以,
由题意知,所以,故①正确;
②当时,即,所以,
即,
解得,又,得,所以②正确;
③若是等腰直角三角形,
则或或为直角,
因为,
当时,则,得,
此时,不是等腰直角三角形,
由对称性可知当时,也不是等腰直角三角形,;
当时,因为首先是等腰三角形,由抛物线的对称性可知点在轴上,
此时,,,
,即,故不是等腰直角三角形,
综上所述,不可能是等腰直角三角形,所以③错误,
故答案为:①②.
【点睛】方法点睛:题目中涉及到向量的运算即,因此要利用向量的坐标运算,表示出,则①②即可判断;判断是否为等腰直角三角形,要讨论直角顶点可能的位置,即分类讨论,结合抛物线的对称性进行解答.
四、解答题
35.(2024·浙江嘉兴·统考模拟预测)已知抛物线,过焦点的直线交抛物线于,两点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若点,直线,分别交准线于,两点,证明:以线段为直径的圆过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)设,联立抛物线方程,由根与系数的关系及抛物线的定义,根据建立方程求出得解;
(2)由直线方程求出的坐标,计算,设是以线段为直径的圆上任意一点,根据化简,根据对称性令可得解.
【详解】(1)设,,,
则联立得,
所以,所以,
又,,所以
由得,
即
所以,化简得,又,
所以,所以抛物线的方程为.
(2)由(1)知,,,
所以,,易得,,
由题意知,,
所以令得,,
即,,
所以
设是以线段为直径的圆上得任意一点,则有,
即,
由对称性令得,所以或
所以以线段为直径的圆经过定点,定点坐标为与.
【点睛】关键点点睛:求出的点的坐标,计算出为定值,是解题的关键之一,其次写出以为直径的圆的方程,根据圆的方程,由对称性,令求定点是解题的关键.
36.(2024春·广东揭阳·高三校考阶段练习)已知抛物线的焦点为F,点F关于直线的对称点恰好在y轴上.
(1)求抛物线E的标准方程;
(2)直线与抛物线E交于A,B两点,线段AB的垂直平分线与x轴交于点C,若,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1) 由题意得,设F关于直线的对称点为,根据题意列出方程组,解之即可求解;
(2)将直线方程与抛物线方程联立,利用韦达定理和弦长公式,并求得线段AB的垂直平分线方程为,进而得到,利用函数的单调性即可求解.
【详解】(1)由题意得,设F关于直线的对称点为,则,解得,
∴抛物线E的标准方程为.
(2)由可得,设,,则,,
∴,
,∴线段AB的中点坐标为,则线段AB的垂直平分线方程为,令,得,故,
又,得.
∴,令,
则,,∴,
易知函数在 上单调递增,∴当时,取得最小值,
此时,故的最大值为.
37.(2024·广东广州·统考二模)已知直线与抛物线交于,两点,且与轴交于点,过点,分别作直线的垂线,垂足依次为,,动点在上.
(1)当,且为线段的中点时,证明:;
(2)记直线,,的斜率分别为,,,是否存在实数,使得?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析;
(2).
【分析】(1)取的中点,连接.利用几何法,分别证明出,为的角平分线,即可证明;
(2)利用“设而不求法”分别表示出,解方程求出.
【详解】(1)如图示:
当时,恰为抛物线的焦点.
由抛物线的定义可得:.
取的中点,连接,则为梯形的中位线,所以.
因为为的中点,所以,所以.
在中,由可得:.
因为为梯形的中位线,所以,所以,
所以.
同理可证:.
在梯形中,,
所以,所以,
所以,即.
(2)假设存在实数,使得.
由直线与抛物线交于,两点,可设.
设,则,消去可得:,所以,.
则
.
而.
所以,
解得:.
38.(2022·浙江·模拟预测)已知抛物线,其焦点与准线的距离为,若直线与交于两点(直线不垂直于轴),且直线与另一个交点为,直线与另一个交点.
(1)求抛物线的方程;
(2)若点,满足恒成立,求证:直线过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据焦点和准线之间距离可得的值,由此可得抛物线方程;
(2)设,,由可知,利用斜率公式进行化简,可求得;将直线方程与抛物线方程联立,结合韦达定理可求得点坐标,同理可得点坐标,由此可求得直线方程,化简其方程为,根据直线过定点的求法可得定点坐标.
【详解】(1)抛物线的焦点到准线的距离为,即,
抛物线的方程为:.
(2)由(1)知:,
设,,其中,,,
,且直线的倾斜角均不为,,
即,,
,,即;
直线方程为:,即,
由得:,
设点纵坐标为,则,即,
将代入直线方程得点横坐标为:,;
同理可得:,,
直线方程为:,即;
,直线方程为:,
则当时,,直线恒过定点.
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