1、高考资源网( ),您身边的高考专家9.7抛物线1.抛物线的概念平面内与一个定点F和一条定直线l(Fl)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.抛物线的标准方程与几何性质标准方程y22px (p0)y22px(p0)x22py(p0)x22py(p0)p的几何意义:焦点F到准线l的距离图形顶点O(0,0)对称轴y0x0焦点FFFF离心率e1准线方程xxyy范围x0,yRx0,yRy0,xRy0,xR开口方向向右向左向上向下1.判断下面结论是否正确(请在括号中打“”或“”)(1)平面内与一个定点F和一条定直线l的距离相等的点的轨迹一定是抛物线.()(2)方
2、程yax2(a0)表示的曲线是焦点在x轴上的抛物线,且其焦点坐标是(,0),准线方程是x.()(3)抛物线既是中心对称图形,又是轴对称图形.()(4)AB为抛物线y22px(p0)的过焦点F(,0)的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2,y1y2p2,弦长|AB|x1x2p.()2.设抛物线y28x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线l与抛物线有公共点,则直线l的斜率的取值范围是()A.B.2,2C.1,1D.4,4答案C解析Q(2,0),设直线l的方程为yk(x2),代入抛物线方程,消去y整理得k2x2(4k28)x4k20,由(4k28)24k24k264(1k2)0,解得
3、1k1.3.(2012四川)已知抛物线关于x轴对称,它的顶点在坐标原点O,并且经过点M(2,y0).若点M到该抛物线焦点的距离为3,则|OM|等于()A.2B.2C.4D.2答案B解析由题意设抛物线方程为y22px(p0),则M到焦点的距离为xM23,p2,y24x.y428,|OM|2.4.动圆过点(1,0),且与直线x1相切,则动圆的圆心的轨迹方程为_.答案y24x解析设动圆的圆心坐标为(x,y),则圆心到点(1,0)的距离与到直线x1的距离相等,根据抛物线的定义易知动圆的圆心的轨迹方程为y24x.5.若抛物线y22px的焦点与椭圆1的右焦点重合,则p的值为_.答案4解析因为椭圆1的右焦点
4、为(2,0),所以抛物线y22px的焦点为(2,0),则p4.题型一抛物线的定义及应用例1已知抛物线y22x的焦点是F,点P是抛物线上的动点,又有点A(3,2),求|PA|PF|的最小值,并求出取最小值时点P的坐标.思维启迪由定义知,抛物线上点P到焦点F的距离等于点P到准线l的距离d,求|PA|PF|的问题可转化为求|PA|d的问题.解将x3代入抛物线方程y22x,得y.2,A在抛物线内部,如图.设抛物线上点P到准线l:x的距离为d,由定义知|PA|PF|PA|d,当PAl时,|PA|d最小,最小值为,即|PA|PF|的最小值为,此时P点纵坐标为2,代入y22x,得x2,点P的坐标为(2,2)
5、.思维升华与抛物线有关的最值问题,一般情况下都与抛物线的定义有关.由于抛物线的定义在运用上有较大的灵活性,因此此类问题也有一定的难度.“看到准线想焦点,看到焦点想准线”,这是解决抛物线焦点弦有关问题的重要途径.已知点P是抛物线y22x上的一个动点,则点P到点(0,2)的距离与点P到该抛物线准线的距离之和的最小值为()A.B.3C.D.答案A解析抛物线y22x的焦点为F(,0),准线是l,由抛物线的定义知点P到焦点F的距离等于它到准线l的距离,因此要求点P到点(0,2)的距离与点P到抛物线的准线的距离之和的最小值,可以转化为求点P到点(0,2)的距离与点P到焦点F的距离之和的最小值,结合图形不难
6、得出相应的最小值就等于焦点F到点(0,2)的距离.因此所求的最小值等于 ,选A.题型二抛物线的标准方程和几何性质例2抛物线的顶点在原点,对称轴为y轴,它与圆x2y29相交,公共弦MN的长为2,求该抛物线的方程,并写出它的焦点坐标与准线方程.思维启迪首先确定方程的形式,根据条件列方程确定方程中的系数.解由题意,得抛物线方程为x22ay (a0).设公共弦MN交y轴于A,N在y轴右侧,则|MA|AN|,而|AN|.|ON|3,|OA|2,N(,2).N点在抛物线上,52a(2),即2a,故抛物线的方程为x2y或x2y.抛物线x2y的焦点坐标为,准线方程为y.抛物线x2y的焦点坐标为,准线方程为y.
7、思维升华(1)由抛物线的标准方程,可以首先确定抛物线的开口方向、焦点的位置及p的值,再进一步确定抛物线的焦点坐标和准线方程.(2)求抛物线标准方程的常用方法是待定系数法,其关键是判断焦点位置、开口方向,在方程的类型已经确定的前提下,由于标准方程只有一个参数p,只需一个条件就可以确定抛物线的标准方程.(1)设斜率为2的直线l过抛物线y2ax(a0)的焦点F,且和y轴交于点A.若OAF(O为坐标原点)的面积为4,则抛物线方程为()A.y24xB.y28xC.y24xD.y28x(2)(2013江西)已知点A(2,0),抛物线C:x24y的焦点为F,射线FA与抛物线C相交于点M,与其准线相交于点N,
8、则|FM|MN|等于()A.2 B.12 C.1 D.13答案(1)B(2)C解析(1)直线方程为y2(x),令x0,得y,故有4|,a8,y28x.(2)由抛物线定义知M到F的距离等于M到准线l的距离MH.即|FM|MN|MH|MN|FO|AF|1.题型三抛物线焦点弦的性质例3设抛物线y22px(p0)的焦点为F,经过点F的直线交抛物线于A、B两点,点C在抛物线的准线上,且BCx轴.证明:直线AC经过原点O.思维启迪证直线AC经过原点O,即证O、A、C三点共线,为此只需证kOCkOA.本题也 可结合图形特点,由抛物线的几何性质和平面几何知识去解决.证明方法一设AB:xmy,代入y22px,得
9、y22pmyp20.由根与系数的关系,得yAyBp2,即yB.BCx轴,且C在准线x上,C(,yB).则kOCkOA.直线AC经过原点O.方法二如图,记准线l与x轴的交点为E,过A作ADl,垂足为D.则ADEFBC.连接AC交EF于点N,则,.|AF|AD|,|BF|BC|,|EN|NF|,即N是EF的中点,从而点N与点O重合,故直线AC经过原点O.思维升华本题的“几何味”特别浓,这就为本题注入了活力.在涉及解析思想较多的证法中,关键是得到yAyBp2这个重要结论.还有些证法充分利用了平面几何知识,这也提醒广大师生对圆锥曲线几何性质的重视,也只有这样才能挖掘出丰富多彩的解析几何题目. 已知抛物
10、线y22px(p0)的焦点为F,A(x1,y1)、B(x2,y2)是过F的直线与抛物线的两个交点,求证:(1)y1y2p2,x1x2;(2)为定值;(3)以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.证明(1)由已知得抛物线焦点坐标为(,0).由题意可设直线方程为xmy,代入y22px,得y22p(my),即y22pmyp20.(*)则y1、y2是方程(*)的两个实数根,所以y1y2p2.因为y2px1,y2px2,所以yy4p2x1x2,所以x1x2.(2).因为x1x2,x1x2|AB|p,代入上式,得(定值).(3)设AB的中点为M(x0,y0),分别过A、B作准线的垂线,垂足为C、D,过M作准线
11、的垂线,垂足为N,则|MN|(|AC|BD|)(|AF|BF|)|AB|.所以以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.题型四直线与抛物线的位置关系例4已知抛物线C:ymx2(m0),焦点为F,直线2xy20交抛物线C于A,B两点,P是线段AB的中点,过P作x轴的垂线交抛物线C于点Q.(1)求抛物线C的焦点坐标.(2)若抛物线C上有一点R(xR,2)到焦点F的距离为3,求此时m的值.(3)是否存在实数m,使ABQ是以Q为直角顶点的直角三角形?若存在,求出m的值;若不存在,说明理由.思维启迪抛物线上的点到抛物线的焦点距离,往往转化为该点到准线的距离.解(1)抛物线C:x2y,它的焦点F(0,).(2)
12、|RF|yR,23,得m.(3)存在,联立方程消去y得mx22x20,依题意,有(2)24m(2)0m.设A(x1,mx),B(x2,mx),则(*)P是线段AB的中点,P(,),即P(,yP),Q(,).得(x1,mx),(x2,mx),若存在实数m,使ABQ是以Q为直角顶点的直角三角形,则0,即(x1)(x2)(mx)(mx)0,结合(*)化简得40,即2m23m20,m2或m,而2(,),(,).存在实数m2,使ABQ是以Q为直角顶点的直角三角形.思维升华(1)直线与抛物线的位置关系和直线与椭圆、双曲线的位置关系类似,一般要用到根与系数的关系;(2)有关直线与抛物线的弦长问题,要注意直线
13、是否过抛物线的焦点,若过抛物线的焦点,可直接使用公式|AB|x1x2p,若不过焦点,则必须用一般弦长公式.(3)涉及抛物线的弦长、中点、距离等相关问题时,一般利用根与系数的关系采用“设而不求”“整体代入”等解法.提醒:涉及弦的中点、斜率时一般用“点差法”求解.已知一条曲线C在y轴右边,C上每一点到点F(1,0)的距离减去它到y轴距离的差都是1.(1)求曲线C的方程;(2)是否存在正数m,对于过点M(m,0)且与曲线C有两个交点A,B的任一直线,都有0?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由.解(1)设P(x,y)是曲线C上任意一点,那么点P(x,y)满足:x1(x0).化简得y24x(
14、x0).(2)设过点M(m,0)(m0)的直线l与曲线C的交点为A(x1,y1),B(x2,y2).设l的方程为xtym,由得y24ty4m0,16(t2m)0,于是又(x11,y1),(x21,y2),0(x11)(x21)y1y2x1x2(x1x2)1y1y20.又x,于是不等式等价于y1y210y1y210.由式,不等式等价于m26m14t2.对任意实数t,4t2的最小值为0,所以不等式对于一切t成立等价于m26m10,即32m32.由此可知,存在正数m,对于过点M(m,0)且与曲线C有两个交点A,B的任一直线,都有0,且m的取值范围是(32,32).直线与圆锥曲线问题的求解策略典例:(
15、12分)设抛物线C:y22px(p0)的焦点为F,直线l过F且与抛物线C交于M,N两点,已知当直线l与x轴垂直时,OMN的面积为2(O为坐标原点).(1)求抛物线C的方程;(2)是否存在直线l,使得以MN为对角线的正方形的第三个顶点恰好在y 轴上,若存在,求直线l的方程;若不存在,请说明理由. 思维启迪(1)求MN的长,由面积得p的值;(2)问题的几何条件是:线段MN的中垂线与y轴的交点和M,N构成等腰直角三角形,因此依次待定直线,表示中点,得中垂线与y轴交点,利用直角边垂直关系列式求解.规范解答解(1)当直线l与x轴垂直时,则|MN|2p,SOMN2p2,即p2.抛物线C的方程为y24x.3
16、分(2)直线l与x轴垂直时,不满足.设正方形的第三个顶点为P.故可设直线l:yk(x1)(k0),M(x1,y1),N(x2,y2),P(0,y0),联立可化简得k2x2(2k24)xk20,则代入直线l可得MN的中点为(,),则线段MN的垂直平分线为y(x1),故P(0,).8分又0,则x1x2(y1y0)(y2y0)0.即x1x2y1y2y0(y1y2)y0.14y0y0,化解得ky4y03k0,由y0代入上式,化简得(3k44)(k21)0.解得k .存在直线l:y (x1).12分解决直线与圆锥曲线的位置关系的一般步骤:第一步:联立方程,得关于x或y的一元二次方程;第二步:写出根与系数
17、的关系,并求出0时参数范 围(或指出直线过曲线内一点)第三步:根据题目要求列出关于x1x2,x1x2(或y1y2, y1y2)的关系式,求得结果;第四步:反思回顾,查看有无忽略特殊情况.温馨提醒本题主要考查抛物线的几何性质,直线与抛物线的位置关系等基础知识,同时考查解析几何的基本思想方法和综合解题能力;(1)题比较基础,易于掌握;(2)题的基本点是设而不求,难点是如何把几何条件转化为代数方程,重点考查解题思想与方法,其中我们要习惯于把垂直关系转化为向量的数量积为零.方法与技巧1.认真区分四种形式的标准方程(1)区分yax2与y22px (p0),前者不是抛物线的标准方程.(2)求标准方程要先确
18、定形式,必要时要进行分类讨论,标准方程有时可设为y2mx或x2my(m0).2.抛物线的焦点弦:设过抛物线y22px (p0)的焦点的直线与抛物线交于A(x1,y1),B(x2,y2),则:(1)y1y2p2,x1x2;(2)若直线AB的倾斜角为,则|AB|;(3)若F为抛物线焦点,则有.失误与防范1.求抛物线的标准方程时一般要用待定系数法求p值,但首先要判断抛物线是否为标准方程,以及是哪一种标准方程.2.注意应用抛物线的定义解决问题.A组专项基础训练(时间:40分钟)一、选择题1.抛物线yx2的焦点坐标是()A.(0,)B.(,0)C.(0,)D.(,0)答案C解析把原方程先化为标准方程x2
19、2y,则2p2,即焦点坐标为(0,),故选C.2.(2013四川)抛物线y24x的焦点到双曲线x21的渐近线的距离是()A.B.C.1D.答案B解析抛物线y24x的焦点F(1,0),双曲线x21的渐近线是yx,即xy0,所求距离为.选B.3.已知抛物线y22px(p0),过其焦点且斜率为1的直线交抛物线于A、B两点,若线段AB的中点的纵坐标为2,则该抛物线的准线方程为()A.x1B.x1C.x2D.x2答案B解析y22px的焦点坐标为(,0),过焦点且斜率为1的直线方程为yx,即xy,将其代入y22px,得y22pyp2,即y22pyp20.设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1y22p
20、,p2,抛物线的方程为y24x,其准线方程为x1.4.已知抛物线y22px(p0)的焦点弦AB的两端点坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则的值一定等于()A.4B.4C.p2D.p2答案A解析若焦点弦ABx轴,则x1x2,则x1x2;若焦点弦AB不垂直于x轴,可设AB:yk(x),联立y22px得k2x2(k2p2p)x0,则x1x2.则y1y2p2.故4.5.如图,抛物线C1:y22px和圆C2:(x)2y2,其中p0,直线l经过C1的焦点,依次交C1,C2于A,B,C,D四点,则的值为()A.p2B.C. D.答案B解析设抛物线的焦点为F,A(x1,y1),D(x2,y2),则
21、|AB|AF|BF|x1x1,同理|CD|x2.又|AB|CD|x1x2.二、填空题6.若点P到直线y1的距离比它到点(0,3)的距离小2,则点P的轨迹方程是_.答案x212y解析由题意可知点P到直线y3的距离等于它到点(0,3)的距离,故点P的轨迹是以点(0,3)为焦点,以y3为准线的抛物线,且p6,所以其标准方程为x212y.7.已知过抛物线y24x的焦点F的直线交该抛物线于A、B两点,|AF|2,则|BF|_.答案2解析设A(x0,y0),由抛物线定义知x012,x01,则直线ABx轴,|BF|AF|2.8.已知抛物线C:y22px(p0)的准线为l,过M(1,0)且斜率为的直线与l相交
22、于点A,与C的一个交点为B,若AM,则p_.答案2解析如图,由AB的斜率为,知60,又AM,M为AB的中点.过点B作BP垂直准线l于点P,则ABP60,BAP30.M为焦点,即1,p2.三、解答题9.如图,已知抛物线y22px (p0)有一个内接直角三角形,直角顶点在原 点,两直角边OA与OB的长分别为1和8,求抛物线的方程. 解设直线OA的方程为ykx,k0,则直线OB的方程为yx,由得x0或x.A点坐标为,同理得B点坐标为(2pk2,2pk),由|OA|1,|OB|8,可得解方程组得k664,即k24.则p2.又p0,则p,故所求抛物线方程为y2x.10.(2013福建)如图,抛物线E:y
23、24x的焦点为F,准线l与x轴的交点为A.点C在抛物线E上,以C为圆心,|CO|为半径作圆,设圆C与准线l交于不同的两点M,N.(1)若点C的纵坐标为2,求|MN|;(2)若|AF|2|AM|AN|,求圆C的半径.解(1)抛物线y24x的准线l的方程为x1.由点C的纵坐标为2,得点C的坐标为(1,2),所以点C到准线l的距离d2,又|CO|,所以|MN|222.(2)设C(,y0),则圆C的方程为(x)2(yy0)2y,即x2xy22y0y0.由x1,得y22y0y10,设M(1,y1),N(1,y2),则由|AF|2|AM|AN|,得|y1y2|4,所以14,解得y0,此时0.所以圆心C的坐
24、标为(,)或(,),从而|CO|2,|CO|,即圆C的半径为.B组专项能力提升(时间:30分钟)1.设F为抛物线y24x的焦点,A,B,C为该抛物线上三点,若0,则|等于()A.9B.6C.4D.3答案B解析设A(x1,y1)、B(x2,y2)、C(x3,y3),又F(1,0).由0知(x11)(x21)(x31)0, 即x1x2x33,|x1x2x3p6.2.已知抛物线C:y24x的焦点为F,准线为l,过抛物线C上的点A作准线l的垂线,垂足为M,若AMF与AOF(其中O为坐标原点)的面积之比为31,则点A的坐标为()A.(2,2)B.(2,2)C.(2,)D.(2,2)答案D解析如图所示,由
25、题意,可得|OF|1,由抛物线的定义,得|AF|AM|,AMF与AOF(其中O为坐标原点)的面积之比为31,3,|AF|AM|3,设A,13,解得y02.2,点A的坐标是(2,2).3.(2012安徽)过抛物线y24x的焦点F的直线交该抛物线于A,B两点,O为坐标原点.若|AF|3,则AOB的面积为()A.B.C.D.2答案C解析如图所示,由题意知,抛物线的焦点F的坐标为(1,0),又|AF|3,由抛物线定义知:点A到准线x1的距离为3,点A的横坐标为2.将x2代入y24x得y28,由图知点A的纵坐标y2,A(2,2),直线AF的方程为y2(x1).联立直线与抛物线的方程解之得或由图知B,SA
26、OB|OF|yAyB|1|2|.故选C.4.已知直线l1:4x3y110和直线l2:x1,抛物线y24x上一动点P到直线l1和直线l2的距离之和的最小值是_.答案3解析因为x1恰为抛物线y24x的准线,所以可画图观察.如图,连接PFd2PF,d1d2d1PFFQ3.5.如图,过抛物线y22px(p0)的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若BC2BF,且AF3,则此抛物线的方程为_.答案y23x解析如图,分别过A,B作AA1l于A1,BB1l于B1,由抛物线的定义知AFAA1,BFBB1,BC2BF,BC2BB1,BCB130,AFx60.则AA1F为等边三角形,过F作FF1AA
27、1于F1,则F1为AA1的中点,设l交x轴于K,则KFA1F1AA1AF,即p,抛物线方程为y23x.6.抛物线y24x的焦点为F,过点F的直线交抛物线于A,B两点.(1)若2,求直线AB的斜率;(2)设点M在线段AB上运动,原点O关于点M的对称点为C,求四边形OACB面积的最小值.解(1)依题意知F(1,0),设直线AB的方程为xmy1.将直线AB的方程与抛物线的方程联立,消去x得y24my40.设A(x1,y1),B(x2,y2),所以y1y24m,y1y24.因为2,所以y12y2.联立和,消去y1,y2,得m.所以直线AB的斜率是2.(2)由点C与原点O关于点M对称,得M是线段OC的中点,从而点O与点C到直线AB的距离相等,所以四边形OACB的面积等于2SAOB.因为2SAOB2|OF|y1y2|4,所以当m0时,四边形OACB的面积最小,最小值是4.欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。