【文档说明】《2023年高考数学一轮总复习考点探究与题型突破(新高考专用)》第53讲 抛物线(解析版).docx,共(9)页,255.597 KB,由envi的店铺上传
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第53讲抛物线1.抛物线的概念把平面内与一个定点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简单几何性质标准方程
y2=2px(p>0)y2=-2px(p>0)x2=2py(p>0)x2=-2py(p>0)图形范围x≥0,y∈Rx≤0,y∈Ry≥0,x∈Ry≤0,x∈R焦点p2,0-p2,00,p20,-p2准线方程x=-p2x
=p2y=-p2y=p2对称轴x轴y轴顶点(0,0)离心率e=1常用结论抛物线焦点弦的几个常用结论设AB是过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),则(1)x1x2=p2
4,y1y2=-p2;(2)若A在第一象限,B在第四象限,则|AF|=p1-cosα,|BF|=p1+cosα,弦长|AB|=x1+x2+p=2psin2α(α为弦AB的倾斜角);(3)1|FA|+1|FB|=2p;(4)以弦AB为直径的圆与
准线相切;(5)以AF或BF为直径的圆与y轴相切;(6)过焦点弦的端点的切线互相垂直且交点在准线上;(7)通径:过焦点与对称轴垂直的弦长等于2p.➢考点1******[名师点睛]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.[典例]1.(2020·全国Ⅰ)已知A为抛物线C:y2=2px(p>0)上一点,点A到C的焦点的距离为12,到y轴的距离为9,则p等于()A.2B.3C.6
D.9答案C解析设A(x,y),由抛物线的定义知,点A到准线的距离为12,即x+p2=12.又因为点A到y轴的距离为9,即x=9,所以9+p2=12,解得p=6.2.设抛物线y2=2px的焦点在直线2x+3y-8=0上,则该抛物线
的准线方程为()A.x=-4B.x=-3C.x=-2D.x=-1答案A解析直线2x+3y-8=0与x轴的交点为(4,0),∴抛物线y2=2px的焦点为(4,0),∴准线方程为x=-4.3.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,点A是抛物线C上一点,AD⊥l,交l
于D.若|AF|=4,∠DAF=60°,则抛物线C的方程为()A.y2=8xB.y2=4xC.y2=2xD.y2=x答案B解析根据抛物线的定义可得|AD|=|AF|=4,又∠DAF=60°,所以|AD|-p=|AF|cos60°=12|AF|,所以4-p=2,解得p=2,所以抛物
线C的方程为y2=4x.[举一反三]1.已知抛物线y2=4x的焦点为F,M,N是抛物线上两个不同的点.若|MF|+|NF|=5,则线段MN的中点到y轴的距离为()A.3B.32C.5D.52答案B解析由题意知抛物线的准线方程为x=-1,分别过点M,N作准线的垂
线,垂足为M′,N′(图略),根据抛物线的定义得|MF|=|MM′|,|NF|=|NN′|,所以|MF|+|NF|=|MM′|+|NN′|,所以线段MN的中点到准线的距离为12(|MF|+|NF|)=52,所以线段MN的中点到y轴的距离为5
2-1=32.2.(2022·济南模拟)已知抛物线x2=2py(p>0),过焦点F的直线与抛物线交于A,B两点(点A在第一象限).若直线AB的斜率为33,点A的纵坐标为32,则p的值为()A.14B.12C.1D.2答案C解析由题意
得,抛物线x2=2py(p>0)的焦点在y轴上,准线方程为y=-p2,设A(xA,yA),则|AF|=yA+p2=32+p2,设直线AB的倾斜角为α,则tanα=33,因为α∈[0,π),所以α=π6,所以|AF|=yA-p2sinα=32-p2sinα=3-
p2sinα=3-p2×12=3-p,所以3-p=32+p2,解得p=1.3.如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A、B,交其准线l于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则此抛物线的方程
为________.答案y2=3x解析如图,分别过A、B作AA1⊥l于A1,BB1⊥l于B1,由抛物线的定义知:|AF|=|AA1|,|BF|=|BB1|,∵|BC|=2|BF|,∴|BC|=2|BB1|,∴∠
BCB1=30°,∴∠AFx=60°,连接A1F,则△AA1F为等边三角形,过F作FF1⊥AA1于F1,则F1为AA1的中点,设l交x轴于K,则|KF|=|A1F1|=12|AA1|=12|AF|,即p=32,∴抛物线方程
为y2=3x.4.(2022·广州模拟)已知抛物线x2=2py(p>0)的焦点为F,准线为l,点P(4,y0)在抛物线上,K为l与y轴的交点,且|PK|=2|PF|,则y0=________,p=________.答案24解析
作PM⊥l,垂足为M,由抛物线定义知|PM|=|PF|,又知|PK|=2|PF|,∴在Rt△PKM中,sin∠PKM=|PM||PK|=|PF||PK|=22,∴∠PKM=45°,∴△PMK为等腰直角三角形,∴|
PM|=|MK|=4,又知点P在抛物线x2=2py(p>0)上,∴py0=8,y0+p2=4,解得p=4,y0=2.➢考点2抛物线的几何性质[名师点睛]应用抛物线的几何性质解题时,常结合图形思考,通过图形可以直观地看出抛物线的顶点、对称轴、开口方向等几何特征,体现了数形结
合思想解题的直观性[典例]1.(2021·新高考全国Ⅱ)抛物线y2=2px(p>0)的焦点到直线y=x+1的距离为2,则p等于()A.1B.2C.22D.4答案B解析抛物线的焦点坐标为p2,0,其到直线x-y+
1=0的距离d=p2-0+11+1=2,解得p=2(p=-6舍去).2.(多选)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线l的斜率为3且经过点F,与抛物线C交于A,B两点(点A在第一象限),与抛物线C的准线交于点D.
若|AF|=8,则以下结论正确的是()A.p=4B.DF→=FA→C.|BD|=2|BF|D.|BF|=4答案ABC解析如图所示,分别过点A,B作抛物线C的准线的垂线,垂足分别为点E,M,连接EF.设抛物线C的准线
交x轴于点P,则|PF|=p.因为直线l的斜率为3,所以其倾斜角为60°.因为AE∥x轴,所以∠EAF=60°,由抛物线的定义可知,|AE|=|AF|,则△AEF为等边三角形,所以∠EFP=∠AEF=60°,则∠PEF=30°,所以|AF|=|
EF|=2|PF|=2p=8,得p=4,故A正确;因为|AE|=|EF|=2|PF|,且PF∥AE,所以F为AD的中点,则DF→=FA→,故B正确;因为∠DAE=60°,所以∠ADE=30°,所以|BD|=2|BM
|=2|BF|,故C正确;因为|BD|=2|BF|,所以|BF|=13|DF|=13|AF|=83,故D错误.3.设P是抛物线y2=4x上的一个动点,则点P到点A(-1,1)的距离与点P到直线x=-1的距离之和的最小值为________.答案5解析如图,易知抛物线的
焦点为F(1,0),准线是x=-1,由抛物线的定义知点P到直线x=-1的距离等于点P到F的距离.于是,问题转化为在抛物线上求一点P,使点P到点A(-1,1)的距离与点P到F(1,0)的距离之和最小,显然,连接AF与抛物线相交的点即为满足题意的点,此时最小值为[1-(-1)
]2+(0-1)2=5.[举一反三]1.抛物线y2=2px(p>0)准线上的点A与抛物线上的点B关于原点O对称,线段AB的垂直平分线OM与抛物线交于点M,若直线MB经过点N(4,0),则抛物线的焦点坐标是()A.
(4,0)B.(2,0)C.(1,0)D.12,0答案C解析设点B(x1,y1),M(x2,y2),则点A(-x1,-y1),可得-x1=-p2,则x1=p2,设直线MB的方程为x=my+4,联立x=my+
4,y2=2px,可得y2-2mpy-8p=0,所以y1y2=-8p,由题意可知,OB→·OM→=x1x2+y1y2=y21y224p2+y1y2=64p24p2-8p=16-8p=0,解得p=2.因此,抛物线的焦点为(1,0).2.(多选)(2022·唐山模拟)抛物线有如下
光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出.反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知抛物线r:y2=x,O为坐标原点,一束平行于x轴的光线l1从点P
4116,1射入,经过r上的点A(x1,y1)反射后,再经r上另一点B(x2,y2)反射后,沿直线l2射出,经过点Q,则()A.y1y2=-1B.|AB|=2516C.PB平分∠ABQD.延长AO交直线x=-14于点C,则C,B,Q三点共线答案BCD解析设抛物线的焦点为F,则F
14,0.因为P4116,1,且l1∥x轴,故A(1,1),故直线AF:y=1-01-14x-14=43x-13.由y=43x-13,y2=x可得y2-34y-14=0,故y1y2=-14,故A错误;又y1=1,故y2
=-14,故B116,-14,故|AB|=1+116+12=2516,故B正确;直线AO:y=x,由y=x,x=-14可得C-14,-14,故yC=y2,所以C,B,Q三点共线,故D正确;因为|AP|=4116-1=2516=|AB|,故△A
PB为等腰三角形,故∠ABP=∠APB,而l1∥l2,故∠PBQ=∠APB,即∠ABP=∠PBQ,故PB平分∠ABQ,故C正确.3.(2021·新高考全国Ⅰ)已知O为坐标原点,抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,P为C上一点,PF与x轴垂直
,Q为x轴上一点,且PQ⊥OP.若|FQ|=6,则C的准线方程为________.答案x=-32解析方法一(解直角三角形法)由题易得|OF|=p2,|PF|=p,∠OPF=∠PQF,所以tan∠OPF=tan∠PQF,所以|OF||PF|=|PF||FQ|,即p2p=p6,解得p=3
,所以C的准线方程为x=-32.方法二(应用射影定理法)由题易得|OF|=p2,|PF|=p,|PF|2=|OF|·|FQ|,即p2=p2×6,解得p=3或p=0(舍去),所以C的准线方程为x=-32.➢考点3直线与抛物线[名师点睛](1)求解直线与抛物线
问题,一般利用方程法,但涉及抛物线的弦长、中点、距离等问题时,要注意“设而不求”“整体代入”“点差法”以及定义的灵活应用.(2)有关直线与抛物线的弦长问题,要注意直线是否过抛物线的焦点.若过抛物线的焦
点(设焦点在x轴的正半轴上),可直接使用公式|AB|=x1+x2+p,若不过焦点,则可用弦长公式.[典例](2022·湖州模拟)如图,已知抛物线x2=y,点A-12,14,B32,94,抛物线上的点P(x,y)-12<x<32.过点B作直线AP的垂线,垂足为
Q.(1)求直线AP斜率的取值范围;(2)求|PA|·|PQ|的最大值.解(1)设直线AP的斜率为k,k=x2-14x+12=x-12,因为-12<x<32,所以直线AP斜率的取值范围是(-1,1).(2)联立直线AP与BQ的
方程kx-y+12k+14=0,x+ky-94k-32=0,解得点Q的横坐标是xQ=-k2+4k+32(k2+1).因为|PA|=1+k2x+12=1+k2(k+1),|PQ|=1+k2(xQ-x)=-(k-1)(k+1)2k2+1,所以|PA|·|PQ|=-
(k-1)(k+1)3.令f(k)=-(k-1)(k+1)3,因为f′(k)=-(4k-2)(k+1)2,所以f(k)在区间-1,12上单调递增,12,1上单调递减,因此当k=12时,|PA|·|PQ|取得最大值2716.[举一反三]已知抛物线C:y2=3
x的焦点为F,斜率为32的直线l与C的交点为A,B,与x轴的交点为P.(1)若|AF|+|BF|=4,求l的方程;(2)若AP→=3PB→,求|AB|.解设直线l:y=32x+t,A(x1,y1),B(x2,y2).
(1)由题设得F34,0,故|AF|+|BF|=x1+x2+32.又|AF|+|BF|=4,所以x1+x2=52.由y=32x+t,y2=3x,可得9x2+12(t-1)x+4t2=0,
则x1+x2=-12(t-1)9.从而-12(t-1)9=52,得t=-78.所以l的方程为y=32x-78.(2)由AP→=3PB→可得y1=-3y2.由y=32x+t,y2=3x,可得y2-2y+2t=0,所以y1+y2=2,从而-
3y2+y2=2,故y2=-1,y1=3.代入C的方程得x1=3,x2=13,即A(3,3),B13,-1.故|AB|=4133.