高中数学培优讲义练习(人教A版2019选择性必修一)专题3.12 抛物线的标准方程和性质-重难点题型检测 Word版含解析

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【文档说明】高中数学培优讲义练习(人教A版2019选择性必修一)专题3.12 抛物线的标准方程和性质-重难点题型检测 Word版含解析.docx,共(17)页,589.775 KB,由小赞的店铺上传

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以下为本文档部分文字说明:

专题3.12抛物线的标准方程和性质-重难点题型检测参考答案与试题解析一.选择题(共8小题,满分24分,每小题3分)1.(3分)(2022·全国·高二课时练习)已知实数x,y满足√𝑥2+(𝑦−𝑝2)2=|𝑦+�

�2|,其中常数𝑝>0,则动点𝑃(𝑥,𝑦)的轨迹是()A.射线B.直线C.抛物线D.椭圆【解题思路】利用两点的距离公式、绝对值的几何意义以及抛物线的定义进行判断.【解答过程】因为√𝑥2+(𝑦−𝑝2

)2=|𝑦+𝑝2|表示动点𝑃(𝑥,𝑦)到定点𝐹(0,𝑝2)的距离与𝑃(𝑥,𝑦)到定直线l:𝑦=−𝑝2的距离相等,且点F不在直线l上,所以由抛物线的定义知动点𝑃(𝑥,𝑦)的轨迹为抛物线.故A,B

,D错误.故选:C.2.(3分)(2022·云南·高二期末)已知抛物线𝑥2=𝑚𝑦(𝑚>0)上的点(𝑥0,1)到该抛物线焦点𝐹的距离为2,则𝑚=()A.1B.2C.4D.6【解题思路】根据抛物线的标准方程,得到准线方程与焦点坐标,根据抛物线的定义,可列方程,得到答案.【

解答过程】由𝑥2=𝑚𝑦(𝑚>0),可得其焦点𝐹(0,𝑚4),准线方程为𝑦=−𝑚4,因为点(𝑥0,1)到该抛物线焦点𝐹的距离为2,所以点(𝑥0,1)到抛物线准线的距离为2,则1+𝑚4=2,解得𝑚=4,故选:C.3.(3分)(2022·全国·高

二课时练习)顶点在原点,关于x轴对称,并且经过点𝑀(−1,2)的抛物线方程为()A.𝑦2=4𝑥B.𝑦2=−4𝑥C.𝑥2=12𝑦D.𝑥2=−12𝑦【解题思路】设出抛物线方程,利用待定系数法求解作答.【解答过程】依题意,设抛物线方程为𝑦2=𝑚𝑥,�

�≠0,于是得22=𝑚⋅(−1),解得𝑚=−4,所以所求抛物线方程是𝑦2=−4𝑥.故选:B.4.(3分)(2022·四川遂宁·高二期末(理))已知圆𝐶:(𝑥−1)2+𝑦2=4与抛物线𝑦2=𝑎𝑥⬚(𝑎>0)的准线相切,则𝑎=()A.18B.14C.4D.8【解题思路】

求出抛物线的准线方程,利用圆与准线相切即得.【解答过程】因为圆𝐶:(𝑥−1)2+𝑦2=4的圆心为(1,0),半径为𝑟=2,抛物线𝑦2=𝑎𝑥⬚(𝑎>0)的准线为𝑥=−𝑎4,所以|1+𝑎

4|=2,∴𝑎=4,故选:C.5.(3分)(2023·全国·高三专题练习)已知A(4,−2),F为抛物线𝑦2=8𝑥的焦点,点M在抛物线上移动,当|𝑀𝐴|+|𝑀𝐹|取最小值时,点𝑀的坐标为()A.(0,0)B.(

1,−2√2)C.(2,−2)D.(12,−2)【解题思路】过𝑀点作准线𝑙的垂线,垂足为𝐸,由抛物线定义,知|𝑀𝐹|=|𝑀𝐸|,当𝑀在抛物线上移动时,当𝐴,𝑀,𝐸三点共线时,|𝑀𝐸|+|𝑀𝐴|最小,由此即可求出结果.【解答过程】如图所示,过𝑀点作准

线𝑙的垂线,垂足为𝐸,由抛物线定义,知|𝑀𝐹|=|𝑀𝐸|.当𝑀在抛物线上移动时,|𝑀𝐸|+|𝑀𝐴|的值在变化,显然𝑀移动到𝑀′时,𝐴,𝑀,𝐸三点共线,|𝑀𝐸|+|𝑀𝐴|最小,此时𝐴

𝑀′//𝑂𝑥,把𝑦=−2代入𝑦2=8𝑥,得𝑥=12,所以当|𝑀𝐴|+|𝑀𝐹|取最小值时,点𝑀的坐标为(12,−2).故选:D.6.(3分)(2022·天津和平·二模)已知抛物线𝑦2=2𝑝𝑥(

𝑝<0)交双曲线𝑥2𝑎2−𝑦2𝑏2=1(𝑎>0,𝑏>0)的渐近线于𝐴,𝐵两点(异于坐标原点),双曲线的离心率为√2,△𝐴𝑂𝐵的面积为64,则抛物线的焦点坐标为()A.(2,0)B.(−2,0)C.(4,0)D.(−4,0)【解题思路】根据双曲线的离心率可得渐近线的斜率,

结合渐近线的方程及△𝐴𝑂𝐵的面积可求𝐴,𝐵的坐标,从而可求抛物线的方程,故可得其焦点坐标.【解答过程】因为双曲线的离心率为√2,故𝑐𝑎=√2,其中𝑐为半焦距,故𝑎2+𝑏2𝑎2=2即𝑎=𝑏,故渐近线的方程为:𝑦=±𝑥,由抛物线、双曲线的对称性可设𝐴(�

�,−𝑚),𝐵(𝑚,𝑚)(𝑚<0),故𝑆△𝑂𝐴𝐵=12|2𝑚|×|𝑚|=𝑚2=64,故𝑚=−8,所以𝐴(−8,8),所以82=−16𝑝,故𝑝=−4,即抛物线的方程为:𝑦2=−8𝑥,故焦点坐标为:(−2,0).故选:B.7.(3分)(2022·全国·高

二课时练习)苏州市“东方之门”是由两栋超高层建筑组成的双塔连体建筑,“门”的造型是东方之门的立意基础,“门”的内侧曲线呈抛物线型,如图1,两栋建筑第八层由一条长60m的连桥连接,在该抛物线两侧距连桥150m处各有一窗户,两窗户的水平距离为30m,如图2

,则此抛物线顶端𝑂到连桥𝐴𝐵的距离为()A.180mB.200mC.220mD.240m【解题思路】建立适当坐标系,设点𝐷与𝐵的坐标,设抛物线方程为:𝑥2=−2𝑝𝑦(𝑝>0),列出方程组,求解,即可得出结果.【解答过程】建系如图,设抛物线方程为:𝑥2=−2𝑝

𝑦(𝑝>0),由题意设𝐷(15,ℎ),𝐵(30,ℎ−150),则{152=−2𝑝ℎ302=−2𝑝(ℎ−150),解得:ℎ=−50,𝑝=2.25.所以此拋物线顶端𝑂到连桥𝐴𝐵的距离为:

50+150=200m.故选:B.8.(3分)(2022·江西·三模(文))已知抛物线𝑥2=4𝑦的焦点为𝐹,𝐴、𝐵是抛物线上两动点,𝑃(2,2)是平面内一定点,下列说法正确的序号为()①抛物线准线方程为𝑥=−1;②若|𝐴𝐹|+|𝐵𝐹|=8,则线段𝐴𝐵

中点到𝑥轴距离为3;③以𝐴为圆心,线段𝐴𝐹的长为半径的圆与准线相切;④△𝐴𝑃𝐹的周长的最小值为√5+3.A.①②④B.②③C.③④D.②③④【解题思路】根据抛物线的方程直接写出抛物线的准线方程,可判断①的正误;设点𝐴(𝑥1

,𝑦1)、𝐵(𝑥2,𝑦2),利用抛物线的定义可判断②的正误;利用抛物线的定义可判断③的正误;过点𝐴作抛物线准线𝑙:𝑦=−1的垂线,垂足为点𝐸,利用抛物线的定义以及𝑃、𝐴、𝐸三点共

线时,求出△𝐴𝑃𝐹的周长的最小值,可判断④的正误.【解答过程】对于①,易知点𝐹(0,1),抛物线的准线方程为𝑦=−1,①错;对于②,设点𝐴(𝑥1,𝑦1)、𝐵(𝑥2,𝑦2),则|𝐴𝐹|+|𝐵𝐹|=𝑦1+𝑦2

+2=8,所以,𝑦1+𝑦2=6,所以,线段𝐴𝐵中点到𝑥轴距离为|𝑦1+𝑦22|=3,②对;对于③,由抛物线的定义可得|𝐴𝐹|=𝑦1+1,所以,线段𝐴𝐹的长为半径的圆与准线相切,③对;对于④,过点𝐴作抛物线准线�

�:𝑦=−1的垂线,垂足为点𝐸,由抛物线的定义可得|𝐴𝐹|=|𝐴𝐸|,所以,|𝐴𝑃|+|𝐴𝐹|=|𝐴𝑃|+|𝐴𝐸|,当且仅当𝑃、𝐴、𝐸三点共线时,即当𝑃𝐸⊥𝑙时,|𝐴𝑃|+|𝐴𝐹

|取得最小值2+1=3,又因为|𝑃𝐹|=√22+(2−1)2=√5,所以,△𝐴𝑃𝐹的周长的最小值为3+√5,④对.故选:D.二.多选题(共4小题,满分16分,每小题4分)9.(4分)(2021·全国·高二课时练习)(多选)顶点在原点,对称轴是𝑦轴,且顶点与焦点的距离等于3的抛物

线的标准方程是()A.𝑥2=3𝑦B.𝑥2=−3𝑦C.𝑥2=12𝑦D.𝑥2=−12𝑦【解题思路】设抛物线的标准方程为:𝑥2=±2𝑝𝑦,根据已知条件求出𝑝的值即可求解.【解答过程】因为抛物线的对称轴是𝑦轴,可设抛物线的标准方程为:�

�2=±2𝑝𝑦,因为顶点与焦点的距离等于3,所以𝑝2=3,可得𝑝=6,所以抛物线的方程为𝑥2=±12𝑦,故选:CD.10.(4分)(2022·高三阶段练习)已知抛物线𝐶:𝑥2=4𝑦的焦点为𝐹,𝑂为坐标原点,点𝑀(𝑥0,𝑦0)在抛物线𝐶上,若|

𝑀𝐹|=5,则()A.𝐹的坐标为(1,0)B.𝑦0=4C.𝑥0=4D.|𝑂𝑀|=4√2【解题思路】由抛物线的方程求出焦点𝐹的坐标,可判断A选项;利用抛物线的定义可求得𝑦0、𝑥0的值,可判断BC选项;利用平面内两点间的距离公式可判断D选项

.【解答过程】对于抛物线𝐶,2𝑝=4,可得𝑝2=1,则点𝐹(0,1),A错;由抛物线的定义可得|𝑀𝐹|=𝑦0+1=5,可得𝑦0=4,则𝑥02=16,可得𝑥0=±4,B对C错;|𝑂𝑀|=√𝑥02+𝑦02=4√2,D对.故选:BD.11.(

4分)(2022·全国·高二课时练习)已知点𝑃(𝑥0,−𝑦0)是抛物线C:𝑦2=4𝑥上一动点,则()A.C的焦点坐标为(2,0)B.C的准线方程为𝑥+1=0C.𝑥0+1=√(𝑥0−1)2+𝑦02D.𝑥0+1𝑦02+1的最小值为34【解题思路】根据抛物线方程求出焦点坐标和准

线方程可判断A,B;利用抛物线的定义可判断C;根据抛物线方程消元,得𝑥0+1𝑦02+1=𝑦024+1𝑦02+1,构造基本不等式求出最小值可判断D.【解答过程】由抛物线的方程知,焦点坐标为(1,0),准线方程为𝑥=−

1.故A错误,B正确.根据抛物线的定义可得点P到焦点的距离等于点P到准线的距离,即𝑥0+1=√(𝑥0−1)2+𝑦02,故C正确.因为𝑦02=4𝑥0,所以𝑥0+1𝑦02+1=𝑦024+1𝑦02+1=𝑦02+14+1𝑦02+1−14≥2√14−14=34(当且仅当�

�02+14=1𝑦02+1,即𝑦02=1时,等号成立),故𝑥0+1𝑦02+1的最小值为34,故D正确.故选:BCD.12.(4分)(2022·福建泉州·高二期中)在平面直角坐标系𝑥𝑂𝑦中,𝑀(3,−2),F为抛物线𝐶:𝑥2=

−2𝑝𝑦(𝑝>0)的焦点,点P在C上,𝑃𝐴⊥𝑥轴于A,则()A.当𝑝=2时,|𝑃𝐹|+|𝑃𝑀|的最小值为3B.当𝑝=4时,|𝑃𝐹|+|𝑃𝑀|的最小值为4C.当𝑝=4时,|𝑃𝐴|−|�

�𝑀|的最大值为1D.当𝑃𝐹∥𝑥轴时,cos∠𝑂𝑃𝐹为定值【解题思路】根据抛物线的定义结合图象一一计算可得;【解答过程】解:对于A:𝑝=2时抛物线𝐶:𝑥2=−4𝑦,焦点𝐹(0,−1),点𝑀(3,−2)在抛物线外,所以|𝑃𝐹|+|𝑃𝑀|≥|𝐹𝑀|=√32+(−2

+1)2=√10,当且仅当𝑀、𝑃、𝐹三点共线且𝑃在𝑀𝐹之间时取等号(如下图所示),故A错误;对于B、C:当𝑝=4时抛物线𝐶:𝑥2=−8𝑦,焦点𝐹(0,−2),准线方程为𝑦=2,点𝑀(3,−2)在抛物线内,设𝑃𝐴与

准线交于点𝑁,则|𝑃𝐹|=|𝑃𝑁|,所以|𝑃𝐹|+|𝑃𝑀|=|𝑃𝑁|+|𝑃𝑀|≥|𝑀𝑁|=2−(−2)=4,当且仅当𝑀、𝑃、𝑁三点共线且𝑃在𝑀𝑁之间时取等号(如下图所示)

,故B正确;|𝑃𝐴|−|𝑃𝑀|=|𝑃𝑁|−2−|𝑃𝑀|=|𝑃𝐹|−|𝑃𝑀|−2≤|𝐹𝑀|−2=1,当且仅当𝑀、𝑃、𝐹三点共线且𝐹在𝑀𝑃之间时取等号(如下图所示),故C正确;对于D:抛物线𝐶:𝑥2=−2𝑝𝑦,焦点𝐹(0,−𝑝2),准线方程为𝑦=

𝑝2,当𝑃𝐹//𝑥,此时𝑦𝑃=−𝑝2,则𝑥2=−2𝑝×(−𝑝2),解得𝑥𝑝=±𝑝,即𝑃(−𝑝,−𝑝2)或𝑃(𝑝,−𝑝2),如图取𝑃(−𝑝,−𝑝2),则|𝑃𝐹|=𝑝,|𝑂𝑃|

=√(−𝑝)2+(−𝑝2)2=√52𝑝,所以cos∠𝑂𝑃𝐹=|𝑃𝐹||𝑂𝑃|=𝑝√52𝑝=2√55,故D正确;故选:BCD.三.填空题(共4小题,满分16分,每小题4分)13.(4分)(2022·全

国·高三专题练习)顶点在原点,关于x轴对称,并且经过点𝑀(−1,2)的抛物线方程为𝑦2=−4𝑥.【解题思路】设抛物线方程为𝑦2=𝑚𝑥,𝑚≠0,代入点𝑀(−1,2)求出𝑚即可得抛物线方程.【解答过程】依题意,设抛物线方程为𝑦2=𝑚𝑥,𝑚≠0,于是得22=

𝑚⋅(−1),解得𝑚=−4,所以所求抛物线方程是𝑦2=−4𝑥.故答案为:𝑦2=−4𝑥.14.(4分)(2022·全国·高二课时练习)抛物线𝑦2=2𝑝𝑥上横坐标为6的点到焦点的距离是10,则焦点到准线的距离是8.【解题思路】根据焦半径公式求𝑝.【解答过程】由条件可知,𝑝>0

,所以6+𝑝2=10,解得:𝑝=8,所以焦点到准线的距离为8.故答案为:8.15.(4分)(2022·全国·高二课时练习)若𝑀是抛物线𝑦2=4𝑥上一点,𝐹是抛物线的焦点,以𝐹𝑥为始边、𝐹𝑀

为终边的角∠𝑥𝐹𝑀=60°,则|𝑀𝐹|=4.【解题思路】首先求出抛物线的焦点坐标与准线方程,设𝑀的坐标(𝑦24,𝑦),利用锐角三角函数求出𝑦,再根据抛物线的定义计算可得.【解答过程】解:由抛物线的

方程𝑦2=4𝑥,可得准线方程为𝑥=−1,焦点坐标为𝐹(1,0),设𝑀的坐标(𝑦24,𝑦),𝑦>0且𝑦24>1,又∠𝑥𝐹𝑀=60°,∴𝑦=√3(𝑦24−1),整理得√3𝑦2−4𝑦−4√3=0,解得𝑦

=2√3或𝑦=−2√33(舍去),所以由抛物线的定义可得|𝐹𝑀|=𝑦24−(−1)=4.故答案为:4.16.(4分)(2022·全国·高二专题练习)设𝑃是抛物线𝑦2=4𝑥上的一个动点,𝐹为抛物线的焦点,记点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𝑀,若𝐵(3,2),记|𝑃𝐵|+|𝑃𝐹|的最小值为𝑁,则𝑀+𝑁=√5+4.【解题思路】当P、A、F三点共线时,点P到点A的距离与到直线𝑥=-1的距离之和最小,由两点间的距离公式可得M,

当P、B、F三点共线时,|𝑃𝐵|+|𝑃𝐹|最小,由点到直线距离公式可得.【解答过程】如图所示,过点𝑃作𝑃𝐺垂直于直线𝑥=-1,垂足为点𝐺,由抛物线的定义可得|𝑃𝐺|=|𝑃𝐹|,所以

点𝑃到直线𝑥=-1的距离为|𝑃𝐺|,所以|𝑃𝐴|+|𝑃𝐺|=|𝑃𝐴|+|𝑃𝐹|≥|𝐴𝐹|=√5,当且仅当𝐴、𝑃、𝐹三点共线时,|𝑃𝐴|+|𝑃𝐺|取到最小值,即𝑀=√5.如图所示,过点𝑃作直线𝑃𝐻垂直于直线𝑥=-1,垂足为

点𝐻,由抛物线的定义可得|𝑃𝐻|=|𝑃𝐹|,点𝐵到直线𝑥=-1的距离为𝑑=4,所以|𝑃𝐵|+|𝑃𝐹|=|𝑃𝐵|+|𝑃𝐻|≥4,当且仅当𝐵、𝑃、𝐻三点共线时,等号成立,即𝑁=4,因此𝑀+𝑁=

√5+4.故答案为:√5+4.四.解答题(共6小题,满分44分)17.(6分)(2022·全国·高二课时练习)已知动点P到点𝐹(2,0)的距离与它到直线𝑥+2=0的距离相等,求点P的轨迹方程.【解题思路】由题意可知�

�的轨迹是以𝐹为焦点的抛物线,由此得到出𝑝=4,即可以求出𝑃的轨迹方程.【解答过程】解:由抛物线的定义知点𝑃的轨迹是以𝐹(2,0)为焦点的抛物线,其开口方向向右,且𝑝2=2,解得𝑝=4,所以其方程为𝑦2=

8𝑥.18.(6分)(2021·江苏·高二课时练习)根据下列条件求抛物线的标准方程.(1)抛物线的焦点是双曲线16x2-9y2=144的左顶点;(2)过点P(2,-4);(3)抛物线的焦点在x轴上,直线y=-3与抛物线交于点A,|AF|=

5.【解题思路】(1)根据条件求出双曲线左顶点即可得解;(2)根据给定条件设出抛物线方程,将给定点坐标代入即得;(3)根据给定条件设出抛物线方程并设出点A坐标,结合抛物线定义列出方程即可作答.【解答过程】(1)双曲线方程为𝑥2

9−𝑦216=1,其左顶点为(-3,0),由题意设抛物线方程为y2=-2px(p>0),则抛物线焦点为(−𝑝2,0),−𝑝2=−3,解得p=6,所以所求抛物线方程为为y2=-12x;(2)由于P(2,-4)在第四象限且抛物线的对称轴为坐标轴,可设方程为y2=

mx或x2=ny,将P点坐标代入方程求得m=8,n=-1,所以所求抛物线方程为y2=8x或x2=-y;(3)设所求焦点在x轴上的抛物线方程为:y2=2px(p≠0),A(m,-3),则抛物线准线为𝑥=−𝑝2,由抛物线定义得5=|𝐴𝐹|=|𝑚+𝑝2|,又

(-3)2=2pm,显然p,m同号,从而得{2𝑚⋅𝑝=92𝑚+𝑝=10或{2𝑚⋅𝑝=92𝑚+𝑝=−10,解得p=±1或p=±9,所以所求抛物线方程为y2=±2x或y2=±18x.19.

(8分)(2022·全国·高二单元测试)已知抛物线𝑦2=4𝑎𝑥(𝑎>0)的焦点为A,以𝐵(𝑎+4,0)为圆心,|𝐴𝐵|长为半径画圆,在x轴上方交抛物线于M、N不同的两点,点P是MN的中

点.求:(1)𝑎的取值范围;(2)|𝐴𝑀|+|𝐴𝑁|的值.【解题思路】(1)由题可得圆的方程为[𝑥−(𝑎+4)]2+𝑦2=16,然后联立抛物线与圆的方程,利用判别式,即得;(2)利用韦达定理及抛物线的定义即得.【解答过程】(1)由题意知抛物线的焦点坐标为𝐴(𝑎,0

),又𝐵(𝑎+4,0),则|𝐴𝐵|=4,圆的方程为[𝑥−(𝑎+4)]2+𝑦2=16,将𝑦2=4𝑎𝑥(𝑎>0)代入上式,得𝑥2+2(𝑎−4)𝑥+8𝑎+𝑎2=0,∴Δ=4(𝑎−4)2−4(8𝑎+𝑎2)>0,解得0<𝑎<1,即𝑎的取值范围为(0

,1);(2)∵𝐴为焦点,设𝑀(𝑥1,𝑦1),𝑁(𝑥2,𝑦2),根据(1)中的𝑥2+2(𝑎−4)𝑥+8𝑎+𝑎2=0,得𝑥1+𝑥2=8−2𝑎,∴|𝐴𝑀|+|𝐴𝑁|=(𝑥1+𝑎)+(𝑥2+𝑎)=𝑥1+𝑥2+2𝑎=8−2𝑎+2𝑎=

8.20.(8分)(2022·全国·高二课时练习)如图,是一种加热水和食物的太阳灶,上面装有可旋转的抛物面形的反光镜,镜的轴截面是抛物线的一部分,盛水和食物的容器放在抛物线的焦点处,容器由若干根等长的铁筋焊接在一起的架子支撑.已知镜口圆的直径为12m,镜深

2m.(1)建立适当的坐标系,求抛物线的焦点位置;(2)若把盛水和食物的容器近似地看作点,试求容器的每根铁筋的长度.【解题思路】(1)如图,在反光镜的轴截面内建立直角坐标系,使反光镜的顶点(即抛物线的顶点)与原

点重合,x轴垂直于镜口直径,则可求得点𝐴的坐标,设抛物线方程为𝑦2=2𝑝𝑥(𝑝>0),然后将点𝐴的坐标代入,可求出𝑝,从而可求出焦点坐标,(2)根据抛物线的定义求解.【解答过程】(1)如

图,在反光镜的轴截面内建立直角坐标系,使反光镜的顶点(即抛物线的顶点)与原点重合,x轴垂直于镜口直径.由已知,得A点坐标是(2,6),设抛物线方程为𝑦2=2𝑝𝑥(𝑝>0),则36=2𝑝×2,解得p=9,则抛物线的标准方程是𝑦2=18𝑥,焦点坐标是𝐹(4.5,0),所以焦点在经

过抛物面顶点且与镜口圆面垂直的直线上,距顶点4.5m的抛物面内部,(2)因为盛水的容器在焦点处,所以A、F两点间的距离即为每根铁筋长,所以每根铁筋长为2+𝑝2=2+4.5=6.5米.21.(8分)(2022·重庆·高三阶段练习)如图,弯曲的河流是近似的抛物线C,公路l恰好是C的准线,C

上的点O到l的距离最近,且为0.4km,城镇P位于点O的北偏东30°处,|𝑂𝑃|=10km,现要在河岸边的某处修建一座码头,并修建两条公路,一条连接城镇,一条垂直连接公路l,以便建立水陆交通网.(1)建立适当的坐标系,求抛物线C的方程;(2)为了降低修路成本,必须使修建的两条公

路总长最小,请给出修建方案(作出图形,在图中标出此时码头Q的位置),并求公路总长的最小值(结果精确到0.001km).【解题思路】(1)由抛物线的定义,O为坐标原点可建立平面坐标系,即可求抛物线C的方程(2)由抛物线的定义,公路总长=|𝑄𝐹|+|𝑄𝑃|≥|𝑃𝐹|,即可求公路

总长最小值【解答过程】(1)如图,建立平面直角坐标系,由题意得,𝑝2=0.4,则抛物线𝐶:𝑦2=1.6𝑥.(2)如图,设抛物线C的焦点为F,则𝐹(0.4,0),∵城镇P位于点O的北偏东30°处,|𝑂𝑃|=10km,∴𝑃(5,5√3),根据抛物线的定义知,公路总长

=|𝑄′𝐹|+|𝑄′𝑃|≥|𝑃𝐹|=√(5−0.4)2+(5√3−0)2≈9.806.当𝑄′与Q重合时(Q为线段PF与抛物线C的交点),公路总长最小,最小值为9.806km.22.(8分)(2022·全国·高二课时练习)设𝑃是抛物线𝑦2

=4𝑥上的一个动点,点𝐹是焦点.(1)求点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;(2)若𝐵(3,2),求|𝑃𝐵|+|𝑃𝐹|的最小值.【解题思路】(1)利用抛物线定义将问题转化为求抛物线上一点𝑃到点𝐴(−1,1)的距离与其到点𝐹(

1,0)的距离之和的最小值,连接𝐴𝐹交抛物线于点𝑃,即可求得答案;(2)作𝐵𝑄垂直准线于点𝑄,交抛物线于点𝑃1,连接𝑃1𝐹,利用抛物线定义将|𝑃𝐵|+|𝑃𝐹|转化为|𝑃1𝐵|+|𝑃1𝑄|,即可求得答案.【解答过程】(1)抛物线𝑦2=4𝑥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到焦点𝐹的距离,所以问题转化为求抛物线上一点𝑃到点𝐴(−1,1)的距离与其到点𝐹(1,0)的距离之和的最小值,如图,当A,𝑃

,𝐹共线时上述距离之和最小,连接𝐴𝐹交抛物线于点𝑃,此时所求的最小值为|𝐴𝐹|=√22+12=√5.(2)由题意𝐵(3,2),可知22<4×3,故点B在抛物线内部(焦点所在一侧),如图,作𝐵𝑄垂直准线于点

𝑄,交抛物线于点𝑃1,连接𝑃1𝐹,此时|𝑃1𝑄|=|𝑃1𝐹|,当点𝑃与点𝑃1重合时,|𝑃𝐵|+|𝑃𝐹|的值最小,此时|𝑃𝐵|+|𝑃𝐹|=|𝐵𝑄|=3−(−1)=4,即|𝑃𝐵|+|𝑃𝐹|的最小值为4.

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