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1、 精品資料
第6講 拋物線
一、選擇題
1.拋物線x2=(2a-1)y的準(zhǔn)線方程是y=1,則實數(shù)a=( )
A. B. C.- D.-
解析 根據(jù)分析把拋物線方程化為x2=-2y,則焦參數(shù)p=-a,
故拋物線的準(zhǔn)線方程是y==,則=1,解得a=-.
答案 D
2.若拋物線y2=2px(p>0)的焦點在圓x2+y2+2x-3=0上,則p=( )
A. B.1
C.2
2、 D.3
解析 ∵拋物線y2=2px(p>0)的焦點為(,0)在圓x2+y2+2x-3=0上,∴+p-3=0,解得p=2或p=-6(舍去).
答案 C
3.已知拋物線C:y2=4x的焦點為F,直線y=2x-4與C交于A,B兩點,則cos∠AFB= ( ).
A. B. C.- D.-
解析 由得x2-5x+4=0,∴x=1或x=4.不妨設(shè)A(4,4),B(1,-2),則||=5,||=2,=(3,4)(0,-2)=-8,∴cos∠AFB===-.故選D.
答案 D
4.已知雙曲線C1:
3、-=1(a>0,b>0)的離心率為2.若拋物線C2:x2=2py(p>0)的焦點到雙曲線C1的漸近線的距離為2,則拋物線C2的方程為
( ).
A.x2=y(tǒng) B.x2=y(tǒng)
C.x2=8y D.x2=16y
解析 ∵-=1的離心率為2,∴=2,即==4,∴=.x2=2py的焦點坐標(biāo)為,-=1的漸近線方程為y=x,即y=x.由題意,得=2,∴p=8.故C2:x2=16y,選D.
答案 D
5.已知直線l過拋物線C的焦點,且與C的對稱軸垂直,l與C交于A,B兩點,|AB|=12,P為C的準(zhǔn)線上一點,則△ABP的面積為( ).
A.18
4、 B.24 C.36 D.48
解析 如圖,設(shè)拋物線方程為
y2=2px(p>0).
∵當(dāng)x=時,|y|=p,
∴p===6.
又P到AB的距離始終為p,
∴S△ABP=126=36.
答案 C
6.已知P是拋物線y2=4x上一動點,則點P到直線l:2x-y+3=0和y軸的距離之和的最小值是 ( ).
A. B. C.2 D.-1
解析 由題意知,拋物線的焦點為F(1,0).設(shè)點P到直線l的距離為d,由拋物線的定義可知,點P到y(tǒng)軸的距離為|PF|-1,所以點P到直線l的距離與
5、到y(tǒng)軸的距離之和為d+|PF|-1.易知d+|PF|的最小值為點F到直線l的距離,故d+|PF|的最小值為=,所以d+|PF|-1的最小值為-1.
答案 D
二、填空題
7.已知動圓過點(1,0),且與直線x=-1相切,則動圓的圓心的軌跡方程為________.
解析 設(shè)動圓的圓心坐標(biāo)為(x,y),則圓心到點(1,0)的距離與其到直線x=-1的距離相等,根據(jù)拋物線的定義易知動圓的圓心的軌跡方程為y2=4x.
答案 y2=4x
8.已知拋物線y2=4x的焦點為F,準(zhǔn)線與x軸的交點為M,N為拋物線上的一點,且滿足|NF|=|MN|,則∠NMF=________.
解析 過N作準(zhǔn)線的垂
6、線,垂足是P,則有PN=NF,∴PN=MN,∠NMF=∠MNP.又cos∠MNP=,
∴∠MNP=,即∠NMF=.
答案
9.如圖是拋物線形拱橋,當(dāng)水面在l時,拱頂離水面2米,水面寬4米.水位下降1米后,水面寬________米.
解析 如圖建立平面直角坐標(biāo)系,設(shè)拋物線方程為x2=-2py.由題意A(2,-2)代入x2=-2py,得p=1,故x2=-2y.設(shè)B(x,-3),代入x2=-2y中,得x=,故水面寬為2米.
答案 2
10.過拋物線y2=2x的焦點F作直線交拋物線于A,B兩點,若|AB|=,|AF|<|BF|,則|AF|=________.
解析 設(shè)過拋物線焦點
7、的直線為y=k,聯(lián)立得,整理得,k2x2-(k2+2)x+k2=0,x1+x2=,x1x2=.|AB|=x1+x2+1=+1=,得,k2=24,代入k2x2-(k2+2)x+k2=0得,12x2-13x+3=0,解之得x1=,x2=,又|AF|<|BF|,故|AF|=x1+=.
答案
三、解答題
11.已知橢圓+=1(a>b>0)的離心率為,以原點為圓心、橢圓短半軸長為半徑的圓與直線y=x+2相切.
(1)求a與b;
(2)設(shè)該橢圓的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,直線l1過F2且與x軸垂直,動直線l2與y軸垂直,l2交l1于點P.求線段PF1的垂直平分線與l2的交點M的軌跡方程,并指
8、明曲線類型.
解 (1)由e== =,得=.
又由原點到直線y=x+2的距離等于橢圓短半軸的長,得b=,則a=.
(2)法一 由c==1,得F1(-1,0),F(xiàn)2(1,0).
設(shè)M(x,y),則P(1,y).
由|MF1|=|MP|,得(x+1)2+y2=(x-1)2,即y2=-4x,所以所求的M的軌跡方程為y2=-4x,該曲線為拋物線.
法二 因為點M在線段PF1的垂直平分線上,所以|MF1|=|MP|,即M到F1的距離等于M到l1的距離.此軌跡是以F1(-1,0)為焦點,l1:x=1為準(zhǔn)線的拋物線,軌跡方程為y2=-4x.
12.已知拋物線C:y2=4x,過點A(-1,0
9、)的直線交拋物線C于P、Q兩點,設(shè)=λ.
(1)若點P關(guān)于x軸的對稱點為M,求證:直線MQ經(jīng)過拋物線C的焦點F;
(2)若λ∈,求|PQ|的最大值.
思維啟迪:(1)可利用向量共線證明直線MQ過F;(2)建立|PQ|和λ的關(guān)系,然后求最值.
(1)證明 設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),M(x1,-y1).
∵=λ,∴x1+1=λ(x2+1),y1=λy2,
∴y=λ2y,y=4x1,y=4x2,x1=λ2x2,
∴λ2x2+1=λ(x2+1),λx2(λ-1)=λ-1,
∵λ≠1,∴x2=,x1=λ,又F(1,0),
∴=(1-x1,y1)=(1-λ,λy2)
=λ=
10、λ,
∴直線MQ經(jīng)過拋物線C的焦點F.
(2)由(1)知x2=,x1=λ,
得x1x2=1,yy=16x1x2=16,
∵y1y2>0,∴y1y2=4,
則|PQ|2=(x1-x2)2+(y1-y2)2
=x+x+y+y-2(x1x2+y1y2)
=2+4-12
=2-16,
λ∈,λ+∈,
當(dāng)λ+=,即λ=時,|PQ|2有最大值,|PQ|的最大值為.
13.設(shè)拋物線C:x2=2py(p>0)的焦點為F,準(zhǔn)線為l,A為C上一點,已知以F為圓心,F(xiàn)A為半徑的圓F交l于B,D兩點.
(1)若∠BFD=90,△ABD的面積為4 ,求p的值及圓F的方程;
(2)若A,B,F(xiàn)三
11、點在同一直線m上,直線n與m平行,且n與C只有一個公共點,求坐標(biāo)原點到m,n距離的比值.
解 (1)由已知可得△BFD為等腰直角三角形,|BD|=2p,圓F的半徑|FA|=p.
由拋物線定義可知A到l的距離d=|FA|= p.
因為△ABD的面積為4 ,所以|BD|d=4 ,
即2p p=4 ,解得p=-2(舍去)或p=2.
所以F(0,1),圓F的方程為x2+(y-1)2=8.
(2)因為A,B,F(xiàn)三點在同一直線m上,所以AB為圓F的直徑,∠ADB=90.
由拋物線定義知|AD|=|FA|=|AB|.
所以∠ABD=30,m的斜率為或-.
當(dāng)m的斜率為時,由已知可設(shè)n:y=
12、x+b,代入x2=2py得x2-px-2pb=0.
由于n與C只有一個公共點,故Δ=p2+8pb=0,
解得b=-.
因為m的縱截距b1=,=3,
所以坐標(biāo)原點到m,n距離的比值為3.
當(dāng)m的斜率為-時,由圖形對稱性可知,坐標(biāo)原點到m,n距離的比值為3.
綜上,坐標(biāo)原點到m,n距離的比值為3.
14.如圖所示,拋物線關(guān)于x軸對稱,它的頂點在坐標(biāo)原點,點P(1,2),A(x1,y1),B(x2,y2)均在拋物線上.
(1)寫出該拋物線的方程及其準(zhǔn)線方程;
(2)當(dāng)PA與PB的斜率存在且傾斜角互補(bǔ)時,求y1+y2的值及直線AB的斜率.
解 (1)由已知條件,可設(shè)拋物線的方程為y2=2px(p>0).
∵點P(1,2)在拋物線上,∴22=2p1,解得p=2.
故所求拋物線的方程是y2=4x,準(zhǔn)線方程是x=-1.
(2)設(shè)直線PA的斜率為kPA,直線PB的斜率為kPB,
則kPA=(x1≠1),kPB=(x2≠1),
∵PA與PB的斜率存在且傾斜角互補(bǔ),∴kPA=-kPB.
由A(x1,y1),B(x2,y2)均在拋物線上,得
y=4x1,①
y=4x2,②
∴=-,∴y1+2=-(y2+2).
∴y1+y2=-4.
由①-②得,y-y=4(x1-x2),
∴kAB===-1(x1≠x2).