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第6讲 抛物线
1.(2016·合肥质量检测)抛物线x2=y的焦点坐标为( )
A. B.
C. D.
解析:选D.抛物线x2=y的焦点坐标是.
2.若抛物线y2=2x上一点M到它的焦点F的距离为,O为坐标原点,则△MFO的面积为( )
A. B.
C. D.
解析:选B.由题意知,抛物线准线方程为x=-.
设M(a,b),由抛物线的定义可知,
点M到准线的距离为,
所以a=1,代入抛物线方程y2=2x,
解得b=±,
所以S△MFO=××=.
3.若抛物线y2=2x上一点P到准线的距离等于它到顶点的距离,则点P的坐标为( )
A. B.
C. D.
解析:选A.设抛物线的顶点为O,焦点为F,P(xP,yP),由抛物线的定义知,点P到准线的距离即为点P到焦点的距离,所以|PO|=|PF|,过点P作PM⊥OF于点M(图略),则M为OF的中点,所以xP=,代入y2=2x,得yP=±,所以P.
4.直线l过抛物线y2=-2px(p>0)的焦点,且与抛物线交于A、B两点,若线段AB的长是8,AB的中点到y轴的距离是2,则此抛物线的方程是( )
A.y2=12x B.y2=-8x
C.y2=6x D.y2=-4x
解析:选B.设A(x1,y1)、B(x2,y2),由抛物线定义可得|x1|+|x2|+p=8,又AB的中点到
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y轴的距离为2,即|x1|+|x2|=4,所以p=4,所以y2=-8x.故选B.
5.(2016·云南省第一次检测)已知抛物线C的顶点是原点O,焦点F在x轴的正半轴上,经过F的直线与抛物线C交于A,B两点,如果·=-12,那么抛物线C的方程为( )
A.x2=8y B.x2=4y
C.y2=8x D.y2=4x
解析:选C.由题意,设抛物线方程为y2=2px(p>0),直线方程为x=my+,联立得y2-2pmy-p2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),得·=x1x2+y1y2=+y1y2=m2y1y2+(y1+y2)++y1y2=-p2=-12⇒p=4,即抛物线C的方程为y2=8x.
6.(2016·衡水调研)已知等边△ABF的顶点F是抛物线C1:y2=2px(p>0)的焦点,顶点B在抛物线的准线l上且AB⊥l,则点A的位置( )
A.在C1开口内 B.在C1上
C.在C1开口外 D.与p值有关
解析:选B.设B,由已知有AB中点的横坐标为,则A,△ABF是边长|AB|=2p的等边三角形,即|AF|= =2p,所以p2+m2=4p2,所以m=±p,所以A,代入y2=2px中,得点A在抛物线上,故选B.
7.(2016·资阳模拟)顶点在原点,对称轴是y轴,并且经过点P(-4,-2)的抛物线方程是________.
解析:设抛物线方程为x2=my,将点P(-4,-2)代入x2=my,得m=-8.
所以抛物线方程是x2=-8y.
答案:x2=-8y
8.(经典考题)如图所示是抛物线形拱桥,当水面在l时,拱顶离水面2 m,水面宽4 m.水位下降1 m后,水面宽________m.
解析:建立如图所示的平面直角坐标系,设抛物线方程为x2=-2py(p>0),则A(2,-2),将其坐标代入x2=-2py,得p=1.
所以x2=-2y.
当水面下降1 m,得D(x0,-3)(x0>0),将其坐标代入x2=-2y,得x=6,所以x0=.
所以水面宽|CD|=2 m.
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答案:2
9.(2016·南昌质检)已知抛物线y2=2x的焦点是F,点P是抛物线上的动点,若点A(3,2),则|PA|+|PF|取最小值时,点P的坐标为________.
解析:将x=3代入抛物线方程y2=2x,得y=±.
因为>2,所以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PA⊥l时,|PA|+d有最小值,最小值为,
即|PA|+|PF|的最小值为,此时点P的纵坐标为2,代入y2=2x,得x=2,所以点P的坐标为(2,2).
答案:(2,2)
10.(2016·豫东、豫北十校联考)已知抛物线的顶点在原点,焦点在x轴的正半轴上,若抛物线的准线与双曲线5x2-y2=20的两条渐近线围成的三角形的面积为4,则抛物线方程为________.
解析:由双曲线方程5x2-y2=20知其渐近线方程为y=±x,由题意可设抛物线方程为y2=2px(p>0),故其准线方程为x=-,设准线与双曲线的两条渐近线的交点为A,B,则不妨令A,B,故S△ABO=×p×=p2=4,解得p2=16,又因为p>0,所以p=4,故抛物线方程为y2=8x.
答案:y2=8x
11.顶点在原点,焦点在x轴上的抛物线截直线y=2x-4所得的弦长|AB|=3,求此抛物线方程.
解:设所求的抛物线方程为y2=ax(a≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),把直线y=2x-4代入y2=ax,
得4x2-(a+16)x+16=0,
由Δ=(a+16)2-256>0,得a>0或a0)的焦点为F,A是抛物线上横坐标为4,且位于x轴上方的点,A到抛物线准线的距离等于5,过A作AB垂直于y轴,垂足为B,OB的中点为M.
(1)求抛物线的方程;
(2)若过M作MN⊥FA,垂足为N,求点N的坐标.
解:(1)抛物线y2=2px的准线为x=-,
于是4+=5,
所以p=2.所以抛物线方程为y2=4x.
(2)因为点A的坐标是(4,4),
由题意得B(0,4),M(0,2).
又因为F(1,0),所以kFA=,
因为MN⊥FA,所以kMN=-.
又FA的方程为y=(x-1),①
MN的方程为y-2=-x,②
联立①②,解得x=,y=,
所以点N的坐标为.
1.(2016·四川省成都七中一诊)已知抛物线y2=4x的焦点为F,点P(x,y)为该抛物线上的动点,若点A(-1,0),则的最小值是( )
A. B.
C. D.
解析:选B.抛物线y2=4x的准线方程为x=-1,如图,过P作PN垂直x=-1于N,
由抛物线的定义可知|PF|=|PN|,连接PA,在Rt△PAN中,sin∠PAN=,当=最小时,sin∠PAN最小,即∠PAN最小,即∠PAF最大,此时,PA为抛物线的切线,设PA的方程为y=k(x+1),联立得k2x2+(2k2-4)x+k2=0,
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所以Δ=(2k2-4)2-4k4=0,解得k=±1,
所以∠PAF=∠NPA=45°,==cos∠NPA=,故选B.
2.已知抛物线x2=2y,过抛物线的焦点F的直线l交抛物线于P,Q两点,过P,Q分别作抛物线的切线,两切线交于点A,则点A的纵坐标为________.
解析:由x2=2y,得y=x2,所以y′=x.设P(x1,y1),Q(x2,y2),所以抛物线在P,Q两点处的切线的斜率分别为x1,x2,所以过点P的抛物线的切线方程为y-y1=x1(x-x1),又x=2y1,所以切线方程为y=x1x-,同理可得过点Q的切线方程为y=x2x-,
两切线方程联立解得
又抛物线焦点F的坐标为,易知直线l的斜率存在,可设直线l的方程为y=mx+,由得x2-2mx-1=0,
所以x1x2=-1,所以yA=-.
答案:-
3.已知圆C过定点F,且与直线x=相切,圆心C的轨迹为E,曲线E与直线l:y=k(x+1)(k∈R)相交于A,B两点.
(1)求曲线E的方程;
(2)当△OAB的面积等于时,求k的值.
解:(1)由题意,点C到定点F和直线x=的距离相等,
故点C的轨迹E的方程为y2=-x.
(2)由方程组消去x后,
整理得ky2+y-k=0.
设A(x1,y1),B(x2, y2),
由根与系数的关系有y1+y2=-,y1y2=-1.
设直线l与x轴交于点N,则N(-1,0).
所以S△OAB=S△OAN+S△OBN
=|ON||y1|+|ON||y2|,
=|ON||y1-y2|=×1×= .
因为S△OAB=,
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所以 =,
解得k=±.
4.(2016·石家庄一模)在平面直角坐标系xOy中,一动圆经过点且与直线x=-相切,设该动圆圆心的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)设P是曲线E上的动点,点B,C在y轴上,△PBC的内切圆的方程为(x-1)2+y2=1,求△PBC面积的最小值.
解:(1)由题意可知圆心到的距离等于到直线x=-的距离,
由抛物线的定义可知圆心的轨迹方程为y2=2x.
(2)设P(x0,y0),B(0,b),C(0,c),
直线PB的方程为(y0-b)x-x0y+x0b=0,
又圆心(1,0)到PB的距离为1,
=1,整理得(x0-2)b2+2y0b-x0=0,
同理可得(x0-2)c2+2y0c-x0=0,
所以b,c是方程(x0-2)x2+2y0x-x0=0的两根,
所以b+c=,bc=,
依题意得bc2,则(b-c)2=,
因为y=2x0,所以|b-c|=,所以S=|b-c||x0|=(x0-2)++4≥8,
当x0=4时,不等式等号成立,
所以△PBC面积的最小值为8.
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