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1、2022屆高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第九章 平面解析幾何 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練52 拋物線 文
一、選擇題
1.若拋物線y2=2px的焦點(diǎn)與雙曲線-y2=1的右焦點(diǎn)重合,則p的值為( )
A.-4 B.4 C.-2 D.2
[解析] 拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)為,
由雙曲線的方程可知a2=3,b2=1,
所以c2=a2+b2=4,即c=2,
所以右焦點(diǎn)為(2,0),所以=2,p=4.
[答案] B
2.(2018·廣東湛江一中等四校第二次聯(lián)考)拋物線y2=2px上橫坐標(biāo)為4的點(diǎn)到此拋物線焦點(diǎn)的距離為9,則該拋物線的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為( )
A.4 B.9 C.10 D.18
[解析
2、] 拋物線y2=2px的焦點(diǎn)為,準(zhǔn)線為x=-.由題意可得4+=9,解得p=10,所以該拋物線的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為p=10.
[答案] C
3.(2016·全國(guó)卷Ⅱ)設(shè)F為拋物線C:y2=4x的焦點(diǎn),曲線y=(k>0)與C交于點(diǎn)P,PF⊥x軸,則k=( )
A. B.1 C. D.2
[解析] 拋物線C的焦點(diǎn)坐標(biāo)為F(1,0),PF⊥x軸,∴xP=xF=1.又∵y=4xP,∴y=4.∵yP=(k>0),∴yP=2,∴k=xPyP=2.故選D.
[答案] D
4.(2017·全國(guó)卷Ⅱ)過(guò)拋物線C:y2=4x的焦點(diǎn)F,且斜率為的直線交C于點(diǎn)M(M在x軸的上方),l為C的準(zhǔn)線,點(diǎn)N
3、在l上且MN⊥l,則M到直線NF的距離為( )
A. B.2 C.2 D.3
[解析] 解法一:依題意,得F(1,0),則直線FM的方程是y=(x-1).由得x=或x=3.由M在x軸的上方,得M(3,2),由MN⊥l,得|MN|=|MF|=3+1=4,又∠NMF等于直線FM的傾斜角,即∠NMF=60°,因此△MNF是邊長(zhǎng)為4的等邊三角形,點(diǎn)M到直線NF的距離為4×=2,選C.
解法二:依題意,得直線FM的傾斜角為60°,則|MN|=|MF|==4,又∠NMF等于直線FM的傾斜角,即∠NMF=60°,因此△MNF是邊長(zhǎng)為4的等邊三角形,點(diǎn)M到直線NF的距離為4×=2,選C.
[答
4、案] C
5.已知拋物線y2=4x的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線為l,點(diǎn)P為拋物線上一點(diǎn),且在第一象限,PA⊥l,垂足為A,|PF|=4,則直線AF的傾斜角等于( )
A. B.
C. D.
[解析] 由拋物線定義知|PF|=|PA|,∴P點(diǎn)坐標(biāo)為(3,2),所以A點(diǎn)坐標(biāo)為(-1,2),AF與x軸夾角為,所以直線AF的傾斜角為π,選B.
[答案] B
6.設(shè)拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,點(diǎn)M在C上,|MF|=5.若以MF為直徑的圓過(guò)點(diǎn)(0,2),則C的方程為( )
A.y2=4x或y2=8x B.y2=2x或y2=8x
C.y2=4x或y2=16x
5、 D.y2=2x或y2=16x
[解析] 由已知得拋物線的焦點(diǎn)F,設(shè)點(diǎn)A(0,2),拋物線上點(diǎn)M(x0,y0),則=,=.由已知得,·=0,即y-8y0+16=0,因而y0=4,M.由|MF|=5得,+16=5,又p>0,解得p=2或p=8,故選C.
[答案] C
二、填空題
7.已知拋物線y2=4x,過(guò)焦點(diǎn)F的直線與拋物線交于A,B兩點(diǎn),過(guò)A,B分別作y軸垂線,垂足分別為C,D,則|AC|+|BD|的最小值為_(kāi)_________.
[解析] 由題意知F(1,0),|AC|+|BD|=|AF|+|FB|-2=|AB|-2,即|AC|+|BD|取得最小值時(shí),當(dāng)且僅當(dāng)|AB|取得最小值
6、.由拋物線定義知,當(dāng)|AB|為通徑,即|AB|=2p=4時(shí),取得最小值,所以|AC|+|BD|的最小值為2.
[答案] 2
8.(2017·武漢市武昌區(qū)高三三調(diào))已知拋物線Γ:y2=8x的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線與x軸的交點(diǎn)為K,點(diǎn)P在Γ上且|PK|=|PF|,則△PKF的面積為_(kāi)_______.
[解析] 由已知得,F(xiàn)(2,0),K(-2,0),過(guò)P作PM垂直于準(zhǔn)線,則|PM|=|PF|,又|PK|=|PF|,∴|PM|=|MK|=|PF|,∴PF⊥x軸,△PFK的高等于|PF|,不妨設(shè)P(m2,2m)(m>0),則m2+2=4,解得m=,故△PFK的面積S=4×2××=8.
[答案] 8
7、9.(2016·沈陽(yáng)質(zhì)量監(jiān)測(cè))已知拋物線x2=4y的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線為l,P為拋物線上一點(diǎn),過(guò)P作PA⊥l于點(diǎn)A,當(dāng)∠AFO=30°(O為坐標(biāo)原點(diǎn))時(shí),|PF|=________.
[解析] 設(shè)l與y軸的交點(diǎn)為B,在Rt△ABF中,∠AFB=30°,|BF|=2,所以|AB|=,設(shè)P(x0,y0),則x0=±,代入x2=4y中,得y0=,從而|PF|=|PA|=y(tǒng)0+1=.
[答案]
三、解答題
10.已知拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,A是拋物線上橫坐標(biāo)為4,且位于x軸上方的點(diǎn),A到拋物線準(zhǔn)線的距離等于5,過(guò)A作AB垂直于y軸,垂足為B,OB的中點(diǎn)為M.
(1)求拋物線的方
8、程;
(2)若過(guò)M作MN⊥FA,垂足為N,求點(diǎn)N的坐標(biāo).
[解] (1)拋物線y2=2px的準(zhǔn)線為x=-,于是4+=5,∴p=2,∴拋物線方程為y2=4x.
(2)∵點(diǎn)A的坐標(biāo)是(4,4),由題意得B(0,4),M(0,2).
又∵F(1,0),∴kFA=.
∵M(jìn)N⊥FA,∴kMN=-.
又FA的方程為y=(x-1),
故MN的方程為y-2=-x,解方程組得x=,y=,
∴N的坐標(biāo)為.
[能力提升]
11.已知拋物線x2=4y上有一條長(zhǎng)為6的動(dòng)弦AB,則AB的中點(diǎn)到x軸的最短距離為( )
A. B. C.1 D.2
[解析] 由題意知,拋物線的準(zhǔn)線l:y=-1,
9、過(guò)點(diǎn)A作AA1⊥l交l于點(diǎn)A1,過(guò)點(diǎn)B作BB1⊥l交l于點(diǎn)B1,設(shè)弦AB的中點(diǎn)為M,過(guò)點(diǎn)M作MM1⊥l交l于點(diǎn)M1,則|MM1|=.因?yàn)閨AB|≤|AF|+|BF|(F為拋物線的焦點(diǎn)),即|AF|+|BF|≥6,當(dāng)直線AB過(guò)點(diǎn)F時(shí),等號(hào)成立,所以|AA1|+|BB1|≥6,2|MM1|≥6,|MM1|≥3,故點(diǎn)M到x軸的距離d≥2,選D.
[答案] D
12.(2016·全國(guó)卷Ⅰ)以拋物線C的頂點(diǎn)為圓心的圓交C于A,B兩點(diǎn),交C的準(zhǔn)線于D,E兩點(diǎn).已知|AB|=4,|DE|=2,則C的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為( )
A.2 B.4 C.6 D.8
[解析] 如圖,設(shè)圓的方程為x2+y
10、2=R2(R>0),拋物線方程為y2=2px(p>0),A(m,n),∵拋物線y2=2px關(guān)于x軸對(duì)稱,圓關(guān)于x軸對(duì)稱,且|AB|=4,∴|yA|=2,∴xA==.∵A在圓上,∴+8=R2.①
由拋物線y2=2px知,它的準(zhǔn)線方程為x=-,
∵|DE|=2,∴R2=+5.②
聯(lián)立①②可解得p=4,
∴C的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為4.故選B.
[答案] B
13.(2017·全國(guó)卷Ⅱ)已知F是拋物線C:y2=8x的焦點(diǎn),M是C上一點(diǎn),F(xiàn)M的延長(zhǎng)線交y軸于點(diǎn)N.若M為FN的中點(diǎn),則|FN|=________.
[解析] 解法一:依題意,拋物線C:y2=8x的焦點(diǎn)F(2,0),準(zhǔn)線x=-
11、2,因?yàn)镸是C上一點(diǎn),F(xiàn)M的延長(zhǎng)線交y軸于點(diǎn)N,M為FN的中點(diǎn),設(shè)M(a,b)(b>0),所以a=1,b=2,所以N(0,4),|FN|==6.
解法二:依題意,拋物線C:y2=8x的焦點(diǎn)F(2,0),準(zhǔn)線x=-2,因?yàn)镸是C上一點(diǎn),F(xiàn)M的延長(zhǎng)線交y軸于點(diǎn)N,M為FN的中點(diǎn),則點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為1,所以|MF|=1-(-2)=3,|FN|=2|MF|=6.
[答案] 6
14.(2017·山東濰坊期末)已知點(diǎn)A為拋物線M:x2=2py(p>0)與圓N:(x+2)2+y2=r2在第二象限的一個(gè)公共點(diǎn),滿足點(diǎn)A到拋物線M準(zhǔn)線的距離為r.若拋物線M上動(dòng)點(diǎn)到其準(zhǔn)線的距離與到點(diǎn)N的距離之和的最小上值為
12、2r,則p=________.
[解析] 圓N:(x+2)2+y2=r2的圓心N(-2,0),半徑為r.設(shè)拋物線x2=2py的焦點(diǎn)為F,則|AN|+|AF|=2r.
由拋物線M上一動(dòng)點(diǎn)到其準(zhǔn)線與到點(diǎn)N的距離之和的最小值為2r,即動(dòng)點(diǎn)到焦點(diǎn)F與到點(diǎn)N的距離之和的最小值為2r,
可得A,N,F(xiàn)三點(diǎn)共線,且A為NF的中點(diǎn).
由N(-2,0),F(xiàn),可得A,代入拋物線M的方程可得,1=2p·,解得p=.
[答案]
15.(2017·河北廊坊期末質(zhì)量監(jiān)測(cè))我國(guó)唐代詩(shī)人王維詩(shī)云:“明月松間照,清泉石上流”,這里的明月和清泉都是自然景物,沒(méi)有變,形容詞“明”對(duì)“清”,名詞“月”對(duì)“泉”,詞性不變
13、,其余各詞均如此.變化中的不變性質(zhì),在文學(xué)和數(shù)學(xué)中都廣泛存在.比如我們利用幾何畫板軟件作出拋物線C:x2=y(tǒng)的圖象(如圖),過(guò)焦點(diǎn)F作直線l交C于A,B兩點(diǎn),過(guò)A,B分別作C的切線,兩切線交于點(diǎn)P,過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線交C于點(diǎn)N,拖動(dòng)點(diǎn)B在C上運(yùn)動(dòng),會(huì)發(fā)現(xiàn)是一個(gè)定值,試求出該定值.
[解] 由題意,得線段AB是過(guò)拋物線x2=y(tǒng)焦點(diǎn)F的弦.過(guò)A,B兩點(diǎn)分別作拋物線的切線,兩切線相交于P點(diǎn),則P點(diǎn)在拋物線的準(zhǔn)線上.下面給出證明:
由拋物線C:x2=y(tǒng),得其焦點(diǎn)坐標(biāo)為F.
設(shè)A(x1,x),B(x2,x),直線l:y=kx+.
將直線l的方程代入拋物線C的方程x2=y(tǒng),得x2-kx-=0.
14、
∴x1x2=-.①
又∵拋物線C的方程為y=x2,求導(dǎo)得y′=2x,
∴拋物線C在點(diǎn)A處的切線的斜率為2x1,切線方程為y-x=2x1(x-x1);②
拋物線C在點(diǎn)B處的切線的斜率為2x2,切線方程為y-x=2x2(x-x2).③
由①②③得y=-.
∴點(diǎn)P的軌跡方程得y=-,即點(diǎn)P在拋物線的準(zhǔn)線上.
根據(jù)拋物線的定義知|NF|=|NP|,∴是一個(gè)定值1.
16.設(shè)A,B為拋物線y2=x上相異兩點(diǎn),其縱坐標(biāo)分別為1,-2,分別以A,B為切點(diǎn)作拋物線的切線l1,l2,設(shè)l1,l2相交于點(diǎn)P.
(1)求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(2)M為A,B間拋物線段上任意一點(diǎn),設(shè)=λ+μ,試判斷+是
15、否為定值?如果為定值,求出該定值,如果不是定值,請(qǐng)說(shuō)明理由.
[解] (1)由題知A(1,1),B(4,-2),設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(xP,yP),
切線l1:y-1=k(x-1),聯(lián)立由拋物線與直線l1相切,解得k=,
即l1:y=x+,同理,l2:y=-x-1.
聯(lián)立l1,l2的方程,可解得即點(diǎn)P的坐標(biāo)為.
(2)設(shè)M(y,y0),且-2≤y0≤1.
由=λ+μ得=λ+μ,
即解得
則+=+=1,即+為定值1.
[延伸拓展]
(2017·廣西玉林陸川中學(xué)期末)從拋物線y2=4x的準(zhǔn)線l上一點(diǎn)P引拋物線的兩條切線PA,PB,A,B為切點(diǎn).若直線AB的傾斜角為,則P點(diǎn)的縱坐標(biāo)為( )
A. B. C. D.2
[解析] 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),P(-1,y),則kAB==.
∵直線AB的傾斜角為,∴=,∴y1+y2=.
切線PA的方程為y-y1=(x-x1),切線PB的方程為y-y2=(x-x2),即切線PA的方程為y=x+y1,切線PB的方程為y=x+y2.
∴y1,y2是方程t2-2yt+4x=0兩個(gè)根,∴y1+y2=2y=.∴y=.故選B.
[答案] B