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1、第四十二講 拋物線
班級________ 姓名________ 考號________ 日期________ 得分________
一、選擇題:(本大題共6小題,每小題6分,共36分,將正確答案的代號填在題后的括號內(nèi).)
1.設(shè)斜率為2的直線l過拋物線y2=ax(a≠0)的焦點F,且和y軸交于點A,若△OAF(O為坐標原點)的面積為4,則拋物線方程為( )
A.y2=±4 B.y2=±8x
C.y2=4x D.y2=8x
解析:y2=ax的焦點坐標為.過焦點且斜率為2的直線方程為y=2,令x=0得:y=-.
∴×·=4,
∴a2=64,
∴a=±8
2、,故選B.
答案:B
2.已知直線l1:4x-3y+6=0和直線l2:x=-1,拋物線y2=4x上一動點P到直線l1和直線l2的距離之和的最小值是( )
A.2 B.3
C. D.
解析:如圖所示,動點P到l2:x=-1的距離可轉(zhuǎn)化為P到F的距離,由圖可知,距離和的最小值即F到直線l1的距離d==2,故選A.
答案:A
3.拋物線y2=4x的焦點為F,準線為l,經(jīng)過F且斜率為的直線與拋物線在x軸上方的部分相交于點A,AK⊥l,垂足為K,則△AKF的面積是( )
A.4 B.3
C.4 D.8
解析:拋物線y2=4x的焦點為F(1,0),準線
3、為l:x=-1,經(jīng)過F且斜率為的直線y=(x-1)與拋物線在x軸上方的部分相交于點A(3,2),AK⊥l,垂足為K(-1,2),∴△AKF的面積是4.故選C.
答案:C
4.若拋物線y2=4x的焦點是F,準線是l,則經(jīng)過點F、M(4,4)且與l相切的圓共有( )
A.0個 B.1個
C.2個 D.4個
解析:經(jīng)過F、M的圓的圓心在線段FM的垂直平分線上,設(shè)圓心為C,則|CF|=|CM|,又圓C與l相切,所以C到l距離等于|CF|,從而C在拋物線y2=4x上.
故圓心為FM的垂直平分線與拋物線的交點,顯然有兩個交點,所以共有兩個圓,故選C.
答案:C
5.設(shè)F為
4、拋物線y2=4x的焦點,A、B、C為該拋物線上三點,若=0,則等于( )
A.9 B.6
C.4 D.3
解析:設(shè)A、B、C三點的坐標分別為(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),F(xiàn)(1,0).
∵=0,∴x1+x2+x3=3.
又由拋物線定義知=x1+1+x2+1+x3+1=6,故選B.
答案:B
6.設(shè)拋物線y2=2x的焦點為F,過點M(,0)的直線與拋物線相交于A,B兩點,與拋物線的準線相交于點C,|BF|=2,則△BCF與△ACF的面積之比等于( )
A. B.
C. D.
解析:由|BF|=2小于點M到準線的距離知點B在
5、A、C之間,由拋物線的定義知點B的橫坐標為,代入得y2=3,則B,另一種可能是,那么此時直線AC的方程為=,即y=,把y=代入y2=2x,可得2x2-7x+6=0,可得x=2,則有y=2,即A(2,2),那么S△BCFS△ACF=|BC||AC|==45,故選A.
答案:A
二、填空題:(本大題共4小題,每小題6分,共24分,把正確答案填在題后的橫線上.)
7.已知拋物線型拱的頂點距離水面2米時,測量水面寬為8米,當(dāng)水面上升米后,水面的寬度是________.
解析:設(shè)拋物線方程為x2=-2py,將(4,-2)代入方程得16=-2p·(-2),解得2p=8,
故方程為x2=-
6、8y,水面上升米,則y=-,代入方程,得x2=-8×=12,x=±2.故水面寬4米.
答案:4米
8.點P到A(1,0)和直線x=-1的距離相等,且點P到直線l:y=x的距離等于,則這樣的點P的個數(shù)為________.
解析:由拋物線定義,知點P的軌跡為拋物線,其方程為y2=4x,設(shè)點P的坐標為,由點到直線的距離公式,知=,即y-4y0±4=0,易知y0有三個解,故點P個數(shù)有三個.
答案:3
9.已知F為拋物線C:y2=4x的焦點,過F且斜率為1的直線交C于A、B兩點.設(shè)|FA|>|FB|,則|FA|與|FB|的比值等于________.
解析:拋物線C:y2=4x的焦點F(1,0
7、),準線方程:x=-1,如圖,
則直線AB的方程為y=x-1,
由得
x2-6x+1=0,①
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1,x2是方程①的兩根,
∴x1x2=1,x1=3+2.
根據(jù)拋物線定義,得|FA|=x1+1,
|FB|=x2+1(x1>x2),
∴====x1=3+2.
答案:3+2
10.設(shè)x1、x2∈R,常數(shù)a>0,定義運算“*”:x1]x*a))的軌跡方程是________.
解析:由y=,得y2=x*a=(x+a)2-(x-a)2=4ax(y≥0).
答案:y2=4ax(y≥0)
三、解答題:(本大題共3小題,11、12題13分,1
8、3題14分,寫出證明過程或推演步驟.)
11.A、B是拋物線y2=2px(p>0)上的兩點,且OA⊥OB.
(1)求A、B兩點的橫坐標之積和縱坐標之積;
(2)求證:直線AB過定點;
(3)求弦AB中點P的軌跡方程;
(4)求△AOB面積的最小值.
解:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),中點P(x0,y0).
(1)kOA=,kOB=.
∵OA⊥OB,∴kOA·kOB=-1,∴x1x2+y1y2=0.
∵y=2px1,y=2px2,∴·+y1y2=0.
∵y1≠0,y2≠0,∴y1y2=-4p2,∴x1x2=4p2.
(2)∵y=2px1,y=2px2,
∴(y1-
9、y2)(y1+y2)=2p(x1-x2).
∴=,∴kAB=.
∴直線AB:y-y1=(x-x1).
∴y=+y1-.
∴y=+.
∵y=2px1,y1y2=-4p2,∴y=+.
∴y=(x-2p).
∴AB過定點(2p,0).
(3)如圖,設(shè)OA:y=kx,代入y2=2px得:x=0或x=,
∴A.
同理,以-代k得B(2pk2,-2pk).
設(shè)中點坐標P(x0,y0),
∴.
∵k2+=2+2,∴=2+2,
即y=px0-2p2.
∴中點P的軌跡方程為y2=px-2p2.
(4)設(shè)M(2p,0),S△AOB=S△AOM+S△BOM=|OM|(|y1|+|
10、y2|)=p(|y1|+|y2|)≥2p=4p2,當(dāng)且僅當(dāng)|y1|=|y2|=2p時,等號成立.
評析:解決直線與拋物線的有關(guān)問題時要注意以下幾點:①設(shè)拋物線上的點為(x1,y1),(x2,y2);②因為(x1,y1),(x2,y2)都在拋物線上,故滿足y=2px1,y=2px2;③利用yy=4p2x1x2可以整體得到y(tǒng)1y2或x1x2.
12.是否存在同時滿足下列條件的拋物線:①準線是y軸;②頂點在x軸上;③點A(3,0)到該拋物線上的動點P的距離的最小值為2?如果存在,求出拋物線方程;如果不存在,說明理由.
解:設(shè)滿足條件的拋物線存在,頂點B在x軸上.
設(shè)B(a,0),以y軸為準線
11、的拋物線方程為
y2=4a(x-a),由條件知a>0.
設(shè)P是拋物線上的點,其坐標為.
則|AP|2=2+m2
=[m2-12(a-a2)]2+12a-8a2,
∴當(dāng)a-a2≥0,即0<a≤1,
且m2=12(a-a2)時,|AP|min=.
∴=2,解得a=1或a=.
此時拋物線方程為y2=4(x-1)或y2=2.
當(dāng)a-a2<0,即a>1,且m=0時,
|AP|min=|a-3|=2.
∴a=5,此時拋物線方程為y2=20(x-5),
∴存在滿足條件的拋物線,其方程為
y2=4(x-1)或y2=2或y2=20(x-5).
13.(精選考題·福建)已知拋物線C:y
12、2=2px(p>0)過點A(1,-2).
(1)求拋物線C的方程,并求其準線方程;
(2)是否存在平行于OA(O為坐標原點)的直線l,使得直線l與拋物線C有公共點,且直線OA與l的距離等于?若存在,求直線l的方程;若不存在,說明理由.
解:(1)將(1,-2)代入y2=2px,得(-2)2=2p·1,所以p=2.
故所求拋物線C的方程為y2=4x,其準線方程為x=-1.
(2)假設(shè)存在符合題意的直線l,其方程為y=-2x+t,
由得y2+2y-2t=0.
因為直線l與拋物線C有公共點,所以Δ=4+8t≥0,解得t≥-.
由直線OA與l的距離d=可得=,解得t=±1.
因為-1?,1∈,
所以符合題意的直線l存在,其方程為2x+y-1=0.