第23講 拋物線及其標(biāo)準(zhǔn)方程5種常見考法歸類解析版-新高二數(shù)學(xué)暑假自學(xué)課講義_第1頁
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文檔簡介

第23講拋物線及其標(biāo)準(zhǔn)方程5種常見考法歸類1.了解拋物線的實際背景,感受拋物線在刻畫現(xiàn)實世界和解決實際問題中的作用.2.了解拋物線的定義、幾何圖形和標(biāo)準(zhǔn)方程.知識點1拋物線的定義平面內(nèi)與一個定點F和一條定直線l(l不經(jīng)過點F)距離相等的點的軌跡叫做拋物線.點F叫做拋物線的焦點,直線l叫做拋物線的準(zhǔn)線.注:①在拋物線定義中,若去掉條件“l(fā)不經(jīng)過點F”,點的軌跡還是拋物線嗎?不一定是,若點F在直線l上,點的軌跡是過點F且垂直于直線l的直線.②定義的實質(zhì)可歸納為“一動三定”一個動點M;一個定點F(拋物線的焦點);一條定直線(拋物線的準(zhǔn)線);一個定值(點M到點F的距離與它到定直線l的距離之比等于1).知識點2拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程的幾種形式圖形標(biāo)準(zhǔn)方程焦點坐標(biāo)準(zhǔn)線方程y2=2px(p>0)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p,2),0))x=-eq\f(p,2)y2=-2px(p>0)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(p,2),0))x=eq\f(p,2)x2=2py(p>0)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(p,2)))y=-eq\f(p,2)x2=-2py(p>0)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,-\f(p,2)))y=eq\f(p,2)注:1、拋物線方程的推導(dǎo):我們?nèi)〗?jīng)過點F且垂直于直線l的直線為x軸,垂足為K,并使原點與線段KF的中點重合,建立平面直角坐標(biāo)系Oxy.設(shè)|KF|=p(p>0),那么焦點F的坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p,2),0)),準(zhǔn)線l的方程為x=-eq\f(p,2).設(shè)M(x,y)是拋物線上任意一點,點M到準(zhǔn)線l的距離為d.由拋物線的定義,拋物線是點的集合P={M||MF|=d}.則M到F的距離為|MF|=eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(p,2)))2+y2),M到直線l的距離為eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(x+\f(p,2))),所以eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(p,2)))2+y2)=eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(x+\f(p,2))),將上式兩邊平方并化簡,得y2=2px(p>0).2、p的幾何意義是焦點到準(zhǔn)線的距離.標(biāo)準(zhǔn)方程的結(jié)構(gòu)特征:頂點在坐標(biāo)原點、焦點在坐標(biāo)軸上.拋物線的開口方向:拋物線的開口方向取決于一次項變量(x或y)的取值范圍.3、四個標(biāo)準(zhǔn)方程的區(qū)分焦點在一次項變量對應(yīng)的坐標(biāo)軸上,開口方向由一次項系數(shù)的符號確定.當(dāng)系數(shù)為正時,開口向坐標(biāo)軸的正方向;當(dāng)系數(shù)為負(fù)時,開口向坐標(biāo)軸的負(fù)方向.4、(1)通徑:過焦點且垂直于對稱軸的弦長等于,通徑是過焦點最短的弦.(2)拋物線()上一點到焦點的距離,也稱為拋物線的焦半徑.1、求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程的方法定義法根據(jù)定義求p,最后寫標(biāo)準(zhǔn)方程待定系數(shù)法設(shè)標(biāo)準(zhǔn)方程,列有關(guān)的方程組求系數(shù)直接法建立恰當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,利用拋物線的定義列出動點滿足的條件,列出對應(yīng)方程,化簡方程注:當(dāng)拋物線的焦點位置不確定時,應(yīng)分類討論,也可以設(shè)y2=ax或x2=ay(a≠0)的形式,以簡化討論過程.2、用待定系數(shù)法求拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程的步驟3、拋物線定義的兩種應(yīng)用(1)實現(xiàn)距離轉(zhuǎn)化.根據(jù)拋物線的定義,拋物線上任意一點到焦點的距離等于它到準(zhǔn)線的距離,因此,由拋物線定義可以實現(xiàn)點點距離與點線距離的相互轉(zhuǎn)化,從而簡化某些問題.(2)解決最值問題.在拋物線中求解與焦點有關(guān)的兩點間距離和的最小值時,往往用拋物線的定義進(jìn)行轉(zhuǎn)化,即化折線為直線解決最值問題.4、求拋物線實際應(yīng)用的五個步驟考點一:拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程例1.(2022秋·高二課時練習(xí))根據(jù)下列條件寫出拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程:(1)準(zhǔn)線方程是;(2)過點;(3)焦點到準(zhǔn)線的距離為.【答案】(1)(2)或(3)或或或【分析】(1)(2)(3)利用拋物線的定義及其性質(zhì)即可得出.【詳解】(1)由準(zhǔn)線方程為知拋物線的焦點在軸負(fù)半軸上,且,則,故所求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)點在第二象限,設(shè)所求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為或,將點代入,得,解得,所以拋物線方程為;將點代入,得,解得,所以拋物線方程為.綜上所求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為或.(3)由焦點到準(zhǔn)線的距離為,所以,故所求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為或或或.變式1.(2023秋·高二課時練習(xí))若拋物線的頂點是原點,準(zhǔn)線為直線,則此拋物線的方程為.【答案】【分析】設(shè)出拋物線解析式,通過準(zhǔn)線求出的值,即可求出此拋物線的方程.【詳解】由題意,拋物線的頂點是原點,準(zhǔn)線為直線,∴設(shè)拋物線的方程為,∴,解得:,∴此拋物線的方程為:,故答案為:.

變式2.(2023·全國·高三專題練習(xí))若拋物線的焦點到準(zhǔn)線的距離為,且的開口朝上,則的標(biāo)準(zhǔn)方程為.【答案】【分析】根據(jù)焦點到準(zhǔn)線的距離為,所以,再結(jié)合條件,可得的標(biāo)準(zhǔn)方程.【詳解】依題意的開口朝上,可設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)方程為,因為的焦點到準(zhǔn)線的距離為,所以,所以的標(biāo)準(zhǔn)方程為.故答案為:.變式3.(2023春·河南洛陽·高二??茧A段練習(xí))點到拋物線的準(zhǔn)線的距離為6,那么拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程是(

)A. B.或C.或 D.【答案】C【分析】由拋物線的準(zhǔn)線方程,分類討論求參數(shù)的值.【詳解】當(dāng)時,拋物線開口向上,準(zhǔn)線方程,點到準(zhǔn)線的距離為,解得,所以拋物線方程為;當(dāng)時,拋物線開口向下,準(zhǔn)線方程,點到準(zhǔn)線的距離為,解得或(舍去),所以拋物線方程為.所以拋物線的方程為或.故選:C變式4.(2022秋·福建莆田·高二校聯(lián)考期末)已知拋物線C與雙曲線有相同的焦點,且頂點在原點,求拋物線C的方程.【答案】【分析】求出雙曲線的焦點坐標(biāo),即拋物線的焦點坐標(biāo),即可得解.【詳解】因為雙曲線的焦點為.設(shè)拋物線方程為,則,所以,所以拋物線方程為x.變式5.(2021秋·高二課時練習(xí))拋物線上有一點M,它的橫坐標(biāo)是3,它到焦點的距離是5,則拋物線的方程為(

)A. B.C. D.【答案】A【分析】求出拋物線的準(zhǔn)線方程,利用幾何性質(zhì)求出參數(shù)的值,即可求出拋物線的方程.【詳解】由題意,在拋物線中,準(zhǔn)線方程,∵到準(zhǔn)線的距離等于它到焦點的距離,∴,解得:,∴拋物線方程為:,故選:A.變式6.(2022秋·高二單元測試)已知拋物線()上一點M的縱坐標(biāo)為,該點到準(zhǔn)線的距離為6,則該拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為(

)A. B.或C. D.或【答案】D【分析】根據(jù)已知條件可得點M坐標(biāo),代入拋物線方程求解即可.【詳解】因為拋物線的準(zhǔn)線方程是,而點M到準(zhǔn)線的距離為6,所以點M的橫坐標(biāo)是.所以點M的坐標(biāo)為,又因為點M在拋物線上,所以32=2p,解得p=8或p=4,故該拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為或.故選:D.考點二:根據(jù)拋物線方程求焦點或準(zhǔn)線例2.【多選】(2022秋·高二課時練習(xí))對拋物線,下列描述正確的是()A.開口向上,焦點為B.開口向右,準(zhǔn)線方程為-C.開口向右,焦點為D.開口向上,準(zhǔn)線方程為【答案】AD【分析】把拋物線化為標(biāo)準(zhǔn)形式,結(jié)合拋物線的幾何性質(zhì),即可求解.【詳解】由題意,把拋物線化為標(biāo)準(zhǔn)形式,則拋物線的開口向上,且,所以焦點為,直線方程為.故選:AD.變式1.(2023秋·高二課時練習(xí))拋物線的焦點關(guān)于直線的對稱點的坐標(biāo)是(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】求出拋物線焦點坐標(biāo)為,設(shè)關(guān)于直線的對稱點的坐標(biāo)是,列出關(guān)于的方程組求解即可.【詳解】拋物線即,其焦點坐標(biāo)為,設(shè)關(guān)于直線的對稱點的坐標(biāo)是,則,解得,則,故選:A.變式2.(2023秋·浙江嘉興·高二統(tǒng)考期末)已知是拋物線:的焦點,點在上且,則的坐標(biāo)為(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】由結(jié)合拋物線的定義可求出的值,進(jìn)而可求的坐標(biāo).【詳解】因為是拋物線:的焦點,所以,又,由拋物線的定義可知,解得,所以.故選:A變式3.(2023·安徽·合肥一中校聯(lián)考模擬預(yù)測)設(shè)O為坐標(biāo)原點,F(xiàn)為拋物線C:的焦點,直線與拋物線C交于A,B兩點,若,則拋物線C的準(zhǔn)線方程為(

)A. B.C.或 D.或【答案】C【分析】根據(jù)題意,由條件可得,然后結(jié)合拋物線的定義,列出方程,即可求得結(jié)果.【詳解】設(shè)直線與軸交點為,由拋物線的對稱性,易知為直角三角形,且,,即,去絕對值,解得或,所以拋物線的準(zhǔn)線方程為或.故選:C.變式4.(2023春·福建泉州·高二校聯(lián)考期中)拋物線繞其頂點逆時針旋轉(zhuǎn)之后,得到的圖象正好對應(yīng)拋物線,則(

)A. B. C.1 D.【答案】B【分析】采用逆向思考:即將拋物線將其繞頂點順時針方向旋轉(zhuǎn),得到拋物線,進(jìn)而即可求得的值.【詳解】拋物線即的開口向上,將其繞頂點順時針方向旋轉(zhuǎn),得到的拋物線,開口向右,其方程為,則,故選:B.變式5.(2023秋·高二課時練習(xí))拋物線的頂點在原點,焦點在x軸上,其上有一點,其到準(zhǔn)線的距離為6,則.【答案】【分析】由題意設(shè)拋物線的方程為,由條件得,進(jìn)而可得拋物線的方程,把點坐標(biāo)代入,可求得.【詳解】由題意焦點在x軸正半軸上,設(shè)拋物線的方程為,∵準(zhǔn)線方程為,點到準(zhǔn)線的距離為6,∴,∴,∴拋物線的方程為,∵點在拋物線上,∴,∴.故答案為:.變式6.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知拋物線的的準(zhǔn)線與軸交于點,,是的焦點,是上一點,,則.【答案】【分析】設(shè),利用向量的關(guān)系式,求得點的坐標(biāo),代入拋物線方程即可.【詳解】拋物線的準(zhǔn)線為,由題意,,設(shè),則,,因為,所以,所以,,代入得,解得(負(fù)值舍),所以.故答案為:考點三:拋物線定義的應(yīng)用利用拋物線的定義解決軌跡問題例3.(2019春·安徽蕪湖·高二校聯(lián)考期中)若動點到點的距離等于它到直線的距離,則點的軌跡方程是(

)A. B.C. D.【答案】D【分析】根據(jù)拋物線的定義求得正確答案.【詳解】依題意,動點到點的距離等于它到直線的距離,所以的軌跡為拋物線,,所以點的軌跡方程為.故選:D變式1.(2023·全國·高三專題練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系中,已知,點到直線的距離比到點的距離大2,記的軌跡為,求的方程;【答案】【分析】根據(jù)題意轉(zhuǎn)化為到直線的距離等于到的距離,結(jié)合拋物線的定義,即可求解.【詳解】解:由點到直線的距離比到點的距離大2可轉(zhuǎn)化為到直線的距離等于到的距離所以的軌跡是以為焦點,以為準(zhǔn)線的拋物線,可得,所以,所以曲線的方程為.變式2.(2023春·廣東韶關(guān)·高二校考階段練習(xí))動點滿足方程,則點M的軌跡是(

)A.圓 B.橢圓 C.雙曲線 D.拋物線【答案】D【分析】根據(jù)軌跡方程所代表的意義和拋物線的定義可得答案.【詳解】由得,等式左邊表示點和點的距離,等式的右邊表示點到直線的距離,整個等式表示的意義是點到點的距離和到直線的距離相等,且點不在直線上,所以其軌跡為拋物線.故選:D.變式3.(2023春·江西·高三校聯(lián)考階段練習(xí))設(shè)圓與y軸交于A,B兩點(A在B的上方),過B作圓O的切線l,若動點P到A的距離等于P到l的距離,則動點P的軌跡方程為(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】根據(jù)題意分別求得,的坐標(biāo)與切線,再根據(jù)拋物線的定義即可求得動點的軌跡方程.【詳解】因為圓與軸交于,兩點(在的上方),所以,,又因為過作圓的切線,所以切線的方程為,因為動點到的距離等于到的距離,所以動點的軌跡為拋物線,且其焦點為,準(zhǔn)線為,所以的軌跡方程為.故選:A.利用拋物線的定義求距離或點的坐標(biāo)例4.(2023秋·江蘇連云港·高二統(tǒng)考期末)若拋物線上一點到拋物線焦點的距離為,則點到原點的距離為(

)A. B.1 C. D.【答案】D【分析】設(shè),由拋物線定義列式求得,即可依次求,即點到原點的距離.【詳解】由題得焦點坐標(biāo)為,則準(zhǔn)線方程為設(shè),根據(jù)拋物線定義有有,∴,∴點到原點的距離為.故選:D.變式1.(2023春·福建莆田·高二莆田一中校考階段練習(xí))已知點到點的距離與到直線相等,且點的縱坐標(biāo)為12,則的值為(

)A.6 B.9 C.12 D.15【答案】D【分析】直接根據(jù)拋物線定義得的軌跡為拋物線,再設(shè)其拋物線方程,根據(jù)焦點坐標(biāo)求出其方程,再根據(jù)拋物線性質(zhì)即可求出的長.【詳解】由題意得點的軌跡為焦點為,準(zhǔn)線方程為的拋物線,設(shè)拋物線的方程為,,則,解得,故拋物線方程為,當(dāng)時,,則,故選:D.變式2.(2023秋·廣東江門·高二統(tǒng)考期末)已知M是拋物線上的一點且在x軸上方,F(xiàn)是拋物線的焦點,以為始邊,F(xiàn)M為終邊的角,則等于(

)A.16 B.20 C.4 D.8【答案】A【分析】作出拋出線與焦半徑及輔助線,利用直角三角形角所對的邊等于斜邊的一半及拋物線的定義,得到關(guān)于的方程,從而求得的值.【詳解】如圖所示,拋物線的準(zhǔn)線與軸相交于點,作于,過作于,因為,所以,設(shè),在中,,顯然,又由拋物線的定義得,所以,解得:,即.故選:A.變式3.(2022秋·黑龍江綏化·高二海倫市第一中學(xué)??计谥校┮阎獟佄锞€:,,為上一點,則取最小值時點的坐標(biāo)為.【答案】【分析】設(shè)點P的坐標(biāo),代入求距離,消去y,求距離取最小值時點的坐標(biāo).【詳解】設(shè)點,則,當(dāng)時,,此時點.故答案為:.與拋物線定義有關(guān)的最大(小)值問題例5.(2023春·廣東江門·高二校考階段練習(xí))已知點P到直線與到點的距離相等,點Q在圓上,則的最小值為.【答案】3【分析】設(shè),根據(jù)拋物線定義得到其軌跡方程為,計算得,則得到的最小值.【詳解】設(shè),因為點P到直線與到點的距離相等,所以P點軌跡是以為焦點的拋物線,即;設(shè)圓的圓心為M,則,,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,所以,即,故答案為:3.變式1.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知F為拋物線的焦點,P為該拋物線上的動點,點,則的最大值為(

)A. B. C.2 D.【答案】D【分析】設(shè)點,由點與點距離公式計算以及的長,代入所求結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì)可求出最大值.【詳解】設(shè),則,又,所以,則.令,則,,即時,取得最大值,此時.故選:D變式2.(2023春·廣東汕頭·高二校考期中)已知M為拋物線上的動點,F(xiàn)為拋物線的焦點,點,則的最小值為.【答案】2【分析】根據(jù)拋物線的定義,利用三點共線即可求解.【詳解】設(shè)點在準(zhǔn)線上的射影為,根據(jù)拋物線的定義可知,所以,要使最小,只需要最小即可,由于在拋物線內(nèi),故當(dāng)三點共線時,此時最小,故最小值為,故答案為:2變式3.(2023春·四川內(nèi)江·高二威遠(yuǎn)中學(xué)校??计谥校┮阎獟佄锞€的焦點為F,定點,點P是拋物線上一個動點,則的最小值為.【答案】5【分析】根據(jù)拋物線的定義求得正確答案.【詳解】拋物線的準(zhǔn)線方程為,根據(jù)拋物線的定義可知,的最小值是到準(zhǔn)線的距離,即的最小值為.故答案為:變式4.(2022秋·江西萍鄉(xiāng)·高三統(tǒng)考期末)點為拋物線上任意一點,點為圓上任意一點,為直線的定點,則的最小值為(

)A.2 B. C.3 D.【答案】A【分析】畫圖,找出拋物線焦點,化簡圓的普通方程為標(biāo)準(zhǔn)方程,結(jié)合拋物線定義以及共線性質(zhì)分析得出最值.【詳解】如圖所示:由知,拋物線焦點,由,化為,即為以為圓心,1為半徑的圓,又,得,恒過定點,過點作垂直于拋物線的準(zhǔn)線:交于點,連接,則,當(dāng)三點共線時,最小,此時為3,所以的最小值為:,故選:A.變式5.(2023·上海奉賢·上海市奉賢中學(xué)校考三模)為拋物線上一點,其中,F(xiàn)為拋物線焦點,直線l方程為,,H為垂足,則.【答案】5【分析】利用拋物線定義將拋物線上的點到焦點的距離轉(zhuǎn)化為到準(zhǔn)線的距離即可.【詳解】因為拋物線,所以其焦點,準(zhǔn)線方程為,根據(jù)拋物線定義可知,又因為直線l方程為,所以故答案為:5.

變式6.(2023·浙江·校聯(lián)考二模)已知直線和直線,拋物線上一動點到直線直線的距離之和的最小值是(

)A.2 B.3 C. D.【答案】B【分析】根據(jù)拋物線的定義可得,結(jié)合圖象分析求解.【詳解】由題意可得:拋物線的焦點,準(zhǔn)線,設(shè)動點直線的距離分別為,點到直線的距離分別為,則,可得,當(dāng)且僅當(dāng)點在點到直線的垂線上且在與之間時,等號成立,動點到直線直線的距離之和的最小值是3.故選:B.變式7.(2023·江蘇無錫·校聯(lián)考三模)已如,是拋物線上的動點(異于頂點),過作圓的切線,切點為,則的最小值為.【答案】3【分析】設(shè)出點的坐標(biāo),結(jié)合圓的切線的性質(zhì)求出,再借助式子幾何意義作答.【詳解】依題意,設(shè),有,圓的圓心,半徑,于是,

因此,表示拋物線上的點到y(tǒng)軸距離與到定點的距離的和,而點在拋物線內(nèi),當(dāng)且僅當(dāng)是過點垂直于y軸的直線與拋物線的交點時,取得最小值3,所以的最小值為3.故答案為:3.變式8.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知為拋物線上一個動點,為圓上一個動點,那么點到點的距離與點到軸距離之和的最小值是(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】利用拋物線上的點到焦點的距離等于到準(zhǔn)線的距離,即可求出到軸距離就是到焦點的距離減去,接著利用兩點之間直線最短而得到答案.【詳解】由于為拋物線上一個動點,焦點坐標(biāo)為,準(zhǔn)線為,為圓上一個動點,,圓心為,半徑,那么點到點的距離與點到軸距離之和最小值可結(jié)合拋物線的定義,到軸距離為到焦點距離減去,則最小值為拋物線的焦點到圓心的距離減去半徑和,故最小值為=.故選:B.變式9.(2023春·四川成都·高二期末)已知為拋物線上的動點,為拋物線的焦點,點,則周長的最小值為.【答案】7【分析】設(shè)拋物線的準(zhǔn)線為,過作于,過作于,由拋物線的性質(zhì)可將的周長轉(zhuǎn)化為,由圖可知當(dāng)三點共線時,取得最小值,從而可求得答案.【詳解】當(dāng)時,,所以點在拋物線內(nèi),由,得焦點為,準(zhǔn)線為,過作于,過作于,則,所以的周長為,由圖可知當(dāng)三點共線時,取得最小值,此時的最小值為,因為,所以的最小值為7,即的周長的最小值為7,故答案為:7

變式10.(2022·高二課時練習(xí))已知拋物線,點為拋物線上任意一點,過點向圓作切線,切點分別為,則四邊形的面積的最小值為(

)A.3 B. C. D.【答案】C【分析】由,當(dāng)最小時求解.【詳解】解:如圖所示:設(shè),,連接,圓為:,則,則,當(dāng)點時,的最小值為,所以,故選:C考點四:拋物線的軌跡問題例6.【多選】(2023秋·湖南長沙·高二統(tǒng)考期末)已知,,直線AP,BP相交于P,直線AP,BP的斜率分別為,則(

)A.當(dāng)時,點的軌跡為除去A,B兩點的橢圓B.當(dāng)時,點的軌跡為除去A,B兩點的雙曲線C.當(dāng)時,點的軌跡為拋物線D.當(dāng)時,點的軌跡為一條直線【答案】AB【分析】設(shè)出,直接法求出軌跡方程,注意去掉不合題意的點,從而判斷軌跡為哪種曲線,判斷ABC選項,D選項,結(jié)合,得到軌跡為去掉一個點的直線,故D錯誤.【詳解】設(shè),A選項,,故,變形為,且,故點的軌跡為除去A,B兩點的橢圓,A正確;B選項,,故,變形為,且,故點的軌跡為除去A,B兩點的雙曲線,B正確;C選項,,故,變形為,且,故點的軌跡為除去A,B兩點的拋物線,C錯誤;D選項,,即,變形為,且,故點的軌跡為除去點的直線,D錯誤;故選:AB變式1.(2023·高二課時練習(xí))已知點P是曲線上任意一點,,連接PA并延長至Q,使得,求動點Q的軌跡方程.【答案】【分析】設(shè)動點Q的坐標(biāo),點P坐標(biāo),利用,求出、代入曲線方程可得答案.【詳解】設(shè)動點Q的坐標(biāo),點P坐標(biāo),,因為,所以,,可得,,代入得,整理得,所以動點Q的軌跡方程為.變式2.(2022秋·北京海淀·高二北京市十一學(xué)校??计谥校┰O(shè)O為坐標(biāo)原點,,點A是直線上一個動點,連接AF并作AF的垂直平分線l,過點A作y軸的垂線交l于點P,則點P的軌跡方程為.【答案】【分析】由題意作等價轉(zhuǎn)換,結(jié)合拋物線第一定義可直接寫出方程.【詳解】如圖,由垂直平分線的性質(zhì)可得,符合拋物線第一定義,拋物線開口向右,焦點坐標(biāo)為,故,點P的軌跡方程為.故答案為:變式3.(2022秋·福建寧德·高三??计谀┮阎獔A:與定直線:,動圓與圓外切且與直線相切,記動圓的圓心的軌跡為曲線,則曲線的方程為.【答案】【分析】設(shè),由點線距離及兩點距離公式列式化簡即可.【詳解】設(shè),動圓與圓外切且與直線相切,則有,化簡得.故曲線的方程為.故答案為:變式4.(2022秋·河南南陽·高二統(tǒng)考期中)已知點到點的距離比點到直線的距離小1.(1)求點的軌跡方程;(2)求線段中點的軌跡方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)解法1:根據(jù)已知條件,設(shè)點,列出方程,化簡;解法2:定義法求拋物線的方程.(2)軌跡法求點的軌跡方程.【詳解】(1)解法1:設(shè)M(x,y),由題意知當(dāng)時,可化為,整理得,(舍去)當(dāng)x<3時,可化為整理得,故點M的軌跡方程為解法2:由題可知,點M到點F(-2,0)的距離與到直線的距離相等,所以動點M的軌跡是以F(-2,0)為焦點,為準(zhǔn)線的拋物線,點M的軌跡方程為;(2)設(shè)Q(x,y),則,

∴又,故即為所求.變式5.(2023秋·江蘇蘇州·高二統(tǒng)考期末)在平面直角坐標(biāo)系中,已知,直線相交于點,且與的斜率之差為2,則的最小值為.【答案】/【分析】設(shè),依題意表示出,,即可得到動點的軌跡方程,再根據(jù)距離公式及二次函數(shù)的性質(zhì)計算可得.【詳解】解:設(shè),則,,所以,即,即動點的軌跡方程為,,所以,所以當(dāng)時.故答案為:考點五:拋物線的實際應(yīng)用例7.(2023·全國·高二專題練習(xí))清代青花瓷蓋碗是中國傳統(tǒng)茶文化的器物載體,具有“溫潤”“淡遠(yuǎn)”“清新”的特征.如圖,已知碗體和碗蓋的內(nèi)部均近似為拋物線形狀,碗蓋深為,碗蓋口直徑為,碗體口直徑為,碗體深,則蓋上碗蓋后,碗蓋內(nèi)部最高點到碗底的垂直距離為(碗和碗蓋的厚度忽略不計)(

A. B. C. D.【答案】C【分析】如圖建立平面直角坐標(biāo)系,設(shè)碗體的拋物線方程為(),將點代入求出,即可得到拋物線方程,設(shè)蓋上碗蓋后,碗蓋內(nèi)部最高點到碗底的垂直距離為,則兩拋物線在第一象限的交點為,代入方程計算可得.【詳解】以碗體的最低點為原點,向上方向為軸,建立直角坐標(biāo)系,如圖所示.

設(shè)碗體的拋物線方程為(),將點代入,得,解得,則,設(shè)蓋上碗蓋后,碗蓋內(nèi)部最高點到碗底的垂直距離為,則兩拋物線在第一象限的交點為,代入到,解得,解得.故選:C變式1.(2023春·甘肅白銀·高二??计谀﹫D中是拋物線形拱橋,當(dāng)水面在時,拱頂距離水面2米,水面寬度為8米,則當(dāng)水面寬度為10米時,拱頂與水面之間的距離為(

)A.米 B.米 C.米 D.米【答案】D【分析】以拱頂為坐標(biāo)原點,建立直角坐標(biāo)系,設(shè)拱橋所在拋物線的方程為,根據(jù)拋物線過點,求出的值,即可得到拋物線方程,再令,求出的值,即可得解.【詳解】以拱頂為坐標(biāo)原點,建立直角坐標(biāo)系,可設(shè)拱橋所在拋物線的方程為,又拋物線過點,則,解得,則拋物線的方程為,當(dāng)時,,故當(dāng)水面寬度為米時,拱頂與水面之間的距離為米.故選:D變式2.(2023·全國·高三專題練習(xí))南宋晚期的龍泉窯粉青釉刻花斗笠盞如圖1所示,忽略杯盞的厚度,這只杯盞的軸截面如圖2所示,其中光滑的曲線是拋物線的一部分,已知杯盞盛滿茶水時茶水的深度為3cm,則該拋物線的焦點到準(zhǔn)線的距離為(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】以拋物線的頂點為坐標(biāo)原點,對稱軸為y軸,建立平面直角坐標(biāo)系,設(shè)出拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程,代入點的坐標(biāo)求出即可得解.【詳解】以拋物線的頂點為坐標(biāo)原點,對稱軸為y軸,建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,依題意可得的坐標(biāo)為.設(shè)拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,則,解得.故該拋物線的焦點到準(zhǔn)線的距離為.故選:C變式3.(2023·全國·高三專題練習(xí))探照燈?汽車前燈的反光曲面?手電筒的反光鏡面?太陽灶的鏡面等都是拋物鏡面.燈泡放在拋物線的焦點位置,通過鏡面反射就變成了平行光束,如圖所示,這就是探照燈?汽車前燈?手電筒的設(shè)計原理.已知某型號探照燈反射鏡的縱斷面是拋物線的一部分,光源位于拋物線的焦點處,燈口直徑是,燈深,則光源到反射鏡頂點的距離為(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)已知條件及設(shè)出拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程,結(jié)合點在拋物線上即可求解.【詳解】在縱斷面內(nèi),以反射鏡的頂點(即拋物線的頂點)為坐標(biāo)原點,過頂點垂直于燈口直徑的直線為軸,建立直角坐標(biāo)系,如圖所示,由題意可得.設(shè)拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,于是,解得.所以拋物線的焦點到頂點的距離為,即光源到反射鏡頂點的距離為.故選:B.1.(2023·北京·統(tǒng)考高考真題)已知拋物線的焦點為,點在上.若到直線的距離為5,則(

)A.7 B.6 C.5 D.4【答案】D【分析】利用拋物線的定義求解即可.【詳解】因為拋物線的焦點,準(zhǔn)線方程為,點在上,所以到準(zhǔn)線的距離為,又到直線的距離為,所以,故.故選:D.2.(2022·全國·統(tǒng)考高考真題)設(shè)F為拋物線的焦點,點A在C上,點,若,則(

)A.2 B. C.3 D.【答案】B【分析】根據(jù)拋物線上的點到焦點和準(zhǔn)線的距離相等,從而求得點的橫坐標(biāo),進(jìn)而求得點坐標(biāo),即可得到答案.【詳解】由題意得,,則,即點到準(zhǔn)線的距離為2,所以點的橫坐標(biāo)為,不妨設(shè)點在軸上方,代入得,,所以.故選:B3.(2023·全國·統(tǒng)考高考真題)已知點在拋物線C:上,則A到C的準(zhǔn)線的距離為.【答案】【分析】由題意首先求得拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程,然后由拋物線方程可得拋物線的準(zhǔn)線方程為,最后利用點的坐標(biāo)和準(zhǔn)線方程計算點到的準(zhǔn)線的距離即可.【詳解】由題意可得:,則,拋物線的方程為,準(zhǔn)線方程為,點到的準(zhǔn)線的距離為.故答案為:.4.(2022·天津·統(tǒng)考高考真題)已知拋物線分別是雙曲線的左、右焦點,拋物線的準(zhǔn)線過雙曲線的左焦點,與雙曲線的漸近線交于點A,若,則雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為(

)A. B.C. D.【答案】C【分析】由已知可得出的值,求出點的坐標(biāo),分析可得,由此可得出關(guān)于、、的方程組,解出這三個量的值,即可得出雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.【詳解】拋物線的準(zhǔn)線方程為,則,則、,不妨設(shè)點為第二象限內(nèi)的點,聯(lián)立,可得,即點,因為且,則為等腰直角三角形,且,即,可得,所以,,解得,因此,雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.故選:C.一、單選題1.(2023春·湖南·高二統(tǒng)考期末)已知拋物線上一點到軸的距離是6,則點到該拋物線焦點的距離是(

)A.4 B.6 C.8 D.10【答案】C【分析】根據(jù)拋物線定義求解.【詳解】由題可得,,點到該拋物線的準(zhǔn)線的距離為,根據(jù)拋物線的定義可知,點到該拋物線焦點的距離是8,故選:C.2.(2023春·廣東廣州·高二統(tǒng)考期末)已知拋物線上的點到其焦點的距離為,則點的橫坐標(biāo)是(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】利用拋物線的定義可求得點的橫坐標(biāo).【詳解】設(shè)點的橫坐標(biāo)為,拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,該拋物線的準(zhǔn)線方程為,因為拋物線上的點到其焦點的距離為,則,解得.故選:C.3.(2023春·河南南陽·高二社旗縣第一高級中學(xué)校聯(lián)考期末)已知O為坐標(biāo)原點,為一個動點.條件p:O,A,三點共線;條件q:動點A在拋物線上,則p是q的(

)A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件【答案】A【分析】由列式整理可知p是q的充分條件,取原點驗證可知p是q的不必要條件,然后可得答案.【詳解】當(dāng)動點A滿足p時,直線OB的斜率存在,且不為0,有,即,化簡得,p是q的充分條件;反之,拋物線的頂點并不滿足p,p是q的不必要條件.故選:A.4.(2023秋·云南麗江·高二統(tǒng)考期末)已知橢圓的中心在原點,離心率為且它的一個焦點與拋物線的焦點重合,則橢圓的方程為(

)A. B.C. D.【答案】C【分析】先求出拋物線的焦點坐標(biāo),從而可求出橢圓中的,再由離心率求出,然后由可求出,從而可求出橢圓的方程.【詳解】由題意可知橢圓的焦點在上,所以設(shè)橢圓方程為,由可得其焦點坐標(biāo)為,因為橢圓與拋物線的焦點重合,所以,因為橢圓的離心率,所以,得,所以,所以橢圓方程為,故選:C5.(2023春·四川涼山·高二寧南中學(xué)校聯(lián)考期末)已知拋物線上一點P到y(tǒng)軸的距離為2,焦點為F,則(

)A.2 B.3 C. D.【答案】B【分析】求出拋物線的準(zhǔn)線方程,再利用拋物線的定義得解.【詳解】由題得拋物線的準(zhǔn)線方程為,所以點P到準(zhǔn)線的距離為,由拋物線的定義得3.故選:B

6.(2023·河南鄭州·統(tǒng)考模擬預(yù)測)已知拋物線,F(xiàn)為拋物線的焦點,P為拋物線上一點,過點P作PQ垂直于拋物線的準(zhǔn)線,垂足為Q,若,則△PFQ的面積為(

)A.4 B. C. D.【答案】C【分析】設(shè)點P的坐標(biāo)為,由題意△PFQ為等邊三角形,求得點P的坐標(biāo)及,從而可得.【詳解】拋物線的準(zhǔn)線方程為y=-1,焦點為,設(shè)點P的坐標(biāo)為,則點Q的坐標(biāo)為,,由拋物線的定義知,因為,所以△PFQ為等邊三角形,所以,又,所以,n=3,所以點P的坐標(biāo)為,所以,所以.故選:C.

7.(2023·河南·襄城高中校聯(lián)考三模)已知拋物線的焦點為F,點P是C上異于原點O的任意一點,線段PF的中點為M,則以F為圓心且與直線OM相切的圓的面積最大值為(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)題意作圖,設(shè)出動點的坐標(biāo),利用中點坐標(biāo)公式,表示中點,進(jìn)而寫出直線方程,結(jié)合圓與直線相切的性質(zhì),利用點到直線距離公式,根據(jù)基本不等式,可得答案.【詳解】由題意,作圖如下:

設(shè)(不妨令),由已知可得,則,所以直線OM的方程為,設(shè),則(當(dāng)且僅當(dāng)時取“=”),所以點F到直線OM的距離為,即圓F的半徑最大值為,面積最大值為.故選:B.8.(2023春·河南開封·高三統(tǒng)考期末)已知拋物線,圓,為上一點,為上一點,則的最小值為(

)A.5 B. C.2 D.3【答案】B【分析】先利用配方法求得到圓心的最小距離,從而求得到的最小距離.【詳解】由題意知,,設(shè),則,所以,

故當(dāng)時,,所以.故選:B.二、多選題9.(2023春·湖南益陽·高二統(tǒng)考期末)已知拋物線:焦點為,動直線與曲線交于兩點,下列說法正確的是(

)A.拋物線的準(zhǔn)線方程為B.若點為,則周長的最小值為11C.若點為,則的最小值為D.設(shè)為坐標(biāo)原點,作于點,則點到的準(zhǔn)線的距離的最大值為2【答案】BC【分析】對于選項A,將拋物線方程轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)方程即可判斷出結(jié)果的正誤;對于選項B,利用拋物線的定義,將周長轉(zhuǎn)化成,從而判斷出結(jié)果的正誤;對于選項C,直接求出,進(jìn)而可求出的最小值,從而判斷出結(jié)果正確;對于選項D,直接求出的坐標(biāo),從而求出點到的準(zhǔn)線的距離,從而判斷出結(jié)果的正誤.【詳解】選項A,因為拋物線,即,所以準(zhǔn)線方程為,故選項A錯誤;選項B,如圖,過作準(zhǔn)線的垂線,交準(zhǔn)線于點,則周長,易知,當(dāng)在處時取到等號,又,,所以周長的最小值為11,故選項B正確;選項C,設(shè),則,當(dāng)時取等號,故選項C正確;選項D,易知,設(shè)過且與動直線垂直的直線方程為,由,解得,所以點到的準(zhǔn)線的距離,故選項D錯誤.

故選:BC.10.(2023·海南海口·海南華僑中學(xué)??寄M預(yù)測)設(shè)為拋物線:()的焦點,為坐標(biāo)原點,為上一點,且,則(

)A.B.C.直線的斜率為D.的面積為【答案】ABD【分析】根據(jù)拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程確定的值,得拋物線方程與焦點坐標(biāo),再由拋物線定義求得的坐標(biāo),確定直線的斜率與的面積,逐項判斷即可得答案.【詳解】由題意得,又,故解得,所以拋物線的方程為,焦點,故A,B正確;

由拋物線定義及,所以代入拋物線方程可得得,所以,故C不正確;則的面積,故D正確.故選:ABD.11.(2023秋·廣西河池·高二統(tǒng)考期末)已知拋物線的焦點為,點在拋物線上,若為坐標(biāo)原點,則(

)A.點的坐標(biāo)為 B.C. D.【答案】BD【分析】先求出拋物線的焦點坐標(biāo),再利用拋物線的定義結(jié)合已知可求出點的坐標(biāo),從而可得答案.【詳解】由題可知,因為點在拋物線上,且,所以,解得,所以,故選:BD.12.(2023春·全國·高二衛(wèi)輝一中校聯(lián)考階段練習(xí))已知拋物線C:的焦點為F,過點F的直線與拋物線C交于A,B兩點,則下列條件能得到拋物線C的方程為的是(

)A.焦點為 B.準(zhǔn)線為C.與直線相交所得弦長為1 D.【答案】BCD【分析】根據(jù)拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程、焦點、準(zhǔn)線、弦長、拋物線的定義、根與系數(shù)的關(guān)系等知識對選項進(jìn)行判斷,從而確定正確答案.【詳解】拋物線C的方程可化為,所以拋物線焦點應(yīng)在y軸上,故A錯誤;由準(zhǔn)線為,知,解得,所以拋物線C的方程為,故B正確;將直線代入,解得,所以直線與拋物線C相交所得弦長為,解得,所以拋物線C的方程為,故C正確;設(shè),,直線AB的方程為,代入,可得,,所以,故,所以,所以,故拋物線C的方程為,故D正確.故選:BCD三、填空題13.(2023秋·高二單元測試)已知拋物線的焦點為F,點M(3,6),點Q在拋物線上,則的最小值為.【答案】【分析】根據(jù)拋物線的定義可求出結(jié)果.【詳解】拋物線的準(zhǔn)線方程為,過作準(zhǔn)線的垂線,垂足為,則,所以.當(dāng)

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