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2022-2023学年高二数学上学期期中期末常考题型重点突破常考题型11 抛物线的标准方程及最值问题
1.抛物线的标准方程
图形
标准方程
焦点坐标
准线方程
y2=2px(p>0)
x=-
y2=-2px(p>0)
x=
x2=2py(p>0)
y=-
x2=-2py(p>0)
y=
2.抛物线的简单几何性质
标准方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
图形
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
对称轴
x轴
x轴
y轴
y轴
焦点坐标
F
F
F
F
准线方程
x=-
x=
y=-
y=
顶点坐标
O(0,0)
离心率
e=1
通径长
2p
考法一:求抛物线的标准方程
1.定义法和待定系数法
若题目已给出抛物线的方程(含有未知数p),那么只需求出p即可;若题目未给出抛物线的方程,对于焦点在x轴上的抛物线的标准方程可统一设为(a≠0),a的正负由题设来定;焦点在y轴上的抛物线的标准方程可设为(a≠0),这样就减少了不必要的讨论.
2.3个注意点
(1)当坐标系已建立时,应先确定抛物线方程属于哪种类型;
(2)注意抛物线的顶点、对称轴、开口方向与方程之间的对应关系;
(3)注意参数p的几何意义是焦点到准线的距离.
考法二:利用抛物线的定义解最值问题
与抛物线有关的最值问题的两个转化策略
(1)将抛物线上的点到准线的距离转化为该点到焦点的距离,构造出“两点之间线段最短”,使问题得以解决.
(2)将抛物线上的点到焦点的距离转化为该点到准线的距离,利用“与直线上所有点的连线中垂线段最短”解决.
探究一:求抛物线的标准方程
已知抛物线C的顶点与坐标原点重合,焦点为.过F且斜率为正的直线l与C交于A,B两点,若,则l的方程为( )
A. B.
C. D.
思路分析:
根据给定条件,求出抛物线C的方程,设出直线l的方程,与C的方程联立,结合关系求解作答。
【变式练习】
1.如图,正方形和正方形的边长分别为,(),原点为边的中点,抛物线经过,两点,则( )
A. B. C.1 D.
2.已知双曲线的离心率,且双曲线C的两条渐近线与抛物线的准线围成的三角形的面积为3,则p的值为( )
A.1 B.2 C. D.4
探究二:利用抛物线的定义解最值问题
已知抛物线:,点为抛物线上任意一点,过点向圆:作切线,切点分别为,,则四边形的面积的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.
思路分析:
由题意圆的圆心与抛物线的焦点重合,可得连接,则,而,所以当最小时,四边形的面积最小,再抛物线的定义转化为点到抛物线的准线的距离的最小值,结合抛物线的性质可求得结果。
【变式练习】
1.已知为抛物线的焦点,为抛物线上的动点,点.则最大值的为( )
A. B. C. D.
2.已知圆C经过点,且与直线相切,则其圆心到直线距离的最小值为( )
A.3 B.2 C. D.
一、单选题
1.在抛物线y2=16x上到顶点与到焦点距离相等的点的坐标为( )
A. B.
C. D.
2.我们知道,二次函数的图象是抛物线,有同学发现经过抛物线这一节的学习,结合函数图象平移的性质可求出该抛物线的焦点坐标.则二次函数的图象的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
3.已知抛物线上一点到其焦点的距离为5,双曲线的左顶点为,离心率为,若双曲线的一条渐近线与直线垂直,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
4.已知抛物线上的点到该抛物线焦点的距离为,则( )
A.4 B.3 C. D.
5.抛物线上一点到其焦点的距离为,则点到坐标原点的距离为( )
A. B. C. D.2
6.直线过抛物线的焦点,且平分圆,则该直线的方程为( )
A. B. C. D.
7.已知抛物线:(其中为常数)过点(1,3),则抛物线的焦点到准线的距离等于( )
A. B. C. D.3
8.已知点F为抛物线的焦点,,点M为抛物线上一动点,当最小时,点M恰好在以A,F为焦点的双曲线C上,则双曲线C的渐近线斜率的平方是( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.设抛物线:()的焦点为,准线为,A为上一点,以为圆心,为半径的圆交于,两点.若,且的面积为,则( )
A.是等边三角形 B.
C.点到准线的距离为3 D.抛物线的方程为
10.已知抛物线()上一点到其准线及对称轴的距离分别为3和,则的可能取值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
11.已知:的焦点为,斜率为且经过点的直线与抛物线交于点,两点(点在第一象限),与抛物线的准线交于点,若,则( )
A. B.为线段的中点
C. D.
12.已知点是抛物线C:上一动点,则( )
A.C的焦点坐标为 B.C的准线方程为
C. D.的最小值为
三、填空题
13.与抛物线关于直线对称的抛物线的焦点坐标是______.
14.设抛物线的焦点弦被焦点分为长是的两部分,请写出一个必然满足的恒等式______.
15.已知抛物线:的焦点为,准线为,为上在第一象限的一点,垂直于点,,分别为,的中点,直线与轴相交于点,若,则______.
16.已知点A是抛物线的对称轴与准线的交点,点B为抛物线的焦点,P在抛物线上.在△PAB中,,当m取最小值时,点P恰好在以A,B为焦点的椭圆上,则椭圆的离心率为________.
四、解答题
17.已知椭圆C:的一个焦点与抛物线的焦点相同,为C的左、右焦点,M为C上任意一点,最大值为1.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设不过点F2的直线l:y=kx+m(m≠0)交椭圆C于A,B两点.若x轴上任意一点到直线AF2与BF2距离相等,求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标.
18.已知抛物线的焦点F到其准线的距离为4.
(1)求p的值;
(2)过焦点F且斜率为1的直线与抛物线交于A,B两点,求.
19.已知一个半径为的圆的圆心在抛物线上,该圆经过坐标原点且与C的准线l相切.过抛物线C的焦点F的直线AB交C于A,B两点,过弦AB的中点M作平行于x轴的直线,与直线OA,OB,l分别相交于P,Q,N三点.
(1)求抛物线C的方程;
(2)当时,求直线AB的方程.
20.已知抛物线上的点到其焦点的距离为.
(1)求和的值;
(2)若直线交抛物线于、两点,线段的垂直平分线交抛物线于、两点,求证:、、、四点共圆.
常考题型11 抛物线的标准方程及最值问题
1.抛物线的标准方程
图形
标准方程
焦点坐标
准线方程
y2=2px(p>0)
x=-
y2=-2px(p>0)
x=
x2=2py(p>0)
y=-
x2=-2py(p>0)
y=
2.抛物线的简单几何性质
标准方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
图形
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
对称轴
x轴
x轴
y轴
y轴
焦点坐标
F
F
F
F
准线方程
x=-
x=
y=-
y=
顶点坐标
O(0,0)
离心率
e=1
通径长
2p
考法一:求抛物线的标准方程
1.定义法和待定系数法
若题目已给出抛物线的方程(含有未知数p),那么只需求出p即可;若题目未给出抛物线的方程,对于焦点在x轴上的抛物线的标准方程可统一设为(a≠0),a的正负由题设来定;焦点在y轴上的抛物线的标准方程可设为(a≠0),这样就减少了不必要的讨论.
2.3个注意点
(1)当坐标系已建立时,应先确定抛物线方程属于哪种类型;
(2)注意抛物线的顶点、对称轴、开口方向与方程之间的对应关系;
(3)注意参数p的几何意义是焦点到准线的距离.
考法二:利用抛物线的定义解最值问题
与抛物线有关的最值问题的两个转化策略
(1)将抛物线上的点到准线的距离转化为该点到焦点的距离,构造出“两点之间线段最短”,使问题得以解决.
(2)将抛物线上的点到焦点的距离转化为该点到准线的距离,利用“与直线上所有点的连线中垂线段最短”解决.
探究一:求抛物线的标准方程
已知抛物线C的顶点与坐标原点重合,焦点为.过F且斜率为正的直线l与C交于A,B两点,若,则l的方程为( )
A. B.
C. D.
思路分析:
根据给定条件,求出抛物线C的方程,设出直线l的方程,与C的方程联立,结合关系求解作答。
【解析】依题意,抛物线C的方程:,显然直线l不垂直于y轴,设其方程为:,
由消去x并整理得:,设,
于是得,而直线l的斜率为正,且,即,有,
即有,则,解得,因此,解得,
所以直线l的方程为:,即.
故选:D
【答案】D
【变式练习】
1.如图,正方形和正方形的边长分别为,(),原点为边的中点,抛物线经过,两点,则( )
A. B. C.1 D.
【答案】A
【解析】由题意,得点的坐标为,点的坐标为,
∵,两点都在抛物线上,∴,
即,即,解得或,
又,∴,
故选:A
2.已知双曲线的离心率,且双曲线C的两条渐近线与抛物线的准线围成的三角形的面积为3,则p的值为( )
A.1 B.2 C. D.4
【答案】D
【解析】解:根据题意,,可得,
所以双曲线的渐近线方程为,
抛物线的准线方程为,
设准线与抛物线的交点分别为M,N,则,可解得,
同理,
所以,解得.
故选:D.
探究二:利用抛物线的定义解最值问题
已知抛物线:,点为抛物线上任意一点,过点向圆:作切线,切点分别为,,则四边形的面积的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.
思路分析:
由题意圆的圆心与抛物线的焦点重合,可得连接,则,而,所以当最小时,四边形的面积最小,再抛物线的定义转化为点到抛物线的准线的距离的最小值,结合抛物线的性质可求得结果。
【解析】如图,连接,圆:,该圆的圆心与抛物线的焦点重合,半径为1,
则.
又,所以当四边形的面积最小时,最小.
过点向抛物线的准线作垂线,垂足为,则,
当点与坐标原点重合时,最小,此时.
故.
故选:C
【答案】C
【变式练习】
1.已知为抛物线的焦点,为抛物线上的动点,点.则最大值的为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意知:,;
,,
;
令,则,
,
则当,即时,取最大值,此时.
故选:C.
2.已知圆C经过点,且与直线相切,则其圆心到直线距离的最小值为( )
A.3 B.2 C. D.
【答案】D
【解析】解:依题意,设圆C的圆心,动点C到点P的距离等于到直线的距离,
根据抛物线的定义可得圆心C的轨迹方程为,
设圆心C到直线距离为d,,
当时,,
故选:D.
一、单选题
1.在抛物线y2=16x上到顶点与到焦点距离相等的点的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】抛物线的顶点为,焦点为,
设符合题意,则有
,
即,解得,
所以符合条件的点为,
故选:D
2.我们知道,二次函数的图象是抛物线,有同学发现经过抛物线这一节的学习,结合函数图象平移的性质可求出该抛物线的焦点坐标.则二次函数的图象的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案
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