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高中抛物线知识点归纳总结与练习题及答案

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高中抛物线知识点归纳总结与练习题及答案 本文简介:抛物线xyOlFxyOlFlFxyOxyOlF定义平面内与一个定点和一条定直线的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,点叫做抛物线的焦点,直线叫做抛物线的准线。{=点M到直线的距离}范围对称性关于轴对称关于轴对称焦点(,0)(,0)(0,)(0,)焦点在对称轴上顶点离心率=1准线方程准线与焦点位于顶点两侧且

高中抛物线知识点归纳总结与练习题及答案 本文内容:

线

x

y

O

l

F

x

y

O

l

F

l

F

x

y

O

x

y

O

l

F

定义

平面内与一个定点和一条定直线的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,点叫做抛物线的焦点,直线叫做抛物线的准线。

{=点M到直线的距离}

范围

对称性

关于轴对称

关于轴对称

焦点

(,0)

(,0)

(0,)

(0,)

焦点在对称轴上

顶点

离心率

=1

准线

方程

准线与焦点位于顶点两侧且到顶点的距离相等。

顶点到准线的距离

焦点到准线的距离

焦半径

点弦

焦点弦的几条性质

o

x

F

y

以为直径的圆必与准线相切

若的倾斜角为,则

若的倾斜角为,则

切线

方程

一.

直线与抛物线的位置关系

直线,抛物线,

,消y得:

(1)当k=0时,直线与抛物线的对称轴平行,有一个交点;

(2)当k≠0时,

Δ>0,直线与抛物线相交,两个不同交点;

Δ=0,

直线与抛物线相切,一个切点;

Δ<0,直线与抛物线相离,无公共点。

(3)

若直线与抛物线只有一个公共点,则直线与抛物线必相切吗?(不一定)

二.

关于直线与抛物线的位置关系问题常用处理方法

直线:

抛物线,

1

联立方程法:

设交点坐标为,,则有,以及,还可进一步求出,

在涉及弦长,中点,对称,面积等问题时,常用此法,比如

1.

相交弦AB的弦长

b.

中点,,

2

点差法:

设交点坐标为,,代入抛物线方程,得

将两式相减,可得

a.

在涉及斜率问题时,

b.

在涉及中点轨迹问题时,设线段的中点为,,

即,

同理,对于抛物线,若直线与抛物线相交于两点,点是弦的中点,则有

(注意能用这个公式的条件:1)直线与抛物线有两个不同的交点,2)直线的斜率存在,且不等于零)

抛物线练习及答案

1、已知点P在抛物线y2

=

4x上,那么点P到点Q(2,-1)的距离与点P到抛物线焦点距离之和取得最小值时,点P的坐标为

2、已知点P是抛物线上的一个动点,则点P到点(0,2)的距离与P到该抛物线准线的距离之和的最小值为

3、直线与抛物线交于两点,过两点向抛物线的准线作垂线,垂足分别为,则梯形的面积为

4、设是坐标原点,是抛物线的焦点,是抛物线上的一点,与轴正向的夹角为,则为

5、抛物线的焦点为,准线为,经过且斜率为的直线与抛物线在轴上方的部分相交于点,,垂足为,则的面积是

6、已知抛物线的焦点为,准线与轴的交点为,点在上且,则的面积为

7、已知双曲线,则以双曲线中心为焦点,以双曲线左焦点为顶点的抛物线方程为

8、在平面直角坐标系中,有一定点,若线段的垂直平分线过抛物线焦点,则该抛物线的方程是

9、在平面直角坐标系中,已知抛物线关于轴对称,顶点在原点,且过点P(2,4),则该抛物线的方程是

10、抛物线上的点到直线距离的最小值是

11、已知抛物线y2=4x,过点P(4,0)的直线与抛物线相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则y12+y22的最小值是

12、若曲线=||+1与直线=+没有公共点,则、分别应满足的条件是

13、已知抛物线y-x2+3上存在关于直线x+y=0对称的相异两点A、B,则|AB|等于(

A.3

B.4

C.3

D.4

14、

已知抛物线的焦点为,点,在抛物线上,且,

则有(

A.

B.

C.

D.

15、已知点,是抛物线上的两个动点,是坐标原点,向量,满足.设圆的方程为。

(1)

证明线段是圆的直径;

(2)当圆C的圆心到直线x-2y=0的距离的最小值为时,求p的值。

解:

(1)证明1:

,整理得:

,,

设M(x,y)是以线段AB为直径的圆上的任意一点,则,

即,整理得:,

故线段是圆的直径。

证明2:

,整理得:

……(1)

设(x,y)是以线段AB为直径的圆上则即,

去分母得:

点满足上方程,展开并将(1)代入得:

故线段是圆的直径。

证明3:

整理得:

,……(1)

以线段AB为直径的圆的方程为

展开并将(1)代入得:,

故线段是圆的直径

(2)解法1:设圆C的圆心为C(x,y),则

,,又因,

,,,,

所以圆心的轨迹方程为,

设圆心C到直线x-2y=0的距离为d,则

当y=p时,d有最小值,由题设得,.

解法2:

设圆C的圆心为C(x,y),则

,,又因,,

,,,

所以圆心的轨迹方程为,

设直线x-2y+m=0到直线x-2y=0的距离为,则,因为x-2y+2=0与无公共点,所以当x-2y-2=0与仅有一个公共点时,该点到直线x-2y=0的距离最小值为

将(2)代入(3)得,,

解法3:

设圆C的圆心为C(x,y),则

圆心C到直线x-2y=0的距离为d,则

,,又因,,

,,,

当时,d有最小值,由题设得,.

16、已知椭圆C1:,抛物线C2:,且C1、C2的公共弦AB过椭圆C1的右焦点.

(1)当AB⊥轴时,求、的值,并判断抛物线C2的焦点是否在直线AB上;

(2)是否存在、的值,使抛物线C2的焦点恰在直线AB上?若存在,求出符合条件的、的值;若不存在,请说明理由.

解:(1)当AB⊥x轴时,点A、B关于x轴对称,所以m=0,直线AB的方程为x=1,从而点A的坐标为(1,)或(1,-).

因为点A在抛物线上,所以,即.

此时C2的焦点坐标为(,0),该焦点不在直线AB上.

(2)解法一

当C2的焦点在AB时,由(Ⅰ)知直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为.

A

y

B

O

x

由消去y得.

……①

设A、B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则x1,x2是方程①的两根,x1+x2=.

因为AB既是过C1的右焦点的弦,又是过C2的焦点的弦,

所以,且

.

从而.

所以,即.

解得.

因为C2的焦点在直线上,所以.

即.

当时,直线AB的方程为;

当时,直线AB的方程为.

解法二

当C2的焦点在AB时,由(Ⅰ)知直线AB的斜率存在,设直线AB的方程

为.

由消去y得.

……①

因为C2的焦点在直线上,

所以,即.代入①有.

即.

……②

设A、B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则x1,x2是方程②的两根,x1+x2=.

由消去y得.

……③

由于x1,x2也是方程③的两根,所以x1+x2=.

从而=.

解得.

因为C2的焦点在直线上,所以.

即.

当时,直线AB的方程为;

当时,直线AB的方程为.

解法三

设A、B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),因为AB既过C1的右焦点,又是过C2的焦点,

所以.

即.

……①

由(Ⅰ)知,于是直线AB的斜率,

……②

且直线AB的方程是,所以.

……③

又因为,所以.

……④

将①、②、③代入④得,即.

当时,直线AB的方程为;

当时,直线AB的方程为.

17、如图,倾斜角为a的直线经过抛物线的焦点F,且与抛物线交于A、B两点。

(1)求抛物线的焦点F的坐标及准线l的方程;

(2)若a为锐角,作线段AB的垂直平分线m交x轴于点P,证明|FP|-|FP|cos2a为定值,并求此定值。

(1)解:设抛物线的标准方程为,则,从而因此焦点的坐标为(2,0).

又准线方程的一般式为。从而所求准线l的方程为。

答(21)图

(2)解法一:如图(21)图作AC⊥l,BD⊥l,垂足为C、D,则由抛物线的定义知|FA|=|FC|,|FB|=|BD|.

记A、B的横坐标分别为xxxz,则|FA|=|AC|=解得,

类似地有,解得。

记直线m与AB的交点为E,则

所以。故。

解法二:设,,直线AB的斜率为,则直线方程为。

将此式代入,得,故。

记直线m与AB的交点为,则

,,故直线m的方程为.

令y=0,得P的横坐标故。

从而为定值。

18、已知正三角形的三个顶点都在抛物线上,其中为坐标原点,设圆是的内接圆(点为圆心)

(1)求圆的方程;

(2)设圆的方程为,过圆上任意一点分别作圆的两条切线,切点为,求的最大值和最小值.

(1)解法一:设两点坐标分别为,,由题设知

解得,所以,或,.

设圆心的坐标为,则,所以圆的方程为.

解法二:设两点坐标分别为,,由题设知

.又因为,,可得.即

.由,,可知,故两点关于轴对称,所以圆心在轴上.设点的坐标为,则点坐标为,于是有,解得,所以圆的方程为.

(2)解:设,则.

在中,,由圆的几何性质得

,,

所以,由此可得.则的最大值为,最小值为.

19、若A、B是抛物线y2=4x上的不同两点,弦AB(不平行于y轴)的垂直平分线与x轴相交于点P,则称弦AB是点P的一条“相关弦”.已知当x>2时,点P(x,0)存在无穷多条“相关弦”.给定x0>2.

(1)证明:点P(x0,0)的所有“相关弦”的中点的横坐标相同;

(2)试问:点P(x0,0)的“相关弦”的弦长中是否存在最大值?若存在,求其最大值(用x0表示):若不存在,请说明理由.

解:

(1)设AB为点P(x0,0)的任意一条“相关弦”,且点A、B的坐标分别是(x1,y1)、(x2,y2)(x1x2),则y21=4x1,y22=4x2,两式相减得(y1+y2)(y1-y2)=4(x1-x2).因为x1x2,所以y1+y20.设直线AB的斜率是k,弦AB的中点是M(xm,ym),则k=.

从而AB的垂直平分线l的方程为

又点P(x0,0)在直线上,所以

而于是故点P(x0,0)的所有“相关弦”的中点的横坐标都是x0-2.

(2)由(1)知,弦AB所在直线的方程是,代入中,

整理得

(·)

则是方程(·)的两个实根,且

设点P的“相关弦”AB的弦长为l,则

因为03,则2(x0-3)

(0,4x0-8),所以当t=2(x0-3),即=2(x0-3)时,l有最大值2(x0-1).若23时,点P(x0,0)的“相关弦”的弦长中存在最大值,且最大值为2(x0-1);当20)的焦点为F,准线为l,经过F的直线与抛物线交于A、B两点,交准线于C点,点A在x轴上方,AK⊥l,垂足为K,若|BC|=2|BF|,且|AF|=4,则△AKF的面积是

(

)

A.4

B.3

C.4

D.8

例4、过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A、B,交其准线l于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3则此抛物线的方程为

(

)

A.y2=x

B.y2=9x

C.y2=x

D.y2=3x

三、抛物线的综合问题

例5、(2011·江西高考)已知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点,斜率为2的直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)(x10)上,M点到抛物线C的焦点F的距离为2,直线l:y=-x+b与抛物线C交于A,B两点.

(1)求抛物线C的方程;

(2)若以AB为直径的圆与x轴相切,求该圆的方程.

例题答案解析

一、抛物线的定义及其应用

例1、(1)如图,易知抛物线的焦点为F(1,0),准线是x=-1.

由抛物线的定义知:点P到直线x=-1的距离等于点P到焦点F的距离.

于是,问题转化为:在曲线上求一点P,使点P到点A(-1,1)的距离与点P到F(1,0)的距离之和最小.显然,连结AF交曲线于P点,则所求的最小值为|AF|,即为.

(2)如图,自点B作BQ垂直准线于Q,交抛物线于点P1,则|P1Q|=|P1F|.则有|PB|+|PF|≥|P1B|+|P1Q|=|BQ|=4.即|PB|+|PF|的最小值为4.

例2、解析:圆心到抛物线准线的距离为p,即p=4,根据已

知只要|FM|>4即可.根据抛物线定|FM|=y0+2由y0+2>4,解得y0>2,故y0的取值范围是(2,+∞).

二、抛物线的标准方程和几何性质

例3、设点A(x1,y1),其中y1>0.由点B作抛物线的准线的垂线,垂足为B1.则有

|BF|=|BB1|;又|CB|=2|FB|,因此有|CB|=2|BB1|,cos∠CBB1==,∠CBB1=.即直线AB与x轴的夹角为.又|AF|=|AK|=x1+=4,因此y1=4sin=2,因此△AKF的面积等于|AK|·y1=×4×2=4.

例4.分别过点A、B作AA1、BB1垂直于l,且垂足分别为A1、B1,由已知条件|BC|=2|BF|得|BC|=2|BB1|,∴∠BCB1=30°,又|AA1|=|AF|=3,

∴|AC|=2|AA1|=6,∴|CF|=|AC|-|AF|=6-3=3,∴F为线段AC的中点.故点F到准线的距离为p=|AA1|=,故抛物线的方程为y2=3x.

三、抛物线的综合问题

例5、(1)直线AB的方程是y=2(x-),与y2=2px联立,从而有4x2-5px+p2=0,所以:x1+x2=,由抛物线定义得:|AB|=x1+x2+p=9,

所以p=4,从而抛物线方程是y2=8x.

(2)由p=4,4x2-5px+p2=0可简化为x2-5x+4=0,从而x1=1,x2=4,y1=-2,y2=4,从而A(1,-2),B(4,4);

=(x3,y3)=(1,-2)+λ(4,4)=(4λ+1,4λ-2).

又y=8x3,即[2(2λ-1)]2=8(4λ+1).

即(2λ-1)2=4λ+1.解得λ=0,或λ=2.

例6、

(1)设动点P的坐标为(x,y),由题意有-|x|=1.化简得y2=2x+2|x|.当x≥0时,y2=4x;当x0)的准线为x=-,由抛物线定义和已知条件可知

|MF|=1-(-)=1+=2,解得p=2,故所求抛物线C的方程为y2=4x.

(2)联立消去x并化简整理得y2+8y-8b=0.

依题意应有Δ=64+32b>0,解得b>-2.设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=-8,y1y2=-8b,设圆心Q(x0,y0),则应用x0=,y0==-4.

因为以AB为直径的圆与x轴相切,所以圆的半径为r=|y0|=4.

又|AB|===

所以|AB|=2r==8,解得b=-.

所以x1+x2=2b-2y1+2b-2y2=4b+16=,

则圆心Q的坐标为(,-4).故所求圆的方程为(x-)2+(y+4)2=16.

练习题

1.已知抛物线x2=ay的焦点恰好为双曲线y2-x2=2的上焦点,则a等于

(

)

A.1

B.4

C.8

D.16

2.抛物线y=-4x2上的一点M到焦点的距离为1,则点M的纵坐标是

(

)

A.-

B.-

C.

D.

3.(2011·辽宁高考)已知F是拋物线y2=x的焦点,A,B是该拋物线上的两点,|AF|+|BF|=3,则线段AB的中点到y轴的距离为

(

)

A.

B.1

C.

D.

4.已知抛物线y2=2px,以过焦点的弦为直径的圆与抛物线准线的位置关系是

(

)

A.相离

B.相交

C.相切

D.不确定

5.(2012·宜宾检测)已知F为抛物线y2=8x的焦点,过F且斜率为1的直线交抛物线于A、B两点,则||FA|-|FB||的值等于

(

)

A.4

B.8C.

8

D.16

6.在y=2x2上有一点P,它到A(1,3)的距离与它到焦点的距离之和最小,则点P的坐标是

(

)

A.(-2,1)

B.(1,2)

C.(2,1)

D.(-1,2)

7.设抛物线y2=8x的焦点为F,准线为l,P为抛物线上一点,PA⊥l,A为垂足.如果直线AF的斜率为-,那么|PF|=

(

)

A.4

B.8

C.8

D.16

8.(2011·陕西高考)设抛物线的顶点在原点,准线方程为x=-2,则抛物线的方程是

(

)

A.y2=-8x

B.y2=8x

C.y2=-4x

D.y2=4x

9.(2012·永州模拟)以抛物线x2=16y的焦点为圆心,且与抛物线的准线相切的圆的方程为________.

10.已知抛物线的顶点在原点,对称轴为y轴,抛物线上一点Q(-3,m)到焦点的距离是5,则抛物线的方程为________.

11.已知抛物线y2=4x与直线2x+y-4=0相交于A、B两点,抛物线的焦点为F,那么|

|

+|

|

=________.

12.过抛物线y2=4x的焦点作直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,

y2)两点,若x1+x2=6,那么

|AB|等于________

13.根据下列条件求抛物线的标准方程:

(1)抛物线的焦点是双曲线

16x2-9y2=144的左顶点;

(2)过点P(2,-4).

14.已知点A(-1,0),B(1,-1),抛物线C:y2=4x,O为坐标原点,过点A的动直线l交抛物线C于M,P两点,直线MB交抛物线C于另一点Q.若向量与的夹角为,求△POM的面积.

练习题:

1.解析:根据抛物线方程可得其焦点坐标为(0,),双曲线的上焦点为(0,2),依题意则有=2解得a=8.

2.解析:抛物线方程可化为x2=-,其准线方程为y=.设M(x0,y0),则由抛物线的定义,可知-y0=1?y0=-.

3.解析:根据拋物线定义与梯形中位线定理,得线段AB中点到y轴的距离为:(|AF|+|BF|)-=-=.

4.解析:设抛物线焦点弦为AB,中点为M,准线l,A1、B1分别为A、B在直线l上的射影,则|AA1|=|AF|,|BB1|=|BF|,于是M到l的距离d=(|AA1|+|BB1|)=(|AF|+|BF|)=|AB|=半径,故相切.

5.解析:依题意F(2,0),所以直线方程为y=x-2由,消去y得x2-12x+4=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则||FA|-|FB||=|(x1+2)-(x2+2)|=|x1-x2|===8.

6.解析:如图所示,直线l为抛物线y=2x2的准线,F为其焦点,PN⊥l,AN1⊥l,由抛物线的定义知,|PF|=|PN|,∴|AP|+|PF|=|AP|+|PN|≥|AN1|,当且仅当A、P、N三点共线时取等号.∴P点的横坐标与A点的横坐标相同即为1,则可排除A、C、D.答案:B

7.解析:设抛物线y2=8x的焦点为F,准线为l,P为抛物线上一点,PA⊥l,A为垂足.如果直线AF的斜率为-,那么|PF|=

(

)

A.4

B.8

C.8

D.16

8.解析:由准线方程x=-2,可知抛物线为焦点在x轴正

,半轴上的标准方程,同时得p=4,所以标准方程为

y2=2px=8x

9.解析:抛物线的焦点为F(0,4),准线为y=-4,则圆心为(0,4),半径r=8.

所以,圆的方程为x2+(y-4)2=64.

10.解析:设抛物线方程为x2=ay(a≠0),则准线为y=-.∵Q(-3,m)在抛物线上,∴9=am.而点Q到焦点的距离等于点Q到准线的距离,∴|m-(-)|=5.将m=代入,得|+|=5,解得,a=±2,或a=±18,∴所求抛物线的方程为x2=±2y,或x2=±18y.

11.解析:由,消去y,得x2-5x+4=0(*),方程(*)的两根为A、B两点的横坐标,故x1+x2=5,因为抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),所以|

|

+|

|

=(x1+1)+(x2+1)=7

12.解析:因线段AB过焦点F,则|AB|=|AF|+|BF|.又由抛物线的定义知|AF|=x1+1,|BF|=x2+1,故|AB|=x1+x2+2=8.

13.解析:双曲线方程化为-=1,左顶点为(-3,0),由题意设抛物线方程为

y2=-2px(p>0),则-=-3,∴p=6,∴抛物线方程为y2=-12x.

(2)由于P(2,-4)在第四象限且抛物线对称轴为坐标轴,可设抛物线方程为y2=mx或x2=ny,代入P点坐标求得m=8,n=-1,

∴所求抛物线方程为y2=8x或x2=-y.

14.解:设点M(,y1),P(,y2),

∵P,M,A三点共线,

∴kAM=kPM,

即=,即=,∴y1y2=4.

·

=·+y1y2=5.∵向量

的夹角为,

∴|

|·|

|·cos=5.∴S△POM=|

|

·|

|

·sin=.

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