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1、第7講 拋物線
[基礎(chǔ)題組練]
1.拋物線y=ax2(a<0)的準線方程是( )
A.y=- B.y=-
C.y= D.y=
解析:選B.拋物線y=ax2(a<0)可化為x2=y(tǒng),準線方程為y=-.故選B.
2.已知點M是拋物線C:y2=2px(p>0)上一點,F(xiàn)為C的焦點,MF的中點坐標是(2,2),則p的值為( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:選D.由題意得F,那么M在拋物線上,即16=2p,即p2-8p+16=0,解得p=4.
3.(2019·四川成都檢測)已知拋物線C:y2=4x的焦點為F,點A(0,-).若線段FA與拋物
2、線C相交于點M,則|MF|=( )
A. B.
C. D.
解析:選A.由題意,F(xiàn)(1,0),|AF|=2,設|MF|=d,則M到準線的距離為d,M的橫坐標為d-1,由三角形相似,可得=,所以d=,故選A.
4.直線l過拋物線y2=2px(p>0)的焦點,且與拋物線交于A,B兩點,若線段AB的長是8,AB的中點到y(tǒng)軸的距離是2,則此拋物線方程是( )
A.y2=12x B.y2=8x
C.y2=6x D.y2=4x
解析:選B.設A(x1,y1),B(x2,y2),根據(jù)拋物線定義,
x1+x2+p=8,
因為AB的中點到y(tǒng)軸的距離是2,所以=2,
所以p
3、=4;所以拋物線方程為y2=8x.故選B.
5.拋物線x2=2py(p>0)的焦點為F,其準線與雙曲線-=1相交于A,B兩點,若△ABF為等邊三角形,則p=________.
解析:在等邊三角形ABF中,AB邊上的高為p,=p,所以B.
又因為點B在雙曲線上,故-=1,解得p=6.
答案:6
6.(2019·云南大理州模擬)在直角坐標系xOy中,有一定點M(-1,2),若線段OM的垂直平分線過拋物線x2=2py(p>0)的焦點,則該拋物線的準線方程是________.
解析:依題意可得線段OM的垂直平分線的方程為2x-4y+5=0,
把焦點坐標代入可求得p=,
所以準線方程為y
4、=-.
答案:y=-
7.頂點在原點,焦點在x軸上的拋物線截直線y=2x-4所得的弦長|AB|=3,求此拋物線方程.
解:設所求的拋物線方程為y2=ax(a≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),把直線y=2x-4代入y2=ax,
得4x2-(a+16)x+16=0,
由Δ=(a+16)2-256>0,得a>0或a<-32.
又x1+x2=,x1x2=4,
所以|AB|=
= =3,
所以5=45,
所以a=4或a=-36.
故所求的拋物線方程為y2=4x或y2=-36x.
8.已知拋物線y2=2px(p>0)的焦點為F,A是拋物線上橫坐標為4,且位于x軸上方的點,
5、A到拋物線準線的距離等于5,過A作AB垂直于y軸,垂足為B,OB的中點為M.
(1)求拋物線的方程;
(2)若過M作MN⊥FA,垂足為N,求點N的坐標.
解:(1)拋物線y2=2px的準線為x=-,
于是4+=5,所以p=2.所以拋物線方程為y2=4x.
(2)因為點A的坐標是(4,4),
由題意得B(0,4),M(0,2).
又因為F(1,0),所以kFA=,
因為MN⊥FA,所以kMN=-.
所以FA的方程為y=(x-1),①
MN的方程為y-2=-x,②
聯(lián)立①②,
解得x=,y=,
所以N的坐標為.
[綜合題組練]
1.已知拋物線x2=4y上一動點P到x軸
6、的距離為d1,到直線l:x+y+4=0的距離為d2,則d1+d2的最小值是( )
A.+2 B.+1
C.-2 D.-1
解析:選D.拋物線x2=4y的焦點F(0,1),由拋物線的定義可得d1=|PF|-1,則d1+d2=|PF|+d2-1,而|PF|+d2的最小值等于焦點F到直線l的距離,即(|PF|+d2)min==,所以d1+d2的最小值是-1.
2.(綜合型)(2019·湖北武漢部分學校調(diào)研)過拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點F,且斜率為的直線交C于點M(M在x軸上方),l為C的準線,點N在l上且MN⊥l,若|NF|=4,則M到直線NF的距離為( )
A.
7、 B.2
C.3 D.2
解析:選B.法一:因為直線MF的斜率為,MN⊥l,所以∠NMF=60°,又|MF|=|MN|,且|NF|=4,所以△NMF是邊長為4的等邊三角形,所以M到直線NF的距離為2.故選B.
法二:由題意可得直線MF的方程為x=y(tǒng)+,與拋物線方程聯(lián)立消去x可得y2-py-p2=0,解得y=-p或y=p,又點M在x軸上方,所以M,因為MN⊥l,所以N,所以|NF|==2p.由題意2p=4,解得p=2,所以N(-1,2),F(xiàn)(1,0),直線NF的方程為x+y-=0,且點M的坐標為(3,2),利用點到直線的距離公式可得M到直線NF的距離為=2.故選B.
法三:由題意可
8、得直線MF的方程為x=y(tǒng)+,與拋物線方程聯(lián)立消去x可得y2-py-p2=0,解得y=-p或y=p,又點M在x軸上方,所以M,因為MN⊥l,所以N,所以|NF|==2p.由題意2p=4,解得p=2,所以N(-1,2),F(xiàn)(1,0),M(3,2),設M到直線NF的距離為d,在△MNF中,S△MNF=|NF|×d=|MN|×yM,所以d=×4×2=2,故選B.
3.(應用型)如圖所示是拋物線形拱橋,當水面在l時,拱頂離水面2 m,水面寬4 m.水位下降1 m后,水面寬________m.
解析:建立如圖所示的平面直角坐標系,設拋物線方程為x2=-2py(p>0),則A(2,-2),將其坐標代入x
9、2=-2py,得p=1.
所以x2=-2y.
當水面下降1 m,得D(x0,-3)(x0>0),將其坐標代入x2=-2y,得x=6,所以x0=.
所以水面寬|CD|=2 m.
答案:2
4.已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點為F,直線y=4與C的交點為P,與y軸的交點為Q,且|PF|=|PQ|,則拋物線C的方程為________.
解析:設P(x0,4).將點P的坐標代入y2=2px(p>0),得x0=,所以|PQ|=,|PF|=+.由題意得+=×.又p>0,解得p=2.所以拋物線C的方程為y2=4x.
答案:y2=4x
5.(2018·高考全國卷Ⅱ)設拋物線C:y2=
10、4x的焦點為F,過F且斜率為k(k>0)的直線l與C交于A,B兩點,|AB|=8.
(1)求l的方程;
(2)求過點A,B且與C的準線相切的圓的方程.
解:(1)由題意得F(1,0),l的方程為y=k(x-1)(k>0).
設A(x1,y1),B(x2,y2).
由得k2x2-(2k2+4)x+k2=0.
Δ=16k2+16>0,故x1+x2=.
所以|AB|=|AF|+|BF|=(x1+1)+(x2+1)=.
由題設知=8,解得k=-1(舍去),k=1.
因此l的方程為y=x-1.
(2)由(1)得AB的中點坐標為(3,2),所以AB的垂直平分線方程為y-2=-(x-3)
11、,即y=-x+5.
設所求圓的圓心坐標為(x0,y0),
則
解得或
因此所求圓的方程為(x-3)2+(y-2)2=16或(x-11)2+(y+6)2=144.
6.(綜合型)如圖所示,拋物線關(guān)于x軸對稱,它的頂點在坐標原點,點P(1,2),A(x1,y1),B(x2,y2)均在拋物線上.
(1)寫出該拋物線的方程及其準線方程;
(2)當PA與PB的斜率存在且傾斜角互補時,求y1+y2的值及直線AB的斜率.
解:(1)由已知條件,可設拋物線的方程為y2=2px(p>0).
因為點P(1,2)在拋物線上,
所以22=2p×1,
解得p=2.
故所求拋物線的方程是y2=4x,準線方程是x=-1.
(2)設直線PA的斜率為kPA,直線PB的斜率為kPB.
則kPA=(x1≠1),
kPB=(x2≠1),
因為PA與PB的斜率存在且傾斜角互補,
所以kPA=-kPB.
由A(x1,y1),B(x2,y2)均在拋物線上,
得
所以=-,
所以y1+2=-(y2+2).
所以y1+y2=-4.
由 ①-②得,y-y=4(x1-x2),
所以kAB===-1.
6