2021年高考数学(理)一轮复习题型归纳与训练 专题9.7 抛物线(教师版含解析)
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1、2021 年高考理科数学一轮复习:题型全归纳与高效训练突破年高考理科数学一轮复习:题型全归纳与高效训练突破 专题专题 9.7 抛物线抛物线 目录 一、考点全归纳一、考点全归纳 1抛物线的定义 满足以下三个条件的点的轨迹是抛物线: (1)在平面内 (2)动点到定点 F 的距离与到定直线 l 的距离相等 (3)定点不在定直线上 2抛物线的标准方程和几何性质 标准方程 y22px(p0) y22px(p0) x22py(p0) x22py(p0) p 的几何意义:焦点 F 到准线 l 的距离 图形 顶点 O(0,0) 对称轴 y0 x0 焦点 F p 2,0 F p 2,0 F 0,p 2 F 0,
2、p 2 离心率 e1 准线方程 xp 2 xp 2 yp 2 yp 2 范围 x0,yR x0,yR y0,xR y0,xR 开口方向 向右 向左 向上 向下 焦半径(其中 P(x0,y0) |PF|x0p 2 |PF|x0p 2 |PF|y0p 2 |PF|y0p 2 【常用结论】 1抛物线 y22px(p0)上一点 P(x0,y0)到焦点 F p 2,0 的距离|PF|x0 p 2,也称为抛物线的焦半径 2y2ax(a0)的焦点坐标为 a 4,0 ,准线方程为 x a 4. 3如图,设 A(x1,y1),B(x2,y2) (1)y1y2p2,x1x2p 2 4 . (2)|AB|x1x2p
3、 2p sin2( 为 AB 的倾斜角) (3) 1 |AF| 1 |BF|为定值 2 p. (4)以 AB 为直径的圆与准线相切 (5)以 AF 或 BF 为直径的圆与 y 轴相切 二、题型全归纳二、题型全归纳 题型一题型一 抛物线的定义及应用抛物线的定义及应用 【解题要点】利用抛物线的定义可解决的常见问题【解题要点】利用抛物线的定义可解决的常见问题 (1)轨迹问题:用抛物线的定义可以确定动点与定点、定直线距离有关的轨迹是否为抛物线 (2)距离问题:涉及抛物线上的点到焦点的距离和到准线的距离问题时,注意在解题中利用两者之间的关系 进行相互转化 (3)看到准线想焦点,看到焦点想准线,这是解决抛
4、物线焦点弦有关问题的重要途径 (4)注意灵活运用抛物线上一点 P(x,y)到焦点 F 的距离|PF|x|p 2或|PF|y| p 2. 【例 1】 过点 F(0,3)且和直线 y30 相切的动圆圆心的轨迹方程为( ) Ay212x By212x Cx212y Dx212y 【答案】 D 【解析】 由题意,得动圆的圆心到直线 y3 的距离和到点 F(3,0)的距离相等,所以动圆的圆心是以点 F(0,3)为焦点,直线 y3 为准线的抛物线,其方程为 x212y. 【例【例 2】 (2020 沈阳模拟沈阳模拟)抛物线 y26x 上一点 M(x1,y1)到其焦点的距离为9 2,则点 M 到坐标原点的距
5、离为 _ 【答案】 3 3 【解析】 由题意,知焦点坐标为 3 2,0 ,准线方程为 x 3 2,点 M(x1,y1)到焦点的距离等于它到准线的 距离,所以 x13 2 9 2,解得 x13,所以 y 2 118,所以|OM| x 2 1y 2 13 3. 【例3】 设P是抛物线y24x上的一个动点, F为抛物线的焦点, 若B(3, 2), 则|PB|PF|的最小值为_ 【答案】 4 【解析】 如图, 过点 B 作 BQ 垂直准线于点 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. 题型二题型二 抛物线的标准方程
6、抛物线的标准方程 【规律与方法】求抛物线的标准方程应注意以下几点【规律与方法】求抛物线的标准方程应注意以下几点 (1)当坐标系已建立时,应根据条件确定抛物线的标准方程属于四种类型中的哪一种 (2)要注意把握抛物线的顶点、对称轴、开口方向与方程之间的对应关系 (3)要注意参数 p 的几何意义是焦点到准线的距离,利用它的几何意义来解决问题 【例【例 1】 (2019 全国卷)若抛物线 y22px(p0)的焦点是椭圆x 2 3p y2 p1 的一个焦点,则 p( ) A2 B3 C4 D8 【答案】 D 【解析】 抛物线 y22px(p0)的焦点坐标为 p 2,0 ,椭圆 x2 3p y2 p1 的
7、焦点坐标为( ) 2p,0 .由题意得p 2 2p,解得 p0(舍去)或 p8.故选 D. 【例 2】 (2019 北京高考)设抛物线 y24x 的焦点为 F,准线为 l,则以 F 为圆心,且与 l 相切的圆的方程为 _ 【答案】 (x1)2y24 【解析】 抛物线 y24x 的焦点 F 坐标为(1,0),准线 l 的方程为 x1,以 F 为圆心,且与 l 相切的圆的 方程为(x1)2y24. 【例 3】 如图, 过抛物线 y22px(p0)的焦点 F 的直线 l 交抛物线于点 A, B, 交其准线于点 C, 若|BC|2|BF|, 且|AF|3,则此抛物线的方程为( ) Ay29x By26
8、x Cy23x Dy2 3x 【答案】 C 【解析】 如图,过点 A,B 分别作准线的垂线,交准线于点 E,D,设|BF|a,则由已知得|BC|2a,由 抛物线定义得|BD|a,故BCD30,在直角三角形 ACE 中,因为|AE|AF|3,|AC|33a,2|AE| |AC|, 所以 33a6, 从而得 a1, |FC|3a3, 所以 p|FG|1 2|FC| 3 2, 因此抛物线的方程为 y 23x, 故选 C. 题型三题型三 抛物线的性质抛物线的性质 【解题要点】抛物线几何性质的应用技巧【解题要点】抛物线几何性质的应用技巧 (1)涉及抛物线几何性质的问题常结合图形思考,通过图形可以直观地看
9、出抛物线的顶点、对称轴、开口方 向等几何特征,体现了数形结合思想解题的直观性 (2)与抛物线的焦点弦长有关的问题,可直接应用公式求解解题时,需依据抛物线的标准方程,确定弦长 公式是由交点横坐标还是由交点纵坐标定,是 p 与交点横(纵)坐标的和还是与交点横(纵)坐标的差,这是正 确解题的关键 【例 1】已知抛物线 y22px(p0)的焦点为 F,A(x1,y1),B(x2,y2)是过 F 的直线与抛物线的两个交点,求 证: (1)y1y2p2,x1x2p 2 4 ; (2) 1 |AF| 1 |BF|为定值; (3)以 AB 为直径的圆与抛物线的准线相切 【证明】 (1)由已知得抛物线焦点坐标为
10、 F(p 2,0) 由题意可设直线方程为 xmyp 2,代入 y 22px, 得 y22p myp 2 ,即 y22pmyp20.(*) 则 y1,y2是方程(*)的两个实数根,所以 y1y2p2. 因为 y212px1,y222px2, 所以 y21y224p2x1x2, 所以 x1x2y 2 1y 2 2 4p2 p4 4p2 p2 4 . (2) 1 |AF| 1 |BF| 1 x1p 2 1 x2p 2 x1x2p x1x2p 2(x1x2) p2 4 . 因为 x1x2p 2 4 ,x1x2|AB|p,|AB|x1x2p,代入上式,得 1 |AF| 1 |BF| |AB| p2 4
11、p 2(|AB|p) p2 4 2 p(定值) (3)设 AB 的中点为 M(x0,y0),如图,分别过 A,B 作准线的垂线,垂足为 C,D,过 M 作准线的垂线,垂足 为 N,则|MN|1 2(|AC|BD|) 1 2(|AF|BF|) 1 2|AB|.所以以 AB 为直径的圆与抛物线的准线相切 【例 2】 (2020 河南郑州二模河南郑州二模)已知抛物线 C:y22x,过原点作两条互相垂直的直线分别交 C 于 A,B 两点 (A,B 均不与坐标原点重合),则抛物线的焦点 F 到直线 AB 的距离的最大值为( ) A2 B3 C.3 2 D4 【答案】C. 【解析】 :设直线 AB 的方程
12、为 xmyt,A(x1,y1),B(x2,y2) 由 xmyt, y22x y22my2t0y1y22t, 由 OAOBx1x2y1y2(y1y2) 2 4 y1y20y1y24, 所以 t2,即直线 AB 过定点(2,0) 所以抛物线的焦点 F 到直线 AB 的距离的最大值为 21 2 3 2.故选 C. 【例 3】 (2020 洛阳模拟洛阳模拟)已知 F 是抛物线 C1: y22px(p0)的焦点, 曲线 C2是以 F 为圆心, p 2为半径的圆, 直线 4x3y2p0 与曲线 C1,C2从上到下依次相交于点 A,B,C,D,则|AB| |CD|( ) A16 B4 C.8 3 D5 3
13、【答案】A 【解析】 :因为直线 4x3y2p0 过 C1的焦点 F(C2的圆心),故|BF|CF|p 2,所以 |AB| |CD| |AF|p 2 |DF|p 2 .由抛物 线的定义得|AF|p 2xA, |DF| p 2xD.由 4x3y2p0, y22px 整理得 8x217px2p20, 即(8xp)(x2p)0, 可得 xA2p,xDp 8,故 |AB| |CD| xA xD 2p p 8 16.故选 A. 题型题型四四 直线与抛物线的位置关系直线与抛物线的位置关系 【规律方法】【规律方法】1直线与抛物线交点问题的解题思路直线与抛物线交点问题的解题思路 (1)求交点问题,通常解直线方
14、程与抛物线方程组成的方程组 (2)与交点相关的问题通常借助根与系数的关系或用向量法解决 2解决抛物线的弦及弦中点问题的常用方法解决抛物线的弦及弦中点问题的常用方法 (1)有关直线与抛物线的弦长问题,要注意直线是否过抛物线的焦点,若过抛物线的焦点,可直接使用焦点 弦公式,若不过焦点,则必须用一般弦长公式 (2)涉及抛物线的弦长、中点、距离等相关问题时,一般利用根与系数的关系采用“设而不求”“整体代入”等 解法 【提醒】 :【提醒】 :为了回避讨论直线斜率存在和不存在,可以灵活设直线方程 类型一类型一 直线与抛物线相切问题直线与抛物线相切问题 【例 1】 (2019 全国卷全国卷)已知曲线 C:y
15、x 2 2,D 为直线 y 1 2上的动点,过 D 作 C 的两条切线,切点分 别为 A,B. (1)证明:直线 AB 过定点; (2)若以 E 0,5 2 为圆心的圆与直线 AB 相切,且切点为线段 AB 的中点,求四边形 ADBE 的面积 【答案】见解析 【解析】 (1)证明:设 D t,1 2 ,A(x1,y1),则 x212y1. 因为 yx,所以切线 DA 的斜率为 x1, 故 y11 2 x1tx1. 整理得 2tx12y110. 设 B(x2,y2),同理可得 2tx22y210. 故直线 AB 的方程为 2tx2y10. 所以直线 AB 过定点 0,1 2 . (2)由(1)得
16、直线 AB 的方程为 ytx1 2. 由 ytx1 2, yx 2 2 可得 x22tx10. 于是 x1x22t,x1x21, y1y2t(x1x2)12t21, |AB| 1t2|x1x2| 1t2 x1x224x1x22(t21) 设 d1,d2分别为点 D,E 到直线 AB 的距离, 则 d1 t21,d2 2 t21. 因此,四边形 ADBE 的面积 S1 2|AB|(d1d2)(t 23) t21. 设 M 为线段 AB 的中点,则 M t,t21 2 . 因为EM AB ,而EM (t,t22),AB 与向量(1,t)平行, 所以 t(t22)t0,解得 t0 或 t 1. 当
17、t0 时,S3;当 t 1 时,S4 2. 因此,四边形 ADBE 的面积为 3 或 4 2. 类型二类型二 过焦点的直线与抛物线相交问题过焦点的直线与抛物线相交问题 【例【例 2】 (2020 湖南长郡中学模拟湖南长郡中学模拟)已知 F 为抛物线 C:y24x 的焦点,E 为其准线与 x 轴的交点,过 F 的 直线交抛物线 C 于 A,B 两点,M 为线段 AB 的中点,且|ME| 11,则|AB|( ) A6 B3 3 C8 D9 【答案】 A 【解析】 根据题意,知直线 AB 的斜率存在且不为零,抛物线的焦点坐标是 F(1,0)设直线 AB:yk(x 1),将直线方程与抛物线方程联立得方
18、程组 y24x, ykx1, 消去 y 并整理,得 k2x2(2k24)xk20,则 x1 x22k 24 k2 ,从而 M k22 k2 ,2 k .又 E(1,0),根据|ME| 11,得 k22 k2 1 24 k211,解得 k 22.所以|AB| x1x2p24 k226.故选 A. 【例 3】 过抛物线 y22px(p0)的焦点作直线 l 与抛物线交于 A,B 两点,直线 l 与 y 轴的负半轴交于点 C. 若AB 3BC,则直线 l 的斜率为_ 【答案】2 2 【解析】解法一:设 A(x1,y1),B(x2,y2),直线 l 的方程为 yk xp 2 (k0)由AB 3BC,得
19、x 14x2.由 y22px, yk xp 2 得 k2x2(k22)pxp 2k2 4 0, 则 x1x2pk 22 k2 , x1x2p 2 4 , 故x1x2 x1x2 2k 22 k2 , 即5 22 4 k2, 解得 k2 2. 解法二: 设直线 l:yk xp 2 (k0),A(x1,y1),B(x2,y2)由AB 3BC,得 x 14x2.由 y22px, yk xp 2 , 得 k2x2(k22)pxp 2k2 4 0,则 x1x2p 2 4.所以 x1p,y1 2p,则直线 l 的斜率 k y1 x1p 2 2p pp 2 2 2. 类型三类型三 不过焦点的直线与抛物线相交问
20、题不过焦点的直线与抛物线相交问题 【例【例 4】 (2019 全国卷全国卷)已知抛物线 C:y23x 的焦点为 F,斜率为3 2的直线 l 与 C 的交点为 A,B,与 x 轴的交点为 P. (1)若|AF|BF|4,求 l 的方程; (2)若AP 3PB,求|AB|. 【答案】见解析 【解析】 设直线 l:y3 2xt,A(x1,y1),B(x2,y2) (1)由题设得 F 3 4,0 , 故|AF|BF|x1x23 2. 又|AF|BF|4,所以 x1x25 2. 由 y3 2xt, y23x 可得 9x212(t1)x4t20, 则 x1x24t1 3 . 从而4t1 3 5 2,得 t
21、 7 8. 所以 l 的方程为 y3 2x 7 8. (2)由AP 3PB可得 y 13y2. 由 y3 2xt, y23x 可得 y22y2t0, 所以 y1y22,从而3y2y22,故 y21,y13. 代入 C 的方程得 x13,x21 3, 即 A(3,3),B 1 3,1 . 故|AB|4 13 3 . 三、高效训练突破三、高效训练突破 一、选择题一、选择题 1若抛物线 y22px(p0)的焦点是椭圆x 2 3p y2 p1 的一个焦点,则 p( ) A2 B3 C4 D8 【答案】D. 【解析】 :由题意,知抛物线的焦点坐标为 p 2,0 ,椭圆的焦点坐标为( 2p,0),所以 p
22、 2 2p,解得 p8, 故选 D. 2(2020 河北衡水三模河北衡水三模)设 F 为抛物线 y24x 的焦点,A,B,C 为该抛物线上三点,若 A,B,C 三点坐标 分别为(1,2),(x1,y1),(x2,y2),且|FA |FB|FC|10,则 x 1x2( ) A6 B5 C4 D3 【答案】A. 【解析】 :根据抛物线的定义,知|FA |,|FB|,|FC|分别等于点 A,B,C 到准线 x1 的距离,所以由|FA| |FB |FC|10,可得 2x 11x2110,即 x1x26.故选 A. 3(2020 河北邯郸一模河北邯郸一模)位于德国东部萨克森州的莱科勃克桥有“仙境之桥”之
23、称,它的桥形可近似地看成 抛物线,该桥的高度为 5 m,跨径为 12 m,则桥形对应的抛物线的焦点到准线的距离为( ) A.25 12 m B25 6 m C.9 5 m D18 5 m 【答案】D. 【解析】 :建立如图所示的平面直角坐标系 设抛物线的解析式为 x22py,p0, 因为抛物线过点(6,5),所以 3610p,可得 p18 5 , 所以桥形对应的抛物线的焦点到准线的距离为18 5 m故选 D. 4(2020 河南安阳三模河南安阳三模)已知抛物线 C:y22px(p0)的焦点为 F,准线为 l,l 与 x 轴的交点为 P,点 A 在 抛物线 C 上,过点 A 作 AAl,垂足为
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