高三数学专题复习——圆锥曲线(抛物线)
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高三数学专题复习——圆锥曲线(抛物线)
【知识网络】
1.掌握抛物线的定义、标准方程和抛物线的简单几何性质. 2.了解抛物线简单应用. 3.进一步体会数形结合思想. 【典型例题】
[例1](1)设R a a ∈≠,0,则抛物线2
4ax y =的焦点坐标为( )
A、 (a,0) B、 (0,a) C、 (0,
a
161
) D、 随a 的符号而定 (2)顶点在原点,准线为y=2的抛物线方程为(D)
A .y 2=8x
B .y 2=-8x
C .x 2=8y
D .x 2=-8y (3)已知:P为抛物线y=
2
4
1x 上的任意一点,F为抛物线的焦点,点A坐标为(1,1),则|PF |+|PA |的最小值为 ( ) A .
16
17
B .2
C .12+
D .12-
(4)已知抛物线y 2=4x 过点P (4,0)的直线与抛物线相交于A (x 1,y 1),B(x 2,y 2)两点,则y 12+y 22的最小值是 . (5)已知抛物线C 1:y=2x 2与抛物线C 2关于直线y=-x 对称,则C 2的准线方程是 .
[例2] 抛物线的焦点F 在x 轴上,直线y =-3与抛物线相交于点A,5=AF ,求抛物线的标准方程.
[例3]如图,抛物线px y 22
=的弦21P P 交x 轴于点Q ,过1P 、2P 分别作x 轴的垂线,垂足为M 、N ,求证:OQ 是OM 和ON 的比例中项.
[例4] 如图,M (a ,0)(a >0)是抛物线y 2=4x 对称轴上一点,过M 作抛物线的弦AMB ,交抛物线与A ,B .
(1)若a =2,求弦AB 中点的轨迹方程;
(2)过M 作抛物线的另一条割线CMD (如图),与抛物线交于CD ,若AD 与y 轴交与点E ,连ME ,BC ,求证:ME ∥BC .
【课内练习】
1.以抛物线)0(22
>=p px y 的焦半径PF 为直径的圆与y 轴位置关系为( )
A、 相交 B、 相离 C、 相切 D、 不确定 2.抛物线方程为7x +8y 2=0,则焦点坐标为( ) A .(716 ,0) B .(-732 ,0) C .(0,- 732 ) D .(0,- 7
16 )
3.抛物线y=-x 2上的点到直线4x +3y -8=0距离的最小值是 ( ) A .43 B .75 C .8
5 D .3
4.设O 为坐标原点,F 为抛物线y 2=4x 的焦点,A 为抛物线上一点,若OA → ·AF →
=-4,则A 点坐标为 ( )
A .(2,±2 2 )
B .(1,±2)
C .(1,2)
D .(2,2 2 )
5.抛物线y 2=-2px(p >0)上一点横坐标为-9,它到焦点的距离为10,这点的坐标为 . 6.过抛物线x y =2的焦点F 的直线m 的倾斜角m ,4
π
θ≥
交抛物线于A 、B 两点,且A 点
在x 轴上方,则|FA|的取值范围是 .
7.一动圆M和直线:4l x =-相切,并且经过点(4,0)F ,则圆心M的轨迹方程是 . 8.直线l 过抛物线)0(22
>=p px y 的焦点且与x 轴垂直,若l 被抛物线截得的线段长为6,求p 的值.
9.已知直线l :y= 3 x +4被抛物线x 2=2p y(p >0)截得的弦长为4 3 .
(1)求抛物线的方程;
(2)在该抛物线上位于直线l 下方的部分中,求一点M ,使M 到l 的距离最远.
10.已知抛物线y 2=4ax(a >0)的焦点为A ,以B (a+4,0)为圆心,|AB|长为半径画圆,在x 轴上方交抛物线于M 、N 不同的两点,若P 为MN 的中点.
(1)求a 的取值范围; (2)求|AM|+|AN|的值;
(3)问是否存在这样的a 值,使|AM|、|AP|、|AN|成等差数列?
抛物线 A 组
1.顶点为原点,抛物线对称轴为y 轴,且过点(-4,5),则抛物线的准线方程为( ) A .y=-45 B .y=45 C .x=-45 D .x=4
5
2.已知点P 是抛物线2
2y x =上的动点,点P 在y 轴上的射影是M ,点A 的坐标是
7
(,4)2A ,则||||PA PM +的最小值是( ) A .112 B .4 C .9
2
D .5
3.过点(-1,0)作抛物线y=x 2+x +1的切线,则其中一条切线为 ( )
A .2x +y +2=0
B .3x -y +3=0
C .x +y +1=0
D .x -y +1=0
4.抛物线型拱桥的顶点距水面2m 时,水面宽8m ,若水面升1m ,此时水面宽为 . 5.过抛物线y 2=4x 焦点的直线交抛物线于A ,B 两点,已知|AB|=10,O 为坐标原点,则△OAB 的重心的坐标为 .
6.求以原点为顶点,坐标轴为对称轴,且过点P(2,-4)的抛物线的方程.
7.已知抛物线C 的顶点在原点,焦点F 在x 轴正半轴上,设A ,B 是抛物线C 上的两个动点(AB 不垂直于x 轴),且|AF|+|BF|=8,线段AB 的垂直平分线恒经过定点Q (6,0),求
此抛物线方程.
8.已知抛物线x y 22
=及定点),0,1(),1,1(-B A M 是抛物线上的点,设直线BM AM ,与抛
物线的另一交点分别为21,M M .求证:当点M 在抛物线上变动时(只要21,M M 存在且1M 与2M 是不同两点),直线21M M 恒过一定点,并求出定点的坐标
B 组
1.抛物线24y x =上的一点M 到焦点的距离为1,则点M 的纵坐标是( )
A .
1716 B .1516 C .7
8
D .0 2.已知两点M (-2,0),N (2,0),点P 为坐标平面内的动点,满足|MN → |·|MP → |+MN → ·NP →
=0,则动点P (x,y )的轨迹方程是 ( ) A .y 2=8x B .y 2=-8x C .y 2=4x D .y 2=-4x
3.已知P 是抛物线y=2x 2+1上的动点,定点A (0,―1),点M 分PA →
所成的比为2,则点
M 的轨迹方程是( ) A 、y=6x 2―
31 B 、x=6y 2-31 C 、y=3x 2+3
1
D 、y=―3x 2―1 4.有一个正三角形的两个顶点在抛物线y 2=2 3 x 上,另一个顶点在原点,则这个三角形的
边长是 .
5.对正整数n ,设抛物线x n y )12(22
+=,过)0,2(n P 任作直线l 交抛物线于n n B A ,两点,
则数列??
????????+?)1(2n n n 的前n 项和公式是 .
6.焦点在x 轴上的抛物线被直线y=2x +1截得的弦长为15 ,求抛物线的标准方程.
7.定长为3的线段AB 的两个端点在抛物线y 2=x 上移动,AB 的中点为M ,求点M 到y 轴的最短距离,并求出点M 的坐标.
8.在直角坐标系中,已知点??
?
??0,2p F (p>0), 设点F 关于原点的对称点为B ,以线段FA 为直径的圆与y 轴相切. (1) 点A 的轨迹C 的方程;
(2) PQ 为过F 点且平行于y 轴的曲线C 的弦,试判断PB 与QB 与曲线C 的位置关系. 21M M 是曲线C 的平行于y 轴的任意一条弦,若直线FM1与BM2的交点为M ,试证明点M
在曲线C 上.
抛物线
【典型例题】
例1 (1)C .提示:注意抛物线的开口方向. (2)D .提示:逆用准线方程公式.
(3)B .提示:用抛物线定义结合三角形的性质.
(4)32.提示:设出过点P 的直线方程与抛物线方程联列,用韦达定理及配方法. (5)x=1
8 .提示:在抛物线方程中,先用-x 换y ,同时用-y 换x .得到对称抛物线的标
准方程.
例2. 设所求焦点在x 轴上的抛物线的标准方程为:)0(22
≠=p px y ,)3,(-m A 则由抛物线的定义得2
5p m AF +==,又pm 2)3(2
=- 所以9,1±=±=p p
故所要求抛物线的方程为:x y x y 18,22
2
±=±=
例3、设点1P 、2P 的坐标分别为),(11y x 、),(22y x ,则直线21P P 的方程为
1
21
121x x x x y y y y --=-- ①
由于点Q是直线21P P 和x 轴的交点,令y =0得点Q的横坐标为 2
12
112y y y x y x x --=
.
点1P 和2P 分别在x 轴的上方和下方,不妨设点1P 在x 轴的上方,点2P 在x 轴的下方,则
112px y =,222px y -=.
代入①,得2
12
1122222px px px x px x x ++=
=21x x ,
所以ON OM OQ =2
即证得OQ 是OM 和ON 的比例中项. 例4、(1)当AB 斜率存在时,由a=2,设其方程为 y=k (x -2),弦AB 中点为(x 0,y 0)
由24(2)
y x y k x ?=?=-?得 22224(1)40k x k x k -++=
△=16(k 2+1)2-16k 4=32k 2+16>0
212022
1
20
12222
2212(22)22x x k x k k y y y kx k kx k k ?++===+???
+?==-+-=??
消去k 得y 02=2x 0-4(x 0>2)
当AB 斜率不存在时,其方程为x=2,与抛物线相交,中点为(2,0),满足y 02=2x 0-4. 综上所述,弦AB 中点的轨迹方程y 2=2x -4.
(2)证明:设A (t 12,-2t ),B (t 22, 2t 2),C (t 32,-2t 3),D
(t 42,-2t 4),其中t 1,t 2,t 3,t 4均为正数, 用两点式求得AB 的方程为 y(t 2-t 1)+2t 1t 2=2x
CD 的方程为
y (t 4-t 3)+2t 3t 4=2x
AB ,CD 都经过点M ,故t 1t 2= t 3t 4=a ,
AD 的方程为
y(t 4-t 1)+2t 1t 4=2x AD 与y 轴交点为E (0,
14
14
2t t t t -) k ME =
14
412()
t t a t t -
而k BC =
2322
2323222
t t t t t t +=--=14
2a a t t -=14412()t t a t t - ∴k ME =k BC ,ME ∥BC .
【课内练习】
1.C .提示:利用抛物线的定义.
2.B .提示:先将方程化成标准形式.
3.A .提示:设出与已知直线平行且与抛物线相切的直线方程,用△法求出直线方程,再求两平行线间的距离.
4.B .提示:依据对称性排除C ,D ,再用坐标法排除A . 5.(-9,±6).提示:利用抛物线的定义先求出p . 6.]2
2
1,41(+
.提示:联想抛物线定义. 7.y 2=16x .提示:运用抛物线定义. 8.p=3.提示:运用通径的性质.
9.(1)抛物线的方程为x 2= 23 y ;(2)所求点M
的坐标为(3
,1
2 )
10.(1) 设M (x 1,y 1 ),N (x 2,y 2),P (x 0,y 0 ) 则[ x —(a +4)]2 + y 2 = 16 ( y≥0)
用y 2 = 4ax (a>0) 代入得x 2 + 2 (a —4)x + 8a + a 2 = 0 由
4
△
= ( a —4)2 — (8a + a 2) > 0得:0 < a < 1 (2) ∵A 为焦点 ∴ |AM| + |AN| = (x 1 + a ) + (x 2 + a) = x 1 + x 2 + 2a = 8—2a + 2a = 8.
(3) 若存在a 使使|AM|、|AP|、|AN|成等差数列即 2|AP| = |AM| + |AN| = 8 ∴ |AP| = 4
则 (x 0—a )2 + y 02 = 16,x 0 =
221x x + = 4—a ,y 0 =2
1
(y 1 + y 2) ( 4—2a )2 + a [ 8—
∴ a = 1 与 0 < a < 1 矛盾 故a 不存在.
抛物线 A 组
1.A .提示:用待定系数法先求出抛物线的方程. 2.C .提示:联想抛物线定义.
3.D .提示:设出过定点的直线方程与抛物线方程联列,用△法求解. 4.4 2 .提示:建立坐标系,写抛物线方程. 5.8
3 .提示:由|AB|=10,求出A ,B 两点横坐标之和.
6.由于Q(2,-4)在第四象限且坐标轴是对称轴,可设抛物线方程为)0(22
>=p px y 或)0(22
>=p py x 将Q点的坐标代入,得4=p 或2
1=
p 所以所要求的抛物线的方程为x y 82
=或y x -=2
7.设抛物线方程为y 2=2px(p >0),其准线为x=-
2
p . 设A (x 1,y 1),B(x 2,y 2),由|AF|+|BF|=8得:x 1+x 2=8-p . ∵Q 在AB 的中垂线上,∴QA=QB
即(x 1-6)2+y 12=(x 2-6)2+y 22,又y 12=2px 1, y 22=2px 2, ∴(x 1-x 2)(x 1+x 2-12+2p)=0.
∵AB 与x 轴不垂直,∴x 1≠x 2,x 1+x 2-12+2p=0. ∴p=4,即抛物线的方程为y 2=8x .
8.设),2(
020y y M ,),2
(12
11y y M ,),2(2222y y M ,因为1,,M M A 三点共线,所以
12
12220020
2
101--=--y y y y y y ,即21120001--=+y y y y ,即2)1)((2
0001-=-+y y y y ,求出12001--=y y y 同理可求出0
22
y y =
, 又因为设直线21M M 过定点),(y x U ,则点21,,M M U 共线,所以
2
222
11
222121y x y y y y y y --=--,即
2
1
12121y x y y y y --=+,即2
11212))((y x y y y y -=-+,即02)(2121=++-x y y y y y , 所以由
)
3(02)()2(2
)1(12
21210
2001 =++-=--=
??
???x y y y y y y y y y y
消去21,y y 得042)1(2)2(02
0=-+-+-y y x y y x
上式对任意0y 恒成立,所以得到??
?
??===212y x y x 所以所求的直线21M M 恒过定点)2,1(.
B 组
1.B .提示:用抛物线的定义. 2.B .提示:坐标代入. 3.B .提示:用坐标转移法.
4.12.提示:有两个顶点关于x 轴对称,进而得到直线的倾斜角是6
π和56π.
5.)1(+-n n .提示:求出数列的通项公式.
6.y 2=12x 或y 2=-4x .提示:设抛物线方程后,用韦达定理及弦长公式.
7.M
(54
5,4).提示:数形结合得到当且仅当AB 过焦点时M 到y 轴距离
最小.设出此时的直线方程,用弦长公式解得直线AB 的斜率,并得到AB 的坐标.
8.(1)解:设A (x,y ),则2
2p x 2y )2
p
x (2
2+=+-,
化简得:y 2=2px
(2)由对称性知,PB 和QB 与曲线C 的位置关系是一致的,由题设,不妨P (p ,2
p
)
而1)2
p (2p 0
p k PB =---=
∴直线PB 的方程为y=x+2p ,代入y 2=2px ,消去y 得到
关于x 的一元二次方程 x 2
+px+4
p 2
=0,?=0 ∴直线PB 和QB 均与抛物线相切.
(3)由题意设)t ,p 2t (M 21,)t ,p
2t (M 2
2-,
则直线FM1:)2p
x (2p p 2t
t
y 2
--=
;
直线BM2:)2p x (2p p 2t
t
y 2
++-=
联立方程组解得M 点坐标为23
t
2p (,)t p 2-,
经检验,)2(2)(23
22t
p p t p =- ,∴点M 在曲线C 上.