利用二级结论秒杀抛物线(解析版)
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利用二级结论秒杀抛物线
考点目录
考点一:抛物线中焦半径焦点弦三角形面积秒杀公式
考点二:过焦点的直线与抛物线相交坐标之间的关系秒杀公式
考点三:过焦点的两条相互垂直的弦的和及构成四边形面积最小值秒杀公式
考点四:抛物线中点弦求斜率秒杀公式
考点五:抛物线中以焦半径焦点弦为直径的圆相切问题
考点六:抛物线中阿基米德三角形相关秒杀结论
考点分类
考点一:抛物线中焦半径焦点弦三角形面积秒杀公式
已知倾斜角为θ直线的l经过抛物线y2=2px的焦点F,且与抛物线交于A,B两点,则
①|AF|=
p
1−cosθ
,|BF|=P
1+cosθ,
1
|FA|
+1
|FB|
=2
p.
②|AB|=
2p
sin2θ
,SΔOAB=
p2
2sinθ,|AB|=2p1+
1
k2
.
③|AF|=x A+p
2,|BF|=x B
+
p
2
,|AB|=x A+x B+p.
【精选例题】
1倾斜角为45°的直线l经过抛物线y2=4x的焦点F,且与抛物线相交于A,B两点,则|AB|=()
A.4
3
B.4
C.6
D.8
【答案】D
【分析】根据已知条件,先求出直线l的方程,联立直线l与抛物线方程可得,x2-6x+1=0,再结合抛物线的定义,以及韦达定理,即可求解.
【详解】∵直线l的倾斜角为45°,∴直线l的斜率为1,
∵抛物线y2=4x,∴焦点F(1,0),
∴直线l的方程为y=x-1,
设A x1,y1
,B x2,y2
,
联立直线与抛物线方程
y2=4x
y=x-1
,化简整理可得,x2-6x+1=0,Δ=62-4=32>0,
由韦达定理可得,x1+x2=6,故|AB|=x1+x2+p=6+2=8.故选:D.
2已知A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 是抛物线C :x 2=8y 上的两点,且直线AB 经过C 的焦点,若y 1+y 2=12,则AB =(
)A.12 B.14
C.16
D.18
【答案】C
【分析】结合抛物线的弦长公式计算即可.【详解】AB =y 1+p 2+y 2+p 2=y 1+y 2+p =12+8
2
=16.故选:C .
3已知抛物线y 2=6x ,弦AB 过抛物线的焦点F 且满足AF =3FB
,则弦AB 的中点到y 轴的距离为(
)A.
3
2
B.3
C.
52
D.4
【答案】C
【分析】根据AF =3FB
可得y 1=-3y 2,再根据韦达定理即可求出A ,B 的坐标,进而可求解.【详解】抛物线的焦点F 3
2,0
,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),假设y 2>0,
显然弦AB 所在的直线的斜率存在且不等于零,设弦AB 所在的直线方程为y =k x -3
2
,联立y =k x -3
2 y 2=6x
,消去x 可得,ky 2-6y -9k =0,
所以y 1y 2=-9,因为AF =3FB ,所以32-x 1,-y 1 =3x 2-32,y 2 ,则y 1=-3y 2,
所以y 1y 2=-3y 22=-9,解得y 2=3,所以y 1=-33,所以x 2=y 226=12,x 1=y 21
6=92,
所以弦AB 的中点的坐标为5
2,-3 ,所以弦AB 的中点y 轴的距离为5
2,
故选:C .
4已知抛物线E :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,过点F 的直线l 与抛物线E 交于A ,B 两点(A 在第一象限),O 为坐标原点,若AF =2BF =6,则(
)
A.p =4
B.直线l 的斜率是±22
C.线段AB 的中点到y 轴的距离是5
2
D.△OAB 的面积是62
【答案】ACD
【分析】设直线l :x =my +
p
2
,A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,与抛物线方程联立,根据、韦达定理得出m 2=
1
8
,再由AB =m 2+1⋅y 1-y 2 =9求出p 可判断A ;求出m 可得直线l 的斜率,再由点A 在第一象限可判断B ;设线段AB 的中点为M x 0,y 0 ,根据x 0=x 1+x 22=5
2
求出线段AB 的中点到y 轴的距离可判断
C ;利用S =1
2
OF ⋅y 1-y 2 求出△OAB 的面积可判断D .
【详解】由题意可得直线l 的斜率不为0,则可设直线l :x =my +p
2,A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,
联立
y 2=2px ,
x =my +p 2
, 整理得y 2
-2pmy -p 2
=0,
则y 1
+y 2
=2pm ,y 1y 2
=-p 2
,因为AF =2BF ,所以AF =2FB
,所以y 1=-2y 2,所以-2y 2+y 2=2pm ,
所以y 2=-2pm ,则y 1y 2=-2y 22=-p 2,
即-2×(-2pm )2=-p 2,解得m 2=1
8
,因为AF =2BF =6,
所以AB =m 2+1⋅y 1-y 2 =2p m 2+1 =9
4
p =9,解得p =4,则A 正确;对于B ,因为m 2=
18,所以m =±24
,则直线l 的斜率是±22,因为点A 在第一象限,所以直线l 的斜率大于0,所以直线l 的斜率是22,则B 错误;对于C ,设线段AB 的中点为M x 0,y 0 ,则x 0=x 1+x 22=52,即线段AB 的中点到y 轴的距离是5
2
,则C 正确;
对于D ,因为p =4,m 2=1
8
,所以OF =2,y 1-y 2 =y 1+y 2
2
-4y 1y 2=2p ⋅m 2+1=62,则△OAB 的
面积S =
1
2
OF ⋅y 1-y 2 =62,
故D 正确.
故选:ACD .【跟踪训练】
1已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,过焦点F 的直线l 交抛物线于两点A ,B .若弦长|AB |=4p ,则直线l 的斜率为
.
【答案】±1
【分析】设直线l 的方程为x =my +p 2
,A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,联立方程,利用韦达定理求出y 1+y 2,y 1y 2,再根据抛物线的弦长公式即可得解.
【详解】由题意,直线l 的斜率不等于零,F p
2,0
,设直线l 的方程为x =my +
p 2
,A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,联立x =my +p
2
y 2=2px
,消x 得y 2-2mpy -p 2=0,
Δ=4m 2p 2+4p 2>0恒成立,则y 1+y 2=2mp ,y 1y 2=-p 2,所以|AB |=1+m 2⋅y 1+y 2
2
-4y 1y 2=1+m 2⋅4m 2p 2+4p 2=2p 1+m 2 =4p ,
解得m =±1,
所以直线l 的斜率为±1.故答案为:±1.
2在直角坐标系xOy 中,
已知抛物线C :y 2=2px p >0 的焦点为F ,过点F 的倾斜角为π
4
的直线l 与C 相交于A ,B 两点,且点A 在第一象限,△OAB 的面积是82,则()
A.AB =8
B.p =4
C.
1AF +1BF
=
1
2 D.AF =8+42
【答案】BCD
【分析】联立直线与抛物线方程,利用根与系数的关系和焦半径公式求出弦长,由点到直线的距离公式结合△OAB 的面积求解p ,从而利用焦半径公式求解AF ,BF ,逐项判断即可.【详解】抛物线y 2=2px p >0 的焦点为F p 2,0 ,准线为x =-p
2
,设过焦点的直线方程为设直线l :y =x -p 2
,A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,联立直线与抛物线方程得y 2=2px
y =x -p 2
消元得x 2
-3px +
p 2
4=0,由韦达定理可得x 1x 2=p 2
4,x 1+x 2=3p ,所以AB =x 1+x 2+p =4p ,
又点O 到直线AB 的距离是-p
2
12+-1 2
=
24
p
,
所以S △OAB =
12×4p ×24
p =82,得p =4,所以AB =16,故选项A 错误,B 正确;
由p =4知x 2-12x +4=0,解得x 1=6+42,x 2=6-42,
所以
1
AF
+1
BF
=1
x1+p
2
+1
x2+p
2
=1
8+42
+1
8-42
=1
2,
故选项C正确;
AF
=x1+P
2
=8+42,故选项D正确;
故选:BCD.
3已知直线l:y=x+m过抛物线C:y2=4x的焦点F,且与抛物线交于A,B两点,则() A.m=1 B.AB
=8
C.AF
=2BF
D.抛物线C上的动点到直线y=x+2距离的最小值为
2 2
【答案】BD
【分析】求得抛物线C的焦点代入直线l的方程,求得m=-1,可判定A错误;联立方程组,根据韦达定理和抛物线的焦点弦的性质,求得AB
=8,可判定B正确;结合抛物线的定义,求得AF
,BF
的值,可判定C 错误;设设M(x1,y1)是抛物线C上的任意一点,利用点到直线的距离公式,结合二次函数的性质,可判定D 正确.
【详解】由抛物线C:y2=4x,可得焦点为F(1,0),
因为l:y=x+m过抛物线C的焦点F,可得m+1=0,解得m=-1,所以A错误;
联立方程组
y=x-1
y2=4x
,整理得x2-6x+1=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则Δ=36-4=32>0,x1+x2=6,x1x2=1,
由抛物线的焦点弦的性质,可得AB
=x1+x2+p=6+2=8,所以B正确;又由x2-6x+1=0,解得x1=3+22,x2=3-22,
根据抛物线的定义,可得AF
=x1+p
2
=4+22,2BF
=2x2+
p
2
=8-42,
所以AF
≠2BF
,所以C错误;
设M(x1,y1)是抛物线C上的任意一点,可得y21=4x1,
则点M到直线y=x+2的距离为d=x1-y1+2
2
=
1
4
y21-y1+2
2
=
(y1-2)2+4
42
,
当y1=2时,d min=
2
2,所以D正确.
故选:BD.
4已知直线l过抛物线C:y2=4x的焦点F,且与抛物线C交于A x1,y1
,B x2,y2
两点,点M为C的准线与x轴的交点,则下列结论正确的是()
A.若x1+x2=5,则AB
=7
B.过C的焦点的最短弦长为4
C.当AF =2FB 时,直线l 的倾斜角为
π3
D.存在2条直线l ,使得AF ⋅BM =BF ⋅AM 成立【答案】AB
【分析】由拋物线的定义,可判定A 正确;根据抛物线的几何性质,可判定B 正确;设直线l 的方程为x =my
+1,联立方程组,得到y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4,结合AF =2FB
时,求得k =±22,可判定C 错误;分别求得AF ,BF ,AM ,BM ,结合AF ⋅BM =BF ⋅AM ,化简代入,得到-4m +4m =0恒成立,可判定D 错误.
【详解】由拋物线的定义可得AB =AF +BF =x 1+x 2+p =5+2=7,所以A 正确;当过抛物线C 的焦点且与x 轴垂直时弦长最短,此时弦长为4,所以B 正确;设直线l 的方程为x =my +1,联立方程组x =my +1
y 2
=4x
,整理得y 2-4my -4=0,可得y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4,
当AF =2FB
时,y 1=-2y 2,则y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4,解得y 2=±2,B 12,±2
,k =±22,所以倾斜角不是π
3
,所以C 错误;由F 1,0 ,M -1,0 ,则AF =
x 1-1
2
+y 21=my 1+1-1
2
+y 21=1+m 2 y 2
1,
BF =x 2-1
2
+y 22=
my 2+1-1 2+y 22=1+m 2 y 2
2,
AM =x 1+1 2
+y 21=my 1+1+1 2+y 21=
1+m 2
y 2
1+4my 1+4,BM =
x 2+1
2
+y 22=my 2+1+1
2
+y 22=
1+m 2
y 22+4my 2+4,
由AF ⋅BM =BF ⋅AM ,则AF BF 2
=AM
BM
2
,可得y 21
y 22=1+m 2 y 2
1+4my 1+41+m 2 y 2
2+4my 2+4,化简可得(my 1y 2
+y 1+y 2)(y 1-y 2)=0,
由y 1≠y 2,则my 1y 2+y 1+y 2=0,
将y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4代入,则-4m +4m =0恒成立,所以D 错误.故选:AB .
考点二:过焦点的直线与抛物线相交坐标之间的关系秒杀公式
①抛物线y 2
=2px 的焦点为F ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)是过F 的直线与抛物线的两个交点,求证:x 1x 2=p 2
4
,y 1y 2
=−p 2.
②一般地,如果直线l 恒过定点M (m ,0)与抛物线y 2=2px (p >0)交于A ,B 两点,那么x A x B =m 2,y A y B =−2pm .
③若OA ⊥OB ⇒AB 恒过定点(2p ,0).【精选例题】
1已知抛物线C :y =2x 2的的焦点为F ,M x 1,y 1 、N x 2,y 2 是抛物线上两点,则下列结论正确的是(
)
A.点F 的坐标为18,0
B.若直线MN 过点F ,则x 1⋅x 2=-
116
C.若MF =λNF ,则MN 的最小值为
14
D.若|MF |+|NF |=32,则线段MN 的中点P 到x 轴的距离为
5
8【答案】BCD
【分析】由抛物线方程确定焦点坐标知A 错误;直线MN 与抛物线方程联立,利用韦达定理可知B 正确;根据MN 过焦点可知最小值为通径长,知C 错误;利用抛物线焦半径公式,结合中点坐标公式可求得P 点纵坐标,知D 正确.
【详解】抛物线y =2x 2,即x 2=
1
2
y ,对于A ,由抛物线方程知其焦点在y 轴上,焦点为F 0,18 ,故A 错误;对于B ,依题意,直线MN 斜率存在,设其方程为y =kx +1
8,
由
x 2=12y
y =kx +18
,消去y 整理得x 2
-12kx -116=0,则Δ=
14k 2+14>0,x 1+x 2=12k ,x 1x 2=-1
16,故B 正确;对于C ,若MF =λNF
,则直线MN 过焦点,所以MN =MF +NF =y 1+18+y 2+18=kx 1+18+kx 2+18+14=12k 2+12
,所以当k =0时,MN min =1
2
,所以MN 的最小值为
1
2
,故C 正确;对于D ,因为MF +NF =y 1+18+y 2+18=32,则y 1+y 2=5
4
,
即P 点纵坐标为y 1+y 22=58,所以P 到x 轴的距离为5
8,故D 正确.
故选:BCD .
2已知抛物线y 2=8x 的焦点为F ,
过F 且倾斜角为45°的直线l 交抛物线于A ,B 两点()
A.直线l 的方程为x -y -2=0
B.原点到直线l 的距离为2
C.AB =16
D.y 1y 2=-8
【答案】ABC
【分析】先求得抛物线的焦点坐标,根据点斜式、点到直线的距离公式、弦长公式、根与系数关系等知识确定正确答案.
【详解】抛物线y 2=8x 的焦点为F 2,0 ,
所以过F且倾斜角为45°的直线l的斜率为1,
所以直线l的方程为y-0=1×x-2
,x-y-2=0,A选项正确,
原点到直线l的距离为0-0-2
2
=2,B选项正确.
由
y2=8x
x-y-2=0
消去y并化简得x2-12x+4=0,Δ=144-4×4=128>0,
设A x1,y1
,B x2,y2
,则x1+x2=12,x1x2=4,
所以AB
=x1+x2+p=12+4=16,C选项正确.
y1y2=x1-2
x2-2
=x1x2-2x1+x2
+4=4-24+4=-16,
所以D选项错误.
故选:ABC
3已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,点A,B是抛物线C上不同两点,下列说法正确的是()
A.若AB中点M的横坐标为3,则AB
的最大值为8
B.若AB中点M的纵坐标为2,则直线AB的倾斜角为π
4
C.设N4,0
,则AN
的最小值为42
D.若OA⊥OB,则直线AB过定点4,0
【答案】ABD
【分析】对于A:利用A,B,F三点的位置与AF
,BF
,AB
的关系及抛物线的定义求AB
的最大值;对于B:利用点A,B在抛物线上及直线的斜率公式,将斜率转化为A,B两点纵坐标间的关系;对于C:利用点A在抛物线上及两点间的距离公式,将AN
转化为点A纵坐标的代数式,结合二次函数的性质求
AN
的最小值;对于D:设直线AB的方程,与抛物线方程联立,转化为关于点A,B纵坐标的一元二次方程,结合OA⊥OB及一元二次方程根与系数的关系求解直线AB方程中的参数,确定直线AB所过的定点
【详解】设A x A,y A
,B x B,y B
.
对于选项A:若AB中点M的横坐标为3,则x A+x B=6,
可得AB
≤AF
+BF
=x A+x B+2=8,当且仅当A,B,F三点共线时,等号成立,
所以AB
的最大值为8,故A正确;
对于选项B:若AB中点M的纵坐标为2,则y A+y B=4,
由题意可知直线AB的斜率存在,则k AB=y A-y B
x A-x B
=
y A-y B
y2A
4
-y2B
4
=4
y A+y B
=1,
所以直线AB的倾斜角为π
4,故B正确;
对于选项C:设A
t2
4
,t ,
则AN =
t 24-4 2+t 2=t 416-t 2+16=t 24-2
2+12≥23,当且仅当t =±22时,等号成立,所以AN 的最小值为23,故C 错误;
对于选项D :设直线AB 的方程x =my +n n ≠0 ,代入抛物线y 2=4x ,得y 2-4my -4n =0,
则Δ=16m 2+16n >0,可得y A +y B =4m
y A y B =-4n
,因为OA ⊥OB ,所以OA ⋅OB
=x A x B +y A y B =my A +n my B +n +y A y B =m 2+1 y A y B +mn y A +y B +n 2=-4n m 2+1 +4m 2n +n 2=n 2-4n =0,因为n ≠0,解得n =4,满足Δ>0,
则直线AB 的方程为x =my +4,所以直线AB 过定点4,0 ,故D 正确.故选:ABD .
【跟踪训练】
1过抛物线y 2=2px (p >0)焦点F 的直线与抛物线交于A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 两点,则说法正确的是(
)
A.AB =x 1+x 2+p
B.y 1+y 2=p 2
C.
1AF +1BF
=
2
p D.OA ⋅OB =-3
4
p 2
【答案】ACD
【分析】根据抛物线的定义求解判断A ;当直线AB 垂直于x 轴时可判断B ;联立直线与抛物线方程,结合韦达定理计算判断CD .
【详解】抛物线y 2=2px 的焦点F p 2,0 ,准线为x =-p 2
,根据抛物线的定义,点A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 到焦点的距离分别等于其到准线的距离,
∴|AF |=x 1+p 2,|BF |=x 2+p 2
,
所以AB =|AF |+|BF |=x 1+x 2+p ,故A 正确;当直线AB 垂直于x 轴时,不妨设A p 2,p
,B p
2
,-p ,故y 1+y 2=p -p =0,故B 错误;当直线AB 垂直于x 轴时,不妨设A p 2,p
,B p 2,-p ,故AF =BF =p ,所以1|AF |+1|BF |
=1p +1p =2p .当直线AB 不垂直于x 轴时,设直线AB :y =k x -
p
2
,k ≠0,
联立方程y =k x -p
2 y 2=2px
,可得k 2x 2-p (k 2
+2)x +k 2p 24=0,
所以Δ=p 2
(k 2
+2)2
-4k 2
⋅k 2p 2
4
=4p 2(k 2+1)>0恒成立,
x 1+x 2=p (k 2+2)k 2
,x 1x 2=p 2
4,
1|AF |+1|BF |=1x 1+p 2+1
x 2+p 2=x 1+p 2+x 2+p
2
x 1+p 2 x 2+p 2 =-x 1+x 2+p x 1x 2+p 2(x 1+x 2)+p 24=
p (k 2+2)
k 2
+p p 24+p 2⋅p (k 2+2)k 2
+p 2
4=2p (2k 2+2)p 2(2k 2+2)
=2
p .
综上,1|AF |+1|BF |=2
p ,故C 正确;
当直线AB 垂直于x 轴时,不妨设A p 2,p
,B p
2
,-p ,OA ⋅OB =x 1x 2+y 1y 2=p 2⋅p 2-p 2
=-3p 24,
当直线AB 不垂直于x 轴时,
OA ⋅OB =x 1x 2+y 1y 2=x 1x 2+k 2x 1-p 2 x 2-p 2 =(1+k 2
)x 1x 2-pk 22(x 1+x 2)+
p 2k 24=(1+k 2
)⋅p 24-pk 22⋅p (k 2+2)k 2
+p 2k 24=-3p 2
4,
综上,OA ⋅OB =-3p 2
4
,故D 正确.
故选:ACD .
2已知点M (-1,0)在抛物线C :y 2=2px p >0 的准线上,过抛物线C 的焦点F 作直线l 交C 于A x 1,y 1 、B x 2,y 2 两点,则()
A.抛物线C 的方程是y 2=4x
B.x 1x 2=1
C.当AF =3FB 时,AB =
323 D.∠AMF =∠BMF
【答案】ABD
【分析】求出p 的值,可得出抛物线C 的方程,可判断A 选项;设直线l 的方程为x =my +2,将该直线的方程与抛物线的方程联立,利用韦达定理可判断B 选项;根据平面向量的线性运算,结合韦达定理求出m 2的值,再结合抛物线的焦点弦长公式可判断C 选项;计算出直线AM 、BM 的斜率之和,可判断D 选项.【详解】对于A 选项,抛物线C 的准线方程为x =-p
2
,因为点M -1,0 在抛物线C :y 2=2px p >0 的准线上,则-p
2
=-1,可得p =2,所以抛物线C 的方程为y 2=4x ,A 对;
对于B 选项,抛物线C 的焦点为F 1,0 ,
若直线l 与x 轴重合,此时,直线l 与抛物线C 只有一个公共点,不合乎题意,所以直线l 不与x 轴重合,设直线l 的方程为x =my +1,联立x =my +1
y 2
=4x
,可得y 2-4my -4=0,Δ=16m 2+16>0,则y 1y 2=-4,所以x 1x 2=y 214⋅y 22
4=-4 2
16
=1,B 对;
对于C 选项,因为AF =3FB
,即1-x 1,-y 1 =3x 2-1,y 2 ,则-y 1=3y 2,
因为y 1+y 2=-2y 2=4m ,可得y 2=-2m ,
则y 1y 2=-3y 22=-3×-2m 2=-12m 2=-4,
则m 2=1
3
,此时,AB =x 1+x 2+2=my 1+1+my 2+1+2=m y 1+y 2 +4=4m 2
+1
=4×13+1 =16
3
,C 错;对于D 选项,k AM =y 1x 1+1=y 1my 1+2,同理可得k BM =y 2
my 2+2,
所以k AM +k BM =y 1my 1+2+y 2
my 2+2=
y 1my 2+2 +y 2my 1+2 my 1+2 my 2+2
=
2my 1y 2+2y 1+y 2 my 1+2 my 2+2 =-8m +8m
my 1+4 my 2+4
=0,
所以∠AMF =∠BMF ,D 对.故选:ABD .
3已知A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 是抛物线C :y 2=x 上不同于原点O 的两点,点F 是抛物线C 的焦点,下列说法正确的是(
)
A.点F 的坐标为1
4,0
,B.AB =x 1+x 2+
1
2
C.若OA ⊥OB ,则直线AB 经过定点1,0
D.若点P -2,1 ,PA 、PB 为抛物线C 的两条切线,则直线AB 的方程为x -2y -2=0【答案】ACD
【分析】根据抛物线的方程可得焦点坐标可判断A ,根据焦点弦的性质可判断B ,根据垂直关系得y 1y 2=-1,由两点坐标求解直线方程即可判断C ,根据切线方程求出切点坐标,进而根据两点求解直线方程即可求解D .
【详解】因为拋物线C :y 2=x ,故F 的坐标为1
4,0
,故A 正确;由于当直线AB 过焦点时,由抛物线定义可得AB =x 1+x 2+1
2,但直线AB 不一定过焦点,故B 错误;
若OA ⊥OB ,故x 1x 2+y 1y 2=y 1y 2 2+y 1y 2=0,即y 1y 2=-1或y 1y 2=0(舍去),
因为直线AB:y=y1-y2
x1-x2
x-x1
+y1,即y=
y1-y2
y12-y22
x-y21
+y1=
1
y1+y2
x+
y1y2
y1+y2,得y=
1 y1+y2
x-1
,故直线AB经过定点1,0
,故C正确;
设过点P-2,1
的切线方程为x=m y-1
-2,联立
x=m y-1
-2
y2=x
⇒y2-my+m+2=0,
所以Δ=m2-4m-8=0,故m=2+23或m=2-23,所以方程的根为y=m 2,
故切线PA,PB方程中m分别为m1=2+23和m2=2-23,故y1+y2=m1+m2
2
=2,
y1y2=m1m2
4
=-2,
可得直线AB:y=y1-y2
y21-y22
x-y21
+y1=
1
y1+y2
x+
y1y2
y1+y2
=1
2
x-1,即x-2y-2=0,故D正确.
故选:ACD.
考点三:过焦点的两条相互垂直的弦的和及构成四边形面积最小值秒杀公式
①已知AB,CD是抛物线E:y2=2px(p>0)中过焦点F的两条相互垂直的弦,AB
+CD
存在最小值,且最小值为8p.
②已知AB,CD是抛物线E:y2=2px(p>0)中过焦点F的两条相互垂直的弦,则四边形ABCD的面积的最
小值为8p2.
【精选例题】
1过抛物线C:y2=4x的焦点F作两条互相垂直的直线l1和l2,设直线l1交抛物线C于A,B两点,直线l2交抛物线C于D,E两点,则AB
+DE
可能的取值为()
A.18
B.16
C.14
D.12
【答案】AB
【分析】由题意可知直线l1,l2的斜率均存在且均不为0,所以不妨设l1的斜率为k,则l1:y=k x-1
,l2:y
=-1
k
x-1
,然后将两直线方程分别代入抛物线方程化简,利用根与系数的关系,结合弦长公式表示出
AB
,DE
,再利用基本不等式可求得结果.
【详解】由题意可知直线l1,l2的斜率均存在且均不为0.因为抛物线C的焦点为F1,0
,
所以不妨设l1的斜率为k,则l1:y=k x-1
,l2:y=-1
k
x-1
.
由
y2=4x,
y=k x-1
,
消去y得k2x2-2k2+4
x+k2=0.
设A x1,y1
,B x2,y2
,
则x1+x2=2k2+4
k2
=2+4
k2
.
由抛物线的定义,知AB
=x1+x2+2=4+4
k2
.
同理可得DE
=4+4k2,
所以AB +DE =8+41
k
2+k 2
≥8+8=16,当且仅当
1
k
2=k 2,即k =±1时,等号成立,所以AB +DE ∈16,+∞ ,故选:AB .
2在平面直角坐标系xOy 中,已知动圆M 与圆x 2+y 2-2x =0内切,且与直线x =-2相切,设动圆圆心M 的轨迹为曲线E .(1)求曲线E 的方程;
(2)过点F 1,0 作两条互相垂直的直线与曲线E 相交于A ,B 两点和C ,D 两点,求四边形ACBD 的面积S 的最小值.
【答案】(1)y 2=4x ;(2)32
【分析】(1)利用圆和圆,圆和直线的位置关系的性质和抛物线的定义即可求解.(2)设直线AB 的方程为x =my +1,m ≠0,联立方程组得y 1+y 2=4m ,
y 1y 2=-4, ,
再利用抛物线的的性质求
AB ,
同理求CD ,最后利用基本不等式求解即可.【详解】(1)设圆M 的半径为r ,圆x 2+y 2-2x =0的圆心F 1,0
,半径为1,因为圆M 与圆F 内切,且与直线x =-2相切,
所以圆心M 到直线x =-2的距离为r ,因此圆心M 到直线x =-1的距离为r -1,且MF =r -1,
故圆心M 到点F 的距离与到直线x =-1的距离相等,
据抛物线的定义,曲线E 是以F 1,0 为焦点,直线x =-1为准线的抛物线,所以曲线E 的方程为y 2=4x .
(2)设直线AB 的方程为x =my +1,m ≠0,A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 .联立方程组x =my +1,y 2=4x ,
整理得y 2
-4my -4=0,故
y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4,
所以AB =AF +BF =x 1+1+x 2+1=my 1+1+1+my 2+1+1=m y 1+y 2 +4=4m 2+4.
因为AB ⊥CD ,直线CD 的方程为x =-1
m
y +1,同理可得CD =4
m
2+4.所以S =
12AB ⋅CD =124m 2+4 ⋅4m 2+4 =82+m 2+1m 2
≥82+2m 2⋅1m
2
=32,
当且仅当m 2=
1m 2
,即m =±1时,取等号.所以四边形ABCD 面积S 的最小值为32. 【跟踪训练】
1已知F 为抛物线C :y 2=4x 的焦点,
过F 作两条互相垂直的直线l 1,l 2,直线l 1与C 交于A ,B 两点,直线l 2与C 交于D ,E 两点,则AB +DE 的最小值为【答案】16
【分析】设直线l 1方程,由两直线垂直可得l 2方程,联立l 1与抛物线方程可得根与系数关系式,利用弦长公式可得AB 表达式,同理可得DE 的表达式,结合基本不等式即可求得答案.【详解】由题意知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F (1,0),焦准距p =2,
过F 作两条互相垂直的直线l 1,l 2,直线l 1与C 交于A ,B 两点,直线l 2与C 交于D ,E 两点,
则l 1,l 2的斜率都存在且不为0,故设l 1:y =k x -1 ,则直线l 2:y =-1
k
x -1 ,设A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,D x 3,y 3 ,E x 4,y 4 ,
联立y 2=4x y =k x -1 ,则k 2x 2-2k 2+4 x +k 2=0,Δ=16(k 2+1)>0,
则x 1+x 2=2k 2
+4k 2
,同理x 3+x 4=
2k 2
+4
1k 2
,
故|AB |=x 1+x 2+p =2k 2+4k 2+2=4+4
k 2,
同理可得|CD |=x 3+x 4+p =2
k 2
+4
1k 2
+2=4+4k 2,
故AB +DE =8+4k 2+1
k
2
≥8+4×2k 2×1k 2=16,当且仅当k 2=
1
k 2
,即k =±1时等号成立,故AB +DE 的最小值为16.
2已知抛物线y 2=4x .其焦点为F ,
若互相垂直的直线m ,n 都经过抛物线y 2=4x 的焦点F ,且与抛物线相交于A ,B 两点和C ,D 两点,则四边形ABCD 面积的最小值为.
【答案】32【详解】
依题意知,直线m ,n 的斜率存在且不为0,设直线m 的方程为y =k (x -1),与抛物线方程联立,得y =k (x -1)
y 2=4x
,
消去y ,整理得k 2x 2-2k 2+4 x +k 2=0,设其两根为x 3,x 4,则x 3+x 4=
4
k 2
+2.由抛物线的定义可知,|AB |=2+x 3+x 4=4
k 2
+4,同理可得|CD |=4k 2+4,∴四边形ABCD 的面积S =
124k 2+4 ⋅
4k 2+4 =82+k 2
+1k 2
≥32.当且仅当k =±1时等号成立,此时所求四边形ABCD 面积的最小值为32.考点四:抛物线中点弦求斜率秒杀公式
设直线l 与抛物线y 2=2px 相交所得的弦AB 的中点坐标为x 0,y 0 ,则k AB =p
y 0
【精选例题】
1已知抛物线y 2=2px 的一条弦AB 恰好以点P (1,1)为中点,弦AB 的长为15,则抛物线的准线方程为(
)A.x =-12
B.x =-1
C.x =-
32
D.x =-2
【答案】B
【分析】设A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,得到x 1+x 2=2,y 1+y 2=2,结合“点差法”求得k =p ,得到直线AB 的方程为y =p (x -1)+1,联立方程组,利用弦长公式,列出方程,求得p =2,进而求得抛物线的准线方程.【详解】设A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,弦AB 所在直线方程为y =k (x -1)+1,则x
1+x 2=2,y 1+y 2=2,
也点A ,B 在抛物线y 2
=2px 上,可得y 21=2px 1
y 2
2=2px 2 ,
两式相减可得y 1+y 2 y 1-y 2 =2p x 1-x 2 ,所以y 1-y 2
x 1-x 2
=p ,即k =p ,所以弦AB 所在直线的方程为y =p (x -1)+1,联立方程组y =p x -1 +1
y 2
=2px
,整理得p 2x 2-2p 2x +(1-p )2=0,可得x 1+x 2=2,x 1x 2=(1-p )2
p 2,
所以AB =1+p 2
x 1+x 2
2
-4x 1x 2=1+p 2
⋅
22
-4×(1-p )2
p 2
=15,
所以
4
p
21+p 2 (2p -1)=15,即8p 3-19p 2+8p -4=0,可得(p -2)8p 2-3p +2 =0,解得p =2,所以抛物线的准线方程为x =-1.故选:B .
2直线y=kx-2与抛物线y2=8x交于A,B两点,AB中点的横坐标为2,则k为()
A.-1
B.2
C.-1或2
D.以上都不是【答案】B
【分析】设A(x1,y1),B(x2,y2),得到x1+x2=4,求得y1+y y=4k-4,再由
y21=8x1
y22=8x2
,两式相减,得到y2-y1
x2-x1
=
8
y1+y2,得出方程k=
8
4k-4,即可求解.
【详解】设A(x1,y1),B(x2,y2),因为AB中点的横坐标为2,则x1+x2=4,可得y1+y y=k(x1+x2)-4=4k-4,
又由
y21=8x1
y22=8x2
,两式相减得到(y
2
-y1)(y1+y2)=8(x2-x1),可得
y2-y1
x2-x1
=8
y1+y2,
可得k=
8
4k-4,解得k=-1或k=2,
联立方程组
y=kx-2
y2=8x
,整理得k2x2-(4k+8)x+4=0,
由Δ=(4k+8)2-16k2=64k+64>0,解得k>-1,所以k=2.
故选:B.
3直线l过抛物线y2=4x的焦点F,且与抛物线交于A,B两点,线段AB中点的纵坐标为1,O为坐标原点,则O到直线AB的距离为()
A.25
5B.35
5
C.5
D.2
5
【答案】A
【分析】设A x1,y1
,B x2,y2
,代入抛物线方程,两式相减后结合线段AB中点的纵坐标得出k AB,再结合焦点F的坐标得出直线AB的方程,由点到直线距离公式计算即可.
【详解】由抛物线y2=4x得焦点F(1,0),
设A x1,y1
,B x2,y2
,则
y21=4x1 y22=4x2 ,
两式相减得y21-y22=4(x1-x2),即y1-y2
x1-x2
=4
y1+y2,
因为线段AB中点的纵坐标为1,即y1+y2=2,
所以y1-y2
x1-x2
=2,即k AB=2,
所以直线AB的方程为y=2(x-1),即2x-y-2=0,显然此时直线与抛物线有两交点,
所以O到直线AB的距离d=-2
5
=25
5,
故选:A.【跟踪训练】
1已知直线l 与抛物线C :y =2x 2相交于A ,B 两点,若线段AB 的中点坐标为1,4 ,则直线l 的方程为(
)
A.4x -y =0
B.2x -y =0
C.8x -y -6=0
D.x -2y +3=0
【答案】A
【分析】利用点差法可求得直线斜率,由直线点斜式方程可整理得到结果.【详解】设A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,
由y 1=2x 21y 2=2x 22 得:y 1-y 2=2x 21-x 2
2 =2x 1+x 2 x 1-x 2 ,∵线段AB 的中点为1,4 ,∴x 1-x 2≠0,x 1+x 2=2,∴
y 1-y 2
x 1-x 2
=2x 1+x 2 =4,即直线l 的斜率为4,∴直线l 的方程为:y -4=4x -1 ,即4x -y =0.故选:A .
2已知抛物线y 2=2px p >0 的焦点为F ,
第一象限的A 、B 两点在抛物线上,且满足BF -AF =4,AB =4 2.若线段AB 中点的纵坐标为4,则抛物线的方程为.
【答案】y 2=8x
【分析】先根据焦半径公式得到x 1,x 2的关系,然后根据弦长公式求解出k AB ,结合两点间斜率公式以及点在抛物线上求解出p 的值,则抛物线方程可求.
【详解】设A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,因为BF -AF =4,所以x 2+
p 2 -x 1
+p
2
=4,所以x 2-x 1=4,又因为AB =1+k 2AB ×x 1-x 2 =42,所以k 2AB =1,因为A ,B 都在第一象限,所以k AB =1,又因为k AB =
y 2-y 1x 2-x 1=y 2-y 1y 222p
-y 21
2p =2p
y 1+y 2=1且y 1+y 2=4×2=8,所以2p =8,所以p =4,所以抛物线方程为y 2=8x ,故答案为:y 2=8x .
3已知抛物线C :y 2=4x ,过点P 1,1 的直线交抛物线C 于A 、B 两点,若P 为AB 的中点,则直线AB 的方程为
.
【答案】y =2x -1
【分析】设出A ,B 的坐标,代入抛物线方程,利用作差法,结合中点坐标公式代入先求出直线的斜率,再利用点斜式方程即可得到结论.
【详解】设A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,由题意x 1≠x 2,
因为A ,B 在抛物线上,所以y 12=4x 1,y 22
=4x 2,两式相减得,
y 12-y 22=4x 1-x 2 ,整理得,y 1-y 2x 1-x 2=4y 1+y 2,
即直线AB 的斜率k =
4
y 1+y 2
,∵直线AB 的中点为P 1,1 ,∴
y 1+y 2
2
=1,∴k =2,
所以直线AB 的方程为y -1=2x -1 ,化简得y =2x -1.故答案为:y =2x -1.
考点五:抛物线中以焦半径焦点弦为直径的圆相切问题
设AB 是过抛物线y 2=2px (p >0)焦点F 的弦,若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则①以弦AB 为直径的圆与准线相切.②以AF 或BF 为直径的圆与y 轴相切.
【精选例题】
1已知A ,B 是抛物线C :y 2=6x 上的两动点,
F 是抛物线的焦点,下列说法正确的是()
A.直线AB 过焦点F 时,以AB 为直径的圆与C 的准线相切
B.直线AB 过焦点F 时,AB 的最小值为6
C.若坐标原点为O ,且OA ⊥OB ,则直线AB 过定点3,0
D.与抛物线C 分别相切于A ,B 两点的两条切线交于点N ,若直线AB 过定点3
2,0
,则点N 在抛物线C 的准线上
【答案】ABD
【分析】对于A :根据抛物线的定义分析判断;对于B :设AB 方程为x =my +
3
2
,联立方程,根据抛物线的定义结合韦达定理分析求解;对于C :设AB 方程为x =my +a ,设A y 216,y 1 ,B y 22
6,y 2
,联立方程,根据
垂直关系可得y 1y 2=-36,结合韦达定理分析求解;对于D :可知抛物线C 在点y 20
6,y 0
处的切线方程为x
=y 03y -y 20
6
,根据切线方程求交点坐标,结合选项B 分析判断.【详解】对于选项A :如图1,设AB 中点为M ,分别过点A ,B ,M 向准线作垂线,垂足为A 1,B 1,M 1,则由抛物线的定义可得,AF =AA 1 ,BF =BB 1 .
因为AB 中点为M ,所以有MM 1 =
AA 1 +BB 1
2=
AF +BF
2
=
AB
2
,
所以以AB 为直径的圆与C 的准线相切,故A 正确;对于选项B :由抛物线C :y 2=6x ,可得F 3
2,0
,由题意可知直线AB 斜率不为0,设AB 方程为x =my +3
2
,设A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,
联立直线与抛物线的方程
x =my +3
2
y 2
=6x
,消去x 可得y 2-6my -9=0,
则Δ=-6m 2+36=36m 2+36>0恒成立。
可得y 1+y 2=6m ,y 1y 2=-9,则x 1+x 2=my 1+
32+my 2+3
2
=6m 2+3,所以AB =x 1+x 2+p =6m 2+6
当且仅当m =0时,AB 取到最小值6,
故B 正确;对于选项D :先证抛物线C 在点y 206,y 0
处的切线方程为x =y 03y -y 20
6
,
联立方程
x =
y 03
y -y 2
06y 2
=6x
,消去x 得y 2-2y 0y +y 20=y -y 0 2
=0,
可知方程组只有一个解,即直线x =y 03y -y 20
6
与抛物线C 相切,
可知抛物线C 在点A ,B 处的切线方程分别为x =y 13y -y 216,x =y 23y -y 22
6,
联立方程
x =
y 1
3y -y 216x =
y 2
3y -y 226
,解得x =y 1y
26y =y 1+y 22
,即点N y 1y 26,y 1+y 2
2 ,结合选项B 可得:y 1y 26=-96=-3
2
,
所以点N 在抛物线C 的准线x =-3
2
上,故D 正确;
对于选项C :由题意可知直线AB 斜率不为0,设AB 方程为x =my +a ,设A y 216,y 1 ,B y 226,y 2
,y 1y 2≠
0,
则OA =y 216,y 1 ,OB =y 22
6,y 2
,
若OA ⊥OB ,则OA ⋅OB =y 2
1y 22
36
+y 1y 2=0,解得y 1y 2=-36或y 1y 2=0(舍去),
联立直线与抛物线的方程x =my +a
y 2
=6x
,消去x 可得y 2-6my -6a =0,则y 1y 2=-6a =-36,解得a =6,
此时Δ=-6m 2+4×36=36m 2+144>0,符合题意,所以OA ⊥OB ,则直线AB 过定点6,0 ,故C 错误;故选:ABD .
2已知抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过焦点F 的直线l 交抛物线于A ,B 两点(其中点A 在x 轴上方),则(
)A.
1AF +1
BF
=1 B.弦AB 的长度最小值为l
C.以AF 为直径的圆与y 轴相切
D.以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切
【答案】ACD
【分析】由弦长公式计算可得选项A 、B ;C 、D 选项,可以利用圆的性质,圆心到直线的距离等于半径判定直线与圆相切.
【详解】
由题,焦点F 1,0 ,设直线l :x =ty +1,A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,y 1>0,y 2<0,联立x =ty +1
y 2
=4x
⇒y 2-4ty -4=0,Δ=16t 2+16>0,y 1+y 2=4t ,y 1y 2=-4,|AF |=
x 1-1
2
+y 21=t 2y 21+y 2
1=|y 1|⋅
t 2+1,同理可得,|BF |=|y 2|⋅t 2+1,1AF +1
BF =|AF |+|BF ||AF |⋅|BF |=
t 2+1|y 1|+|y 2|
t 2
+1 |y 1y 2|
=
y 1-y 24t 2
+1
=
(y 1+y 2)2-4y 1y 2
4t 2+1
=4t 2+14t 2
+1
=1,故A 选项正确;|AB |=|AF |+|BF |=t 2+1|y 1|+|y 2| =t 2+1y 1-y 2
=t 2+1y 1+y 2 2-4y 1y 2=4t 2+1 ≥4,故弦AB 的长度最小值为4,B 选项错误;记AF 中点M x 1+12,y 12
,则点M 到y 轴的距离为d =x 1+12
=x 1+1
2
,由抛物线的性质,|AF |=x 1+1,d =1
2
|AF |,所以以AF 为直径的圆与y 轴相切,故C 选项正确;|AB |=|AF |+|BF |=x 1+x 2+2,记AB 中点N x 1+x 22,y 1+y 2
2 ,
则点N 到抛物线的准线的距离d =x 1+x 22+1=x 1+x 2+2
2=|AB |2
,故以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切,D 选项正确.故选:ACD .【跟踪训练】
4设O 是坐标原点,
直线y =k x -2 k >0 经过抛物线C :y 2=2px 的焦点F ,且与C 交于A ,B 西
点,△OAF 是以OF 为底边的等腰三角形,l 是抛物线C 的准线,则()
A.以AB 直径的圆与准线l 相切
B.k =2
C.BF =2FA
D.△OAB 的面积是62
【答案】ACD
【分析】根据抛物线的定义及直线与圆的位置关系判断A ;由条件求得A ,B 的坐标,利用斜率公式判断B ;根据向量的坐标运算判断C ;根据三角形面积公式求解判断D .
【详解】直线y =k x -2 k >0 与x 轴的交点为2,0 ,即焦点F 2,0 ,则
p
2
=2,p =4,故抛物线C 的方程y 2=8x ,
设A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,由题意可知A 点在第四象限,B 点在第一象限,设AB 的中点M ,过M 作MN ⊥l ,垂足为N ,过A 作AA ⊥l ,垂足为A ,过B 作BB ⊥l ,垂足为B ,则MN =
12AA +BB
=12AF +BF =12
AB ,则以AB 直径的圆与准线l 相切,故A 正确;∵△OAF 是以OF 为底边的等腰三角形,∴x 1=1,得A 1,-22 ,联立y =k x -2
y 2=8x
,得k 2x 2-4k 2+8 x +4k 2=0,
易知Δ>0,则x 1x 2=4,则x 2=4,得B 4,42 ,
k =k AB =
42+22
4-1
=22,故B 错误;
∵BF =-2,-42 ,FA =-1,-22 ,∴BF =2FA ,故C 正确;△OAB 的面积为S =12OF y 1-y 2 =
1
2
×2×-22-42 =62,故D 正确.故选:ACD .
5已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点F 在直线l :y =kx -k 上,直线l 与抛物线交于点A ,B (O 为坐标原点),则下列说法中正确的是()
A.p =2
B.准线方程为x =-2
C.以线段AB 为直径的圆与C 的准线相切
D.直线OA 、OB 的斜率之积为定值
【答案】ACD
【分析】由直线l 过定点(1,0),得到
p
2
=1,可判定A 正确;根据抛物线的几何性质,可得判定B 错误;过A ,B ,D 点作准线的垂线,根据抛物线的定义得到AB =AA 1 +BB 1 =2DD 1 ,可判定C 正确;联立方程组,结合韦达定理,得到x 1x 2=1,求得
y 1y 2x 1x 2=-4
x 1x 2
,可判定D 正确.
【详解】对于A 中,由直线y =kx -k ,可化为y =k (x -1),可得直线l 过定点(1,0),因为抛物线C :y 2=2px 的焦点F 在直线l 上,可得
p
2
=1,则p =2,所以A 正确;对于B 中,由抛物线C :y 2=4x 的准线方程为x =-1,所以B 错误;对于C 中,过A ,B 点作准线的垂线,垂足分别为A 1,B 1,AB 的中点为D 点,过D 点作准线的垂线,垂足为D 1,可得AB =AA 1 +BB 1 =2DD 1 ,所以C 正确;对于D 中,设A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,联立方程组y =kx -k
y 2=4x
,
整理得k 2x 2-4+2k 2 x +k 2=0,可得x 1x 2=1,则y 1y 2x 1x 2=-4x 1x 2x 1x 2=-4
x 1x 2
=-4,所以D 正确.故选:ACD .
考点六:抛物线中阿基米德三角形相关秒杀结论
①知识要点:如图,假设抛物线方程为x 2=2py (p >0),过抛物线准线y =−
p
2
上一点P (x 0,y 0)向抛物线引两条切线,切点分别记为A ,B ,其坐标为(x 1,y 1),(x 2,y 2). 则以点P 和两切点A ,B 围成的三角形PAB 中,有如下的常见结论:结论1.直线AB 过抛物线的焦点F .
结论2.直线AB 的方程为x 0x =2p
y 0+y
2
=p (y 0+y ).结论3.过F 的直线与抛物线交于A ,B 两点,以A ,B 分别为切点做两条切线,则这两条切线的交点P (x 0,y 0)的轨迹即为抛物线的准线.
证明:过A 点的切线方程为x 1x =p (y 1+y ),过B 点的切线方程为x 2x =p (y 2+y ),两式相除可得:x 1x 2=y +y 1y +y 2⇒y =x 2y 1−x 1y 2x 1−x 2⇒y =x 1x 22p =−p 2.这就证明了该结
论.
结论4.PF ⊥AB .
证明:由结论3,k AB =x 0
p ,k PF =y 0−p
2x 0.
那么k AB ⋅k PF =x 0p ⋅y 0−p
2x 0=y 0p −1
2=−1.
结论5.AP ⊥PB .证明:k AP =
x 1p ,k BP =x 2p ,则k AP ⋅k BP =x 1p ⋅x
2p =x 1⋅x 2p
2.由抛物线焦点弦的性质可知x 1x 2=−p 2,代入上式即可得k AP ⋅k BP =
x 1⋅x 2
p 2
=−1,故AP ⊥PB .结论6.直线AB 的中点为M ,则PM 平行于抛物线的对称轴.
证明:由结论3的证明可知,过点A ,B 的切线的交点P 在抛物线准线上.且P 的坐标为x 1+x 22,x 1x 2
2p
,显然PM 平行于抛物线的对称轴.【精选例题】
1已知抛物线C :
x 2=2py ,(p >0)的焦点为F ,M x ,y x >0 为C 上一动点,若曲线C 在点M 处的切线的斜率为3,则直线FM 的斜率为(
)
A.
3
2
B.
33
C.
34
D.
35
【答案】B
【详解】∵x 2=2py ,∴y =
12p x 2,F 0,p 2 ,∴y =1p x ,由题意知,1
p
x M =3,解得:x M =3p ,又∵M 在x 2=2py 上,∴(3p )2=2py M ,解得:y M =32p ,∴M 3p ,32p ,∴k MF =32p -1
2
p 3p -0
=33.
故选:B .
2设抛物线C :
y 2=6x 的焦点为F ,过F 的直线交C 于A ,B 两点,分别以A ,B 为切点作C 的切线l 1,l 2,若l 1与l 2交于点P ,且满足PF =23,则AB =(
)A.5 B.6
C.7
D.8
【答案】D
【详解】y 2=6x ,2p =6,
p 2=32,∴F 32,0 ,设直线AB 的方程为x =my +3
2
,显然m 是存在的,设A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,显然y 1≠0,y 2≠0,求导:y 2 =6x ,∴y
=
3y ,在A 点处的切线方程l 1y -y 1=
3y 1x -x 1 ,∴y =
3
y 1x -3x 1y 1+y 1,∵x 1=y 21
6,∴y =3y 1x +y 12
⋯①,
同理可得在B 点处的切线方程l 2为:y =3
y 2x +y 12;联立方程y 2=6x x =my +32
,
解得y 2-6my -9=0,Δ=36m 2+36>0,∴y 1y 2=-9,联立方程
y =3
y 1x +y 1
2y =3y 2
x +y 2
2
解得
3x y 2-y 1
y 1y 2
+
12y 1-y 2 =0,
∵y 1≠y 2,y 1-y 2≠0,∴x =y 1y 26=-32,即P 点在准线x =-32上,设P -3
2
,t ,∵PF =32+t 2=23,∴t 2=3,t =±3,考虑抛物线关于x 轴对称,不妨取t =3,代入①得:3=3
y 1×
-
32 +y 12,解得y 1=33或y 1=-3,由图可知y 1=33,y 2=-3,再代入抛物线方程得x 1=92,x 2=12
,∴AB =x 1-x 2 2+y 1-y 2 2=8;故选:D .3(多选题)已知抛物线y =x 2的焦点为F ,
过F 且斜率为k 的直线l 交抛物线于A ,B 两点,B 在第一象限,过A ,B 分别作抛物线的切线l 1,l 2,且l 1,l 2相交于点P ,若BP 交x 轴于点Q ,则下列说法正确的有(
)
A.点P 在抛物线的准线上
B.∠APB =π3
C.FQ ⊥BQ
D.若k =
33,则AF FB
的值为13【答案】ACD 【详解】由题意知F 0,1
4
,故l :y =kx +
14,与抛物线y =x 2联立,可得x 2-kx -1
4
=0,则Δ=k 2+1>0,设A x 1,x 21 ,B x 2,x 22 ,则x 1x 2=-1
4.对于A ,由抛物线y =x 2可得y =2x ,所以直线l 1的斜率k 1=2x 1,则直线l 1的方程为y -x 21=2x 1x -x 1 ,同理可得直线l 2的方程为y -x 22=2x 2x -x 2 ,联立解得P x 1+x 2
2
,x 1x 2
.又x 1x 2=-14,故点P 在抛物线的准线y =-14上,故A 正确;对于B ,k AP ⋅k BP =x 21-x 1x 2
x 1-x 1+x 22⋅x 22-x 1x 2x 2-x 1+x 22=
4x 1x 2=-1,故∠APB =π2,故B 错误;对于C ,直线l 的方程为y =kx +14
,则B x 2,x 22 ,直线l 2的方程为y -x 22=2x 2x -x 2 ,
可得Q x 22,0 ,所以k FQ =1
4
-00-x 22
=-12x 2,k BQ =k l 2
=2x 2,故k FQ ⋅k BQ =-1,则FQ ⊥BQ ,故C 正确;
对于D ,由k =33,直线l 的方程为y =33x +14,与抛物线联立可得x 2-33x -1
4
=0,解得x 1=-
36,x 2=32,则A -36,112 ,B 32,34
,。