2020版高考数学一轮复习 第8章 平面解析几何 第8讲 曲线与方程讲义 理(含解析).

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高考一轮复习第8章解析几何第8讲曲线与方程

高考一轮复习第8章解析几何第8讲曲线与方程

第八讲曲线与方程知识梳理·双基自测知识梳理知识点一曲线与方程的定义一般地,在直角坐标系中,如果某曲线C上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立如下的对应关系:那么,这个方程叫做__曲线__的方程;这条曲线叫做__方程__的曲线.知识点二求动点的轨迹方程的基本步骤重要结论1.“曲线C是方程f(x,y)=0的曲线”是“曲线C上的点的坐标都是方程f(x,y)=0的解”的充分不必要条件.2.求轨迹问题常用的数学思想(1)函数与方程思想:求平面曲线的轨迹方程就是将几何条件(性质)表示为动点坐标x,y的方程及函数关系.(2)数形结合思想:由曲线的几何性质求曲线方程是“数”与“形”的有机结合.(3)等价转化思想:通过坐标系使“数”与“形”相互结合,在解决问题时又需要相互转化.双基自测题组一走出误区1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)方程x 2+xy =x 的曲线是一个点和一条直线.( × )(2)到两条互相垂直的直线距离相等的点的轨迹方程是x 2=y 2.( × ) (3)y =kx 与x =1ky 表示同一直线.( × )(4)动点的轨迹方程和动点的轨迹是一样的.( × ) 题组二 走进教材2.(必修2P 37T3)已知点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫14,0,直线l :x =-14,点B 是l 上的动点,若过点B 垂直于y 轴的直线与线段BF 的垂直平分线交于点M ,则点M 的轨迹是( D )A .双曲线B .椭圆C .圆D .抛物线[解析] 由已知|MF|=|MB|,根据抛物线的定义知,点M 的轨迹是以点F 为焦点,直线l 为准线的抛物线.3.(选修2-1P 37T1改编)已知A(-2,0),B(1,0)两点,动点P 不在x 轴上,且满足∠APO =∠BPO ,其中O 为原点,则点P 的轨迹方程是__x 2+y 2-4x =0(y≠0)__.[解析] 设P(x ,y),∵∠APO =∠BPO , ∴|PA||PB|=|OA||OB|=2, 即|PA|=2|PB|,∴(x +2)2+y 2=4[(x -1)2+y 2],(y≠0)化简整理得P 的轨迹方程为x 2+y 2-4x =0(y≠0). 题组三 走向高考4.(多选题)(2020·山东)已知曲线C :mx 2+ny 2=1.( ACD ) A .若m >n >0,则C 是椭圆,其焦点在y 轴上 B .若m =n >0,则C 是圆,其半径为nC .若mn <0,则C 是双曲线,其渐近线方程为y =±-m nx D .若m =0,n >0,则C 是两条直线[解析] A .若m >n >0,则1m <1n ,则根据椭圆定义,知x 21m +y21n =1表示焦点在y 轴上的椭圆,故A 正确;B .若m =n >0,则方程为x 2+y 2=1n ,表示半径为1n的圆,故B 错误;C .若m <0,n >0,则方程为x21m+y21n =1,表示焦点在y 轴的双曲线,故此时渐近线方程为y =±-m n x ,若m >0,n <0,则方程为x 21m +y 21n=1,表示焦点在x 轴的双曲线,故此时渐近线方程为y =±-mnx ,故C 正确;D .当m =0,n >0时,则方程为y =±1n表示两条直线,故D 正确;故选ACD . 5.(2019·北京卷)数学中有许多形状优美、寓意美好的曲线,曲线C :x 2+y 2=1+|x|y 就是其中之一(如图).给出下列三个结论:①曲线C 恰好经过6个整点(即横、纵坐标均为整数的点); ②曲线C 上任意一点到原点的距离都不超过2; ③曲线C 所围成的“心形”区域的面积小于3. 其中,所有正确结论的序号是( C ) A .① B .② C .①②D .①②③[解析] 将x 换成-x 方程不变,所以图形关于y 轴对称, 当x =0时,代入得y 2=1,∴y =±1,即曲线经过(0,1),(0,-1); 当x >0时,方程变为y 2-xy +x 2-1=0,所以Δ=x 2-4(x 2-1)≥0,解得x ∈⎝⎛⎦⎥⎤0,233,所以x 只能取整数1,当x =1时,y 2-y =0, 解得y =0或y =1,即曲线经过(1,0),(1,1), 根据对称性可得曲线还经过(-1,0),(-1,1), 故曲线一共经过6个整点,故①正确. 当x >0时,由x 2+y 2=1+xy 得x 2+y 2-1=xy≤x 2+y22,(当x =y 时取等),∴x 2+y 2≤2,∴x 2+y 2≤2,即曲线C 上y 轴右边的点到原点的距离不超过2,根据对称性可得:曲线C 上任意一点到原点的距离都不超过2;故②正确.在x 轴上图形面积大于矩形面积=1×2=2,x 轴下方的面积大于等腰直角三角形的面积=12×2×1=1,因此曲线C 所围成的“心形”区域的面积大于2+1=3,故③错误.故选C .考点突破·互动探究考点一 曲线与方程——自主练透例1 (多选题)关于x ,y 的方程x 2m 2+2+y 23m 2-2=1,⎝⎛⎭⎪⎫其中m 2≠23对应的曲线可能是( ABCD ) A .焦点在x 轴上的椭圆 B .焦点在y 轴上的椭圆 C .焦点在x 轴上的双曲线 D .圆[解析] 由题,若m 2+2>3m 2-2,解得-2<m <2,3m 2-2>0,解得m <-63或m >63,则当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,-63∪⎝ ⎛⎭⎪⎫63,2时,曲线是焦点在x 轴上的椭圆,A 正确;若3m 2-2>m 2+2,解得m <-2或m >2,此时曲线是焦点在y 轴上的椭圆,B 正确;若3m 2-2<0,解得-63<m <63,此时曲线是焦点在x 轴上的双曲线,C 正确;当m 2=2时,方程为x 2+y 2=4,所以D 正确.故选ABCD .〔变式训练1〕(多选题)(2021·山东青岛一中期末)已知点F(1,0)为曲线C 的焦点,则曲线C 的方程可能为( AD )A .y 2=4x B .x 2=4yC .x 2cos 2θ+y 2sin 2θ=1⎝ ⎛⎭⎪⎫0<θ<π2 D .x 2cos 2θ-y 2sin 2θ=1⎝⎛⎭⎪⎫0<θ<π2 [解析] y 2=4x 的焦点坐标为(1,0);x 2=4y 的焦点坐标为(0,1);当θ=π4时,sin 2θ=cos 2θ=12,x 2cos 2θ+y 2sin 2θ=1表示圆;双曲线x 2cos 2θ-y 2sin 2θ=1⎝⎛⎭⎪⎫0<θ<π2的焦点在x 轴上,且c =cos 2θ+sin 2θ=1,其焦点坐标为(1,0),(-1,0),故选AD .考点二 定义法求轨迹方程——自主练透例2 (1)(2021·长春模拟)如图所示,A 是圆O 内一定点,B 是圆周上一个动点,AB 的中垂线CD 与OB 交于点E ,则点E 的轨迹是( B )A .圆B .椭圆C .双曲线D .抛物线(2)(2021·福州模拟)已知圆M :(x +5)2+y 2=36,定点N(5,0),点P 为圆M 上的动点,点Q 在NP 上,点G 在线段MP 上,且满足NP →=2NQ →,GQ →·NP →=0,则点G 的轨迹方程是( A )A .x 29+y24=1B .x 236+y231=1 C .x 29-y24=1D .x 236-y231=1 (3)(2021·江苏南京二十九中调研)已知两圆C 1:(x +3)2+y 2=1,C 2:(x -3)2+y 2=9,动圆M 同时与圆C 1和圆C 2外切,则动圆圆心M 的轨迹方程为( D )A .x 2-y28=1B .x 28-y 2=1C .x 2-y28=1(x≥1)D .x 2-y28=1(x≤-1)[解析] (1)由题意知,|EA|+|EO|=|EB|+|EO|=r(r 为圆的半径)且r >|OA|,故E 的轨迹为以O ,A 为焦点的椭圆,故选B .(2)由NP →=2NQ →,GQ →·NP →=0知GQ 所在直线是线段NP 的垂直平分线,连接GN ,∴|GN|=|GP|,∴|GM|+|GN|=|MP|=6>25,∴点G 的轨迹是以M ,N 为焦点的椭圆,其中2a =6,2c =25,∴b 2=4,∴点G 的轨迹方程为x 29+y24=1,故选A .(3)设动圆M 的半径为r ,则|C 1M|=r +1,|C 2M|=3+r ,∴|C 2M|-|C 1M|=2<6=|C 1C 2|.∴动圆圆心M 的轨迹是以C 1、C 2为焦点的双曲线左支,且c =3,a =1,∴b 2=c 2-a 2=8,∴其轨迹方程为x 2-y28=1(x≤-1).故选D .[引申1]本例(3)中,若动圆M 与圆C 1内切,与圆C 2外切,则动圆圆心M 的轨迹方程为__x 24-y25=1(x≤-2)__.[引申2]本例(3)中,若动圆M 与圆C 1外切,与圆C 2内切,则动圆圆心M 的轨迹方程为__x 24-y25=1(x≥2)__.[引申3]本例(3)中,若动圆M 与圆C 1、圆C 2都内切,则动圆圆心M 的轨迹方程为__x 2-y28=1(x≥1)__.[引申4]本例3中,若动圆M 与圆C 1、圆C 2中一个内切一个外切,则动圆圆心M 的轨迹方程为__x 24-y25=1__.名师点拨定义法求轨迹方程及其注意点(1)在利用圆锥曲线的定义法求轨迹方程时,若所求的轨迹符合某种圆锥曲线的定义,则根据曲线的方程,写出所求的轨迹方程.(2)利用定义法求轨迹方程时,还要看轨迹是否是完整的圆、椭圆、双曲线、抛物线,如果不是完整的曲线,则应对其中的变量x 或y 进行限制.〔变式训练2〕(1)动圆M 经过双曲线x 2-y23=1的左焦点且与直线x =2相切,则圆心M 的轨迹方程是( B )A .y 2=8x B .y 2=-8x C .y 2=4xD .y 2=-4x(2)(多选题)(2021·湖南娄底质检)在水平地面上的不同两点处竖有两根笔直的电线杆,假设它们都垂直于地面,则在水平地面上视它们上端仰角相等的点P 的轨迹可能是( AB )A .直线B .圆C .椭圆D .抛物线[解析] (1)双曲线x 2-y23=1的左焦点为F(-2,0),由题意可知点M 的轨迹是以F 为焦点、原点为顶点、对称轴为x 轴的抛物线,故其方程为y 2=-8x .故选B .(2)如图两根电杆AB ,CD ,①当|AB|=|CD|时,∵∠BPA =∠DPC ,∴|PA|=|PC|, ∴P 的轨迹是AC 的中垂线,②当|AB|=λ|CD|(λ≠1,λ>0)时, 由∠BPA =∠DPC 知Rt △ABP ∽Rt △CDP , ∴|AP||CP|=|AB||CD|=λ, 以AC 所在直线为x 轴,线段AC 的中垂线为y 轴建立平面直角坐标系, 记A(-1,0),C(1,0),P(x ,y), 则x +12+y 2x -12+y2=λ,即⎝ ⎛⎭⎪⎫x -λ2+1λ2-12+y 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫2λλ2-12, 轨迹为圆,故选AB .考点三 直接法求轨迹方程——师生共研例3 (1)(2021·四川、云南、贵州、西藏四省四校联考)已知圆C 过点A(0,2)且与直线y =-2相切,则圆心C 的轨迹方程为( B )A .x 2=4y B .x 2=8y C .x 2=-4yD .x 2=-8y(2)(2021·山东菏泽模拟)已知动圆过定点A(4,0),且在y 轴上截得的弦MN 的长为8. ①求动圆圆心的轨迹C 的方程;②已知点B(-1,0),设不垂直于x 轴的直线l 与轨迹C 交于不同的两点P ,Q ,若x 轴是∠PBQ 的角平分线,证明:直线l 过定点.[解析] (1)设圆心C(x ,y), 由题意知x 2+y -22=|y +2|,化简得x 2=8y ,故选B .(2)①设动圆圆心P(x ,y),线段MN 的中点为E , 则|PA|2=|PE|2+42,即(x -4)2+y 2=x 2+16,化简得y 2=8x , ∴动圆圆心的轨迹C 的方程为y 2=8x . ②设直线l 的方程为y =kx +b ,联立⎩⎪⎨⎪⎧y 2=8x ,y =kx +b ,得k 2x 2+2kbx +b 2=8x ,k 2x 2-(8-2kb)x +b 2=0(其中Δ>0), 设P(x 1,kx 1+b),Q(x 2,kx 2+b), 则x 1+x 2=8-2kb k 2,x 1x 2=b 2k 2, 若x 轴是∠PBQ 的角平分线, 则k PB +k QB =kx 1+b x 1+1+kx 2+bx 2+1=kx 1+b x 2+1+kx 2+b x 1+1x 1+1x 2+1=2kx 1x 2+k +b x 1+x 2+2bx 1+1x 2+1=8k +bk2x 1+1x 2+1=0,即k =-b .故直线l 的方程为y =k(x -1),直线l 过定点(1,0).名师点拨直接法求曲线方程的一般步骤(1)建立合适的直角坐标系.(2)设出所求曲线上点的坐标,把几何条件或等量关系用坐标表示为代数方程.(3)化简整理这个方程,检验并说明所求方程就是曲线的方程.直接法求曲线方程时最关键的就是把几何条件或等量关系“翻译”为代数方程,要注意“翻译”的等价性.(4)运用直接法应注意的问题①在用直接法求轨迹方程时,在化简的过程中,有时破坏了方程的同解性,此时就要补上遗漏的点或删除多余的点,这是不能忽视的.②若方程的化简过程是恒等变形,则最后的验证可以省略. 〔变式训练3〕(1)已知两定点A(-2,0),B(1,0),如果动点P 满足|PA|=2|PB|,则动点P 的轨迹是( B ) A .直线 B .圆 C .椭圆D .双曲线(2)(2021·湖南湘潭模拟)在平面直角坐标系xOy 中,已知点Q(1,0),直线l :x =2.若动点P 在直线l 上的射影为R ,且|PR →|=2|PQ →|,设点P 的轨迹为C .①求C 的轨迹方程;②设直线y =x +n 与曲线C 相交于A 、B 两点,试探究曲线C 上是否存在点M ,使得四边形MAOB 为平行四边形,若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.[解析] (1)设P(x ,y), 则x +22+y 2=2x -12+y 2,化简得x 2+y 2-4x =0,即(x -2)2+y 2=4, 其表示以(2,0)为圆心,4为半径的圆,故选B . (2)①设P(x ,y),由|PR →|=2|PQ →|, 得|2-x|=2·x -12+y 2,平方化简得C 的轨迹方程为x 22+y 2=1.②设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),M(x 3,y 3), 联立⎩⎪⎨⎪⎧y =x +n x 22+y 2=1,得x 2+2(x +n)2-2=0,即3x 2+4nx +2n 2-2=0,所以x 1+x 2=-4n 3,y 1+y 2=x 1+x 2+2n =2n3.假设存在点M 使得四边形MAOB 为平行四边形, 则OM →=OA →+OB →,所以(x 3,y 3)=(x 1,y 1)+(x 2,y 2), 所以x 3=x 1+x 2=-4n 3,y 3=y 1+y 2=2n3.由点M 在曲线C 上得x 232+y 23=1,代入得8n 29+4n29=1,解得n 2=34,n =±32.所以当n =±32时,曲线C 上存在点M 使得四边形MAOB 为平行四边形, 此时点M 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-233,33或者M ⎝ ⎛⎭⎪⎫233,-33,当n≠±32,曲线C 上不存在点M 使得四边形MAOB 为平行四边形. 考点四 代入法(相关点法)求轨迹方程——师生共研例4 (2021·河南新乡模拟)在直角坐标系xOy 中,点M(-2,0),N 是曲线x =14y 2+2上的任意一点,动点C 满足MC →+NC →=0.(1)求点C 的轨迹方程;(2)经过点P(1,0)的动直线l 与点C 的轨迹交于A ,B 两点,在x 轴上是否存在定点D(异于点P),使得∠ADP =∠BDP ?若存在,求出D 的坐标;若不存在,请说明理由.[解析] (1)设C(x ,y),N(x 0,y 0), 则MC →=(x +2,y),NC →=(x -x 0,y -y 0), MC →+NC →=(2x -x 0+2,2y -y 0).又MC →+NC →=0,则⎩⎪⎨⎪⎧2x -x 0+2=0,2y -y 0=0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 0=2x +2,y 0=2y.因为点N 为曲线x =14y 2+2上的任意一点,所以x 0=14y 20+2,所以2x +2=14(2y)2+2,整理得y 2=2x ,故点C 的轨迹方程为y 2=2x . (2)设存在点D(t,0),使得∠ADP =∠BDP , 所以k DA +k DB =0.由题易知,直线l 的倾斜角不可能为0°, 故设直线l 的方程为x =my +1,将x =my +1代入y 2=2x ,得y 2-2my -2=0. 设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则y 1+y 2=2m ,y 1y 2=-2. 因为k DA +k DB =y 1x 1-t +y 2x 2-t =y 1my 1+1-t +y 2my 2+1-t =0,所以2my 1y 2+(1-t)(y 1+y 2)=0, 即-4m +2m·(1-t)=0,所以t =-1. 故存在点D(-1,0),使得∠ADP =∠BDP .名师点拨代入法(相关点法)求轨迹方程(1)当题目中的条件同时具有以下特征时,一般可以用相关点法求其轨迹方程: ①某个动点P 在已知方程的曲线上移动; ②另一个动点M 随P 的变化而变化;③在变化过程中P 和M 满足一定的规律.(2)代入法(相关点法)的基本步骤①设点:设被动点坐标为(x ,y),主动点坐标为(x 1,y 1);②求关系式:求出两个动点坐标之间的关系式⎩⎪⎨⎪⎧ x 1=f x ,y ,y 1=g x ,y ;③代换:将上述关系式代入已知曲线方程,便可得到所求动点的轨迹方程;④检验:注意检验所求方程是否符合题意.〔变式训练4〕(2021·河北石家庄模拟)已知点Q 在椭圆C :x 216+y 210=1上,点P 满足OQ →=12(OF 1→+OP →)(其中O 为坐标原点,F 1为椭圆C 的左焦点),则点P 的轨迹为( D )A .圆B .抛物线C .双曲线D .椭圆 [解析] 设P(x ,y),Q(x 0,y 0),椭圆C 的左焦点F 1(-2,0),由题意知⎩⎪⎨⎪⎧ x 0=x -22,y 0=y 2 又x 2016+y 2010=1,∴x -2264+y 240=1,故选D . 考点五,参数法求轨迹方程——师生共研例5 (2021·河北衡水中学调研)已知圆C 1:x 2+y 2=2,圆C 2:x 2+y 2=4,如图,C 1,C 2分别交x 轴正半轴于点E ,A .射线OD 分别交C 1,C 2于点B ,D ,动点P 满足直线BP 与y 轴垂直,直线DP 与x 轴垂直.(1)求动点P 的轨迹C 的方程;(2)过点E 作直线l 交曲线C 与点M ,N ,射线OH ⊥l 于点H ,且交曲线C 于点Q .问:1|MN|+1|OQ|2的值是否是定值?如果是定值,请求出该定值;如果不是定值,请说明理由.[分析] 显然点P(x ,y)的变动由∠AOD 的大小α(或k OD )决定,故可通过α(或k OD )建立x ,y 间的关系,即点P 的轨迹方程.[解析] (1)解法一:如图设∠BOE =α,则B(2cos α,2sin α),D(2cos α,2sin α),所以x P =2cos α,y P =2sin α.所以动点P 的轨迹C 的方程为x 24+y 22=1. 解法二:当射线OD 的斜率存在时,设斜率为k ,OD 方程为y =kx ,由⎩⎪⎨⎪⎧ y =kx x 2+y 2=2得y 2P =2k 21+k 2, 同理得x 2P =41+k 2, 所以x 2P +2y 2P=4即有动点P 的轨迹C 的方程为x 24+y 22=1. 当射线OD 的斜率不存在时,点(0,±2)也满足.(2)由(1)可知E 为C 的焦点,设直线l 的方程为x =my +2(斜率不为0时)且设点M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),由⎩⎨⎧x =my +2x 2+2y 2=4,得(m 2+2)y 2+22my -2=0, 所以⎩⎪⎨⎪⎧y 1+y 2=-22m m 2+2y 1y 2=-2m 2+2, 所以1|MN|=11+m 2|y 1-y 2|=m 2+24m 2+1, 又射线OQ 方程为y =-mx , 代入椭圆C 的方程得x 2+2(mx)2=4, 即x 2Q =41+2m 2,y 2Q =4m 21+2m 2,1|OQ|2=1+2m 24m 2+1, 所以1|MN|+1|OQ|2=m 2+24m 2+1+1+2m 24m 2+1=34, 又当直线l 的斜率为0时,也符合条件.综上,1|MN|+1|OQ|2为定值,且为34.名师点拨(1)在选择参数时,参数可以具有某种物理或几何意义,如时间、速度、距离、角度、直线的斜率、点的横(纵)坐标等,也可以没有具体的意义,但要特别注意它的取值范围对动点坐标取值范围的影响.(2)参数法求轨迹方程的适用条件动点所满足的条件不易得出或不易转化为等式,也没有明显的相关点,但却较易发现(或经过分析可发现)这个动点的运动与某一个量或某两个变量(角、斜率、比值、截距等)有关.〔变式训练5〕若过点P(1,1)且互相垂直的两条直线l 1,l 2分别与x 轴、y 轴交于A 、B 两点,则AB 中点M 的轨迹方程为__x +y -1=0__.[解析] 当直线l 1的斜率存在时,l 2的斜率也存在,设直线l 1的方程是y -1=k(x -1),则直线l 2的方程是y -1=-1k (x -1),所以直线l 1与x 轴的交点为A ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1k ,0,l 2与y 轴的交点为B ⎝⎛⎭⎪⎫0,1+1k ,设AB 的中点M 的坐标为(x ,y),则有⎩⎪⎨⎪⎧ x =12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1k ,y =12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1k ,两式相加消去k ,得x +y =1⎝ ⎛⎭⎪⎫x ≠12,即x +y -1=0(x≠12),所以AB 中点M 的轨迹方程为x +y -1=0⎝ ⎛⎭⎪⎫x ≠12. 当直线l 1(或l 2)的斜率不存在时,点M 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,此点在直线x +y -1=0上. 综上,AB 中点M 的轨迹方程为x +y -1=0.另解:由题意易知|MP|=|MO|,∴M 的轨迹为线段OP 的中垂线,其方程为y -12=-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12, 即x +y -1=0.名师讲坛·素养提升高考中的轨迹问题例6 (2019·课标Ⅱ)已知点A(-2,0),B(2,0),动点M(x ,y)满足直线AM 与BM 的斜率之积为-12.记M 的轨迹为曲线C . (1)求C 的方程,并说明C 是什么曲线;(2)过坐标原点的直线交C 于P ,Q 两点,点P 在第一象限,PE ⊥x 轴,垂足为E ,连接QE 并延长交C 于点G .①证明:△PQG 是直角三角形;②求△PQG 面积的最大值.[解题思路] (1)由题直译得关系→化简,观察方程形式得结论(2)①设直线PQ :y =kx →与C 的方程联立得P ,Q 两点坐标→得直线QG 的方程→与C 的方程联立得G 的坐标→求PG 的斜率→得结论 ②利用公式求面积→得关于k 的函数→判断单调性求最值→得结论 [解析] (1)由题设得y x +2·y x -2=-12, 化简得x 24+y 22=1(|x|≠2), 所以C 为中心在坐标原点,焦点在x 轴上的椭圆,不含左右顶点.(2)①证明:设直线PQ 的斜率为k ,则其方程为y =kx(k >0),由⎩⎪⎨⎪⎧ y =kx ,x 24+y 22=1得x =±21+2k 2. 记u =21+2k 2,则P(u ,uk),Q(-u ,-uk),E(u,0).于是直线QG 的斜率为k 2,方程为y =k 2(x -u). 由⎩⎪⎨⎪⎧ y =k 2x -u x 24+y 22=1, 得(2+k 2)x 2-2uk 2x +k 2u 2-8=0.①设G(x G ,y G ),则-u 和x G 是方程①的解,故x G =u 3k 2+22+k 2,由此得y G =uk 32+k 2.从而直线PG 的斜率为uk 32+k 2-uk u 3k 2+22+k 2-u =-1k . 所以PQ ⊥PG ,即△PQG 是直角三角形.②由①得|PQ|=2u 1+k 2,|PG|=2uk k 2+12+k 2, 所以△PQG 的面积S =12|PQ||PG|= 8k 1+k21+2k 22+k 2=8⎝ ⎛⎭⎪⎫1k +k 1+2⎝ ⎛⎭⎪⎫1k +k 2. 设t =k +1k,则由k >0得t≥2,当且仅当k =1时取等号, 因为S =8t 1+2t2在[2,+∞)单调递减,所以当t =2, 即k =1时,S 取得最大值,最大值为169. 因此,△PQG 面积的最大值为169. [解题关键] ①利用方程思想得出点P 、Q 的坐标,进而利用换元法及整体代换法简化运算过程是顺利解决本题的关键;②正确利用基本不等式及函数单调性是求解△PQG 面积最值的关键.〔变式训练6〕(2020·新课标Ⅲ)在平面内,A ,B 是两个定点C 是动点,若OC →·BC →=1,则点C 的轨迹为( A )A .圆B .椭圆C .抛物线D .直线[解析] 不妨以AB 所在直线为x 轴,AB 的中点为原点,建立平面直角坐标系,设C(x ,y),A(-c,0),B(c,0),c >0,则AC →=(x +c ,y),BC →=(x -c ,y),由AC →·BC →=1,得(x +c)(x -c)+y·y=1,即x 2+y 2=c 2+1>0,∴点C 的轨迹为圆.故选A .。

(新课标)2020年高考数学一轮总复习第八章平面解析几何8_8曲线与方程课件理新人教A版

(新课标)2020年高考数学一轮总复习第八章平面解析几何8_8曲线与方程课件理新人教A版

上,则顶点C的轨迹方程是

(2)已知圆M:(x+1)2+y2=1,圆N:(x-1)2+y2=9,动圆P与圆M外切并且与圆N
内切,则圆心P的轨迹方程为

[解析] (1)如图,△ABC的内切圆圆P与三边的切点分别为E,F,G.
∵P在x=3上,∴|AC|>|BC|, ∴|CA|-|CB|=|GA|-|FB|=|EA|-|EB|=(5+3)-(5-3)=6, ∴C点轨迹是以A,B为焦点的双曲线(右支), ∴2a=6,a=3,c=5,b=4, ∴顶点C的轨迹方程为x92-1y62 =1(x>3).
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若动点P(x0,y0)为椭圆C外一点,且点P到椭圆C的两条切线相互垂直,求点P
的轨迹方程.
解析:(1)由题意知c= 5,e=ac= 35, ∴a=3,b2=a2-c2=4, 故椭圆C的标准方程为x92+y42=1.
(2)设两切线为l1,l2, ①当l1⊥x轴或l1∥x轴时,l2∥x轴或l2⊥x轴,可知P(±3,±2). ②当l1与x轴不垂直且不平行时,x0≠±3,设l1的斜率为k,则k≠0,l2的斜率为- 1k,l1的方程为y-y0=k(x-x0),与x92+y42=1联立,整理得(9k2+4)x2+18(y0-kx0)kx +9(y0-kx0)2-36=0, ∵直线l1与椭圆相切,∴Δ=0,
名师点拨 1.定义法求轨迹方程的适用条件 动点与定点、定直线之间的某些关系满足直线、圆、椭圆、双曲线、抛物线的定 义. 2.应用定义法求曲线方程的关键在于由已知条件推出关于动点的等量关系式, 由等量关系结合曲线定义判断是何种曲线,再设出标准方程,用待定系数法求 解.
跟踪训练 若本例(2)中的条件“动圆P与圆M外切并且与圆N内切”改为“动圆P

高考数学一轮复习第八章平面解析几何8.5曲线与方程课件理

高考数学一轮复习第八章平面解析几何8.5曲线与方程课件理

【 由规题范意解得答】y 设=点ykP,即(xk,yx)2,-则y2=kkAPa2.xya,kBPxya. 所以点P的x轨 a迹x方 程a 为kx2-y2=ka2(x≠±a).(*) (1)当k=0时,(*)式即y=0,点P的轨迹是直线AB(除去 A,B两点).
(2)当k≠0时,(*)式即
椭圆.所以a= ,c=1,则b2=a2-c2= ,所以椭圆的方程
5
21

=12 .
4
4x2 4y2
25 21
【加固训练】
1.若动点P到定点F(1,-1)的距离与到直线l:x-1=0的距
离相等,则动点P的轨迹是 ( )
A.椭圆
B.双曲线
C.抛物线
D.直线
【解析】选D.因为定点F(1,-1)在直线l:x-1=0上,所以 轨迹为过F(1,-1)与直线l垂直的一条直线.
即x2+y2+(x-c)2+y2=c,
即2x2+2y2-2cx+c2-c=0.
答案:2x2+2y2-2cx+c2-c=0
)2=c,
xc2y02
感悟考题 试一试
3.(2016·宜昌模拟)方程x=
所表示的曲线是
1 4y2
()
A.双曲线的一部分
B.椭圆的一部分
C.圆的一部分
D.直线的一部分
9 y2 25
1.
16x2 9 y2 1 25 25

a


b

32 25 18 25
, .
2.(选修2-1P37习题2.1A组T2改编)和点O(0,0),A(c,0)
距离的平方和为常数c的点的轨
由题意知(

2020高考数学理科大一轮复习导学案:第八章 平面解析几何8.8 Word版含答案【KS5U 高考】

2020高考数学理科大一轮复习导学案:第八章 平面解析几何8.8 Word版含答案【KS5U 高考】

第八节曲线与方程知识点一曲线与方程一般地,在平面直角坐标系中,如果某曲线C上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立了如下关系:(1)曲线上点的坐标都是这个方程的解.(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点.那么这个方程叫做曲线的方程,这条曲线叫做方程的曲线.1.判断正误(1)f(x0,y0)=0是点P(x0,y0)在曲线f(x,y)=0上的充要条件.(√)(2)方程x2+xy=x的曲线是一个点和一条直线.(×)(3)到两条互相垂直的直线距离相等的点的轨迹方程是x2=y2.(×)(4)方程y=x与x=y2表示同一曲线.(×)2.方程(x2+y2-4)x+y+1=0的曲线形状是(C)解析:由题意可得x +y +1=0或⎩⎨⎧ x 2+y 2-4=0x +y +1≥0,它表示直线x +y+1=0和圆x 2+y 2-4=0在直线x +y +1=0右上方的部分.知识点二 直接法求动点的轨迹方程的一般步骤1.建立适当的坐标系,用有序实数对(x ,y )表示曲线上任意一点M 的坐标.2.写出适合条件p 的点M 的集合P ={M |p (M )}.3.用坐标表示条件p (M ),列出方程f (x ,y )=0.4.化方程f (x ,y )=0为最简形式.5.说明以化简后的方程的解为坐标的点都在曲线上.3.(必修2P135习题4.1B 组第1题改编)等腰三角形ABC ,若一腰的两个端点坐标分别是A (4,2),B (-2,0),A 是顶点,则另一个点C 的轨迹方程为( B )A .x 2+y 2-8x -4y =0B .x 2+y 2-8x -4y -20=0(x ≠4,x ≠-2)C .x 2+y 2+8x +4y -20=0(x ≠4,x ≠-2)D .x 2+y 2-8x -4y +20=0(x ≠4,x ≠-2)解析:设另一个点的坐标为C (x ,y ),则(x -4)2+(y -2)2=40,x ≠4,x ≠-2.整理得x 2+y 2-8x -4y -20=0(x ≠4,x ≠-2).故选B.4.(2019·大连模拟)在△ABC 中,BC =4,A 点为动点,满足sin C +sin B =2sin A ,若以BC 为x 轴,BC 的中点为原点,建立平面直角坐标系,则A点的轨迹方程为x 216+y 212=1(y ≠0).解析:由正弦定理得:|AB |+|AC |=2|BC |,即|AB |+|AC |=8>4.故A 点的轨迹为椭圆,则椭圆方程为x 216+y 212=1,又因为A ,B ,C 三点不能共线,所以A 点的轨迹方程为x 216+y 212=1(y ≠0).1.“曲线C 是方程f (x ,y )=0的曲线”是“曲线C 上的点的坐标都是方程f (x ,y )=0的解”的充分不必要条件.2.曲线的交点与方程组的关系(1)两条曲线交点的坐标是两个曲线方程的公共解,即两个曲线方程组成的方程组的实数解;(2)方程组有几组解,两条曲线就有几个交点;方程组无解,两条曲线就没有交点.考向一 直接法求轨迹方程【例1】 (1)已知△ABC 的顶点B (0,0),C (5,0),AB 边上的中线长|CD |=3,则顶点A 的轨迹方程为________.(2)与y 轴相切并与圆C :x 2+y 2-6x =0也外切的圆的圆心的轨迹方程为________.【解析】 (1)设A (x ,y ),由题意可知D ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2,y 2.又∵|CD |=3,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-52+⎝ ⎛⎭⎪⎫y 22=9,即(x -10)2+y 2=36,由于A ,B ,C 三点不共线,∴点A 不能落在x 轴上,即y ≠0,∴点A 的轨迹方程为(x -10)2+y 2=36(y ≠0).(2)若动圆在y 轴右侧,设与y 轴相切,且与圆x 2+y 2-6x =0外切的圆的圆心为P (x ,y )(x >0),则半径长为|x |,因为圆x 2+y 2-6x =0的圆心为(3,0),所以(x -3)2+y 2=|x |+3,则y 2=12x (x >0),若动圆在y 轴左侧,则y =0,即圆心的轨迹方程为y 2=12x (x >0)或y =0(x <0).【答案】 (1)(x -10)2+y 2=36(y ≠0) y 2=12x (x >0)或y =0(x <0)(1)若曲线上的动点满足的条件是一些几何量的等量关系,则可用直接法,其一般步骤是:设点—列式—化简—检验,求动点的轨迹方程时要注意检验,即扣除多余的点,补上遗漏的点.(2)如果是只求轨迹方程,则把方程求出,把变量的限制条件附加上即可;如果是求轨迹,则要说明轨迹是什么图形.已知点P 为y 轴上的动点,点M 为x 轴上的动点,点F (1,0)为定点,且满足PN →+12NM →=0,PM →·PF →=0.(1)求动点N 的轨迹E 的方程;(2)过点F 且斜率为k 的直线与曲线E 交于两点A ,B ,试判断在x 轴上是否存在点C ,使得|CA |2+|CB |2=|AB |2成立,请说明理由.解:(1)设N (x ,y ),则由PN →+12NM →=0,得P 为MN 的中点,∴P ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,y 2,M (-x ,0),∴PM →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-x ,-y 2,PF →=⎝ ⎛⎭⎪⎫1,-y 2,∴PM →·PF →=-x +y 24=0,即y 2=4x ,∴动点N 的轨迹E 的方程为y 2=4x .(2)设直线l 的方程为y =k (x -1),由⎩⎨⎧ y =k (x -1),y 2=4x ,消去x 得y 2-4k y-4=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1+y 2=4k ,y 1y 2=-4.假设存在点C (m,0)满足条件,则CA →=(x 1-m ,y 1),CB →=(x 2-m ,y 2),∴CA →·CB →=x 1x 2-m (x 1+x 2)+m 2+y 1y 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫y 1y 242-m ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫y 21+y 224+m 2-4=-m 4[(y 1+y 2)2-2y 1y 2]+m 2-3=m 2-m 4k 2+2-3.∵Δ=⎝ ⎛⎭⎪⎫4k 2+22+12>0, ∴关于m 的方程m 2-m ⎝ ⎛⎭⎪⎫4k 2+2-3=0有解,∴假设成立,即在x 轴上存在点C ,使得|CA |2+|CB |2=|AB |2成立.考向二 定义法求轨迹方程【例2】 (1)(2019·北京模拟)△ABC 的顶点A (-5,0),B (5,0),△ABC 的内切圆圆心在直线x =3上,则顶点C 的轨迹方程是_________.(2)已知圆M :(x +1)2+y 2=1,圆N :(x -1)2+y 2=9,动圆P 与圆M 外切并且与圆N 内切,则圆心P 的轨迹方程为____________.【分析】 (1)根据题设条件,寻找动点C 与两定点A ,B 距离的差满足的等量关系|CA |-|CB |=6,由双曲线的定义得出所求轨迹为双曲线的一部分,再求其方程.(2)可依据两圆的位置关系,得出圆心距与两圆半径的和、差的绝对值之间的关系,进而得出轨迹方程.【解析】 (1)如图,|AD |=|AE |=8,|BF |=|BE |=2,|CD |=|CF |,所以|CA |-|CB |=8-2=6.根据双曲线的定义,所求轨迹是以A ,B 为焦点,实轴长为6的双曲线的右支,方程为x 29-y 216=1(x >3).(2)因为圆P 与圆M 外切且与圆N 内切,|PM |+|PN |=(R +r 1)+(r 2-R )=r 1+r 2=4,由椭圆的定义可知,曲线C 是以M ,N 为左右焦点,长半轴长为2,短半轴长为3的椭圆(左顶点除外),其方程为x 24+y 23=1(x ≠-2).【答案】 (1)x 29-y 216=1(x >3) (2)x 24+y 23=1(x ≠-2)1.若本例(2)中的条件“动圆P 与圆M 外切并且与圆N 内切”改为“动圆P 与圆M 、圆N 都外切”,则圆心P 的轨迹方程为y =0(x <-2).解析:因为圆M与圆N相内切,设其切点为A,又因为动圆P与圆M、圆N都外切,所以动圆P的圆心在MN的连线上,且经过点A,因此动点P 的轨迹是射线AM的反向延长线(不含切点A),其方程为:y=0(x<-2).2.若本例(2)中的条件“动圆P与圆M外切并且与圆N内切”改为“动圆P与圆M、圆N都内切”,则圆心P的轨迹方程为y=0(x∈(-2,-1)∪(-1,1)∪(1,+∞)).解析:由两圆方程知圆M与圆N相内切,设切点为A,若圆P与圆M、圆N都内切,则切点必为A点,且动圆P的圆心在x轴上.①若圆P在圆M和圆N的内部与两圆内切,则点P在线段AM(不含端点)上;②若圆P 在圆M外部及圆N内部与两圆内切,则点P在线段MN(不含端点)上;③若圆P在圆M和圆N的外部与两圆内切,则点P在射线Nx(不含点N)上,所以动点P的轨迹方程为y=0(x∈(-2,-1)∪(-1,1)∪(1,+∞)).定义法求轨迹方程的适用条件及关键(1)适用条件动点与定点、定直线之间的某些关系满足直线、圆、椭圆、双曲线、抛物线的定义.(2)关键定义法求轨迹方程的关键是由题意找到动点所适合的常见曲线的几何特征.(2019·长春模拟)设圆(x +1)2+y 2=25的圆心为C ,A (1,0)是圆内一定点,Q 为圆周上任一点.线段AQ 的垂直平分线与CQ 的连线交于点M ,则M 的轨迹方程为( D )A.4x 221-4y 225=1B.4x 221+4y 225=1C.4x 225-4y 221=1D.4x 225+4y 221=1解析:因为M 为AQ 垂直平分线上一点,则|AM |=|MQ |,所以|MC |+|MA |=|MC |+|MQ |=|CQ |=5,故M 的轨迹为椭圆.所以a =52,c =1,则b 2=a 2-c 2=214,所以椭圆的方程为4x 225+4y 221=1. 考向三 相关点法(代入法)求轨迹方程【例3】 (2019·合肥第二次质检)如图,抛物线E :y 2=2px (p >0)与圆O :x 2+y 2=8相交于A ,B 两点,且点A 的横坐标为2.过劣弧AB 上动点P (x 0,y 0)作圆O 的切线交抛物线E 于C ,D 两点,分别以C ,D 为切点作抛物线E 的切线l 1,l 2,l 1与l 2相交于点M .(1)求p 的值;(2)求动点M 的轨迹方程.【解】 (1)由点A 的横坐标为2,可得点A 的坐标为(2,2),代入y 2=2px ,解得p =1.(2)设C (y 212,y 1),D (y 222,y 2),y 1≠0,y 2≠0,切线l 1的斜率为k ,则切线l 1:y -y 1=k (x -y 212),代入y 2=2x 得ky 2-2y +2y 1-ky 21=0,由Δ=0解得k=1y 1, ∴l 1的方程为y =1y 1x +y 12,同理l 2的方程为y =1y 2x +y 22.联立,得⎩⎪⎨⎪⎧ y =1y 1x +y 12,y =1y 2x +y 22,解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =y 1·y 22,y =y 1+y 22.易知CD 的方程为x 0x +y 0y =8,其中x 0,y 0满足x 20+y 20=8,x 0∈[2,22],联立,得⎩⎨⎧y 2=2x ,x 0x +y 0y =8,即x 0y 2+2y 0y -16=0,则⎩⎪⎨⎪⎧ y 1+y 2=-2y 0x 0,y 1·y 2=-16x 0,代入⎩⎪⎨⎪⎧x =y 1·y 22,y =y 1+y 22,可得M (x ,y )满足⎩⎪⎨⎪⎧x =-8x 0,y =-y 0x 0,可得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-8x ,y 0=8yx ,代入x 20+y 20=8,并化简,得x 28-y 2=1,考虑到x 0∈[2,22],知x ∈[-4,-22], ∴动点M 的轨迹方程为x 28-y 2=1,x ∈[-4,-22].(1)动点所满足的条件不易表述或求出,但形成轨迹的动点P (x ,y )却随另一动点Q (x ′,y ′)的运动而有规律的运动,且动点Q 的轨迹方程为给定或容易求得,则可先将x ′,y ′表示为x ,y 相关的式子,再代入Q 的轨迹方程,然后整理得点P 的轨迹方程,此法称为代入法,也称相关点法.(2)用代入法求轨迹方程的关键是寻求关系式:x ′=f (x ,y ),y ′=g (x ,y ),然后代入已知曲线.求对称曲线(轴对称、中心对称等)方程实质上也是用代入法(相关点法)解题.如图,已知P 是椭圆x 24+y 2=1上一点,PM ⊥x 轴于M .若PN →=λNM →.(1)求N 点的轨迹方程;(2)当N 点的轨迹为圆时,求λ的值.解:(1)设点P ,点N 的坐标分别为P (x 1,y 1),N (x ,y ),则M 的坐标为(x 1,0),且x =x 1,∴PN →=(x -x 1,y -y 1)=(0,y -y 1), NM →=(x 1-x ,-y )=(0,-y ), 由PN →=λNM →得(0,y -y 1)=λ(0,-y ). ∴y -y 1=-λy ,即y 1=(1+λ)y . ∵P (x 1,y 1)在椭圆x 24+y 2=1上,则x 214+y 21=1,∴x 24+(1+λ)2y 2=1,故x 24+(1+λ)2y 2=1为所求的N 点的轨迹方程.(2)要使点N 的轨迹为圆,则(1+λ)2=14,解得λ=-12或λ=-32.故当λ=-12或λ=-32时,N 点的轨迹是圆.。

高考数学一轮总复习 第8章 解析几何 第8节 曲线与方程课件 理 新人教版

高考数学一轮总复习 第8章 解析几何 第8节 曲线与方程课件 理 新人教版
意一点M的坐标; (2)写出适合条件p的点M的集合P={M|p(M)}; (3)用坐标表示条件p(M),列出方程 f(x,y)=0 ; (4)化方程f(x,y)=0为最简形式; (5)说明以化简后的方程的解为坐标的点都在曲线上.
3.曲线的交点 设曲线C1的方程为F1(x,y)=0,曲线C2的方程为F2(x,y) F1x,y=0, 方程组 =0,则C1,C2的交点坐标即为________F__2_x_,__y_=___0__的 实数解. 若此方程组无解,则两曲线无交点.
[谨记通法] 1.直接法求轨迹方程的2种常见类型 类型1:题目给出等量关系,求轨迹方程.可直接代入 即可得出方程. 类型2:题中未明确给出等量关系,求轨迹方程.可利 用已知条件寻找等量关系,得出方程.但要注意完备性易忽 视,如“题组练透”第3题易漏λ≠0,x≠±1. 2.讨论曲线类型参数分段的2个标准 (1)二次项系数为0的值; (2)二次项系数相等的值.
1.曲线与曲线方程、轨迹与轨迹方程是两个不同的概念, 前者指曲线的形状、位置、大小等特征,后者指方程 (包括范围).
2.求轨迹方程时易忽视轨迹上特殊点对轨迹的“完备性 与纯粹性”的影响.
[小题纠偏]
1.已知圆的方程为x2+y2=4,若抛物线过点A(-1,0),B(1,0)且
以圆的切线为准线,则抛物线的焦点轨迹方程是_______.
考点二 定义法求轨迹方程 常考常新型考点——多角探明
[典例引领] 已知动圆C与圆C1:(x+1)2+y2=1相外切,与圆C2:(x-1)2 +y2=9相内切,设动圆圆心C的轨迹为T,且轨迹T与x轴右 半轴的交点为A. (1)求轨迹T的方程; (2)已知直线l:y=kx+m与轨迹T相交于M,N两点(M,N不 在x轴上).若以MN为直径的圆过点A,求证:直线l过定点, 并求出该定点的坐标.

2020届高考数学一轮复习第八章平面解析几何8

2020届高考数学一轮复习第八章平面解析几何8

第八章⎪⎪⎪平面解析几何第八节抛物线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1.(2018·杭州七校联考)抛物线C :y =ax 2的准线方程为y =-14,则其焦点坐标为________,实数a 的值为________.解析:由题意得焦点坐标为⎝⎛⎭⎫0,14,抛物线C 的方程可化为x 2=1a y ,由题意得-14a =-14,解得a =1. 答案:⎝⎛⎭⎫0,14 1 2.焦点在直线2x +y +2=0上的抛物线的标准方程为________. 答案:y 2=-4x 或x 2=-8y3.(教材习题改编)抛物线y =4x 2的焦点坐标为__________;准线方程为____________. 解析:抛物线的标准方程为x 2=14y ,所以焦点坐标为⎝⎛⎭⎫0,116,准线方程为y =-116. 答案:⎝⎛⎭⎫0,116 y =-1161.抛物线的定义中易忽视“定点不在定直线上”这一条件,当定点在定直线上时,动点的轨迹是过定点且与直线垂直的直线.2.抛物线标准方程中参数p 易忽视,只有p >0才能证明其几何意义是焦点F 到准线l 的距离,否则无几何意义.3.抛物线的标准方程的形式要注意,根据方程求焦点坐标或准线方程时,要注意标准形式的确定.[小题纠偏]1.平面内到点(1,1)与到直线x +2y -3=0的距离相等的点的轨迹是( ) A .椭圆 B .双曲线 C .抛物线 D .一条直线答案:D2.抛物线8x 2+y =0的焦点坐标为________. 解析:由8x 2+y =0,得x 2=-18y .∴2p =18,p =116,∴焦点为⎝⎛⎭⎫0,-132. 答案:⎝⎛⎭⎫0,-132考点一 抛物线定义及应用(重点保分型考点——师生共研)[典例引领]1.(2019·温州十校联考)设抛物线C :y =14x 2的焦点为F ,直线l 交抛物线C 于A ,B 两点,|AF |=3,线段AB 的中点到抛物线C 的准线的距离为4,则|BF |=( )A.72 B .5 C .4D .3解析:选B 抛物线C 的方程可化为x 2=4y ,由线段AB 的中点到抛物线C 的准线的距离为4,可得|AF |+|BF |=8,又|AF |=3,所以|BF |=5.2.已知M 是抛物线x 2=4y 上一点,F 为其焦点,点A 在圆C :(x +1)2+(y -5)2=1上,则|MA |+|MF |的最小值是( )A .4B .5C .6D .7解析:选B 依题意,由点M 向抛物线x 2=4y 的准线l :y =-1引垂线,垂足为M 1(图略),则有|MA |+|MF |=|MA |+|MM 1|,结合图形可知|MA |+|MM 1|的最小值等于圆心C (-1,5)到y =-1的距离再减去圆C 的半径,即等于6-1=5,因此|MA |+|MF |的最小值是5,故选B.[由题悟法]应用抛物线定义的2个关键点(1)由抛物线定义,把抛物线上点到焦点距离与到准线距离相互转化.(2)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.[即时应用]1.如图,设抛物线y 2=4x 的焦点为F ,不经过焦点的直线上有三个不同的点A ,B ,C ,其中点A ,B 在抛物线上,点C 在y 轴上,则△BCF 与△ACF 的面积之比是( )A.|BF |-1|AF |-1 B.|BF |2-1|AF |2-1C.|BF |+1|AF |+1D.|BF |2+1|AF |2+1解析:选A 由图形可知,△BCF 与△ACF 有公共的顶点F ,且A ,B ,C 三点共线,易知△BCF 与△ACF 的面积之比就等于|BC ||AC |.由抛物线方程知其焦点F (1,0),作准线l ,则l 的方程为x =-1.∵点A ,B 在抛物线上,过A ,B 分别作AK ,BH 与准线垂直,垂足分别为点K ,H ,且与y 轴分别交于点N ,M .由抛物线定义,得|BM |=|BF |-1,|AN |=|AF |-1.在△CAN 中,BM ∥AN ,∴|BC ||AC |=|BM ||AN |=|BF |-1|AF |-1. 2.已知直线l 1:4x -3y +6=0和直线l 2:x =-1,抛物线y 2=4x 上一动点P 到直线l 1和直线l 2的距离之和的最小值是( )A.355B .2 C.115D .3解析:选B 由题可知l 2:x =-1是抛物线y 2=4x 的准线,设抛物线的焦点为F (1,0),则动点P 到l 2的距离等于|PF |,则动点P 到直线l 1和直线l 2的距离之和的最小值,即焦点F 到直线l 1:4x -3y +6=0的距离,所以最小值是|4-0+6|5=2.考点二 抛物线的标准方程与几何性质(题点多变型考点——多角探明) [锁定考向]抛物线的标准方程及性质是高考的热点,多以选择题、填空题形式出现. 常见的命题角度有: (1)求抛物线方程;(2)抛物线的对称性.[题点全练]角度一:求抛物线方程1.(2019·台州重点校联考)已知直线l 过抛物线y 2=-2px (p >0)的焦点,且与抛物线交于A ,B 两点,若线段AB 的长是8,AB 的中点到y 轴的距离是2,则此抛物线的方程是( )A .y 2=-12xB .y 2=-8xC .y 2=-6xD .y 2=-4x解析:选B 过A ,B 分别作抛物线的准线的垂线,垂足分别为A 1,B 1,由抛物线定义知|AF |=|AA 1|,|BF |=|BB 1|,则|AA 1|+|BB 1|=2⎝⎛⎭⎫2+p2=8,解得p =4,所以此抛物线的方程是y 2=-8x .角度二:抛物线的对称性2.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两条渐近线与抛物线y 2=2px (p >0)分别交于O ,A ,B 三点,O 为坐标原点.若双曲线的离心率为2,△AOB 的面积为3,则p =( )A .1 B.32C .2D .3解析:选B 双曲线的渐近线方程为y =±ba x , 因为双曲线的离心率为2, 所以1+b 2a 2=2,ba = 3.由⎩⎨⎧y =3x ,y 2=2px , 解得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =0或⎩⎨⎧x =2p 3,y =23p 3.由曲线的对称性及△AOB 的面积得, 2×12×23p 3×2p 3=3, 解得p 2=94,即p =32⎝⎛⎭⎫p =-32舍去. [通法在握]求抛物线方程的3个注意点(1)当坐标系已建立时,应根据条件确定抛物线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.[演练冲关]1.(2019·宁波质检)已知点M 是抛物线C :y 2=2px (p >0)上一点,F 为C 的焦点,MF 的中点坐标是(2,2),则p 的值为( )A .1B .2C .3D .4解析:选D 抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ⎝⎛⎭⎫p 2,0,设M ⎝⎛⎭⎫y 212p ,y 1,由中点坐标公式可知p 2+y 212p=2×2,y 1+0=2×2,解得p =4.2.(2019·丽水高三质检)过抛物线C :y 2=4x 的焦点F 的直线l 与抛物线C 交于P ,Q 两点,与抛物线准线交于M ,且FM =3FP ,则|FP |=( )A.32B.23C.43D.34解析:选C 设直线l 的倾斜角为θ,如图所示,过点P 作PN 垂直准线于点N ,由抛物线定义知|PN |=|PF |.∵FM =3FP ,∴|FM |=3|FP |,即|PM |=2|PN |.在Rt △MNP 中,cos ∠MPN =12,∵PN ∥x 轴,∴cos θ=12,由抛物线焦半径的性质可得|PF |=p 1+cos θ=21+12=43,即|FP |=43. 考点三 直线与抛物线的位置关系(重点保分型考点——师生共研)[典例引领](2018·长兴中学模拟)已知抛物线C 1:y 2=2px (p >0)的焦点为F ,P 为C 1上一点,|PF |=4,点P 到y 轴的距离等于3.(1)求抛物线C 1的标准方程;(2)设A ,B 为抛物线C 1上的两个动点,且使得线段AB 的中点D 在直线y =x 上,P (0,2)为定点,求△PAB 面积的最大值.解:(1)由题意,p2+3=4,∴p =2,所以抛物线C 1的标准方程为y 2=4x .(2)设直线AB :x =ty +b ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x =ty +b ,y 2=4x消元化简得y 2-4ty -4b =0, Δ=16t 2+16b >0.且y 1+y 2=4t ,x 1+x 2=t (y 1+y 2)+2b =4t 2+2b , 所以D (2t 2+b,2t ),2t 2+b =2t . 由Δ>0得0<t <2.所以点P 到直线AB 的距离d =|-2t -b |1+t 2=|2t 2-4t |1+t 2, 所以|AB |=1+t 216t 2+16b =41+t 22t -t 2,所以S △ABP =12|AB |d =12×41+t 22t -t 2|2t 2-4t |1+t2=22t -t 2·|2t 2-4t |. 令m =2t -t 2,则m ∈(0,1],且S △ABP =4m 3. 由函数单调性可知,(S △ABP )max =4.[由题悟法]解决直线与抛物线位置关系问题的2种常用方法(1)直线与抛物线的位置关系和直线与椭圆、双曲线的位置关系类似,一般要用到根与系数的关系.(2)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,可直接使用公式|AB |=x 1+x 2+p ,若不过焦点,则必须用弦长公式.[即时应用]如图所示,已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,直线l 经过点F 且与抛物线C 相交于A ,B 两点.(1)若线段AB 的中点在直线y =2上,求直线l 的方程; (2)若线段|AB |=20,求直线l 的方程. 解:(1)由已知,得抛物线的焦点为F (1,0). 因为线段AB 的中点在直线y =2上, 所以直线l 的斜率存在,设直线l 的斜率为k ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),AB 的中点M (x 0,y 0),由⎩⎪⎨⎪⎧y 21=4x 1,y 22=4x 2,得(y 1+y 2)(y 1-y 2)=4(x 1-x 2),所以2y 0k =4.又y 0=2,所以k =1,故直线l 的方程是y =x -1.(2)设直线l 的方程为x =my +1,与抛物线方程联立得⎩⎪⎨⎪⎧x =my +1,y 2=4x ,消去x ,得y 2-4my-4=0,所以y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4,Δ=16(m 2+1)>0. |AB |=m 2+1|y 1-y 2| =m 2+1·(y 1+y 2)2-4y 1y 2 =m 2+1·(4m )2-4×(-4) =4(m 2+1).所以4(m 2+1)=20,解得m =±2,所以直线l 的方程是x =±2y +1,即x ±2y -1=0.一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2019·湖州质检)已知抛物线y 2=2px (p >0),点C (-4,0),过抛物线的焦点作垂直于x 轴的直线,与抛物线交于A ,B 两点,若△CAB 的面积为24,则以直线AB 为准线的抛物线的标准方程是( )A .y 2=4xB .y 2=-4xC .y 2=8xD .y 2=-8x解析:选D ∵AB ⊥x 轴,且AB 过点F ,∴AB 是焦点弦,∴|AB |=2p ,∴S △CAB =12×2p ×⎝⎛⎭⎫p 2+4=24,解得p =4或p =-12(舍去),∴直线AB 的方程为x =2,∴以直线AB 为准线的抛物线的标准方程是y 2=-8x ,故选D.2.(2018·江山质检)在抛物线y 2=2px (p >0)上,横坐标为4的点到焦点的距离为5,则p 的值为( )A.12 B .1 C .2D .3解析:选C 由抛物线的定义可知,4+p2=5,解得p =2.3.(2018·珠海模拟)已知抛物线y 2=4x 的焦点为F ,准线为l ,点P 为抛物线上一点,且在第一象限,PA ⊥l ,垂足为A ,|PF |=4,则直线AF 的倾斜角等于( )A.7π12B.2π3C.3π4D.5π6解析:选B 由抛物线y 2=4x 知焦点F (1,0),准线l 的方程为x =-1,由抛物线定义知|PA |=|PF |=4,所以点P 的坐标为(3,23),因此点A 的坐标为(-1,23),所以k AF =23-0-1-1=-3,所以直线AF 的倾斜角为2π3.4.(2019·宁波六校联考)已知抛物线C :y 2=23x ,过焦点F 且斜率为3的直线与C 相交于P ,Q 两点,且P ,Q 两点在准线上的投影分别为M ,N 两点,则S △MFN =( )A .8B .2 3C .4 3D .8 3解析:选B 法一:由题意可得p =3,F⎝⎛⎭⎫32,0.不妨设点P 在x 轴上方,由抛物线定义可知|PF |=|PM |,|Q F |=|Q N |,设直线P Q 的倾斜角为θ,则tan θ=3,∴θ=π3,由抛物线焦半径的性质可知,|PF |=p 1-cos θ=31-cos π3=23,|Q F |=p 1+cos θ=31+cosπ3=233,∴|MN |=|P Q |sin θ=(|PF |+|Q F |)·sin π3=833×32=4,∴S △MFN =12|MN |·p =12×4×3=2 3.法二:由题意可得F⎝⎛⎭⎫32,0,直线P Q 的方程为y =3⎝⎛⎭⎫x -32=3x -32,与抛物线方程y 2=23x 联立,得⎝⎛⎭⎫3x -322=23x ,即3x 2-53x +94=0,设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),则x 1+x 2=533,∴|P Q |=x 1+x 2+p =533+3=833,∵直线P Q 的斜率为3,∴直线P Q 的倾斜角为π3.∴|MN |=|P Q |sinπ3=833×32=4,∴S △MFN =12×4×3=2 3. 5.已知点P 在抛物线y 2=4x 上,且点P 到y 轴的距离与其到焦点的距离之比为12,则点P 到x 轴的距离为________.解析:设点P 的坐标为(x P ,y P ),抛物线y 2=4x 的准线方程为x =-1,根据抛物线的定义,点P 到焦点的距离等于点P 到准线的距离,故x P x P -(-1)=12,解得x P =1,所以y 2P =4,所以|y P |=2. 答案:2二保高考,全练题型做到高考达标1.(2018·临海期初)动圆过点(0,1),且与直线y =-1相切,则动圆圆心的轨迹方程为( ) A .y =0 B .x 2+y 2=1 C .x 2=4yD .y 2=4x解析:选C 设动圆圆心M (x ,y ),则x 2+(y -1)2=|y +1|,解得x 2=4y .2.(2018·绍兴二模)已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,直线y =3(x -1)与抛物线C 交于A ,B 两点(A 在x 轴上方).若AF =mFB ,则m 的值为( )A. 3B.32C .2D .3解析:选D 直线方程为x =33y +1,代入y 2=4x 可得y 2-433y -4=0,则y A =23,y B =-233,所以|y A |=3|y B |,因为AF =mFB ,所以m =3.3.(2018·宁波十校联考)已知抛物线x 2=4y ,过焦点F 的直线l 交抛物线于A ,B 两点(点A 在第一象限),若直线l 的倾斜角为30°,则|AF ||BF |的值等于( )A .3B.52C .2D.32解析:选A 由题可得,F (0,1),设l :y =33x +1,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).将直线方程与抛物线方程联立,消去x ,化简得3y 2-10y +3=0,解得y 1=3,y 2=13.由抛物线的定义可知|AF ||BF |=y 1+1y 2+1=3+113+1=3. 4.已知P 为抛物线y =12x 2上的动点,点P 在x 轴上的射影为点M ,点A 的坐标是⎝⎛⎭⎫6,172,则|PA |+|PM |的最小值是( )A .8 B.192C .10D.212解析:选B 依题意可知焦点F ⎝⎛⎭⎫0,12,准线方程为y =-12,延长PM 交准线于点H (图略).则|PF |=|PH |,|PM |=|PF |-12,|PM |+|PA |=|PF |+|PA |-12,即求|PF |+|PA |的最小值. 因为|PF |+|PA |≥|FA |, 又|FA |=62+⎝⎛⎭⎫172-122=10.所以|PM |+|PA |≥10-12=192,故选B.5.(2019·嘉兴六校联考)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,点M 在抛物线C 上,且|MO |=|MF |=32(O 为坐标原点),则OM ·MF =( )A .-74B.74C.94D .-94解析:选A 设M (m ,2pm ),抛物线C 的焦点F 的坐标为⎝⎛⎭⎫p 2,0,因为|MO |=|MF |=32,所以m 2+2pm =94 ①,m +p 2=32 ②,由①②解得m =12,p =2,所以M ⎝⎛⎭⎫12,2,F (1,0),所以OM =⎝⎛⎭⎫12,2,MF =⎝⎛⎭⎫12,-2,故OM ·MF =14-2=-74.6.(2018·宁波期初)已知抛物线x 2=4y 的焦点为F ,若点M 在抛物线上,|MF |=4,O 为坐标原点,则∠MFO =________.解析:由题可得,p =2,焦点在y 轴正半轴,所以F (0,1). 因为|MF |=4,所以M (±23,3).所以tan ∠MFO =-tan(π-∠MFO )=-233-1=-3,所以∠MFO =2π3. 答案:2π37.设O 为坐标原点,P 是以F 为焦点的抛物线y 2=2px (p >0)上任意一点,M 是线段PF 上的点,且|PM |=2|MF |,则直线OM 的斜率的最大值为________.解析:如图,由题可知F ⎝⎛⎭⎫p 2,0,设P 点坐标为⎝⎛⎭⎫y 202p ,y 0(y 0>0),则OM ―→=OF ―→+FM ―→=OF ―→+13FP ―→=OF ―→+13(OP ―→-OF ―→)=13OP ―→+23OF ―→=⎝⎛⎭⎫y 206p +p 3,y 03,k OM =y 03y 206p +p 3=2y 0p +2p y 0≤222=22,当且仅当y 2=2p 2时等号成立,所以直线OM 的斜率的最大值为22. 答案:228.(2018·嵊州一模)设抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过点M (5,0)的直线与抛物线相交于A ,B 两点,与抛物线的准线相交于C 点,|BF |=3,则△BCF 与△ACF 的面积之比S △BCFS △ACF=________.解析:设点A 在第一象限,B 在第四象限,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),直线AB 的方程为x =my + 5.由y 2=4x ,得p =2,因为|BF |=3=x 2+p2=x 2+1,所以x 2=2,则y 22=4x 2=4×2=8,所以y 2=-22,由⎩⎨⎧y 2=4x ,x =my +5,得y 2-4my -45=0,则y 1y 2=-45,所以y 1=10,由y 21=4x 1,得x 1=52.过点A 作AA ′垂直于准线x =-1,垂足为A ′,过点B 作BB ′垂直于准线x =-1,垂足为B ′,易知△CBB ′∽△CAA ′,所以S △BCF S △ACF =|BC ||AC |=|BB ′||AA ′|.又|BB ′|=|BF |=3,|AA ′|=x 1+p 2=52+1=72,所以S △BCF S △ACF =372=67.答案:679.(2018·杭州高三检测)如图,过抛物线M :y =x 2上一点A (点A 不与原点O 重合)作抛物线M 的切线AB 交y 轴于点B ,点C 是抛物线M 上异于点A 的点,设G 为△ABC 的重心(三条中线的交点),直线CG 交y 轴于点D .(1)设A (x 0,x 20)(x 0≠0),求直线AB 的方程; (2)求|OB ||OD |的值. 解:(1)因为y ′=2x ,所以直线AB 的斜率k =y ′|x =x 0=2x 0, 所以直线AB 的方程为y -x 20=2x 0(x -x 0), 即y =2x 0x -x 20.(2)由(1)得,点B 的纵坐标y B =-x 20, 所以AB 的中点坐标为⎝⎛⎭⎫x 02,0.设C (x 1,y 1),G (x 2,y 2),直线CG 的方程为x =my +x 02.由⎩⎪⎨⎪⎧x =my +x 02,y =x 2,得m 2y 2+(mx 0-1)y +x 204=0.因为G 为△ABC 的重心,所以y 1=3y 2. 由根与系数的关系,得y 1+y 2=4y 2=1-mx 0m 2,y 1y 2=3y 22=x 204m 2. 所以y 22=(1-mx 0)216m4=x 2012m 2, 解得mx 0=-3±2 3.所以点D 的纵坐标y D =-x 02m =x 206±43,故|OB ||OD |=⎪⎪⎪⎪y B y D =43±6. 10.(2018·台州模拟)已知抛物线C 1:y 2=4x 和C 2:x 2=2py (p >0)的焦点分别为F 1,F 2,点P (-1,-1),且F 1F 2⊥OP (O 为坐标原点).(1)求抛物线C 2的方程;(2)过点O 的直线交C 1的下半部分于点M ,交C 2的左半部分于点N ,求△PMN 面积的最小值.解:(1)由题意知F 1(1,0),F 2⎝⎛⎭⎫0,p 2,则F 1F 2―→=⎝⎛⎭⎫-1,p 2, ∵F 1F 2⊥OP ,∴F 1F 2―→·OP ―→=⎝⎛⎭⎫-1,p 2·(-1,-1)=1-p 2=0, ∴p =2,∴抛物线C 2的方程为x 2=4y . (2)设过点O 的直线为y =kx (k <0),联立⎩⎪⎨⎪⎧ y =kx ,y 2=4x 得M ⎝⎛⎭⎫4k 2,4k , 联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx ,x 2=4y得N (4k,4k 2),从而|MN |=1+k 2·⎪⎪⎪⎪4k 2-4k =1+k 2·⎝⎛⎭⎫4k 2-4k , 又点P 到直线MN 的距离d =|k -1|1+k 2,故S △PMN =12·|k -1|1+k 2·1+k 2·⎝⎛⎭⎫4k 2-4k =2(1-k )(1-k 3)k 2=2(1-k )2(1+k +k 2)k 2=2⎝⎛⎭⎫k +1k -2⎝⎛⎭⎫k +1k +1, 令t =k +1k (t ≤-2), 则S △PMN =2(t -2)(t +1)≥8,当t =-2,即k =-1时,S △PMN 取得最小值.即当过点O 的直线为y =-x 时,△PMN 面积的最小值为8. 三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.(2018·台州高三模拟)已知抛物线x 2=2py (p >0),点M 是抛物线的准线与y 轴的交点,过点A (0,λp )(λ∈R)的动直线l 交抛物线于B ,C 两点.(1)求证:MB ·MC ≥0,并求等号成立时实数λ的值;(2)当λ=2时,设分别以OB ,OC (O 为坐标原点)为直径的两圆相交于另一点D ,求|DO |+|DA |的最大值.解:(1)由题意知动直线l 的斜率存在,且过点A (0,λp ), 则可设动直线l 的方程为y =kx +λp ,代入x 2=2py (p >0),消去y 并整理得x 2-2pkx -2λp 2=0, Δ=4p 2(k 2+2λ)>0, 设B (x 1,y 1),C (x 2,y 2), 则x 1+x 2=2pk ,x 1x 2=-2λp 2,y 1y 2=(kx 1+λp )(kx 2+λp )=k 2x 1x 2+λpk (x 1+x 2)+λ2p 2=λ2p 2,y 1+y 2=k (x 1+x 2)+2λp =2pk 2+2λp =2p (k 2+λ). 因为抛物线x 2=2py 的准线方程为y =-p2,所以点M 的坐标为⎝⎛⎭⎫0,-p 2, 所以MB =⎝⎛⎭⎫x 1,y 1+p 2,MC =⎝⎛⎭⎫x 2,y 2+p2, 所以MB ·MC =x 1x 2+⎝⎛⎭⎫y 1+p 2⎝⎛⎭⎫y 2+p2 =x 1x 2+y 1y 2+p 2(y 1+y 2)+p 24=-2λp 2+λ2p 2+p 2[2p (k 2+λ)]+p 24=p 2⎣⎡⎦⎤k 2+⎝⎛⎭⎫λ-122≥0, 当且仅当k =0,λ=12时等号成立.(2)由(1)知,当λ=2时,x 1x 2=-4p 2,y 1y 2=4p 2, 所以OB ·OC =x 1x 2+y 1y 2=0, 所以OB ⊥OC .设直线OB 的方程为y =mx (m ≠0),与抛物线的方程x 2=2py 联立可得B (2pm,2pm 2), 所以以OB 为直径的圆的方程为x 2+y 2-2pmx -2pm 2y =0. 因为OB ⊥OC ,所以直线OC 的方程为y =-1m x .同理可得以OC 为直径的圆的方程为 x 2+y 2+2p m x -2pm2y =0, 即m 2x 2+m 2y 2+2pmx -2py =0,将两圆的方程相加消去m ,得x 2+y 2-2py =0, 即x 2+(y -p )2=p 2,所以点D 的轨迹是以OA 为直径的圆, 所以|DA |2+|DO |2=4p 2, 由|DA |2+|DO |22≥⎝⎛⎭⎫|DA |+|DO |22, 得|DA |+|DO |≤22p ,当且仅当|DA |=|DO |=2p 时,等号成立. 故(|DA |+|DO |)max =22p .2.如图所示,抛物线关于x 轴对称,它的顶点在坐标原点,点P (1,2),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)均在抛物线上.(1)写出该抛物线的方程及其准线方程.(2)当PA 与PB 的斜率存在且倾斜角互补时,求y 1+y 2的值及直线AB 的斜率.解:(1)由已知条件,可设抛物线的方程为y 2=2px (p >0). 因为点P (1,2)在抛物线上, 所以22=2p ×1, 解得p =2.故所求抛物线的方程是y 2=4x ,准线方程是x =-1. (2)设直线PA 的斜率为k PA ,直线PB 的斜率为k PB . 则k PA =y 1-2x 1-1(x 1≠1),k PB =y 2-2x 2-1(x 2≠1), 因为PA 与PB 的斜率存在且倾斜角互补, 所以k PA =-k PB .由A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)均在抛物线上,得⎩⎪⎨⎪⎧y 21=4x 1, ①y 22=4x 2, ②所以y 1-214y 21-1=-y 2-214y 22-1,所以y 1+2=-(y 2+2). 所以y 1+y 2=-4.由①-②得,y 21-y 22=4(x 1-x 2),所以k AB =y 1-y 2x 1-x 2=4y 1+y 2=-1(x 1≠x 2).。

(新课标)2020年高考数学一轮总复习第八章平面解析几何8_6双曲线课件理新人教A版

(新课标)2020年高考数学一轮总复习第八章平面解析几何8_6双曲线课件理新人教A版

间的距离为4,得m2+n+3m2-n=4,即m2=1,所以-1<n<3.
(2)根据圆和双曲线的对称性,可知四边形ABCD为矩形.双曲线的渐近线方程为y
=±b2x,圆的方程为x2+y2=4,不妨设交点A在第一象限,由y=b2x,x2+y2=4得xA

4 4+b2
,yA=
2b 4+b2
,故四边形ABCD的面积为4xAyA=
[答案] (1)B (2)C
名师点拨 利用双曲线的定义解决问题时,要注意三点: 1.距离之差的绝对值; 2.2a<|F1F2|; 3.焦点所在坐标轴的位置.
跟踪训练
(1)设F1,F2是双曲线x2-
y2 24
=1的两个焦点,P是双曲线上的一点,且
|PF1|=43|PF2|,则△PF1F2的面积等于(
(2)已知F1,F2为双曲线
x2 5

y2 4
=1的左,右焦点,P(3,1)为双曲线内一点,点A在
双曲线上,则|AP|+|AF2|的最小值为( )
A. 37+4
B. 37-4
C. 37-2 5
D. 37+2 5
[解析] (1)如图,由双曲线的定义
可得||PQFF22||--||PQFF11|=|=22aa,, ②
32b 4+b2
=2b,解得b2=
12,故所求的双曲线方程为x42-1y22 =1,故选D.
(3)∵双曲线的一条渐近线方程为y=
b a
x,则由题意得
b a
>2,∴e=
c a

1+ba2
> 1+4= 5.
(4)∵e=ac =
3
,∴
b2 a2

c2-a2 a2

2020版高考数学(理)高分计划一轮高分讲义:第8章 平面解析几何 8.7 抛物线 Word版含解析.docx

2020版高考数学(理)高分计划一轮高分讲义:第8章 平面解析几何 8.7 抛物线 Word版含解析.docx

8.7抛物线[知识梳理]1.抛物线的定义平面内到一个定点F和一条定直线l(F∉l)距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.2.抛物线的标准方程与几何性质3.必记结论(1)抛物线y 2=2px (p >0)上一点P (x 0,y 0)到焦点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0的距离|PF |=x 0+p2,也称为抛物线的焦半径.(2)y 2=ax 的焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫a 4,0,准线方程为x =-a4.(3)直线AB 过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,如图.①y 1y 2=-p 2,x 1x 2=p24.②|AB |=x 1+x 2+p ,x 1+x 2≥2x 1x 2=p ,即当x 1=x 2时,弦长最短为2p .③1|AF |+1|BF |为定值2p .④弦长AB =2psin 2α(α为AB 的倾斜角). ⑤以AB 为直径的圆与准线相切.⑥焦点F 对A ,B 在准线上射影的张角为90°. [诊断自测] 1.概念思辨(1)平面内与一个定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹一定是抛物线.( )(2)方程y =ax 2(a ≠0)表示的曲线是焦点在x 轴上的抛物线,且其焦点坐标是⎝⎛⎭⎪⎫a 4,0,准线方程是x =-a4.( )(3)抛物线既是中心对称图形,又是轴对称图形.( ) (4)过抛物线的焦点与抛物线对称轴垂直的直线被抛物线截得的线段叫做抛物线的通径,那么抛物线x 2=-2ay (a >0)的通径长为2a .( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ 2.教材衍化(1)(选修A1-1P 64A 组T 2)抛物线y =1a x 2(a ≠0)的焦点坐标为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,a 4或⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-a 4B.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-a 4 C.⎝⎛⎭⎪⎫0,a 4D.⎝⎛⎭⎪⎫a 4,0 答案 C解析 把方程写成x 2=ay ,若a >0,则p =a2,焦点为F ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,a 4;若a <0,则p =-a2,开口向下,焦点为F ⎝⎛⎭⎪⎫0,a 4.故选C.(2)(选修A1-1P 61例4)若过抛物线y 2=8x 的焦点作倾斜角为45°的直线,则被抛物线截得的弦长为( )A .8B .16C .32D .64答案 B解析 由抛物线y 2=8x 的焦点为(2,0),得直线的方程为y =x -2,代入y 2=8x ,得(x -2)2=8x ,即x 2-12x +4=0,所以x 1+x 2=12,弦长为x 1+x 2+p =12+4=16.故选B.3.小题热身(1)抛物线y 2=4x 的焦点到双曲线x 2-y23=1的渐近线的距离是( )A.12B.32 C .1 D.3答案 B解析 由抛物线y 2=4x ,有2p =4⇒p =2,焦点坐标为(1,0),双曲线的渐近线方程为y =±3x ,不妨取其中一条3x -y =0,由点到直线的距离公式,有d =|3×1-0|(3)2+(-1)2=32.故选B. (2)(2018·正定一模)如图,正方形ABCD 和正方形DEFG 的边长分别为a ,b (a <b ),原点O 为AD 的中点,抛物线y 2=2px (p >0)经过C ,F 两点,则ba =________.答案 1+2解析 |OD |=a2,|DE |=b ,|DC |=a ,|EF |=b ,故C ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2,-a ,F ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2+b ,b , 又抛物线y 2=2px (p >0)经过C ,F 两点, 从而有⎩⎪⎨⎪⎧(-a )2=2p ×a 2,b 2=2p ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2+b ,即⎩⎪⎨⎪⎧a =p ,b 2=ap +2bp , ∴b 2=a 2+2ab ,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2-2·b a -1=0,又ba >1, ∴ba =1+ 2.题型1 抛物线的定义及应用典例(2016·浙江高考)若抛物线y 2=4x 上的点M 到焦点的距离为10,则M 到y 轴的距离是________.抛物线定义法.答案 9解析 设M (x 0,y 0),由抛物线方程知焦点F (1,0).根据抛物线的定义得|MF |=x 0+1=10,∴x 0=9,即点M 到y 轴的距离为9.[条件探究1] 将典例条件变为“过该抛物线焦点F 的直线交抛物线于A 、B 两点,若|AF |=3”,求△AOB 的面积.解 焦点F (1,0),设A ,B 分别在第一、四象限,则点A 到准线l :x =-1的距离为3,得A 的横坐标为2,纵坐标为22,AB 的方程为y =22(x -1),与抛物线方程联立可得2x 2-5x +2=0,所以B 的横坐标为12,纵坐标为-2,S △AOB =12×1×(22+2)=322.[条件探究2] 将典例条件变为“在抛物线上找一点M ,使|MA |+|MF |最小,其中A (3,2)”.求M 点坐标及此时的最小值.解 如图,点A 在抛物线y 2=4x 的内部,由抛物线的定义可知,|MA |+|MF |=|MA |+|MH |,其中|MH |为M 到抛物线的准线的距离.过A 作抛物线准线的垂线交抛物线于M 1,垂足为B , 则|MA |+|MF |=|MA |+|MH |≥|AB |=4, 当且仅当点M 在M 1的位置时等号成立. 此时M 1点的坐标为(1,2). 方法技巧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.见典例.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.见条件探究2.3.看到准线想焦点,看到焦点想准线,这是解决抛物线焦点弦有关问题的重要途径.冲关针对训练(2017·湖北二模)设F 为抛物线y 2=4x 的焦点,A ,B ,C 为该抛物线上三点,若F A →+FB→+FC →=0,则|F A |+|FB |+|FC |的值为( ) A .3 B .6 C .9 D .12答案 B解析 抛物线y 2=4x 焦点坐标为F (1,0),准线方程x =-1, 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 3) ∵F A →+FB→+FC →=0, ∴点F 是△ABC 重心,则x 1+x 2+x 33=1, ∴x 1+x 2+x 3=3.由抛物线的定义可知:|F A |+|FB |+|FC |=(x 1+1)+(x 2+1)+(x 3+1)=6,∴|F A |+|FB |+|FC |=6,故选B. 题型2 抛物线的标准方程及性质典例1设抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,点M 在C 上,|MF |=5,若以MF 为直径的圆过点(0,2),则C 的方程为( )A .y 2=4x 或y 2=8xB .y 2=2x 或y 2=8xC .y 2=4x 或y 2=16xD .y 2=2x 或y 2=16x本题采用待定系数法,列方程求解.答案 C解析 以MF 为直径的圆过点(0,2),∴点M 在第一象限.由|MF |=x M +p 2=5可得M ⎝ ⎛⎭⎪⎫5-p 2,2p ⎝ ⎛⎭⎪⎫5-p 2,以MF 为直径的圆,其圆心N 为⎝ ⎛⎭⎪⎫52,122p ⎝ ⎛⎭⎪⎫5-p 2,∵点N 的横坐标恰好等于圆的半径,∴圆与y 轴切于点(0,2),从而2=122p ⎝⎛⎭⎪⎫5-p 2,即p 2-10p +16=0,解得p =2或p =8,∴抛物线方程为y 2=4x 或y 2=16x .故选C.典例2 (2016·天津高考)设抛物线⎩⎪⎨⎪⎧x =2pt 2,y =2pt (t 为参数,p >0)的焦点为F ,准线为l .过抛物线上一点A 作l 的垂线,垂足为B .设C ⎝ ⎛⎭⎪⎫72p ,0,AF 与BC 相交于点E .若|CF |=2|AF |,且△ACE 的面积为32,则p 的值为________.答案6解析 根据题意作出如图所示图形,由已知得抛物线的方程为y 2=2px (p >0),则|FC |=3p ,∴|AF |=|AB |=32p ,不妨设A 在第一象限,则A (p ,2p ).易证△EFC ∽△EAB ,所以|EF ||AE |=|FC ||AB |=|FC ||AF |=2,所以|AE ||AF |=13,所以S △ACE =13S △AFC =13×32p ×2p =22p 2=32,所以p = 6. 方法技巧确定及应用抛物线性质的关键与技巧1.关键:利用抛物线方程确定及应用其焦点、准线等性质时,关键是将抛物线方程化成标准方程.见典例1.2.技巧:要结合图形分析,灵活运用平面几何的性质以图助解.见典例2.冲关针对训练1.如图,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=9x B.y2=6xC.y2=3x D.y2=3x答案C解析设A,B在准线上的射影分别为A1,B1,由于|BC|=2|BF|=2|BB1|,则直线l的斜率为3,故|AC|=2|AA1|=6,从而|BF|=1,|AB|=4,故p|AA1|=|CF||AC|=12,即p=32,从而抛物线的方程为y2=3x,故选C.2.(2018·河南洛阳统考)已知F1,F2分别是双曲线3x2-y2=3a2(a >0)的左、右焦点,P是抛物线y2=8ax与双曲线的一个交点,若|PF1|+|PF2|=12,则抛物线的准线方程为________.答案x=-2解析将双曲线方程化为标准方程得x2a2-y23a2=1,可得F2(2a,0),又易知其也是抛物线的焦点,联立⎩⎨⎧x 2a 2-y 23a 2=1,y 2=8ax⇒x =3a ,即点P的横坐标为3a .而由⎩⎪⎨⎪⎧|PF 1|+|PF 2|=12,|PF 1|-|PF 2|=2a⇒|PF 2|=6-a ,∴|PF 2|=3a +2a =6-a ,得a =1,∴抛物线的准线方程为x =-2.题型3 直线与抛物线的综合问题角度1 直线与抛物线的交点问题典例(2016·全国卷Ⅰ)在直角坐标系xOy 中,直线l :y =t (t ≠0)交y 轴于点M ,交抛物线C :y 2=2px (p >0)于点P ,M 关于点P 的对称点为N ,连接ON 并延长交C 于点H .(1)求|OH ||ON |;(2)除H 以外,直线MH 与C 是否有其他公共点?说明理由.本题采用方程组法.解 (1)由已知得M (0,t ),P ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 22p ,t .又N 为M 关于点P 的对称点,故N ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2p ,t ,故ON 的方程为y =ptx ,将其代入y 2=2px ,整理得px 2-2t 2x =0,解得x 1=0,x 2=2t2p ,因此H ⎝ ⎛⎭⎪⎫2t 2p ,2t .所以N 为OH 的中点,即|OH ||ON |=2.(2)直线MH 与C 除H 以外没有其他公共点. 理由如下:直线MH 的方程为y -t =p 2t x , 即x =2tp (y -t ).代入y 2=2px ,得y 2-4ty +4t 2=0,解得y 1=y 2=2t ,即直线MH 与C 只有一个公共点,所以除H 以外直线MH 与C 没有其他公共点.角度2 与抛物线弦中点有关的问题典例(2018·郑州模拟)已知抛物线C :y =mx 2(m >0),焦点为F ,直线2x -y +2=0交抛物线C 于A ,B 两点,P 是线段AB 的中点,过P 作x 轴的垂线交抛物线C 于点Q .(1)求抛物线C 的焦点坐标;(2)若抛物线C 上有一点R (x R,2)到焦点F 的距离为3,求此时m 的值;(3)是否存在实数m ,使△ABQ 是以Q 为直角顶点的直角三角形?若存在,求出m 的值;若不存在,请说明理由.解 (1)∵抛物线C :x 2=1m y ,∴它的焦点F ⎝⎛⎭⎪⎫0,14m . (2)∵|RF |=y R +14m ,∴2+14m =3,得m =14.(3)存在,联立方程⎩⎪⎨⎪⎧y =mx 2,2x -y +2=0,消去y 得mx 2-2x -2=0,依题意,有Δ=(-2)2-4×m ×(-2)>0⇒m >-12.设A (x 1,mx 21),B (x 2,mx 22),则⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=2m ,x 1·x 2=-2m .(*)∵P 是线段AB 的中点,∴P ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,mx 21+mx 222,即P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1m ,y P , ∴Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫1m ,1m .得QA →=⎝⎛⎭⎪⎫x 1-1m ,mx 21-1m ,QB →=⎝⎛⎭⎪⎫x 2-1m ,mx 22-1m ,若存在实数m ,使△ABQ 是以Q 为直角顶点的直角三角形,则QA→·QB →=0, 即⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1-1m ·⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-1m +⎝ ⎛⎭⎪⎫mx 21-1m ⎝ ⎛⎭⎪⎫mx 22-1m =0, 结合(*)化简得-4m 2-6m +4=0,即2m 2-3m -2=0,∴m =2或m =-12,而2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,+∞,-12∉⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,+∞. ∴存在实数m =2,使△ABQ 是以Q 为直角顶点的直角三角形. 方法技巧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,可直接使用公式|AB |=x 1+x 2+p ,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.见角度2典例.提醒:涉及弦的中点、斜率时,一般用“点差法”求解.冲关针对训练已知点F 为抛物线E :y 2=2px (p >0)的焦点,点A (2,m )在抛物线E 上,且|AF |=3.(1)求抛物线E 的方程;(2)已知点G (-1,0),延长AF 交抛物线E 于点B ,证明:以点F 为圆心且与直线GA 相切的圆,必与直线GB 相切.解 (1)由抛物线的定义得|AF |=2+p2. 因为|AF |=3,即2+p2=3,解得p =2, 所以抛物线E 的方程为y 2=4x .(2)证明:因为点A (2,m )在抛物线E :y 2=4x 上, 所以m =±2 2.由抛物线的对称性,不妨设A (2,22). 由A (2,22),F (1,0)可得直线AF 的方程为 y =22(x -1).由⎩⎪⎨⎪⎧y =22(x -1),y 2=4x ,得2x 2-5x +2=0, 解得x =2或x =12,从而B ⎝⎛⎭⎪⎫12,-2.又G (-1,0),所以k GA=22-02-(-1)=223,k GB=-2-012-(-1)=-223,所以k GA+k GB=0,从而∠AGF=∠BGF,这表明点F到直线GA,GB的距离相等,故以F为圆心且与直线GA相切的圆必与直线GB 相切.题型4抛物线中的最值问题典例1(2017·成都四模)如图所示点F是抛物线y2=8x的焦点,点A,B分别在抛物线y2=8x及圆x2+y2-4x-12=0的实线部分上运动,且AB总是平行于x轴,则△F AB的周长的取值范围是()A.(6,10) B.(8,12)C.[6,8] D.[8,12]利用抛物线定义,圆的半径及AB 长表示出△F AB的周长为x B+6,再确定x B的范围即可.答案B解析抛物线的准线l:x=-2,焦点F(2,0),由抛物线定义可得|AF|=x A+2,圆(x-2)2+y2=16的圆心为(2,0),半径为4,∴△F AB的周长=|AF|+|AB|+|BF|=x A+2+(x B-x A)+4=6+x B.由抛物线y2=8x及圆(x-2)2+y2=16可得交点的横坐标为2,∴x B∈(2,6),∴6+x B∈(8,12).故选B.典例2抛物线y =-x 2上的点到直线4x +3y -8=0的距离的最小值是________ .平移直线法.答案 43解析 如图,设与直线4x +3y -8=0平行且与抛物线y =-x 2相切的直线为4x +3y +b =0,切线方程与抛物线方程联立得⎩⎪⎨⎪⎧y =-x 2,4x +3y +b =0, 消去y 整理得3x 2-4x -b =0,则Δ=16+12b =0,解得b =-43,所以切线方程为4x +3y -43=0,抛物线y =-x 2上的点到直线4x +3y -8=0的距离的最小值是这两条平行线间的距离d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪8-435=43.方法技巧与抛物线有关的最值问题,一般通过数形结合思想或函数方程思想来解决.注意“定义转化法”(典例1),“平移直线法”(典例2).冲关针对训练(2017·浙江模拟)已知F 为抛物线4y 2=x 的焦点,点A ,B 都是抛物线上的点且位于x 轴的两侧,若OA→·OB →=15(O 为原点),则△ABO与△AFO 的面积之和的最小值为( )A.18B.52C.54D.652答案 D解析 设直线AB 的方程为:x =ty +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 直线AB 与x 轴的交点为M (m,0),⎩⎪⎨⎪⎧4y 2=x ,x =ty +m ,可得4y 2-ty -m =0, 根据韦达定理有y 1·y 2=-m 4, ∵OA→·OB →=15, ∴x 1·x 2+y 1·y 2=15, 从而16(y 1·y 2)2+y 1·y 2-15=0. ∴y 1y 2=-1或y 1y 2=1516. ∵点A ,B 位于x 轴的两侧, ∴y 1·y 2=-1,故m =4.不妨令点A 在x 轴上方,则y 1>0,又F ⎝ ⎛⎭⎪⎫116,0,∴S △ABO +S △AFO =12×4×(y 1-y 2)+12×116y 1=6532y 1+2y1≥265y 132×2y 1=652,当且仅当6532y 1=2y 1,即y 1=86565时,取“=”号,∴△ABO 与△AFO 面积之和的最小值是652, 故选D.1.(2016·全国卷Ⅰ)以抛物线C 的顶点为圆心的圆交C 于A ,B 两点,交C 的准线于D ,E 两点.已知|AB |=42,|DE |=25,则C 的焦点到准线的距离为( )A .2B .4C .6D .8答案 B解析 不妨设C :y 2=2px (p >0),A (x 1,22),则x 1=(22)22p =4p ,由题意可知|OA |=|OD |,得⎝ ⎛⎭⎪⎫4p 2+8=⎝ ⎛⎭⎪⎫p 22+5,解得p =4.故选B.2.(2015·浙江高考)如图,设抛物线y 2=4x 的焦点为F ,不经过焦点的直线上有三个不同的点A ,B ,C ,其中点A ,B 在抛物线上,点C 在y 轴上,则△BCF 与△ACF 的面积之比是( )A.|BF |-1|AF |-1B.|BF |2-1|AF |2-1C.|BF |+1|AF |+1D.|BF |2+1|AF |2+1答案 A解析 过A ,B 点分别作y 轴的垂线,垂足分别为M ,N ,则|AM |=|AF |-1,|BN |=|BF |-1.可知S △BCF S △ACF =12·|CB |·|CF |·sin ∠BCF12·|CA |·|CF |·sin ∠BCF =|CB ||CA |=|BN ||AM |=|BF |-1|AF |-1,故选A.3.(2017·全国卷Ⅱ)已知F 是抛物线C :y 2=8x 的焦点,M 是C 上一点,FM 的延长线交y 轴于点N .若M 为FN 的中点,则|FN |=________.答案 6解析 如图,不妨设点M 位于第一象限内,抛物线C 的准线交x 轴于点A ,过点M 作准线的垂线,垂足为点B ,交y 轴于点P ,∴PM ∥OF .由题意知,F (2,0),|FO |=|AO |=2. ∵点M 为FN 的中点,PM ∥OF , ∴|MP |=12|FO |=1. 又|BP |=|AO |=2, ∴|MB |=|MP |+|BP |=3.由抛物线的定义知|MF |=|MB |=3, 故|FN |=2|MF |=6.4.(2018·河北六校模拟)抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,点O 是坐标原点,过点O ,F 的圆与抛物线C 的准线相切,且该圆的面积为36π,则抛物线的方程为________.答案 y 2=16x解析 设满足题意的圆的圆心为M .根据题意可知圆心M 在抛物线上,又∵圆的面积为36π,∴圆的半径为6,则|MF |=x M +p 2=6,即x M =6-p2, 又由题意可知x M =p 4,∴p 4=6-p2,解得p =8. ∴抛物线方程为y 2=16x .[重点保分 两级优选练]A 级一、选择题1.(2017·皖北协作区联考)已知抛物线C :x 2=2py (p >0),若直线y =2x 被抛物线所截弦长为45,则抛物线C 的方程为( )A .x 2=8yB .x 2=4yC .x 2=2yD .x 2=y答案 C解析 由⎩⎪⎨⎪⎧ x 2=2py ,y =2x ,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =0,y =0或⎩⎪⎨⎪⎧x =4p ,y =8p ,即两交点坐标为(0,0)和(4p,8p ),则(4p )2+(8p )2=45,得p =1(舍去负值),故抛物线C 的方程为x 2=2y .故选C.2.(2014·全国卷Ⅱ)设F 为抛物线C :y 2=3x 的焦点,过F 且倾斜角为30°的直线交C 于A ,B 两点,则|AB |=( )A.303 B .6 C .12 D .73答案 C解析 抛物线C :y 2=3x 的焦点为F ⎝⎛⎭⎪⎫34,0,所以AB 所在的直线方程为y =33⎝ ⎛⎭⎪⎫x -34,将y =33⎝ ⎛⎭⎪⎫x -34代入y 2=3x ,消去y 整理得x 2-212x +916=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由根与系数的关系得x 1+x 2=212,由抛物线的定义可得|AB |=x 1+x 2+p =212+32=12.故选C.3.(2018·广东广州模拟)如果P 1,P 2,…,P n 是抛物线C :y 2=4x 上的点,它们的横坐标依次为x 1,x 2,…,x n ,F 是抛物线C 的焦点,若x 1+x 2+…+x n =10,则|P 1F |+|P 2F |+…+|P n F |=( )A .n +10B .n +20C .2n +10D .2n +20答案 A解析 由抛物线的方程y 2=4x 可知其焦点为(1,0),准线为x =-1,由抛物线的定义可知|P 1F |=x 1+1,|P 2F |=x 2+1,…,|P n F |=x n +1,所以|P 1F |+|P 2F |+…+|P n F |=x 1+1+x 2+1+…+x n +1=(x 1+x 2+…+x n )+n =n +10.故选A.4.(2017·江西赣州二模)抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,A 是抛物线上一点,若A 到F 的距离是A 到y 轴距离的两倍,且三角形OAF 的面积为1,O 为坐标原点,则p 的值为( )A .1B .2C .3D .4 答案 B解析 不妨设A (x 0,y 0)在第一象限,由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧ x 0+p 2=2x 0,S △OAF =12·p 2·y 0=1,即⎩⎪⎨⎪⎧x 0=p 2,y 0=4p ,∴A ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,4p ,又∵点A 的抛物线y 2=2px 上,∴16p 2=2p ×p2,即p 4=16,又∵p >0,∴p =2,故选B.5.过抛物线y 2=8x 的焦点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,交抛物线的准线于点C ,若|AF |=6,BC→=λFB →(λ>0),则λ的值为( ) A.34 B.32 C.3 D .3答案 D解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (-2,y 3), 则x 1+2=6,解得x 1=4,y 1=±42,点A (4,42), 则直线AB 的方程为y =22(x -2), 令x =-2,得C (-2,-82),联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧y 2=8x ,y =22(x -2),解得B (1,-22),所以|BF |=1+2=3,|BC |=9,所以λ=3.故选D.6.(2017·抚顺一模)已知点P 是抛物线y 2=-4x 上的动点,设点P 到此抛物线的准线的距离为d 1,到直线x +y -4=0的距离为d 2,则d 1+d 2的最小值为( )A .2 B. 2 C.52 D.522答案 D解析 点P 到准线的距离等于点P 到焦点F 的距离,过焦点F 作直线x +y -4=0的垂线,此时d 1+d 2最小,∵F (-1,0),则d 1+d 2=|-1+0-4|2=522.故选D.7.(2018·北京东城区期末)已知抛物线C 1:y =12p x 2(p >0)的焦点与双曲线C 2:x 23-y 2=1的右焦点的连线交C 1于第一象限的点M ,若C 1在点M 处的切线平行于C 2的一条渐近线,则p =( )A.316B.38 C.233 D.433答案 D解析 由题意可知,抛物线开口向上且焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,p 2,双曲线焦点坐标为(2,0),所以两个焦点连线的直线方程为y =-p4(x -2).设M (x 0,y 0),则有y ′=1p x 0=33⇒x 0=33p .因为y 0=12p x 20,所以y 0=p 6.又M 点在直线y =-p 4(x -2)上,即有p 6=-p 4⎝ ⎛⎭⎪⎫33p -2⇒p =433,故选D.8.(2018·河北邯郸调研) 已知M (x 0,y 0)是曲线C :x 22-y =0上的一点,F 是曲线C 的焦点,过M 作x 轴的垂线,垂足为N ,若MF →·MN →<0,则x 0的取值范围是( )A .(-1,0)∪(0,1)B .(-1,0)C .(0,1)D .(-1,1)答案 A解析 由题意知曲线C 为抛物线,其方程为x 2=2y ,所以F ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,根据题意可知,N (x 0,0),x 0≠0,MF →=⎝⎛⎭⎪⎫-x 0,12-y 0,MN →=(0,-y 0),所以MF →·MN →=-y 0⎝⎛⎭⎪⎫12-y 0<0,即0<y 0<12,因为点M 在抛物线上,所以有0<x 202<12,又x 0≠0,解得-1<x 0<0或0<x 0<1,故选A.9.(2017·山西五校联考)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)上一点(5,m )到焦点的距离为6,P ,Q 分别为抛物线C 与圆M :(x -6)2+y 2=1上的动点,当|PQ |取得最小值时,向量PQ →在x 轴正方向上的投影为( )A .2-55 B .25-1 C .1-2121 D.21-1答案 A解析 因为6=p2+5,所以p =2,所以抛物线C 的方程为y 2=4x .设P (x ,y ),则|PM |=(x -6)2+y 2=(x -6)2+4x =(x -4)2+20,可知当x =4时,|PQ |取得最小值,最小值为20-1=25-1,此时不妨取P 点的坐标为(4,-4),则直线PM 的斜率为2,即tan ∠PMO =2,所以cos ∠PMO =15,故当|PQ |取得最小值时,向量PQ→在x 轴正方向上的投影为(25-1)·cos ∠PMO =2-55.故选A.10.(2018·湖北七市联考)过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线与双曲线x 2-y 23=1的一条渐近线平行,并交抛物线于A ,B 两点,若|AF |>|BF |,且|AF |=2,则抛物线的方程为( )A .y 2=2xB .y 2=3xC .y 2=4xD .y 2=x答案 A解析 由双曲线方程x 2-y23=1知其渐近线方程为y =±3x ,∴过抛物线焦点F 且与渐近线平行的直线AB 的斜率为±3,不妨取k AB =3,则其倾斜角为60°,即∠AFx =60°.过A 作AN ⊥x 轴,垂足为N .由|AF |=2,得|FN |=1.过A 作AM ⊥准线l ,垂足为M ,则|AM |=p +1.由抛物线的定义知,|AM |=|AF |,∴p +1=2,∴p =1,∴抛物线的方程为y 2=2x ,故选A.二、填空题11.(2017·河南新乡二模)已知点A (1,y 1),B (9,y 2)是抛物线y 2=2px (p >0)上的两点,y 2>y 1>0,点F 是抛物线的焦点,若|BF |=5|AF |,则y 21+y 2的值为________.答案 10解析 由抛物线的定义可知,9+p 2=5⎝⎛⎭⎪⎫1+p 2,解得p =2,∴抛物线方程为y 2=4x ,又∵A ,B 两点在抛物线上,∴y 1=2,y 2=6,∴y 21+y 2=22+6=10.12.(2017·湖南岳阳二模)直线3x -4y +4=0与抛物线x 2=4y 和圆x 2+(y -1)2=1从左至右的交点依次为A ,B ,C ,D ,则|CD ||AB |的值为________.答案 16解析 如图所示,抛物线x 2=4y 的焦点为F (0,1),直线3x -4y+4=0过点(0,1),由⎩⎪⎨⎪⎧x 2=4y ,3x -4y +4=0,得4y 2-17y +4=0,设A (x 1,y 1),D (x 2,y 2),则y 1+y 2=174,y 1y 2=1,解得y 1=14,y 2=4,则|CD ||AB |=|FD |-1|AF |-1=(y 2+1)-1(y 1+1)-1=16.13.(2017·河南安阳二模)已知抛物线C 1:y =ax 2(a >0)的焦点F也是椭圆C 2:y 24+x 2b 2=1(b >0)的一个焦点,点M ,P ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,1分别为曲线C 1,C 2上的点,则|MP |+|MF |的最小值为________.答案 2解析 将P ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,1代入y 24+x 2b 2=1,可得14+94b 2=1,∴b =3,c=1,∴抛物线的焦点F 为(0,1),∴抛物线C 1的方程为x 2=4y ,准线为直线y =-1,设点M 在准线上的射影为D ,根据抛物线的定义可知|MF |=|MD |,∴要求|MP |+|MF |的最小值,即求|MP |+|MD |的最小值,易知当D ,M ,P 三点共线时,|MP |+|MD |最小,最小值为1-(-1)=2.14.(2017·河北衡水中学调研)已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,过F 的直线l 与抛物线交于A ,B 两点,且|AF |=4|FB |,O 为坐标原点,若△AOB 的面积为58,则p =________.答案 1解析 易知抛物线y 2=2px 的焦点F 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,准线为x=-p2,不妨设点A 在x 轴上方,如图,过A ,B 作准线的垂线AA ′,BB ′,垂足分别为A ′,B ′,过点B 作BH ⊥AA ′,交AA ′于H ,则|BB ′|=|A ′H |,设|FB |=t ,则|AF |=|AA ′|=4t ,∴|AH |=|AA ′|-|A ′H |=3t , 又|AB |=5t ,∴在Rt △ABH 中,cos ∠HAB =35, ∴tan ∠HAB =43,则可得直线AB 的方程为y =43⎝ ⎛⎭⎪⎫x -p 2.由⎩⎨⎧y =43⎝ ⎛⎭⎪⎫x -p 2,y 2=2px ,得8x 2-17px +2p 2=0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则|AB |=x 1+x 2+p =178p +p =258p ,易知点O 到直线AB 的距离为d =|OF |·sin ∠A ′AB =p 2×45=25p . ∴S △AOB =12×258p ×25p =5p 28=58, ∴p 2=1,又p >0,∴p =1.B 级三、解答题15.(2017·泰安模拟)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,抛物线C 与直线l 1:y =-x 的一个交点的横坐标为8.(1)求抛物线C 的方程;(2)不过原点的直线l 2与l 1垂直,且与抛物线交于不同的两点A ,B ,若线段AB 的中点为P ,且|OP |=|PB |,求△F AB 的面积.解 (1)易知直线与抛物线的交点坐标为(8,-8), ∴(-8)2=2p ×8,∴2p =8,∴抛物线方程为y 2=8x .(2)直线l 2与l 1垂直,故可设直线l 2:x =y +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),且直线l 2与x 轴的交点为M .由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=8x ,x =y +m ,得y 2-8y -8m =0, Δ=64+32m >0,∴m >-2. y 1+y 2=8,y 1y 2=-8m ,∴x 1x 2=y 21y 2264=m 2.由题意可知OA ⊥OB ,即x 1x 2+y 1y 2=m 2-8m =0, ∴m =8或m =0(舍),∴直线l 2:x =y +8,M (8,0).故S △F AB =S △FMB +S △FMA =12·|FM |·|y 1-y 2|=3(y 1+y 2)2-4y 1y 2=24 5.16.(2016·浙江高考)如图,设抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,抛物线上的点A 到y 轴的距离等于|AF |-1.(1)求p 的值;(2)若直线AF 交抛物线于另一点B ,过B 与x 轴平行的直线和过F 与AB 垂直的直线交于点N ,AN 与x 轴交于点M .求M 的横坐标的取值范围.解 (1)由题意可得,抛物线上点A 到焦点F 的距离等于点A 到直线x =-1的距离,由抛物线的定义得p2=1,即p =2.(2)由(1)得,抛物线方程为y 2=4x ,F (1,0),可设A (t 2,2t ),t ≠0,t ≠±1.因为AF 不垂直于y 轴,可设直线AF :x =sy +1(s ≠0),由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,x =sy +1消去x ,得y 2-4sy -4=0, 故y 1y 2=-4,所以,B ⎝⎛⎭⎪⎫1t 2,-2t . 又直线AB 的斜率为2tt 2-1,故直线FN 的斜率为-t 2-12t .从而得直线FN :y =-t 2-12t (x -1), 直线BN :y =-2t .所以N ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2+3t 2-1,-2t .设M (m,0),由A ,M ,N 三点共线,得2t t 2-m =2t +2tt 2-t 2+3t 2-1,于是m =2t 2t 2-1(t ≠0,t ≠±1). 所以m <0或m >2.经检验,m <0或m >2满足题意.综上,点M 的横坐标的取值范围是(-∞,0)∪(2,+∞). 17.(2017·北京高考)已知抛物线C :y 2=2px 过点P (1,1).过点⎝⎛⎭⎪⎫0,12作直线l 与抛物线C 交于不同的两点M ,N ,过点M 作x 轴的垂线分别与直线OP ,ON 交于点A ,B ,其中O 为原点.(1)求抛物线C 的方程,并求其焦点坐标和准线方程; (2)求证:A 为线段BM 的中点.解 (1)由抛物线C :y 2=2px 过点P (1,1),得p =12.所以抛物线C 的方程为y 2=x .抛物线C 的焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫14,0,准线方程为x =-14.(2)证明:由题意,设直线l 的方程为y =kx +12(k ≠0),l 与抛物线C 的交点为M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).由⎩⎨⎧y =kx +12,y 2=x ,得4k 2x 2+(4k -4)x +1=0,则x 1+x 2=1-k k 2,x 1x 2=14k 2.因为点P 的坐标为(1,1),所以直线OP 的方程为y =x ,点A 的坐标为(x 1,x 1).直线ON 的方程为y =y 2x 2x ,点B 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1,y 2x 1x 2.因为y 1+y 2x 1x 2-2x 1=y 1x 2+y 2x 1-2x 1x 2x 2 =⎝ ⎛⎭⎪⎫kx 1+12x 2+⎝⎛⎭⎪⎫kx 2+12x 1-2x 1x 2x 2=(2k -2)x 1x 2+12(x 2+x 1)x 2 =(2k -2)×14k 2+1-k 2k 2x 2=0, 所以y 1+y 2x 1x 2=2x 1,故A 为线段BM 的中点.18.(2018·湖南检测)已知曲线C 上的动点M 到y 轴的距离比到点F (1,0)的距离小1.(1)求曲线C 的方程;(2)过F 作弦PQ ,RS ,设PQ ,RS 的中点分别为A ,B ,若PQ →·RS →=0,求|AB→|最小时,弦PQ ,RS 所在直线的方程; (3)是否存在一定点T ,使得AF →=λTB →-FT →?若存在,求出P 的坐标,若不存在,试说明理由.解 (1)由条件,点M 到点F (1,0)的距离等于到直线x =-1的距离,所以曲线C 是以F 为焦点,直线x =-1为准线的抛物线,其方程为y 2=4x .(2)设l PQ :y =k (x -1),代入y 2=4x 得:k 2x 2-2(k 2+2)x +k 2=0.由韦达定理⎩⎨⎧x 1+x 2=2(k 2+2)k 2,x 1x 2=1,∴x A =x 1+x 22=k 2+2k 2=1+2k 2,y A =k (x A -1)=2k . ∴A ⎝⎛⎭⎪⎫1+2k 2,2k ,∵PQ →·RS →=0, ∴PQ ⊥RS .只要将A 点坐标中的k 换成-1k , 得B (1+2k 2,-2k ), ∴|AB →|= ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+2k 2-(1+2k 2)2+⎝ ⎛⎭⎪⎫2k +2k 2=4k 4+4k 4+4k2+4k 2≥4(当且仅当k =±1 时取“=”), 所以,|AB→|最小时,弦PQ ,RS 所在直线的方程为y =±(x -1),即x +y -1=0或x -y -1=0.(3)∵AF→=λTB →-FT →⇒AF →+FT →=λTB →⇒AT →=λTB →, 即A ,T ,B 三点共线,∴是否存在一定点T ,使得AF→=λTB →-FT →,即探求直线AB 是否过定点. 由(2)知,直线AB 的方程为 y +2k =-2k -2k2k 2+1-⎝ ⎛⎭⎪⎫2k 2+1(x -2k 2-1),整理得(1-k 2)y =k (x -3),∴直线AB 过定点(3,0),故存在一定点T (3,0), 使得AF →=λTB →-FT →.。

高三数学一轮总复习 第八章 解析几何 8.8 曲线与方程课件.ppt

高三数学一轮总复习 第八章 解析几何 8.8 曲线与方程课件.ppt
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2.求动点的轨迹方程的一般步骤 (1)建系——建立适当的坐标系。 (2)设点——设轨迹上的任一点P(x,y)。 (3)列式——列出动点P所满足的关系式。 (4)代换——依条件式的特点,选用距离公式、斜率公式等将其转化为x,y的方 程式,并化简。
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(5)证明——证明所求方程即为符合条件的动点轨迹方程。 3.两曲线的交点
∴(0,y+1)·(-x,2)=(x,y-1)·(x,-2),即2(y+1)=x2-2(y-1),整理得x2=
4y,
∴动点P的轨迹C的方程为x2=4y。
答案:(1)A (2)A
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►名师点拨 直接法求轨迹方程的常见类型及解题策略 (1)题目给出等量关系,求轨迹方程。可直接代入即可得出方程。 (2)题中未明确给出等量关系,求轨迹方程。可利用已知条件寻找等量关系,得 出方程。
(1)由曲线方程的定义可知,两条曲线交点的坐标应该是两个曲线方程的 □5
_公_共__解____,即两个曲线方程组成的方程组的实数解;反过来,方程组有几组解,两
条曲线就有几个交点,方程组□6 无__解____,两条曲线就没有交点。 (2)两条曲线有交点的 □7 _充__要___条件是它们的方程所组成的方程组有实数解。
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(1)定义法:求轨迹方程时,应尽量利用几何条件探求轨迹的类型,应用定义 法,这样可以减少运算量,提高解题速度。
(2)代入法(相关点法):当所求动点P(x,y)是随着另一动点Q(x′,y′)(称之为相 关点)而运动,且相关点Q满足一曲线方程时,就可用代入法求轨迹方程。此时应注 意:代入法求轨迹方程是将x′,y′表示成关于x,y的式子,同时要注意x′,y′ 的限制条件。
第八章
解析几何
1
第八节 曲线与方程
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