抛物线练习题
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抛物线习题精选精讲
(1)抛物线——二次曲线的和谐线
椭圆与双曲线都有两种定义方法,可抛物线只有一种:到一个定点和一条定直线的距离相等的所有点的集合.其离心率e=1,这使它既与椭圆、双曲线相依相伴,又鼎立在圆锥曲线之中.由于这个美好的1,既使它享尽和谐之美,又生出多少华丽的篇章.
【例1】P 为抛物线px y 22
=上任一点,F 为焦点,则以PF 为直径的圆与y 轴( )
.A 相交 .B 相切 .C 相离 .D 位置由P 确定
【解析】如图,抛物线的焦点为,02p F ⎛⎫
⎪⎝⎭
,准线是 :2
p
l x =-
.作PH ⊥l 于H ,交y 轴于Q ,那么PF PH =, 且2p
QH OF ==.作MN ⊥y 轴于N 则MN 是梯形PQOF 的
中位线,()111
222MN OF PQ PH PF =+==.故以
PF 为直径的圆与y 轴相切,选B.
【评注】相似的问题对于椭圆和双曲线来说,其结论则 分别是相离或相交的.
(2)焦点弦——常考常新的亮点弦
有关抛物线的试题,许多都与它的焦点弦有关.理解并掌握这个焦点弦的性质,对破解这些试题是大有帮助的.
【例2】 过抛物线()022
p px y =的焦点F 作直线交抛物线于()()1122,,,A x y B x y 两点,求证:
(1)12AB x x p =++ (2)
p BF AF 2
11=+ 【证明】(1)如图设抛物线的准线为l ,作
1AA l ⊥11111,2
p
A B
B l B AA x ⊥==+
于,则AF , 122
p
BF BB x ==+.两式相加即得:
12AB x x p =++
(2)当AB ⊥x 轴时,有
AF BF p ==,
112
AF BF p
∴+=成立; 当AB 与x 轴不垂直时,设焦点弦AB 的方程为:
2p y k x ⎛
⎫=- ⎪⎝
⎭.代入抛物线方程:
l X
Y F
A(x,y)11
B(x,y)
22
A 1
B 1l
2
2
22p k x px ⎛⎫-= ⎪⎝
⎭.化简得:()()2222
22014p k x p k x k -++=
∵方程(1)之二根为x 1,x 2,∴12
24
k x x ⋅=.
()1221112
1212111111
2224
x x p p p p p AF BF AA BB x x x x x x +++=+=+=
+++++ ()()121222
12122
2424
x x p x x p p p p p
p x x p x x ++++=
==+++++
. 故不论弦AB 与x 轴是否垂直,恒有
p
BF AF 2
11=+成立.
(3)切线——抛物线与函数有缘
有关抛物线的许多试题,又与它的切线有关.理解并掌握抛物线的切线方程,是解题者不可或缺的基本功.
【例3】证明:过抛物线2
2y px =上一点M (x 0,y 0)的切线方程是:y 0y=p (x+x 0)
【证明】对方程2
2y px =两边取导数:22.p
y y p y y
''⋅=∴=,
切线的斜率 0
0x x p k y y ='
==
.由点斜式方程:()()2000000
1p y y x x y y px px y y -=-⇒=-+
2
0021y px =,代入()即得: y 0y=p (x+x 0)
(4)定点与定值——抛物线埋在深处的宝藏
抛物线中存在许多不不易发现,却容易为人疏忽的定点和定值.掌握它们,在解题中常会有意想不到的收获.
例如:1.一动圆的圆心在抛物线x y 82
=上,且动圆恒与直线02=+x 相切,则此动圆必过定点 ( )
()()()().4,0.2,0.0,2.0,2A B C D -
显然.本题是例1的翻版,该圆必过抛物线的焦点,选B. 2.抛物线2
2y px =的通径长为2p ;
3.设抛物线2
2y px =过焦点的弦两端分别为()()1122,,,A x y B x y ,那么:2
12y y p =-
以下再举一例
【例4】设抛物线2
2y px =的焦点弦AB 在其准线上的射影是A 1B 1,证明:以A 1B 1为直径的圆必过一定点
【分析】假定这条焦点弦就是抛物线的通径,那么A 1B 1=AB=2p ,而A 1B 1与AB 的距离为p ,可知该圆必过抛物线的焦点.由此我们猜想:一切这样的圆都过抛物线的焦点.以下我们对AB 的一般情形给于证明.
【证明】如图设焦点两端分别为()()1122,,,A x y B x y , 那么:2
2
121112.y y p CA CB y y p =-⇒⋅==
设抛物线的准线交x 轴于C ,那么.CF p =
2
111111.90A FB CF CA CB A FB ∴∆=⋅∠=︒中故.
这就说明:以A 1B 1为直径的圆必过该抛物线的焦点.
● 通法 特法 妙法
(1)解析法——为对称问题解困排难 解析几何是用代数的方法去研究几何,所以它能解决纯几何方法不易解决的几何问题(如对称问题等). 【例5】(07.四川文科卷.10题)已知抛物线
y=-x 2+3上存在关于直线x+y=0对称的相异两点
A 、
B ,则|AB|等于( )
A.3
B.4
C.32
D.42
【分析】直线AB 必与直线x+y=0垂直,且线段 AB 的中点必在直线x+y=0上,因得解法如下.
【解析】∵点A 、B 关于直线x+y=0对称,∴设直线AB 的方程
为:y x m =+.
由()22
3013
y x m
x x m y x =+⎧⇒++-=⎨=-+⎩
设方程(1)之两根为x 1,x 2,则121x x +=-. 设AB 的中点为M (x 0,y 0),则120122x x x +=
=-.代入x+y=0:y 0=12.故有11,22M ⎛⎫
- ⎪⎝⎭
. 从而1m y x =-=.直线AB 的方程为:1y x =+.方程(1)成为:2
20x x +-=.解得:
2,1x =-,从而1,2y =-,故得:A (-2,-1)
,B (1,2)
.AB ∴=,选C.
(2)几何法——为解析法添彩扬威
虽然解析法使几何学得到长足的发展,但伴之而来的却是难以避免的繁杂计算,这又使得许多考生对解析几何习题望而生畏.针对这种现状,人们研究出多种使计算量大幅度减少的优秀方法,其中最有成效的就是几何法.
【例6】(07.全国1卷.11题)抛物线2
4y x =的焦点为F ,准线为l ,经过F
的直线与抛
X
Y
A
B F
A 1
B 1
1
M C X
O
Y A
B
M
l x y +=ÿ