(名師導(dǎo)學(xué))2020版高考數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí) 第十章 直線與圓、圓錐曲線 第68講 拋物線練習(xí) 理(含解析)新人教A版
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1、第68講 拋物線 夯實(shí)基礎(chǔ) 【p155】 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.掌握拋物線的定義、幾何圖形、標(biāo)準(zhǔn)方程及簡(jiǎn)單幾何性質(zhì). 2.理解數(shù)形結(jié)合的思想;掌握代數(shù)知識(shí)、平面幾何知識(shí)在解析幾何中的作用. 3.了解拋物線的實(shí)際背景及拋物線的簡(jiǎn)單應(yīng)用. 【基礎(chǔ)檢測(cè)】 1.拋物線y=4x2的焦點(diǎn)坐標(biāo)是( ) A.(0,1) B.(1,0) C.(0,2) D. 【解析】拋物線y=4x2可化為x2=y(tǒng),所以拋物線的焦點(diǎn)為. 【答案】D 2.已知拋物線C:y2=x的焦點(diǎn)為F,A(x0,y0)是C上一點(diǎn),|AF|=x0,則x0等于( ) A.1B.2C.4D.8 【解析】由拋物線的定義,
2、可得|AF|=x0+, ∵|AF|=x0,∴x0+=x0,∴x0=1. 【答案】A 3.過(guò)拋物線y2=4x上的焦點(diǎn)F,作直線l與拋物線交于A,B兩點(diǎn),已知|AF|=,則|BF|=( ) A.2B.3C.D. 【解析】A(x1,y1),B(x2,y2),不仿設(shè)y1>0,因?yàn)閨AF|=, 由拋物線的定義可知,|AF|等于點(diǎn)A到拋物線y2=4x的準(zhǔn)線x=-1的距離, 即x1+1=,x1=,A, 直線AF:y=(x-1),即為y=-2(x-1), 與y2=4x聯(lián)立可得,2x2-5x+2=0, 解得x2=2,所以|BF|=x2+=2+1=3. 【答案】B 4.已知拋物線y2=2
3、px(p>0)的焦點(diǎn)為F(2,0),過(guò)點(diǎn)A(3,2)向其準(zhǔn)線作垂線,與拋物線的交點(diǎn)為E,則|EF|=________. 【解析】由題意知拋物線的焦點(diǎn)為F(2,0),準(zhǔn)線方程為x=-2,p=4,故拋物線方程為y2=8x. 設(shè)過(guò)點(diǎn)A(3,2)向其準(zhǔn)線作的垂線與準(zhǔn)線交于點(diǎn)G,則G(-2,2), 設(shè)點(diǎn)E的坐標(biāo)為E(x,2), 則4=8x,解得x=. 由拋物線的定義得|EF|=+2=. 【答案】 5.已知拋物線y2=2px的焦點(diǎn)為F,過(guò)F的直線l與拋物線交于A,B兩點(diǎn),直線l的斜率是,O為坐標(biāo)原點(diǎn),若△AOB的面積為,則p=________. 【解析】根據(jù)拋物線定義易知直線AB的方程為y
4、=·,S=··=,==p,所以·p=?p=. 【答案】 【知識(shí)要點(diǎn)】 1.拋物線的定義 平面內(nèi)與一定點(diǎn)F和一條定直線l(定點(diǎn)F不在定直線l上)的距離__相等__的點(diǎn)的軌跡叫做拋物線,定點(diǎn)F叫做拋物線的焦點(diǎn),直線l叫做拋物線的準(zhǔn)線. 2.拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程、圖形及幾何性質(zhì) 見(jiàn)下表: 標(biāo)準(zhǔn) 方程 y2= 2px(p>0) y2= -2px(p>0) x2= 2py(p>0) x2= -2py(p>0) 圖 形 性 質(zhì)
5、 焦點(diǎn) F F F F 準(zhǔn)線 x=- x= y=- y= 范圍 ①x≥0, y∈R ②x≤0, y∈R ③x∈R, y≥0 ④x∈R, y≤0 對(duì)稱(chēng) 軸 ⑤__x軸__ ⑥__y軸__ 頂點(diǎn) O(0,0) O(0,0) 離心 率 e=1 e=1 開(kāi)口 ⑦_(dá)_向右__ ⑧__向左__ ⑨__向上__ ⑩__向下__ 3.焦半徑 拋物線y2=2px(p>0)上一點(diǎn)P(x0,y0)到焦點(diǎn)F的距離|PF|=x0+
6、. 典例剖析 【p155】 考點(diǎn)1 拋物線的定義及應(yīng)用 (1)已知雙曲線C:-4y2=1(a>0)的右頂點(diǎn)到其一條漸近線的距離等于,拋物線E:y2=2px的焦點(diǎn)與雙曲線C的右焦點(diǎn)重合,則拋物線E上的動(dòng)點(diǎn)M到直線l1:4x-3y+6=0和l2:x=-1的距離之和的最小值為_(kāi)_______. 【解析】∵雙曲線-4y2=1的一條漸近線為x-2ay=0, ∴右頂點(diǎn)(a,0)到該漸近線的距離d==, 解之得a=或-(舍), 則c==1,即右焦點(diǎn)為(1,0),∴拋物線的焦點(diǎn)也為(1,0),則p=2,∴l(xiāng)2:x=-1為其準(zhǔn)線.如圖,作MA⊥l1,MB⊥l2,連MF,則|MB|=|MF|,
7、 ∴當(dāng)A、M、F三點(diǎn)共線時(shí),距離之和最小,其最小值即為點(diǎn)F到l1的距離,即=2. 【答案】2 (2)設(shè)拋物線x2=12y的焦點(diǎn)為F,經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(2,1)的直線l與拋物線相交于A,B兩點(diǎn),又知點(diǎn)P恰為AB的中點(diǎn),則|AF|+|BF|=________. 【解析】分別過(guò)點(diǎn)A,B,P作準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為M,N,Q,根據(jù)拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離等于該點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離,得|AF|+|BF|=|AM|+|BN|=2|PQ|=8. 【答案】8 【點(diǎn)評(píng)】與拋物線有關(guān)的最值問(wèn)題,一般情況下都與拋物線的定義有關(guān).由于拋物線的定義在運(yùn)用上有較大的靈活性,因此此類(lèi)問(wèn)題也有一定的難度.“看到準(zhǔn)線想焦點(diǎn),看到焦
8、點(diǎn)想準(zhǔn)線”,這是解決拋物線焦點(diǎn)弦有關(guān)問(wèn)題的重要途徑. 考點(diǎn)2 拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程與性質(zhì) (1)已知雙曲線C1:-=1(a>0,b>0)的離心率為2.若拋物線C2:x2=2py(p>0)的焦點(diǎn)到雙曲線C1的漸近線的距離為2,則拋物線C2的方程為( ) A.x2=y(tǒng)B.x2=y(tǒng) C.x2=8yD.x2=16y 【解析】∵-=1的離心率為2, ∴=2,即==4,∴=3,=. x2=2py的焦點(diǎn)坐標(biāo)為,-=1的漸近線方程為y=±x,即y=±x.由題意得=2,∴p=8.故C2的方程為x2=16y. 【答案】D (2)已知F是拋物線x2=4y的焦點(diǎn),P為拋物線上的動(dòng)點(diǎn),且點(diǎn)A的坐標(biāo)為,則
9、的最小值是( ) A.B.C.D. 【解析】拋物線的準(zhǔn)線為l:y=-1,過(guò)點(diǎn)P作PD⊥l于D,則=,且點(diǎn)A在準(zhǔn)線上,如下圖所示, 所以==sin∠PAD,當(dāng)直線PA與拋物線相切時(shí),sin∠PAD有最小值, 由y=得y′=,設(shè)切點(diǎn)為,則=,解得x0=±2,此時(shí)∠PAD=,所以=sin=. 【答案】C 【點(diǎn)評(píng)】(1)求拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程的常用方法是待定系數(shù)法,其關(guān)鍵是判斷焦點(diǎn)位置、開(kāi)口方向,在方程的類(lèi)型已經(jīng)確定的前提下,由于標(biāo)準(zhǔn)方程只有一個(gè)參數(shù)p,只需一個(gè)條件就可以確定拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程. (2)在解決與拋物線的性質(zhì)有關(guān)的問(wèn)題時(shí),要注意利用幾何圖形的形象、直觀的特點(diǎn)來(lái)解題,特別是涉及
10、焦點(diǎn)、頂點(diǎn)、準(zhǔn)線的問(wèn)題更是如此. 考點(diǎn)3 焦點(diǎn)弦問(wèn)題 已知傾斜角為θ的直線過(guò)拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)F,與拋物線交于A,B兩點(diǎn),求證: (1)|AB|=(θ為直線AB的傾斜角); (2)S△AOB=(θ為直線AB的傾斜角); (3)以AB為直徑的圓與拋物線的準(zhǔn)線相切. 【解析】(1)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由拋物線的定義知|AF|等于點(diǎn)A到準(zhǔn)線x=-的距離,所以|AF|=x1+. 同理,|BF|=x2+. 所以|AB|=|AF|+|BF|=x1+x2+p,?、? 直線AB的斜率不存在時(shí),傾斜角θ=, 其方程為x=,則A,B, |AB|=2p=. 當(dāng)
11、直線AB的斜率存在時(shí),設(shè)其方程為y=k(k≠0), 所以x=y(tǒng)+,故x1+x2=(y1+y2)+p. 將x=y(tǒng)+代入拋物線方程y2=2px(p>0),得 y2-y-p2=0,y1+y2=. 所以x1+x2=+p,?、? 將②代入①得: |AB|=+2p=2p=2p=. (2)如圖,S△AOB=S△AOF+S△BOF= |OF|·|AF|·sin(π-θ)+|OF|· |BF|·sinθ =|OF|·sinθ(|AF|+|BF|) =|OF|·|AB|·sinθ =···sinθ=. (3)設(shè)線段AB的中點(diǎn)為M,分別過(guò)A,M,B作準(zhǔn)線的垂線,垂足為C,N,D, 則|
12、MN|=(|AC|+|BD|)=(|AF|+|BF|)=|AB|. 所以以AB為直徑的圓與準(zhǔn)線相切. 【點(diǎn)評(píng)】(1)拋物線的焦半徑與焦點(diǎn)弦有許多特殊的性質(zhì)(如:焦半徑等于這點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離,化兩點(diǎn)間的距離為點(diǎn)線間的距離;又如:若∠ANB=90°,則以CD為直徑的圓切AB于點(diǎn)F等). (2)此題中證明的三個(gè)結(jié)論是拋物線中非常重要的結(jié)論,應(yīng)用起來(lái)比較方便. 考點(diǎn)4 直線與拋物線的位置關(guān)系 已知拋物線C:y2=8x與點(diǎn)M(-2,2),過(guò)C的焦點(diǎn)且斜率為k的直線與C交于A、B兩點(diǎn).若·=0,則k=________. 【解析】拋物線C的焦點(diǎn)為F(2,0),則直線方程為y=k(x-2),與拋物線
13、方程聯(lián)立,消去y化簡(jiǎn)得k2x2-(4k2+8)x+4k2=0.設(shè)點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2). 則x1+x2=4+,x1x2=4. 所以y1+y2=k(x1+x2)-4k=, y1y2=k2[x1x2-2(x1+x2)+4]=-16. 因?yàn)椤ぃ?x1+2,y1-2)·(x2+2,y2-2)= (x1+2)(x2+2)+(y1-2)(y2-2)=x1x2+2(x1+x2)+y1y2-2(y1+y2)+8=0, 將上面各個(gè)量代入,化簡(jiǎn)得k2-4k+4=0,所以k=2. 【答案】2 如圖,已知拋物線C:y2=x和⊙M:(x-4)2+y2=1,過(guò)拋物線C上一點(diǎn)H(x0,y0)(
14、y0≥1)作兩條直線與⊙M分別相切于A,B兩點(diǎn),與拋物線分別交于E,F(xiàn)兩點(diǎn). (1)當(dāng)∠AHB的角平分線垂直x軸時(shí),求直線EF的斜率; (2)若直線AB在y軸上的截距為t,求t的最小值. 【解析】(1)法一:∵當(dāng)∠AHB的角平分線垂直x軸時(shí),點(diǎn)H(4,2), ∴kHE=-kHF, 設(shè)E(x1,y1),F(xiàn)(x2,y2), ∴=-,∴=-, ∴y1+y2=-2yH=-4, kEF====-. 法二:∵當(dāng)∠AHB的角平分線垂直x軸時(shí),點(diǎn)H(4,2), ∴∠AHB=60°,可得kHA=,kHB=-, ∴直線HA的方程為y=x-4+2, 聯(lián)立方程組得y2-y-4+2=0,
15、∵yE+2=,∴yE=,xE=. 同理可得yF=,xF=,∴kEF=-. (2)法一:設(shè)點(diǎn)H(m2,m)(m≥1), 則|HM|2=m4-7m2+16,|HA|2=m4-7m2+15. 以H為圓心,HA為半徑的圓方程為:(x-m2)2+(y-m)2=m4-7m2+15,① ⊙M方程:(x-4)2+y2=1.② ①-②得:直線AB的方程為(2x-m2-4)(4-m2)-(2y-m)m=m4-7m2+14. 當(dāng)x=0時(shí),直線AB在y軸上的截距t=4m-(m≥1), ∵t關(guān)于m的函數(shù)在[1,+∞)單調(diào)遞增,∴tmin=-11. 法二:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),∵kMA=
16、,∴kHA=, 可得,直線HA的方程為(4-x1)x-y1y+4x1-15=0, 同理,直線HB的方程為(4-x2)x-y2y+4x2-15=0, ∴(4-x1)y-y1y0+4x1-15=0,(4-x2)y-y2y0+4x2-15=0, ∴直線AB的方程為(4-y)x-y0y+4y-15=0, 令x=0,可得t=4y0-(y0≥1), ∵t關(guān)于y0的函數(shù)在[1,+∞)單調(diào)遞增,∴tmin=-11. 【點(diǎn)評(píng)】(1)直線與拋物線的位置關(guān)系和直線與橢圓、雙曲線的位置關(guān)系類(lèi)似,一般要用到根與系數(shù)的關(guān)系. (2)有關(guān)直線與拋物線的弦長(zhǎng)問(wèn)題,要注意直線是否過(guò)拋物線的焦點(diǎn).若過(guò)拋物線的焦點(diǎn)
17、,可直接使用公式|AB|=x1+x2+p,若不過(guò)焦點(diǎn),則必須用一般弦長(zhǎng)公式. (3)涉及拋物線的弦長(zhǎng)、中點(diǎn)、距離等相關(guān)問(wèn)題時(shí),一般利用根與系數(shù)的關(guān)系采用“設(shè)而不求”、“整體代入”等解法. 方法總結(jié) 【p156】 1.求拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程的實(shí)質(zhì)是求p值,常用的方法是待定系數(shù)法,若開(kāi)口不定時(shí),可以設(shè)拋物線方程為y2=mx(m≠0)或x2=ny(n≠0). 2.利用拋物線定義可知,拋物線的焦半徑與焦點(diǎn)弦有許多特殊的性質(zhì),應(yīng)用起來(lái)非常方便.如:已知AB是拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)弦,且A(x1,y1),B(x2,y2),點(diǎn)F是拋物線的焦點(diǎn)(如圖),可以證明: (1)y1y2=-p2
18、,x1x2=. (2)|AB|=x1+x2+p. (3)+為定值. (4)以AB為直徑的圓與拋物線的準(zhǔn)線相切. (5)以AF(或BF)為直徑的圓與y軸相切. (6)∠CFD=90°. 走進(jìn)高考 【p156】 1.(2018·全國(guó)卷Ⅰ)設(shè)拋物線C:y2=4x的焦點(diǎn)為F,過(guò)點(diǎn)(-2,0)且斜率為的直線與C交于M,N兩點(diǎn),則·=( ) A.5B.6C.7D.8 【解析】法一:過(guò)點(diǎn)(-2,0)且斜率為的直線的方程為y=(x+2),由得x2-5x+4=0,解得x=1或x=4,所以或不妨設(shè)M(1,2),N(4,4),易知F(1,0),所以=(0,2),=(3,4),所以·=8. 法
19、二:過(guò)點(diǎn)(-2,0)且斜率為的直線的方程為y=(x+2),由得x2-5x+4=0,設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),則y1>0,y2>0,根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系,得x1+x2=5,x1x2=4.易知F(1,0),所以=(x1-1,y1),=(x2-1,y2),所以·=(x1-1)(x2-1)+y1y2=x1x2-(x1+x2)+1+4=4-5+1+8=8. 【答案】D 2.(2018·全國(guó)卷Ⅲ)已知點(diǎn)M(-1,1)和拋物線C:y2=4x,過(guò)C的焦點(diǎn)且斜率為k的直線與C交于A,B兩點(diǎn).若∠AMB=90°,則k=________. 【解析】設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2), ∴y-y=
20、4(x1-x2), ∴k==, ∵∠AMB=90°,取AB中點(diǎn)M′(x0,y0),分別過(guò)點(diǎn)A,B作準(zhǔn)線x=-1的垂線,垂足為A′,B′, ∴|MM′|=|AB|=(|AF|+|BF|)=(|AA′|+|BB′|) 又M′為AB中點(diǎn),則MM′平行于x軸, ∴y0=1, ∴y1+y2=2, ∴k=2. 【答案】2 考點(diǎn)集訓(xùn) 【p266】 A組題 1.拋物線y=ax2的準(zhǔn)線方程是y=2,則a的值為( ) A.B.-C.8D.-8 【解析】拋物線化為標(biāo)準(zhǔn)方程是x2=y(tǒng), 所以對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)線方程為y=-=2. 解方程得a=-. 【答案】B 2.拋物線y=-4x2上的一點(diǎn)
21、M到焦點(diǎn)的距離為1,則點(diǎn)M的縱坐標(biāo)是( ) A.-B.-C.D. 【解析】拋物線為x2=-y,由焦半徑公式MF=-yM=-yM=1,得yM=-. 【答案】B 3.已知拋物線y2=2px(p>0),過(guò)其焦點(diǎn)且斜率為1的直線交拋物線于A、B兩點(diǎn),若線段AB的中點(diǎn)的縱坐標(biāo)為2,則該拋物線的準(zhǔn)線方程為( ) A.x=1B.x=-1 C.x=2D.x=-2 【解析】∵y2=2px的焦點(diǎn)坐標(biāo)為, ∴過(guò)焦點(diǎn)且斜率為1的直線方程為y=x-, 即x=y(tǒng)+,將其代入y2=2px,得y2=2py+p2, 即y2-2py-p2=0.設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2), 則y1+y2=2p,
22、∴=p=2, ∴拋物線的方程為y2=4x,其準(zhǔn)線方程為x=-1. 【答案】B 4.已知拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)弦AB的兩端點(diǎn)坐標(biāo)分別為A(x1,y1),B(x2,y2),則的值一定等于( ) A.-4B.4C.p2D.-p2 【解析】①若焦點(diǎn)弦AB⊥x軸, 則x1=x2=,所以x1x2=; ∵y1=p,y2=-p,∴y1y2=-p2,∴=-4. ②若焦點(diǎn)弦AB不垂直于x軸, 可設(shè)AB的直線方程為y=k, 聯(lián)立y2=2px得k2x2-(k2p+2p)x+=0, 則x1x2=. 所以y1y2=-p2.故=-4. 【答案】A 5.設(shè)F為拋物線C:y2=3x的焦
23、點(diǎn),過(guò)F且傾斜角為30°的直線交C于A,B兩點(diǎn),則|AB|等于( ) A.B.6 C.12D.7 【解析】焦點(diǎn)F的坐標(biāo)為, 法一:直線AB的斜率為, 所以直線AB的方程為y=, 即y=x-,代入y2=3x,得x2-x+=0. 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1+x2=, 所以|AB|=x1+x2+p=+=12. 法二:由拋物線焦點(diǎn)弦的性質(zhì)可得 |AB|===12. 【答案】C 6.已知一條過(guò)點(diǎn)P(2,1)的直線與拋物線y2=2x交于A,B兩點(diǎn),且P是弦AB的中點(diǎn),則直線AB的方程為_(kāi)_______. 【解析】依題意,直線AB斜率存在,設(shè)點(diǎn)A(x1,y1),
24、B(x2,y2),則有y=2x1,y=2x2,兩式相減得y-y=2(x1-x2),即==1,直線AB的斜率為1,直線AB的方程是y-1=x-2,即x-y-1=0. 【答案】x-y-1=0 7.已知拋物線x2=-2py(p>0)上縱坐標(biāo)為-p的點(diǎn)到其焦點(diǎn)F的距離為3. (1)求拋物線的方程; (2)若直線l與拋物線以及圓x2+(y-1)2=1都相切,求直線l的方程. 【解析】(1)由已知得拋物線的準(zhǔn)線方程為y=,則由拋物線的定義知p+=3,則p=2, 所以拋物線的方程為x2=-4y. (2)由題意知直線l的斜率存在,設(shè)其方程為y=kx+b, 則有消去y得x2+4kx+4b=0,
25、 則有Δ=16k2-16b=0,即k2=b. 又直線l與圓x2+(y-1)2=1相切,所以=1. 解方程組得或或 故所求直線l的方程為y=0或y=x+3或y=-x+3. 8.已知M,N是焦點(diǎn)為F的拋物線y2=2px(p>0)上兩個(gè)不同的點(diǎn),線段MN的中點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為4-. (1)求|MF|+|NF|的值; (2)若p=2,直線MN與x軸交于點(diǎn)B,求點(diǎn)B的橫坐標(biāo)的取值范圍. 【解析】(1)設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),則x1+x2=8-p, 而|MF|=x1+,|NF|=x2+, ∴|MF|+|NF|=x1+x2+p=8. (2)當(dāng)p=2時(shí),拋物線方程為y2=4x.
26、
①若直線MN的斜率不存在,則B(3,0).
②若直線MN的斜率存在,設(shè)A(3,t)(t≠0),
則由(1)知整理得y-y=4(x1-x2),
∴(y1+y2)=4,即kMN=,
∴直線MN:y-t=(x-3),∴B點(diǎn)的橫坐標(biāo)為3-,
由消去x得y2-2ty+2t2-12=0,
由Δ>0得0 27、,4) C.(2,3) D.(2,4)
【解析】設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),則相減得(y1+y2)(y1-y2)=4(x1-x2),
當(dāng)l的斜率不存在時(shí),符合條件的直線l必有兩條;當(dāng)直線l的斜率k存在時(shí),如圖,x1≠x2,則有·=2,
即y0·k=2.
由CM⊥AB得,k·=-1,y0·k=5-x0,2=5-x0,x0=3,即M必在直線x=3上,將x=3代入y2=4x,得y2=12,∵點(diǎn)M在圓上,且-2<y0<2,
∴(x0-5)2+y=r2,r2=y(tǒng)+4<12+4=16,
又y+4>4,∴4<r2<16,∴2<r<4.
【答案】D
2.拋物 28、線C:x2=8y與直線y=2x-2相交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)P是拋物線C上異于A,B的一點(diǎn),若直線PA,PB分別與直線y=2相交于點(diǎn)Q,R,O為坐標(biāo)原點(diǎn),則·=________.
【解析】設(shè)A,B,P,Q(x3,2),R(x4,2).將y=2x-2代入x2=8y得x2-16x+16=0,則x1+x2=x1x2=16.
直線PA的方程為y-=(x-x0),
即y-=·(x-x0).
令y=2,解得x3=;
同理可得x4=.
所以x3x4=×
=
==16,
所以·=x3x4+4=20.
【答案】20
3.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線C:x2=2py(p>0),斜率為k(k≠0 29、)的直線l經(jīng)過(guò)拋物線C的焦點(diǎn),且與拋物線C交于A,B兩點(diǎn),·=-.
(1)求拋物線C的方程;
(2)已知線段AB的垂直平分線與拋物線C交于M,N兩點(diǎn),R為線段MN的中點(diǎn),記點(diǎn)R到直線AB的距離為d,若=,求k的值.
【解析】(1)由已知,l的方程:y=kx+,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
由得:x2-2pkx-p2=0,(*)
∴x1x2=-p2,y1y2==,
·=x1x2+y1y2=-p2+=-,
由已知得:-=-,p=1,
∴拋物線C的方程為x2=2y.
(2)由(1)知,p=1,C:x2=2y,l:y=kx+,
方程(*)即:x2-2kx-1=0,
30、x1+x2=2k,x1x2=-1,
設(shè)AB的中點(diǎn)D(x0,y0),
則:x0=(x1+x2)=k,y0=kx0+=k2+,
所以AB的中垂線MN的方程:
y-=-(x-k),即x+y-k2-=0.
將MN的方程與C:x2=2y聯(lián)立得:x2+x-2k2-3=0,
設(shè)M(x3,y3),N(x4,y4),則R,
∴=-,=-+k2+=+k2+,
R點(diǎn)到AB:kx-y+=0的距離d=,
|AB|=|x1-x2|===2(1+k2),
所以==,
由已知得:=,得k=±1.
4.已知點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2)是拋物線y2=4x上相異兩點(diǎn),且滿(mǎn)足x1+x2=2.
(1) 31、若AB的中垂線經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(0,2),求直線AB的方程;
(2)若AB不垂直于x軸且AB的中垂線交x軸于點(diǎn)M,求△AMB面積的最大值及此時(shí)直線AB的方程.
【解析】法一:(1)當(dāng)AB垂直于x軸時(shí),顯然不符合題意,
所以可設(shè)直線AB的方程為y=kx+b,代入方程y2=4x得:
k2x2+(2kb-4)x+b2=0,
∴x1+x2==2,
得:b=-k.
∴直線AB的方程為y=k(x-1)+,
∵AB中點(diǎn)的橫坐標(biāo)為1,
∴AB中點(diǎn)的坐標(biāo)為,
∴AB的中垂線方程為y=-(x-1)+=-x+,
∵AB的中垂線經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(0,2),故=2,得k=,
∴直線AB的方程為y=x-.
(2 32、)由(1)可知AB的中垂線方程為y=-x+,
∴M點(diǎn)的坐標(biāo)為(3,0).
因?yàn)橹本€AB的方程為k2x-ky+2-k2=0,
∴M到直線AB的距離d==,
由得y2-ky+2-k2=0,
∴y1+y2=,y1·y2=,
|AB|=|y1-y2|=,
∴S△AMB=4.
設(shè)=t,則0 33、軸時(shí),根據(jù)題意設(shè)AB的中點(diǎn)為Q(1,t),則kAB==
=,
由P,Q兩點(diǎn)得AB中垂線的斜率為k=t-2,
由(t-2)·=-1,得t=,
∴直線AB的方程為y=x-.
(2)由(1)知直線AB的方程為y-t=(x-1),
AB中垂線方程為y-t=-(x-1),中垂線交x軸于點(diǎn)M(3,0),
點(diǎn)M到直線AB的距離為d==.
由得4x2-8x+(t2-2)2=0,
∴x1+x2=2,x1x2=,
∴|AB|=|x1-x2|=,
∴S=|AB|·d=
=≤=,
當(dāng)t2=時(shí),S有最大值,此時(shí)直線AB方程為3x±y-1=0.
備課札記
19
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