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1、課時(shí)作業(yè)54 拋物線
一、選擇題
1.已知拋物線x2=2py(p>0)的準(zhǔn)線經(jīng)過點(diǎn)(1,-1),則拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)為( A )
A.(0,1) B.(0,2)
C.(1,0) D.(2,0)
解析:由拋物線x2=2py(p>0)的準(zhǔn)線為y=-=-1,得p=2,故所求拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(0,1).
2.(2019·河北五名校聯(lián)考)直線l過拋物線y2=-2px(p>0)的焦點(diǎn),且與該拋物線交于A,B兩點(diǎn),若線段AB的長是8,AB的中點(diǎn)到y(tǒng)軸的距離是2,則此拋物線的方程是( B )
A.y2=-12x B.y2=-8x
C.y2=-6x D.y2=-4x
2、
解析:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),根據(jù)拋物線的定義可知|AB|=-(x1+x2)+p=8.又AB的中點(diǎn)到y(tǒng)軸的距離為2,∴-=2,∴x1+x2=-4,∴p=4,∴所求拋物線的方程為y2=-8x.故選B.
3.設(shè)拋物線C:y2=4x的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線l與x軸的交點(diǎn)為A,過拋物線C上一點(diǎn)P作準(zhǔn)線l的垂線,垂足為Q.若△QAF的面積為2,則點(diǎn)P的坐標(biāo)為( A )
A.(1,2)或(1,-2) B.(1,4)或(1,-4)
C.(1,2) D.(1,4)
解析:設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x0,y0).因?yàn)椤鱍AF的面積為2,所以×2×|y0|=2,即|y0|=2,所以x0=1,所以
3、點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1,2)或(1,-2).
4.(2019·福州四校聯(lián)考)已知拋物線C的頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),對(duì)稱軸為坐標(biāo)軸,直線l過拋物線C的焦點(diǎn)F,且與拋物線的對(duì)稱軸垂直,l與C交于A,B兩點(diǎn),且|AB|=8,M為拋物線C準(zhǔn)線上一點(diǎn),則△ABM的面積為( A )
A.16 B.18
C.24 D.32
解析:不妨設(shè)拋物線C:y2=2px(p>0),如圖,因?yàn)橹本€l過拋物線C的焦點(diǎn),且與拋物線的對(duì)稱軸垂直,所以線段AB為通徑,所以2p=8,p=4,又M為拋物線C的準(zhǔn)線上一點(diǎn),所以點(diǎn)M到直線AB的距離即焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離,為4,所以△ABM的面積為×8×4=16,故選A.
5.(
4、2019·陜西質(zhì)量檢測)拋物線有如下光學(xué)性質(zhì):由焦點(diǎn)射出的光線經(jīng)拋物線反射后平行于拋物線的對(duì)稱軸;反之,平行于拋物線對(duì)稱軸的入射光線經(jīng)拋物線反射后必經(jīng)過拋物線的焦點(diǎn).若拋物線y2=4x的焦點(diǎn)為F,一平行于x軸的光線從點(diǎn)M(3,1)射出,經(jīng)過拋物線上的點(diǎn)A反射后,再經(jīng)拋物線上的另一點(diǎn)B射出,則直線AB的斜率為( B )
A. B.-
C.± D.-
解析:將y=1代入y2=4x,可得x=,即A(,1).由拋物線的光學(xué)性質(zhì)可知,直線AB過焦點(diǎn)F(1,0),所以直線AB的斜率k==-.故選B.
6.拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,點(diǎn)N在x軸上且在點(diǎn)F的右側(cè),線段FN的垂直
5、平分線l與拋物線在第一象限的交點(diǎn)為M,直線MN的傾斜角為135°,O為坐標(biāo)原點(diǎn),則直線OM的斜率為( A )
A.2-2 B.2-1
C.-1 D.3-4
解析:解法1:設(shè)點(diǎn)M(,m)(m>0),因?yàn)辄c(diǎn)M在FN的垂直平分線上且點(diǎn)N在焦點(diǎn)F的右側(cè),所以N(,0),又MN的傾斜角為135°,所以=-1,解得m=(+1)p,所以點(diǎn)M(p,(+1)p),所以直線OM的斜率為=2-2,故選A.
解法2:如圖,設(shè)直線L為拋物線的準(zhǔn)線,過點(diǎn)M向準(zhǔn)線引垂線,垂足為A,交y軸于點(diǎn)B,設(shè)|MF|=t,因?yàn)辄c(diǎn)M在FN的垂直平分線上,且直線MN的傾斜角為135°,所以直線MF的傾斜角為45°,由拋
6、物線的定義得t=|MA|=p+t,即t==(2+)p,所以|OB|=t=(+1)p,|BM|=t-=,設(shè)直線OM的傾斜角為θ,則∠OMB=θ,所以直線OM的斜率為tanθ===2-2,故選A.
7.如圖,過拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)F的直線依次交拋物線及其準(zhǔn)線于點(diǎn)A,B,C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,則拋物線的方程為( B )
A.y2=x B.y2=3x
C.y2=x D.y2=9x
解析:如圖,分別過點(diǎn)A,B作準(zhǔn)線的垂線,交準(zhǔn)線于點(diǎn)E,D,
設(shè)|BF|=a,則|BC|=2a,
由拋物線的定義得,|BD|=a,
故∠BCD=30°,
7、
在直角三角形ACE中,因?yàn)閨AE|=|AF|=3,|AC|=3+3a,2|AE|=|AC|,
所以6=3+3a,從而得a=1,
因?yàn)锽D∥FG,所以=.
即=,解得p=,
因此拋物線方程為y2=3x.
二、填空題
8.已知點(diǎn)P在拋物線y2=4x上,且點(diǎn)P到y(tǒng)軸的距離與其到焦點(diǎn)的距離之比為,則點(diǎn)P到x軸的距離為2.
解析:設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(xP,yP),拋物線y2=4x的準(zhǔn)線方程為x=-1,根據(jù)拋物線的定義,點(diǎn)P到焦點(diǎn)的距離等于點(diǎn)P到準(zhǔn)線的距離,故=,解得xP=1,
所以y=4,所以|yP|=2.
9.(2019·合肥市質(zhì)量檢測)拋物線E:y2=4x的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線l與x軸交
8、于點(diǎn)A,過拋物線E上一點(diǎn)P(在第一象限內(nèi))作l的垂線PQ,垂足為Q.若四邊形AFPQ的周長為16,則點(diǎn)P的坐標(biāo)為(4,4).
解析:設(shè)P(x,y),其中x>0,y>0,由拋物線的定義知|PF|=|PQ|=x+1.根據(jù)題意知|AF|=2,|QA|=y(tǒng),
則?或(舍去).
所以點(diǎn)P的坐標(biāo)為(4,4).
10.(2019·濰坊市統(tǒng)一考試)已知拋物線y2=4x與直線2x-y-3=0相交于A,B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),設(shè)OA,OB的斜率分別為k1,k2,則+的值為.
解析:設(shè)A(,y1),B(,y2),易知y1y2≠0,則k1=,k2=,所以+=,
將x=代入y2=4x,得y2-2y-6=0,
9、
所以y1+y2=2,+=.
三、解答題
11.過拋物線C:y2=4x的焦點(diǎn)F且斜率為k的直線l交拋物線C于A,B兩點(diǎn),且|AB|=8.
(1)求直線l的方程;
(2)若A關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)為D,拋物線的準(zhǔn)線與x軸的交點(diǎn)為E,求證:B,D,E三點(diǎn)共線.
解:(1)F的坐標(biāo)為(1,0),則l的方程為y=k(x-1),代入拋物線方程y2=4x得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
由題意知k≠0,且[-(2k2+4)]2-4k2·k2=16(k2+1)>0.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
∴x1+x2=,x1x2=1,
由拋物線的定義知|AB|=x1+x2+2=8,
10、∴=6,∴k2=1,即k=±1,
∴直線l的方程為y=±(x-1).
(2)證明:由拋物線的對(duì)稱性知,D點(diǎn)的坐標(biāo)為(x1,-y1),又E(-1,0),
∴kEB-kED=-
=,
y2(x1+1)+y1(x2+1)=y(tǒng)2(+1)+y1(+1)=(y1+y2)+(y1+y2)=(y1+y2)(+1).
由(1)知x1x2=1,
∴(y1y2)2=16x1x2=16,
又y1與y2異號(hào),∴y1y2=-4,
即+1=0,∴kEB=kED,
又ED與EB有公共點(diǎn)E,
∴B,D,E三點(diǎn)共線.
12.(2019·洛陽高三統(tǒng)考)已知F是拋物線C1:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn),曲
11、線C2是以F為圓心,為半徑的圓,直線4x-3y-2p=0與曲線C1,C2從上到下依次相交于點(diǎn)A,B,C,D,則=( A )
A.16 B.4
C. D.
解析:解法1:因?yàn)橹本€4x-3y-2p=0過C1的焦點(diǎn)F(C2的圓心),故|BF|=|CF|=,
所以=.
由拋物線的定義得|AF|-=xA,|DF|-=xD.
由整理得8x2-17px+2p2=0,
即(8x-p)(x-2p)=0,可得xA=2p,xD=,
故===16.故選A.
解法2:同解法1得=.
過A,D作拋物線準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為A1,D1,該直線AF交準(zhǔn)線于點(diǎn)E,準(zhǔn)線交x軸于點(diǎn)N,則由FN∥AA1
12、
得=,
由直線AF的斜率為得tan∠A1AF=,
故=.又|AA1|=|AF|,
故==,
所以|AF|=|AA1|=|NF|=p.
同理可得=,又|DD1|=|DF|,
所以=,
故|DF|=|DD1|=|NF|=p,
故===16.故選A.
13.(2019·河北名校聯(lián)考)如果點(diǎn)P1,P2,P3,…,P10是拋物線y2=2x上的點(diǎn),它們的橫坐標(biāo)依次為x1,x2,x3,…,x10,F(xiàn)是拋物線的焦點(diǎn),若x1+x2+x3+…+x10=5,則|P1F|+|P2F|+|P3F|+…+|P10F|=10.
解析:由拋物線的定義可知,拋物線y2=2px(p>0)上的點(diǎn)P(x0,y
13、0)到焦點(diǎn)F的距離|PF|=x0+,在y2=2x中,p=1,所以|P1F|+|P2F|+…+|P10F|=x1+x2+…+x10+5p=10.
14.(2019·惠州市調(diào)研考試)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,過點(diǎn)C(2,0)的直線與拋物線y2=4x相交于A,B兩點(diǎn),設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2).
(1)求證:y1y2為定值;
(2)是否存在平行于y軸的定直線被以AC為直徑的圓截得的弦長為定值?如果存在,求出該直線的方程和弦長,如果不存在,說明理由.
解:(1)證法1:當(dāng)直線AB垂直于x軸時(shí),不妨取y1=2,y2=-2,所以y1y2=-8(定值).
當(dāng)直線AB不垂直于x軸時(shí),設(shè)直線
14、AB的方程為y=k(x-2),
由得ky2-4y-8k=0,
所以y1y2=-8.
綜上可得,y1y2=-8為定值.
證法2:設(shè)直線AB的方程為my=x-2.
由得y2-4my-8=0,
所以y1y2=-8.
因此有y1y2=-8為定值.
(2)存在.理由如下:
設(shè)存在直線l:x=a滿足條件,
則AC的中點(diǎn)E(,),
|AC|=,
因此以AC為直徑的圓的半徑
r=|AC|==,
點(diǎn)E到直線x=a的距離d=|-a|,
所以所截弦長為2
=2
=
=,
當(dāng)1-a=0,即a=1時(shí),弦長為定值2,這時(shí)直線的方程為x=1.
15.(2019·福州市測試)已知圓
15、C:(x-5)2+(y-)2=8,拋物線E:x2=2py(p>0)上兩點(diǎn)A(-2,y1)與B(4,y2),若存在與直線AB平行的一條直線和C與E都相切,則E的準(zhǔn)線方程為( C )
A.x=- B.y=-1
C.y=- D.x=-1
解析:由題意知,A(-2,),B(4,),∴kAB==,設(shè)拋物線E上的切點(diǎn)為(x0,y0),
由y=,得y′=,∴=,
∴x0=1,∴切點(diǎn)為(1,),
∴切線方程為y-=(x-1),
即2x-2py-1=0,
∵切線2x-2py-1=0與圓C相切,∴圓心C(5,)到切線的距離為2,即=2,
∴31p2+18p-49=0,
∴(p-1)(31p+49)=0,
∵p>0,∴p=1.
∴拋物線x2=2y的準(zhǔn)線方程為y=-,故選C.
9