- 抛物线的标准方程及图象
- 共391题
如图,已知点F(1,0),直线l:x=-1,P为平面上的动点,过P作l的垂线,垂足为点Q,且,
(Ⅰ)求动点P的轨迹C的方程;
(Ⅱ)过点F的直线交轨迹C于A、B两点,交直线l于点M,
(1)已知,求λ1+λ2的值;
(2)求的最小值。
正确答案
解:(Ⅰ)设点P(x,y),则Q(-1,y),
由得:(x+1,0)·(2,-y)=(x-1,y)·(-2,y),
化简得C:y2=4x。
(Ⅱ)(1)设直线AB的方程为:x=my+1(m≠0),
设A(x1,y1),B(x2,y2),
又M(-1,-),
联立方程组,消去x得:y2-4my-4=0,
△=(-4m)2+12>0,
,
由,得
,
整理得,
∴。
(2)=(
)2|y1-yM||y2-yM|
=(1+m2)|y1y2-yM(y1+y2)|+yM2|
=(1+m2)|-4+×4m+
|
==4(2+m2+
)
,
当且仅当,即m=1时等号成立,
所以的最小值为16。
已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F,定点A(3,2)与点F在C的两侧,C上的动点P到点A的距离与到其准线l的距离之和的最小值为。
(1)求抛物线C的方程;
(2)设准线l与y轴交于点M,过点M作直线与C交于P,Q两点,Q关于y轴的对称点为Q'。
①求证:Q',F,P共线;
②求△MPQ'面积S的取值范围。
正确答案
解:(1)过P作PP1⊥l于P1,
则|PA|+|PP1|=|PA|+|PF|≥|AF|
当P,A,F共线时,|PA|+|PP1|取最小值
解得p=6,或p=2
当p=6时,抛物线C的方程为x2=12y,
此时,点A与点F在抛物线C同侧,这与已知不符
∴p=2,
抛物线C的方程为x2=4y。
(2)①设直线PQ的方程为y=kx-1,
由消去y,整理得x2-4kx+4=0,
由Δ=16k2-16>0,得|k|>1
由P(x1,y1),Q(x2,y2),
则Q'(-x2,y2),x1+x2=4k,x1·x2=4
∴Q',F,P共线
②
=|x1+x2|=4|k|,
∵|k|>1
∴S>1。
已知抛物线C:x2=2py(p>0)上的一点Q(m,2)到其焦点F的距离为3。
(1)求抛物线C的方程;
(2)过坐标平面上的点F'作抛物线C的两条切线l1和l2,分别交x轴于A,B两点。
(i)若点F'的坐标为(0,-1),如图,求证:△ABF′的外接圆过点F;
(ii)试探究:若改变点F'的位置,或抛物线的开口大小,(i)中的结论是否仍然成立?由此给出一个使(i)中的结论成立的命题,并加以证明。
正确答案
解:(1)由抛物线的定义,得,解得p=2
故抛物线C的方程为x2=4y。
(2)(i)依题意知,过点F'(0,-1)且与曲线C相切的直线的斜率存在,设其方程为y=kx-1,
由得x2-4kx+4=0
令Δ=0得k=±1
故所求的两条切线分别为l1:y=x-1;l2:y=-x-1
设l1交x轴于点A,l2交x轴于点B
由得A(1,0),
由得B(-1,0)
设△ABF'的外接圆方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
则
解得
故△ABF的外接圆方程为x2+y2=1,它过点F(0,1)。
(ii)命题:设F'为抛物线x2=2py外一点,若过点F'作抛物线的两条切线l1,l2,分别交x轴于A,B两点,则△ABF'的外接圆过此抛物线的焦点F,
证明:设l1,l2分别切抛物线x2=2py于P1(x1,y1),P2(x2,y2),
则x1≠0,x2≠0
∵y'=,故l1,l2的方程分别为
(x-x1)和y-y2=
由得
由得
由得F'
AB的垂直平分线方程为
AF′的垂直平分线方程为
它们的交点为
又,
故AF的中点为
所以,
∴。
已知顶点在原点、焦点F在y轴正半轴上的抛物线Q1过点(1,2),抛物线Q2与Q1关于x轴对称,
(Ⅰ)求抛物线Q2的方程;
(Ⅱ)过点F的直线交抛物线Q1于点A(x1,y1),B(x2,y2)(x1<x2),过A,B分别作Q1的切线l1,
l2,记直线l1与Q2的交点为M(m1,n1),N(m2,n2)(m1<m2),求证:抛物线Q2上的点S(s,t)若满足条件m2s=4,则S恰在直线l2上。
正确答案
解:(Ⅰ)设抛物线Q1的方程为x2=2py(p>0),
由过点(1,2)得4=2p,解得p=2,
∴Q1:x2=4y,
抛物线Q2与Q1关于x轴对称,故抛物线Q2的方程为x2=-4y;
(Ⅱ)由题意知AB的斜率必存在且过焦点,
设AB:y=kx+1,联立消y得x2-4kx-4=0,
根据韦达定理有:x1+x2=4k,x1x2=-4,
∵抛物线Q1的方程为,
∴,
∴,
,
∴,同理可得l2:
,
∵N(m2,n2)在直线l1上,且,
∴,
,
∴
代入上式得,
两边同乘以,得
,
而,故有
,
即S(s,t)满足l2的方程,
故点S恰在直线l2上。
已知m是非零实数,抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F在直线l:x-my-=0上.
(Ⅰ)若m=2,求抛物线C的方程;
(Ⅱ)设直线l与抛物线C交于A,B两点,过A,B分别作抛物线C的准线的垂线,垂足为A1,B1,△AA1F,△BB1F的重心分别为G,H求证:对任意非零实数m,抛物线C的准线与x轴的交点在以线段GH为直径的圆外.
正确答案
解:(Ⅰ)因为焦点在直线l上,得
,
又m=2,故p=4,
所以抛物线C的方程为y2=8x.
(Ⅱ)证明:因为抛物线C的焦点F在直线l上,
所以p=m2,所以抛物线C的方程为y2=2m2x,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由消去x,得
,
由于m≠0,故Δ=4m6+m4>0,
且有y1+y2=2m3,y1y2=-m4,
设M1,M2分别为线段AA1,BB1的中点,
由于,可知
,
所以,
所以GH的中点,
设R是以线段GH为直径的圆的半径,
则,
设抛物线的准线与x轴交点,
则
,
故N在以线段GH为直径的圆外。
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