- 抛物线及其性质
- 共507题
已知抛物线x2=4y上一点P到焦点F的距离是5,则点P的横坐标是 。
正确答案
±4
解析
根据抛物线的定义可知P到焦点的距离为5,则其到准线距离也为5。
又∵抛物线的准线为y=﹣1,
∴P点的纵坐标为5﹣1=4。
将y=4 代入抛物线方程得:4×4=x2,解得x=±4
故答案为:±4。
知识点
如图,在平面直角坐标系中,抛物线的顶点在原点,焦点为F(1,0),过抛物线在
轴上方的不同两点
、
作抛物线的切线
、
,与
轴分别交于
、
两点,且
与
交于点
,直线
与直线
交于点
。
(1)求抛物线的标准方程;
(2)求证:轴;
(3)若直线与
轴的交点恰为F(1,0),
求证:直线过定点。
正确答案
见解析
解析
解:(1)设抛物线的标准方程为,
由题意,得,即
。
所以抛物线的标准方程为。
(2)设,
,且
,
。
由(
),得
,所以
。
所以切线的方程为
,即
。
整理,得, ①
且C点坐标为。
同理得切线的方程为
,②
且D点坐标为。
由①②消去,得
。
又直线的方程为
,③
直线的方程为
。 ④
由③④消去,得
。
所以,即
轴,
(3)由题意,设,代入(1)中的①②,得
,
。
所以都满足方程
。
所以直线的方程为
。
故直线过定点
知识点
设是抛物线
上相异两点,
到y轴的距离的积为
且
。
(1)求该抛物线的标准方程。
(2)过Q的直线与抛物线的另一交点为R,与轴交点为T,且Q为线段RT的中点,试求弦PR长度的最小值。
正确答案
见解析。
解析
(1)∵ ·=0,则x1x2+y1y2=0,--------------------------1分
又P、Q在抛物线上,故y12=2px1,y22=2px2,故得
+y1y2=0, y1y2=-4p2
--------------------------3分
又|x1x2|=4,故得4p2=4,p=1。
所以抛物线的方程为: -------------4分
(2)设直线PQ过点E(a,0)且方程为x=my+a
联立方程组
消去x得y2-2my-2a=0
∴ ① --------------------------------6分
设直线PR与x轴交于点M(b,0),则可设直线PR方程为x=ny+b,并设R(x3,y3),
同理可知,
② --------------------------7分
由①、②可得
由题意,Q为线段RT的中点,∴ y3=2y2,∴b=2a分
又由(Ⅰ)知, y1y2=-4,代入①,可得
-2a=-4 ∴ a=2,故b=4。-----------------------9分
∴
∴
.
当n=0,即直线PQ垂直于x轴时|PR|取最小值--------------------12分
知识点
如图,过抛物线上一点P(1,-2)作倾斜角互补的两条直线,分别与抛物线交于点
(1)求的值;
(2)若,求
面积的最大值。
正确答案
见解析
解析
(1)因为,
在抛物线
上,
所以,
,
同理,依题有
,
因为,所以
。
(2)由⑴知,设
的方程为
,
到
的距离为
,
,
所以=
,
令,由
,
,可知
。
,
因为为偶函数,只考虑
的情况,
记,
,故
在
是单调增函数,故
的最大值为
,故
的最大值为6。
知识点
如图6,已知点,
是点A关于直线
的对称点,P为
轴上的动点。
(1)求的最小值;
(2)已知抛物线C的顶点为原点O,焦点在轴,且过点B,⊙M的圆心M在抛物线C上运动,且过点A',D,E为⊙M与y轴的两个交点,试探究三角形A'DE的面积是否随圆心M的变化而变化?若没有变化,求出三角形A'DE的面积。
正确答案
见解析。
解析
(1)
设点关于x轴的对称点为A1,则A1的坐标为
于是
当且仅当A、P、B三点共线是取等号,
这时|PA|+|PB|取得最小值
(2)解法一:依题意知点
设抛物线C的方程为
由抛物线C过点B得
即抛物线C的方程为
过点M作y轴的垂线,垂足为G,则点G平分DE,
设圆心为M(m,n),
则
即当M运动时,弦DE的长不随圆心M的变化而变化,
又∵点A'到y轴的距离不变,∴三角形A'DE的面积不随圆心M的变化而变化,
解法二:依题意知点
设抛物线C的方程为
由抛物线C过点B得
即抛物线C的方程为
设圆的圆心为 ∵圆M过点
∴圆的方程为
令得,
∵点在抛物线
上,
设
则
,即
即当M运动时,弦DE的长不随圆心M的变化而变化,
又∵点A'到y轴的距离不变,∴三角形A'DE的面积不随圆心M的变化而变化;
解法三:依题意知点
设抛物线C的方程为
由抛物线C过点B得
即抛物线C的方程为
设圆的圆心为 ∵圆M过点
∴圆的方程为
令得:
∵点在抛物线
上,
设
由求根公式得
即
∴当M运动时,弦长|DE|为定值,
又∵点A'到y轴的距离不变,∴三角形A'DE的面积不随圆心M的变化而变化,
解法四:依题意知点
设抛物线C的方程为
由抛物线C过点B得
即抛物线C的方程为
设圆的圆心为 ∵圆M过点
∴圆的方程为
令得,
设
则,
又∵点在抛物线
上,
∴当M运动时,弦长|DE|为定值,又∵点A'到y轴的距离不变,
∴三角形A'DE的面积不随圆心M的变化而变化,
知识点
已知抛物线为常数)的焦点是F(1,0),
是抛物线上的动点,定点A(2,0)。
(1)若,设线段AP的垂直平分线与X轴交于
,求
的取值范围;
(2)是否存在垂直于轴的定直线
,使以AP为直径的圆截
得到的弦长为定值?若存在,求其方程,若不存在,说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)由焦点为,得
,即抛物线方程是
则,且AP的斜率
所以线段AP的垂直平分线的方程为
令,得
(当且仅当时取等号),
即的取值范围是
(2)假设存在所求直线为
AP的中点M(圆心)到的距离为
半径为
弦长
若为定值,则
检验即圆M恒与直线
相交,且截得弦长恒为2。
知识点
如图已知抛物线C:y2=2px(p>0)的准线为l,焦点为F,圆M的圆心在x轴的正半轴上,且与y轴相切,过原点作倾斜角为的直线t,交l于点A,交圆M于点B,且|AO|=|OB|=2。
(1)求圆M和抛物线C的方程;
(2)设G,H是抛物线C上异于原点O的两个不同点,且,求△GOH面积的最小值;
(3)在抛物线C上是否存在两点P,Q关于直线m:y=k(x﹣1)(k≠0)对称?若存在,求出直线m的方程,若不存在,说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)∵,即p=2,
∴所求抛物线的方程为y2=4x
∴设圆的半径为r,则,∴圆的方程为(x﹣2)2+y2=4.
(2)设G(x1,y1),H(x2,y2),由•
=0得x1x2+y1y2=0,
∵=4x1,
=4x2,
∴x1x2=16,
∵=
,
∴=
•
=
(
+
)(
+
)=
,
=[
+4x1x2(x1+x2)+16x1x2]
≥[
+4x1x2•2
+16x1x2]
=256
∴≥16,当且仅当x1=x2=2时取等号,
∴△GOH面积最小值为16.
(3)设P(x3,y3),Q(x4,y4)关于直线m对称,且PQ中点D(x0,y0)
∵P(x3,y3),Q(x4,y4)在抛物线C上,
∴=4x3,
=4x4,
两式相减得:(y3﹣y4)(y3+y4)=4(x3﹣x4)
∴y3+y4=4•=
=﹣4k,
∴y0=﹣2k
∵D(x0,y0)在m:y=k(x﹣1)(k≠0)上
∴x0=﹣1<0,点D(x0,y0)在抛物线外
∴在抛物线C上不存在两点P,Q关于直线m对称
知识点
已知抛物线:
,直线
交此抛物线于不同的两个点
、
。
(1)当直线过点
时,证明
为定值;
(2)当时,直线
是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由;
(3)如果直线过点
,过点
再作一条与直线
垂直的直线
交抛物线
于两个不同点
、
,设线段
的中点为
,线段
的中点为
,记线段
的中点为
,问是否存在一条直线和一个定点,使得点
到它们的距离相等?若存在,求出这条直线和这个定点;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)过点
与抛物线有两个交点,设
,由
得
,
,……………………4分
(2)当直线的斜率存在时,设
,其中
(若
时不合题意)。
由得
。
,从而
,………6分
从而,得
,即
,即过定点
,………………8分
当直线的斜率不存在,设
,代入
得
,
,
,从而
,即
,也过
。
综上所述,当时,直线
过定点
,…………10分
(3)依题意直线的斜率存在且不为零,由(1)得点
的纵坐标为
,代入
得
,即
。
由于与
互相垂直,将点
中的
用
代,得
,…………12分
设,则
消
得
………………14分
由抛物线的定义知存在直线,点
,点
到它们的距离相等,………16分
知识点
如图,设D是图中边长为4的正方形区域,E是D内函数图象下方的点构成的区域(阴影部分).向D中随机投一点,则该点落入E中的概率为
正确答案
解析
阴影=
,
.
知识点
某大型客机承担相距3000公里的甲、乙两地间的客运任务,客机飞行成本由燃料费用和其它费用组成,已知该客机每小时的燃料费用(元)与其飞行速度的平方成正比(比例系数为0.05),其它费用为每小时32000元,且该客机的最大飞行速度为1500公里/小时,在客机全程都是匀速行驶的(假设)条件下。
(1)请将从甲地到乙地的飞行成本(元)表示为飞行速度
(公里/小时)的函数;
(2)要使从甲地到乙地的飞行成本最少,该客机应以多大的速度飞行?
正确答案
见解析
解析
(1)由题意,每小时的燃料费用为(
),
从甲地到乙地所用的时间为小时,………(4分)
则从甲地到乙地的飞行成本,(
)
即或,(
)。 ………(7分)
(2)由(1),………(10分)
当且仅当,即
时取等号。 ………(13分)
故客机应以800公里/小时的速度飞行时,能使飞行成本最少,………(14分)
知识点
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