第7讲抛物线的几何性质
【知识梳理】
一、抛物线的几何性质
二、直线与抛物线的位置
1.直线与圆锥曲线相交于A()、B()两点,且直线的斜率为k,则相交弦长
=
=
2.中点弦问题(点差法)
设直线与抛物线的相交弦为AB,且AB的中点P()
则直线的斜率
3.焦点弦的性质
抛物线过焦点F的弦AB,A(x1,y1),B(x2,y2),设A、B在准线上的射影分别为M、N
(1),
(2)
(AB的斜率为k,倾斜角θ)
(3)以AB为直径的圆与准线相切
(4)
(5)
【经典题型】
题型一抛物线的简单几何性质
例1.抛物线的顶点在原点,对称轴为轴,过焦点且垂直于对称轴的弦长为8,求抛物线的方程。
例2.正三角形的一个顶点位于坐标原点,另外两个顶点在抛物线上,求这个正三角形的边长。
变式训练一
1.若抛物线上一点M到准线及对称轴的距离分别为10和6,则点M的横坐标和的值分别为()
A.9,2B.1,18C.9,2或1,18D.9,18或1,2
2.边长为1的等边三角形AOB,O为坐标原点,轴,以O为顶点且过A,B的抛物线方程是()
A.B.C.D.
3.对于顶点在原点的抛物线,给出下列条件;
(1)焦点在y轴上;(2)焦点在x轴上;
(3)抛物线上横坐标为1的点到焦点的距离等于6;(4)抛物线的通径的长为5;
(5)由原点向过焦点的某条直线作垂线,垂足坐标为(2,1).
其中适合抛物线y2=10x的条件是(要求填写合适条件的序号)______.
题型二抛物线的焦半径与焦点弦
例3.过抛物线的焦点F的直线的倾斜角,交抛物线与A,B两点,且A点在轴上方,求的取值范围。
例4.已知AB是抛物线的焦点弦,若,则AB的中点的纵坐标为
例5.已知抛物线的焦点弦的两端点为,,则关系式的值一定等于()
A.4 B.C.D.的焦点弦,且,,若AB所在的直线与轴的交点坐标为
(0,2),则
2.过抛物线的焦点F作一直线交抛物线于P,Q两点,若线段PF与FQ的长分别是,则()
A.B.C.D.的焦点,过F且倾斜角为30°的直线交C于A,B两点,则()
A.B.6C.12D.
题型三抛物线的实际应用
例6.某大桥在涨水时有最大跨度的中央桥孔如图所示,已知桥孔上部呈抛物线形,跨度为20米,拱顶距水面6米,桥墩高出水面4米。现有一货船欲过此孔,该货船水下宽度不超过18米,目前吃水线上部分中央船体高5米,宽16米,且该货船在现有状况下还可再多装1000吨货物,但每多装150吨货物,船体吃水线就要上升0.04米,若不考虑水下深度,则该货船在现有状况下能否直接或设法通过该桥孔?为什么?
变式训练三
1.一辆卡车高3m,宽1.6m,欲通过横断面为抛物线形的隧道,如图所示,已知拱口AB宽恰好是拱高OD的4倍。若拱宽为m,求能使卡车通过的的最小整数值。
题型四直线与抛物线的位置关系
例7.过点(-2,0)的直线和抛物线C:有且只有一个公共点,求直线的斜率。
例8.已知过点A(-4,0)的动直线与抛物线G:相交于B,C两点。当直线的斜率是时,。
(1)求抛物线G的方程;(2)设线段BC的中垂线在轴上的截距为,求的取值范围。
变式训练四
1.过点作斜率为的直线,交抛物线于,两点,求.
2.如图,倾斜角为的直线经过抛物线的焦点F,且与抛物线交于A、B两点。
(1)求抛物线的焦点F的坐标及准线的方程;
(2)若为锐角,作线段AB的垂直平分线交轴于点P,证明为定值,并求此定值。
3.直线l1过点M(-1,0),与抛物线y2=4x交于P1、P2两点,P是线段P1、P2的中点,直线l2过P和抛物线的焦点F,设直线l1的斜率为k.
(1)将直线l2的斜率与直线l1的斜率之比表示为k的函数f(k);
(2)求出f(k)的定义域及单调区间.
【经典练习】
1.以轴为对称轴,通径长为8,顶点为坐标原点的抛物线方程是()
A.B.C.或D.或
2.过点且与抛物线只有一个公共点的直线有().
A.条B.条C.条D.条
3.直线与抛物线交于A,B两点,若AB中点的横坐标为2,则=()
A.1或-2B.2或-1C.2D.3
4.若AB为抛物线y2=2px(p>0)的动弦,且|AB|=a(a>2p),则AB的中点M到y轴的最近距离是()
A.a B.p C.a+p D.a-p
5..对于抛物线C:y2=4x,我们称满足y02<4x0的点M(x0,y0)在抛物线的内部,若点M(x0,y0)在抛物线的内部,则直线l:y0y=2(x+x0)与C()
(A)恰有一个公共点(B)恰有两个公共点
(C)可能有一个公共点,也可能有两个公共点(D)没有公共点
6.过抛物线的焦点作直线交抛物线于,两点,如果,则=.
7.抛物线型拱桥,当水面离拱顶2m时,水面宽4m,若水面下降1m后,则水面宽是.
8.若直线与抛物线交于、两点,则线段的中点坐标是______的焦点F作倾斜角为30°的直线,与抛物线分别交于A、B两点(A在轴左侧),则
10.设抛物线的焦点为F,准线为,P为抛物线上一点,PA⊥,A为垂足,如果直线AF的斜率为,那么|PF|=
11.已知顶点在原点,焦点在轴上的抛物线与直线交于两点,=,求抛物线的方程抛物线x2=4y的焦点为F,过点(0,1)作直线交抛物线A、B两点,再以AF、BF为邻边作平行四边形FAB,试求动点R的轨迹方程.y2=2px(p>0)的焦点且斜率为1的直线交抛物线于A、B两点,点R是含抛物线顶点O的弧AB上一点,求△RAB的最大面积.
14.如图,直线y=x与抛物线y=x2-4交于A、B两点,线段AB的垂直平分线与直线y=-5交于Q点.求点Q的坐标;当P为抛物线上位于线段AB下方含A、B的动点时,求ΔOPQ面积的最大值.
【能力拓展】
1.过动点(a,0),做倾斜角为的直线与抛物线y2=2px和x2=2py都相交,那么a的取值范围是()
(A)a>-(B)a 3.已知A,B是抛物线y2=2px(p>0)上两点,O为坐标原点,若|OA|=|OB|,且△AOB的垂心恰是此抛物线的焦点,则直线AB的方程是()
(A)x=p(B)x=3p(C)x=p(D)x=p
4.过抛物线y=4x2的焦点F作动弦AB,M点为线段AB的中点,则M到直线的最短距离为()
A.B.C.D.
5.已知抛物线y2=x上存在关于直线l:y-1=k(x-1)对称的两点,求实数k的取值范围.
6.已知抛物线的顶点在原点,焦点在轴正半轴上,抛物线上一点的横坐标为2,且该点到焦点的距离为2。
(1)求抛物线的标准方程;
(2)与圆相切的直线:交抛物线于不同的两点M、N,若抛物线上一点C满足,求的取值范围。
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