1.(2011·东北三校联考)抛物线y2=8x的焦点到双曲线-=1的渐近线的距离为( )
A.1 B. C. D.
[答案] A
[解析] 抛物线y2=8x的焦点F(2,0)到双曲线-=1的渐近线y=±x的距离d=1.
2.过点P(-3,1)且方向向量为a=(2,-5)的光线经直线y=-2反射后通过抛物线y2=mx,(m≠0)的焦点,则抛物线的方程为( )
A.y2=-2x B.y2=-x
C.y2=4x D.y2=-4x
[答案] D
[解析] 设过P(-3,1),方向向量为a=(2,-5)的直线上任一点Q(x,y),则∥a,∴=,∴5x+2y+13=0,此直线关于直线y=-2对称的直线方程为5x+2(-4-y)+13=0,即5x-2y+5=0,此直线过抛物线y2=mx的焦点F,∴m=-4,故选D.
3.(文)(2011·茂名一模)直线y=x-3与抛物线y2=4x交于A、B两点,过A、B两点向抛物线的准线作垂线,垂足分别为P、Q,则梯形APQB的面积为( )
A.48 B.56
C. D.72
[答案] A
[解析] 由题意不妨设A在第一象限,联立y=x-3和y2=4x可得A(9,6),B(1,-2),而抛物线的准线方程是x=-1,所以|AP|=10,|QB|=2,|PQ|=8,故S梯形APQB=(|AP|+|QB|)·|PQ|=48,故选A.
(理)(2011·石家庄模拟)直线3x-4y+4=0与抛物线x2=4y和圆x2+(y-1)2=1从左到右的交点依次为A、B、C、D,则的值为( )
A.16 B.
C.4 D.
[答案] B
[解析] 由得x2-3x-4=0,
∴xA=-1,xD=4,yA=,yD=4,
∵直线3x-4y+4=0恰过抛物线的焦点F(0,1).
∴|AF|=yA+1=,|DF|=yD+1=5,
∴==.故选B.
4.已知P为抛物线y2=4x上一个动点,Q为圆x2+(y-4)2=1上一个动点,那么点P到点Q的距离与点P到抛物线的准线距离之和的最小值是( )
A.5 B.8
C.-1 D.+2
[答案] C
[解析] 抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),圆x2+(y-4)2=1的圆心为C(0,4),设点P到抛物线的准线距离为d,根据抛物线的定义有d=|PF|,∴|PQ|+d=|PQ|+|PF|≥(|PC|-1)+|PF|≥|CF|-1=-1.
5.(文)(2012·山西四校联考)已知双曲线-=1(a>0,b>0)与抛物线y2=8x有一个公共的焦点F,且两曲线的一个交点为P,若|PF|=5,则双曲线的渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±x
C.y=±x D.y=±x
[答案] B
[解析] 设点P(m,n),依题意得,点F(2,0),由点P在抛物线y2=8x上,且|PF|=5得,由此解得m=3,n2=24.于是有,由此解得a2=1,b2=3,该双曲线的渐近线方程为y=±x,选B.
(理)(2012·辽宁文,12)已知P,Q为抛物线x2=2y上两点,点P,Q的横坐标分别为4,-2,过P,Q分别作抛物线的切线,两切线交于点A,则点A的纵坐标为( )
A.1 B.3
C.-4 D.-8
[答案] C
[解析] 本题考查了导数的几何意义.
由已知可设P(4,y1),Q(-2,y2).
∵点P,Q在抛物线x2=2y上,
∴
∴
∴P(4,8),Q(-2,2).
又∵抛物线可化为y=x2,∴y′=x.
∴过点P的切线斜率为k1=4,
切线方程为y=4x-8,
又∵过点Q的切线斜率为k2=-2,
∴过点Q的切线为y=-2x-2,
联立解得x=1,y=-4.
∴点A的纵坐标为-4.
[点评] 注意对抛物线方程的整理,化为二次函数形式,然后利用导数求切线方程.
6.(2011·湖北文,4)将两个顶点在抛物线y2=2px(p>0)上,另一个顶点是此抛物线焦点的正三角形个数记为n,则( )
A.n=0 B.n=1
C.n=2 D.n≥3
[答案] C
[解析] 由抛物线的对称性知,在抛物线上的两个顶点关于x轴对称,所以过抛物线焦点F作斜率为(或斜率为-)的直线与抛物线有两个不同交点,它们关于x轴的对称点也在抛物线上,这样可得到两个正三角形.
7.若点(3,1)是抛物线y2=2px的一条弦的中点,且这条弦所在直线的斜率为2,则p=________.
[答案] 2
[解析] 设弦两端点P1(x1,y1),P2(x2,y2),
则两式相减得,==2,
∵y1+y2=2,∴p=2.
8.已知点A(2,0)、B(4,0),动点P在抛物线y2=-4x上运动,则·取得最小值时的点P的坐标是______.
[答案] (0,0)
[解析] 设P,则=,=,·=+y2=+y2+8≥8,当且仅当y=0时取等号,此时点P的坐标为(0,0).
9.(文)(2011·湖南六校联考)AB是抛物线y2=x的一条焦点弦,若|AB|=4,则AB的中点到直线x+=0的距离为________.
[答案]
[解析] 由题可知|AB|=4,所以A、B两点分别到准线x=-的距离之和为4,所以AB的中点到准线x=-的距离为2,所以AB的中点到直线x=-的距离为2+=.
(理)(2011·黑龙江哈六中期末)设抛物线y2=8x的焦点为F,过点F作直线交抛物线于A、B两点,若线段AB的中点E到y轴的距离为3,则AB的长为________.
[答案] 10
[解析] 2p=8,∴=2,∴E到抛物线准线的距离为5,∴|AB|=|AF|+|BF|=2×5=10.
10.(文)(2011·福建文,18)如图,直线l:y=x+b与抛物线C:x2=4y相切于点A.
(1)求实数b的值;
(2)求以点A为圆心,且与抛物线C的准线相切的圆的方程.
[解析] (1)由
消去y得,x2-4x-4b=0(*)
∵直线l与抛物线相切,
∴△=(-4)2-4×(-4b)=0,
∴b=-1.
(2)由(1)知b=-1,方程(*)为x2-4x+4=0,
解得x=2,代入x2=4y中得,y=1,∴A(2,1).
∵圆A与抛物线准线y=-1相切,
∴r=|1-(-1)|=2.
所以圆A的方程为(x-2)2+(y-1)2=4.
(理)(2011·韶关月考)已知动圆过定点F(0,2),且与定直线L:y=-2相切.
(1)求动圆圆心的轨迹C的方程;
(2)若AB是轨迹C的动弦,且AB过F(0,2),分别以A、B为切点作轨迹C的切线,设两切线交点为Q,证明:AQ⊥BQ.
[解析] (1)依题意,圆心的轨迹是以F(0,2)为焦点,L:y=-2为准线的抛物线,
因为抛物线焦点到准线距离等于4,
所以圆心的轨迹方程是x2=8y.
(2)证明:因为直线AB与x轴不垂直,
设AB:y=kx+2.A(x1,y1),B(x2,y2).
由可得x2-8kx-16=0,
∴x1+x2=8k,x1x2=-16.
抛物线方程为y=x2,求导得y′=x.
所以过抛物线上A、B两点的切线斜率分别是k1=x1,k2=x2,
k1k2=x1·x2=x1·x2=-1.
所以AQ⊥BQ.
能力拓展提升
11.(文)(2011·山东文,9)设M(x0,y0)为抛物线C:x2=8y上一点,F为抛物线C的焦点,以F为圆心、|FM|为半径的圆和抛物线C的准线相交,则y0的取值范围是( )
A.(0,2) B.[0,2]
C.(2,+∞) D.[2,+∞)
[答案] C
[解析] 设圆的半径为r,因为F(0,2)是圆心,抛物线C的准线方程y=-2.圆与准线相切时半径为4.若圆与准线相交则r>4.又因为点M(x0,y0)为抛物线x2=8y上一点,所以有x=8y0.又点M(x0,y0)在圆x2+(y-2)2=r2上.所以x+(y0-2)2=r2>16,所以8y0+(y0-2)2>16,即有y+4y0-12>0,解得y0>2或y0<-6(舍),
∴y0>2.故选C.
(理)已知抛物线y2=2px(p>0),过焦点且斜率为1的直线交抛物线于A、B两点,若线段AB的中点的纵坐标为2,则该抛物线的准线方程为( )
A.x=1 B.x=-1
C.x=2 D.x=-2
[答案] B
[解析] 设A(x1,y1),B(x2,y2),则线段AB的中点(,),∴=2,①-②得y-y=2p(x1-x2),∴kAB===,
∵kAB=1,∴p=2,∴y2=4x,
∴准线方程为:x=-1,故选B.
12.(2012·安徽理,9)过抛物线y2=4x的焦点F的直线交该抛物线于A,B两点,O为坐标原点,若|AF|=3,则△AOB的面积为( )
A. B.
C. D.2
[答案] C
[解析] 设∠AFx=θ(0<θ<π),|BF|=m;由点A到准线l:x=-1的距离为3,
得:3=2+3cosθ,∴cosθ=,
又m=2-mcosθ⇔m==,
△AOB的面积为S=×|OF|×|AB|×sinθ=×1×(3+)×=.故选C.
[点评] 也可以先由定义和|AF|=3求得A点坐标得出AF的方程,再解方程组求得AF与抛物线的另一交点B,然后求面积.
13.(2011·台州二检)已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,F关于原点的对称点为P,过F作x轴的垂线交抛物线于M、N两点,有下列四个命题:
①△PMN必为直角三角形;②△PMN不一定为直角三角形;③直线PM必与抛物线相切;④直线PM不一定与抛物线相切.其中正确的命题是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
[答案] A
[解析] 因为|PF|=|MF|=|NF|,故∠FPM=∠FMP,∠FPN=∠FNP,从而可知∠MPN=90°,故①正确,②错误;令直线PM的方程为y=x+,代入抛物线方程可得y2-2py+p2=0,Δ=0,所以直线PM与抛物线相切,故③正确,④错误.
14.(2012·陕西理,13)下图是抛物线形拱桥,当水面在l时,拱顶离水面2m,水面宽4m,水位下降1m后,水面宽________m.
[答案] 2
[解析] 本题考查了抛物线方程在实际问题中的应用.
如图建立坐标系
设方程x2=-2py(p>0),由题意知点(2,-2)在抛物线上,可得p=1,
则方程为x2=-2y,当y=-3时,x=±,
所以水面宽2m.
[点评] 抛物线方程在实际问题中的应用,关键是合理建立平面直角坐标系,还要注意数据的实际意义.
15.(文)已知点A(0,-2),B(0,4),动点P(x,y)满足·=y2-8.
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)设(1)中所求轨迹与直线y=x+2交于C,D两点,求证:OC⊥OD(O为原点).
[解析] (1)由题意可得
·=(-x,-2-y)·(-x,4-y)=y2-8,
化简得x2=2y.
(2)证明:将y=x+2代入x2=2y中得,
x2=2(x+2).
整理得x2-2x-4=0,
可知Δ=4+16=20>0,x1+x2=2,x1x2=-4.
∵y1=x1+2,y2=x2+2,
∴y1·y2=(x1+2)(x2+2)=x1x2+2(x1+x2)+4=4.
∴kOC·kOD=·==-1,
∴OC⊥OD.
(理)(2011·淄博模拟)在平面直角坐标系xOy中,直线l与抛物线y2=4x相交于不同的A、B两点.
(1)如果直线l过抛物线的焦点,求·的值;
(2)如果·=-4,证明直线l必过一定点,并求出该定点.
[解析] (1)由题意:抛物线焦点为(1,0),
设l:x=ty+1,代入抛物线方程y2=4x中得,
y2-4ty-4=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1+y2=4t,y1y2=-4,
∴·=x1x2+y1y2
=(ty1+1)(ty2+1)+y1y2
=t2y1y2+t(y1+y2)+1+y1y2
=-4t2+4t2+1-4=-3.
(2)设l:x=ty+b,代入抛物线方程y2=4x中消去x得,
y2-4ty-4b=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1+y2=4t,y1y2=-4b,
∴·=x1x2+y1y2
=(ty1+b)(ty2+b)+y1y2
=t2y1y2+bt(y1+y2)+b2+y1y2
=-4bt2+4bt2+b2-4b=b2-4b.
令b2-4b=-4,∴b2-4b+4=0,∴b=2,
∴直线l过定点(2,0).
∴若·=-4,则直线l必过一定点.
16.已知=(0,-2),=(0,2),直线l:y=-2,动点P到直线l的距离为d,且d=||.
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)直线m:y=x+1(k>0)与点P的轨迹交于M,N两点,当·≥17时,求直线m的倾斜角α的取值范围;
(3)设直线h与点P的轨迹交于C,D两点,写出命题“如果直线h过点B,那么·=-12”的逆命题,并判断该逆命题的真假,请说明理由.
[解析] (1)由题意知,动点P到直线l的距离与P到定点B的距离相等,所以P的轨迹是以B为焦点,l为准线的抛物线,
点P的轨迹方程为x2=8y.
(2)联立
消去y并整理得x2-8x-8=0.
设M(x1,y1),N(x2,y2).
因为k>0,所以Δ=k+32>0,
由韦达定理得x1+x2=8,x1x2=-8.
所以y1+y2=x1+1+x2+1=(x1+x2)+2=8k+2,
y1y2=(x1+1)( x2+1)=kx1x2+(x1+x2)+1=-8k+·8+1=1,
所以·=(x1,y1+2)·(x2,y2+2)
=x1x2+(y1+2)(y2+2)
=x1x2+y1y2+2(y1+y2)+4
=-8+1+2(8k+2)+4
=16k+1.
而·≥17,所以16k+1≥17,所以k≥1,
即tanα≥1,又0≤α<π,
所以≤α<,即直线m的倾斜角α的取值范围是[,).
(3)逆命题:若·=-12,则直线h过点B.为假命题.
设h:y=nx+b,代入x2=8y,消去y得x2-8nx-8b=0.
设C(x3,y3),D(x4,y4),
则x3+x4=8n,x3·x4=-8b,
所以·=x3x4+y3y4=x3x4+(nx3+b)(nx4+b)
=-8b+n2(-8b)+bn·8n+b2
=b2-8b.
令b2-8b=-12,解得b=2或b=6.
此时直线h过点(0,2)或(0,6),故逆命题为假命题.
1.设抛物线y2=8x的焦点为F,准线为l,P为抛物线上一点,PA⊥l,A为垂足.如果直线AF的斜率为-,那么|PF|=( )
A.4 B.8
C.8 D.16
[答案] B
[解析]
解法1:如图,kAF=-,∴∠AFO=60°,
∵|BF|=4,∴|AB|=4,即P点的纵坐标为4,∴(4)2=8x,∴x=6,∴|PA|=8,
∴|PF|=8,故选B.
解法2:设A(-2,y),∵F(2,0),∴kAF==-,
∴y=4,∴yp=4,
∵P在抛物线上,∴y=8xp,∴xp==6,
由抛物线定义可得|PF|=|PA|=xp-xA=6-(-2)=8,
故选B.
2.已知直线l1:4x-3y+6=0和直线l2:x=-1,抛物线y2=4x上一动点P到直线l1和直线l2的距离之和的最小值是( )
A.2 B.3
C. D.
[答案] A
[解析] 直线l2:x=-1为抛物线y2=4x的准线,由抛物线的定义知,P到l1的距离等于P到抛物线的焦点F(1,0)的距离,故本题化为在抛物线y2=4x上找一个点P,使得P到点F(1,0)和直线l2的距离之和最小,最小值为F(1,0)到直线l1:4x-3y+6=0的距离,
即dmin==2,故选A.
3.(2011·大连一模)已知抛物线x2=4y上的动点P在x轴上的射影为点M,点A(3,2),则|PA|+|PM|的最小值为________.
[答案] -1
[解析] 设d为点P到准线y=-1的距离,F为抛物线的焦点,由抛物线定义及数形结合得,|PA|+|PM|=d-1+|PA|=|PA|+|PF|-1≥|AF|-1=-1.
4.(2011·南京调研)已知点M是抛物线y2=4x上的一点,F为抛物线的焦点,A在圆C:(x-4)2+(y-1)2=1上,则|MA|+|MF|的最小值为________.
[答案] 4
[解析] 由M向抛物线的准线作垂线,垂足为B,则|MF|=|MB|,圆心C(4,1),显然当B、M、A、C在同一条直线上时,|MA|+|MF|取最小值,且(|MA|+|MF|)min=|BC|-1=5-1=4.
5.(2011·德州模拟)P为双曲线x2-=1右支上一点,M、N分别是圆(x+4)2+y2=4和(x-4)2+y2=1上的点,则|PM|-|PN|的最大值是________.
[答案] 5
[解析] 两圆的圆心A(-4,0),B(4,0)恰好为双曲线的焦点,由双曲线的定义知,||PA|-|PB||=2,
∴|PM|-|PN|≤||PA|-|PB||+2+1=5.
6.(2011·中山模拟)若椭圆C1:+=1(00)的焦点在椭圆C1的顶点上.
(1)求抛物线C2的方程;
(2)若过M(-1,0)的直线l与抛物线C2交于E、F两点,又过E、F作抛物线C2的切线l1、l2,当l1⊥l2时,求直线l的方程.
[解析] (1)已知椭圆的长半轴长为a=2,半焦距c=,
由离心率e===得,b2=1.
∴椭圆的上顶点为(0,1),即抛物线的焦点为(0,1),
∴p=2,抛物线的方程为x2=4y.
(2)由题知直线l的斜率存在且不为零,则可设直线l的方程为y=k(x+1),E(x1,y1),F(x2,y2),
∵y=x2,∴y′=x,
∴切线l1,l2的斜率分别为x1, x2,
当l1⊥l2时, x1·x2=-1,即x1·x2=-4,
由得:x2-4kx-4k=0,
由Δ=(-4k)2-4×(-4k)>0,解得k<-1或k>0.
又x1·x2=-4k=-4,得k=1.
∴直线l的方程为y=x+1.