2.3.2 抛物线的简单几何性质
基础练习
1.直线y=x-1被抛物线y=4x截得的线段的中点坐标是( ) A.(1,2) C.(2,3) 【答案】D
【解析】将y=x-1代入y=4x,整理,得x-6x+1=0.由根与系数的关系,得x1+x2
=6,
2
2
2
B.(2,1) D.(3,2)
x1+x2
2
=3.∴
y1+y2x1+x2-26-2
2
=2
=
2
=2.∴所求点的坐标为(3,2).
2
2
2
2.(2018年云南文山模拟)已知抛物线y=2px(p>0)的准线与圆(x-3)+y=16相切,则p的值为( )
A.2 C.6 【答案】A
【解析】由已知可知抛物线的准线x=-与圆(x-3)+y=16相切,圆心为(3,0),半
2径为4,圆心到准线的距离d=3+=4.解得p=2.
2
3.(2019年黑龙江哈尔滨九中模拟)已知抛物线C:y=8x的焦点为F,准线为l,P是l→→
上一点,Q是直线PF与C的一个交点,若FP=4FQ,则|QF|等于( )
7
A. 25
C. 2【答案】B
→→
【解析】设点Q到l的距离为d,则|QF|=d.∵FP=4FQ,∴|PQ|=3d.不妨设直线PF的22d2
斜率为-=-22.∵F(2,0),∴直线PF的方程为y=-22(x-2),与y=8x联立,得
B.3 D.2
2
B.4 D.8
p22
pdx=1.∴|QF|=d=1+2=3.故选B.
4.已知直线y=k(x+2)(k>0)与抛物线C:y=8x相交于A,B两点,F为C的焦点.若|FA|=2|FB|,则k的值为( )
2
- 1 -
1A. 32C. 3【答案】D
B.
2 3
22D.
3
【解析】C的准线为l:x=-2,直线y=k(x+2)过定点P(-2,0).过点A,B分别作AM⊥l于点M,BN⊥l于点N,由|FA|=2|FB|,则|AM|=2|BN|,点B为AP的中点.连接OB,则122-022|OB|=|AF|,∴|OB|=|BF|.∴点B(1,22).∴k==.故选D.
21--23
5.(2019年山西临汾期末)已知抛物线C1:x=2py(p>0)的准线与抛物线C2:x=-2py(p>0)交于A,B两点,C1的焦点为F,若△FAB的面积等于1,则C1的方程是________________.
【答案】x=2y
2
2
2
p??p?1?p??【解析】由题意得F?0,?,不妨设A?p,-?,B?-p,-?,∴S△FAB=·2p·p=1,则
2??2?2?2??p=1,即抛物线C1的方程是x2=2y.
6.边长为1的等边三角形AOB,O为原点,AB⊥x轴,以O为顶点且过A,B的抛物线方程是__________________________________________________.
【答案】y=±
2
3
x 6
31??31??3
,点A的坐标为?,±?或?-,±?.可设抛物线22??22??2
332
.因而所求抛物线方程为y=±x. 126
【解析】该等边三角形的高为
2
方程为y=2px(p≠0).A在抛物线上,因而p=±
2
7.斜率为1的直线经过抛物线y=4x的焦点且与抛物线相交于A,B两点,求线段AB的长.
解:如图,由抛物线的标准方程可知焦点F(1,0),准线方程为x=-1.
由题意,直线AB的方程为y=x-1,
代入抛物线方程y=4x,整理得x-6x+1=0. (方法一)由x-6x+1=0,得
2
2
2
x1+x2=6,x1 ·x2=1,
∴|AB|=2|x1-x2| =2×
2
x1+x2
2
-4x·x2
=2×6-4=8.
- 2 -
(方法二)设A(x1,y1),B(x2,y2),由抛物线的定义可知|AF|=|AA1|=x1+1,|BF|=|BB1|=x2+1,
∴|AB|=|AF|+|BF|=x1+x2+2=6+2=8.
8.设抛物线C:y=2px(p>0)上有两动点A,B(AB不垂直于x轴),F为焦点且|AF|+|BF|=8,线段AB的垂直平分线恒过定点Q(6,0),求抛物线C的方程.
解:设A(x1,y1),B(x2,y2),x1≠x2,则x1+x2=8-p.
又|QA|=|QB|,∴(x1-6)+y1=(x2-6)+y2,即(x1+x2-12)(x1-x2)=2p(x2-x1). ∵x1≠x2,∴x1+x2=12-2p.∴12-2p=8-p.解得p=4. ∴所求抛物线C的方程为y=8x.
能力提升
9.过抛物线y=4x的焦点,作一条直线与抛物线交于A,B两点,若它们的横坐标之和等于5,则这样的直线( )
A.有且仅有一条 C.有无穷多条 【答案】B
【解析】设A(x1,y1),B(x2,y2),由抛物线的定义知|AB|=x1+x2+p=5+2=7.又直线
B.有两条 D.不存在
2
22
2
2
2
2
AB过焦点且垂直于x轴的直线被抛物线截得的弦长最短,且|AB|min=2p=4,∴这样的直线有
两条.故选B.
10.(2019年浙江杭州模拟)过抛物线x=4y的焦点F作直线AB,CD与抛物线交于A,B,
2
C,D四点,且AB⊥CD,则FA·FB+FC·FD的最大值等于( )
A.4 C.-8 【答案】D
→→→→→→
【解析】依题意得FA·FB=-(|FA|·|FB|).又因为|FA|=yA+1,|FB|=yB+1,所以→→
FA·FB=-(yAyB+yA+yB+1).设直线AB的方程为y=kx+1(k≠0),联立x2=4y,可得x2-4kx-4=0,
→→22
所以xA+xB=4k,xAxB=-4.所以yAyB=1,yA+yB=4k+2.所以FA·FB=-(4k+4).同→→→→→→?4??24?理FC·FD=-?2+4?.所以FA·FB+FC·FD=-?4k+2+8?≤-16,当且仅当k=±1时等号
B.-4 D.-16
→→→→
?k??
k?
成立.
11.(2018年江西景德镇校级联考)如图,从点M(x0,4)发出的光线,沿平行于抛物线y=8x的对称轴方向射向此抛物线上的点P,经抛物线反射后,穿过焦点射向抛物线上的点Q,再经抛物线反射后射
- 3 -
2
向直线l:x-y-10=0上的点N,经直线反射后又回到点M,则x0的值为________.
【答案】6
【解析】由题意可知p=4,F(2,0),P(2,4),Q(2,-4),直线QN:y=-4.直线QN,MN关于l:x-y-10=0对称,即直线l平分直线QN,MN的夹角,∴直线MN垂直于x轴.解
??y=-4,???x-y-10=0,
得N(6,-4),故x0=6.
52
12.已知过抛物线y=2px(p>0)的焦点的直线交抛物线于A,B两点且|AB|=p,求AB2所在的直线方程.
5?p?解:焦点F?,0?,设A(x1,y1),B(x2,y2),若AB⊥x轴,则|AB|=2p
??x-p?,?y=k?2????的斜率存在,设为k,则直线AB的方程为y=k?x-?(k≠0).由?
?2???y2=2px,
p?
k
消去x,
2p22
整理得ky-2py-kp=0.由根与系数的关系,得y1+y2=,y1y2=-p2.∴|AB|=-y2|=
1
1+2·
11+2|y1
kky1+y2
2
?1?5
-4y1y2=2p?1+2?=p.解得k=±2.
?k?2
p?
∴AB所在直线方程为y=2?x-?或y=-2?x-?.
?2??2?
??
p?
- 4 -