2.2.2 抛物线的简单性质(二)
[A.基础达标]
2
1.抛物线y=ax+1与直线y=x相切,则a等于( ) 11A. B. 841C. D.1 2
2
??y=ax+1,22
解析:选B.由?消去y整理得ax-x+1=0,由题意a≠0,Δ=(-1)-4a=
?y=x?
1
0.所以a=. 4
2
2.已知抛物线C:y=4x的焦点为F,直线y=2x-4与C交于A,B两点,则cos∠AFB=( )
43A. B. 5534C.- D.-
55
2???y=4x,?x=1,??x=4,??解析:选D.由得或? ?y=2x-4,??y=-2??y=4.?
令B(1,-2),A(4,4),又F(1,0), 所以由两点间距离公式,得
|BF|=2,|AF|=5,|AB|=35,
222
|BF|+|AF|-|AB|
所以cos∠AFB= 2|BF|·|AF|
4+25-454==-. 2×2×55
→→→→2
3.A,B是抛物线x=y上任意两点(非原点),当OA·OB最小时,OA,OB所在两条直线的斜率之积kOA·kOB=( )
11A. B.- 22C.3 D.-3
22
解析:选B.由题意可设A(x1,x1),B(x2,x2), →→2OA=(x1,x21),OB=(x2,x2), →→
OA·OB=x1x2+(x1x2)2
1211
=(x1x2+)-≥-,
244
1→→
当且仅当x1x2=-时OA·OB取得最小值.
2x2x2112
此时kOA·kOB=·=x1x2=-. x1x222
4.设抛物线C:y=2px(p>0)的焦点为F,点M在C上,|MF|=5.若以MF为直径的圆过点(0,2),则C的方程为( )
1
A.y=4x或y=8x
22
B.y=2x或y=8x
22
C.y=4x或y=16x
22
D.y=2x或y=16x
解析:选C.设M(x0,y0),A(0,2),MF的中点为N. 由y=2px,F(,0),
2
2
22
ppx0+所以N点的坐标为(
2y0
,). 22
由抛物线的定义知,x0+=5, 2所以x0=5-. 2所以y0=
2p(5-).
2
|MF|5252
所以|AN|==,所以|AN|=. 224
ppppx0+
所以(
2
y02522
)+(-2)=. 224pp2
(5-+)?22
即+?
?4
?
2p(5-)?225
2=. 4-2?
2?
p?
2p(5-)
2
所以 -2=0.
22
整理得p-10p+16=0. 解得p=2或p=8.
22
所以抛物线方程为y=4x或y=16x.
12
5.已知抛物线C的方程为x=y,过点A(0,-1)和点B(t,3)的直线与抛物线C没有公
2
共点,则实数t的取值范围是( )
A.(-∞,-1)∪(1,+∞)
22
B.(-∞,-)∪(,+∞)
22
C.(-∞,-22)∪(22,+∞)
D.(-∞,-2)∪(2,+∞)
12
解析:选D.当AB的斜率不存在时,x=0,其与x=y有公共点,不满足要求;当AB的斜
2122
率存在时,可设AB所在直线的方程为y=kx-1,代入x=y,整理得2x-kx+1=0,Δ=(-
2
4
k)2-4×2<0,得k2<8,B(t,3)在y=kx-1上即3=kt-1,()2=k2<8,即t2>2得t∈(-∞,
pt-2)∪(2,+∞).
2
6.过抛物线y=2px(p>0)的焦点F的直线与抛物线交于A、B两点,若A、B在准线上的射影为A1、B1,则∠A1FB1等于________.
2
解析:如图,由抛物线定义知|AA1|=|AF|,|BB1|=|BF|,所以∠AA1F=∠AFA1,又∠AA1F=∠A1FO,
所以∠AFA1=∠A1FO, 同理∠BFB1=∠B1FO,
于是∠AFA1+∠BFB1=∠A1FO+∠B1FO=∠A1FB1. 故∠A1FB1=90°. 答案:90°
2
7.已知抛物线x=4y的焦点为F,经过F的直线与抛物线相交于A,B两点,则以AB为直径的圆在x轴上所截得的弦长的最小值是________.
解析:由题意知满足题意的AB所在直线的斜率存在,
2
故AB所在的直线方程可写为y=kx+1,代入x=4y,
2
整理得x-4kx-4=0,
x1+x2=4k,由y=kx+1可得y1+y2=kx1+1+kx2+1=4k2+2,|AB|=y1+y2+p=4k2+4,
22222
故所截弦长=2(2k+2)-(2k+1)=24k+3≥23,当k=0时弦长取最小值. 答案:23
2
8.已知定长为3的线段AB的两个端点在抛物线y=2x上移动,M为AB的中点,则M点到y轴的最短距离为________.
12
解析:如图所示,抛物线y=2x的准线为l:x=-,过点A、B、M2
分别作AA′、BB′、MM′垂直于l,垂足分别为A′、B′、M′.由抛物线定义知|AA′|=|FA|,|BB′|=|FB|.又M为AB中点,由梯形中位线定理
11113
得|MM′|=(|AA′|+|BB′|)=(|FA|+|FB|)≥|AB|=×3=,则M22222
31
到y轴的距离d≥-=1(当且仅当AB过抛物线的焦点时取“=”),所
22
以dmin=1,即M点到y轴的最短距离为1.
答案:1
2
9.已知抛物线y=12x和点P(5,2),直线l经过点P且与抛物线交于A、B两点,O为坐标原点.
(1)当点P恰好为线段AB的中点时,求l的方程; (2)当直线l的斜率为1时,求△OAB的面积. 解:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2), 因为A、B在抛物线上,
22
所以y1=12x1,y2=12x2,
两式相减,得(y1+y2)(y1-y2)=12(x1-x2). 因为P为线段AB的中点, 所以x1≠x2,又y1+y2=4,
y1-y212
所以k===3,
x1-x2y1+y2
所以直线l的方程为y-2=3(x-5),即3x-y-13=0. 经验证适合题意.
(2)由题意知l的方程为y-2=1·(x-5)即y=x-3.
3
??y=x-3,2由?2得x-18x+9=0. ?y=12x?
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=18,x1x2=9.
22
所以|AB|=1+k(x1+x2)-4x1x2 =2·324-36=24.
3
又点O到直线x-y-3=0的距离d=,
2
113
所以S△OAB=|AB|·d=×24×=182.
222
10.如图,设抛物线C:x=4y的焦点为F,P(x0,y0)为抛物线上的任一点(其中x0≠0),
过P点的切线交y轴于Q点.
2
(1)若P(2,1),求证:|FP|=|FQ|;
x0→→
(2)已知M(0,y0),过M点且斜率为的直线与抛物线C交于A、B两点,若AM=λMB(λ>1),
2
求λ的值.
解:(1)证明:由抛物线定义知|PF|=y0+1=2, 设过P点的切线方程为y-1=k(x-2), ?y-1=k(x-2),?2由?2得x-4kx+8k-4=0, ??x=4y2
令Δ=16k-4(8k-4)=0得k=1, 可得PQ所在直线方程为y=x-1, 所以得Q点坐标为(0,-1), 所以|QF|=2,即|PF|=|QF|.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),又M点坐标为(0,y0),
所以AB方程为y=x+y0,
2
2
?x=4y,
x0
?2由?x0得x-2x0x-4y0=0.
y=x+y0??2
所以x1+x2=2x0,x1x2=-4y0=-x0,① →→
由AM=λMB得:(-x1,y0-y1)=λ·(x2,y2-y0), 所以x1=-λx2,②
??(1-λ)x2=2x0,222
由①②知?22得(1-λ)x2=4λx2,由x0≠0可得x2≠0,
?λx2=x0,?
2
所以(1-λ)=4λ,又λ>1,解得λ=3+22.
[B.能力提升]
2222
1.已知抛物线y=2px(p>0)与圆(x-a)+y=r(a>0)有且只有一个公共点,则( ) A.r=a=p B.r=a≤p C.r 4 2