5.
(2006年山东维坊高三统一考试)如图,南北方向的公路
,
地在公路的正东方
处,
地在
地东偏北
方向
处,河流沿河岸
(曲线)上任一点到公路
和到
地距离相等。现要在曲线
上选一处
建一座码头,向
两地转运货物,经测算从
到
,
到
修建公路的费用均为
万元
,那么修建过两条公路的总费用最低是( )
(A)
万元 (B)
万元 (C)
万元 (D)
万元
4.已知
为抛物线
上任一动点,记点
到
轴的距离为
,对于给定点
,则
的最小值为( )
(A)
(B)
(C)
(D)![]()
3.抛物线
上有一点
,它的横坐标是3,它到焦点的距离为5,则抛物线的方程为( )
(A)
(B)
(C)
(D) ![]()
2.(2006年东北三校)已知点
是抛物线
上距点
最近的点,则
( )
(A)1 (B)3 (C)5 (D)7
1.(2006年山东泰安模拟试题)焦点坐标为
的抛物线的标准方程为( )
(A)
(B)
(C)
(D) ![]()
6.
(2006年合肥模拟)如图,已知抛物线
的方程为
为抛物线的焦点,过点
的直线
与抛物线
交于点
,且
,求点
的轨迹方程。
[能力提升]
5.(2005年北京春季)如图,O为坐标原点,直线l在x轴和y轴上的截距分别是a和b(a>0,b≠0),且交抛物线y2=2px(p>0)于M(x1,y1),N(x2,y2)两点.
|
例6.(2006年全国卷II)已知抛物线x2=4y的焦点为F,A、B是抛物线上的两动点,且=λ(λ>0).过A、B两点分别作抛物线的切线,设其交点为M.
(Ⅰ)证明·为定值;
(Ⅱ)设△ABM的面积为S,写出S=f(λ)的表达式,并求S的最小值.
[解] (Ⅰ)由已知条件,得F(0,1),λ>0.
设A(x1,y1),B(x2,y2).由=λ,即得 (-x1,1-y)=λ(x2,y2-1),
将①式两边平方并把y1=x12,y2=x22代入得y1=λ2y2 ③
解②、③式得y1=λ,y2=,且有x1x2=-λx22=-4λy2=-4,
抛物线方程为y=x2,求导得y′=x.
所以过抛物线上A、B两点的切线方程分别是y=x1(x-x1)+y1,y=x2(x-x2)+y2,
即y=x1x-x12,y=x2x-x22.
解出两条切线的交点M的坐标为(,)=(,-1).
所以·=(,-2)·(x2-x1,y2-y1)=(x22-x12)-2(x22-x12)=0
所以·为定值,其值为0.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知在△ABM中,FM⊥AB,因而S=|AB||FM|.
|FM|===
==+.
因为|AF|、|BF|分别等于A、B到抛物线准线y=-1的距离,
所以|AB|=|AF|+|BF|=y1+y2+2=λ++2=(+)2.
于是S=|AB||FM|=(+)3,由+≥2知S≥4,且当λ=1时,S取得最小值4.
[警示]有向线段所成的比,线段的定比分点等概念,本身就是解析几何研究的一类重要问题。向量概念的引入,使这类问题的解决显得简洁而流畅。由于向量可以用一条有向线段来表示,有向线段的方向可以决定解析几何中直线的斜率,故直线的方向向量与解析几何中的直线有着天然的联系。求解此类问题的关键是:根据直线的方向向量得出直线方程,再转化为解析几何问题解决。求解这类问题可以用定比分点公式,也可以直接用有向线段的比解题。另外,向量的长度,点的平移等与解析几何都有着千丝万缕的联系,向量与解析几何的结合,为解决这些问题开辟了新的解题途径。
[变式训练]
4.设
为抛物线
上位于
轴两侧的两点.
(1)若
,证明:直线
恒过一定点;
(2)若
为坐标原点
为钝角,求直线
在
轴上的截距的取值范围.
例5.设抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,经过点F的直线交抛物线于A、B两点,点C在抛物线的准线上,且BC∥x轴.证明直线AC经过原点O.
[剖析]证直线AC经过原点O,即证O、A、C三点共线,为此只需证kOC=kOA.本题也可结合图形特点,由抛物线的几何性质和平面几何知识去解决.
[解]解法一:设直线方程为y=k(x
)A(x1,y1),B(x2,y2),C(
,y2).
∴
,
∴
又∵y12=2px1 ∴kOC=
=kOA
即k也是直线OA的斜率,所以AC经过原点O.
当k不存在时,AB⊥x轴,同理可得kOA=kOC,所以AC经过原点O.
解法二:因为抛物线y2=2px(p>0)的焦点为
,由于直线
斜率不为0,所以经过点
的直线
的方程可设为
,代入抛物线方程消去
得
.若记
,则
是该方程的两个根,所以
,因为
轴,且点
在准线
上,所以点
的坐标
,
故直线
的斜率为
,
即
也是直线
的斜率,所以直线
经过原点
.
解法三:如图,过A作AD⊥l,D为垂足,则:AD∥EF∥BC
连结AC与EF相交于点N,
则![]()
由抛物线的定义可知:|AF|=|AD|,|BF|=|BC|
∴|EN|=
=|NF|.
即点
是
的中点,与抛物线的顶点
重合,所以直线
经过原点
.
[警示]本例实际揭示了抛物线焦点弦的一个几何性质“A、O、C三点共线”.其中证法一采用常规的坐标法,借助代数推理进行,解题思路容易找到,但容易漏解;证法二中将直线设为
有两个好处:一是它包括了
轴的情形,避免了将直线
的斜率作为参数时对
轴情况的讨论;二是可以直接求得
;证法三采用圆锥曲线的几何性质,借助平面几何的方法进行推理,体现了数与形的结合.解题思路宽,而且几何方法较之解析法比较快捷便当.从审题与思维深度上看,几何法的采用,源于思维的深刻.另外,本题也可以采用平面向量加以证明,同学们可以试一下.
[变式训练]
3. 已知
为抛物线
的动弦,且
为常数且
,求弦
的中点
离
轴的最近距离.
![]()
例4.如图所示,线段
过
轴正半轴上一定点
,端点
到
轴的距离之积为
以
轴为对称轴,过
三点作抛物线。
(1)求抛物线的方程;
(2)若
,求
的取值范围.
[剖析]此题目利可将直线方程与抛物线的方程联立,消去
后利用韦达定理,求得抛物线方程;在考虑角度问题时一般利用余弦定理。
[解](1)由题意设抛物线的方程为
,直线
的方程为
,
由
,由韦达定理得![]()
由已知条件知
,从而
,故抛物线方程为
.
(2)由
,设![]()
由
,得![]()
即
,化简得![]()
因为
且
,
即
,
,解得:
或
(舍)
故
的取值范围为![]()
[警示](1)涉及几何性质的问题往往要结合图形来进行思考,通过图形可以看出抛物线的顶点、对称轴、开口方向等.
(2)对解题过程进行完备性思考是必要的,这样可以有效地避免错误,本题若缺少这种思考,很容易误认为答案就是
或
,其实当
时,
,并非是
.
(3)本题若将直线
的方程设为点斜式,则需要讨论
轴的情形.
[变式训练]
2.求满足下列条件的抛物线方程
(1)抛物线的顶点在原点,对称轴为
轴,抛物线上一点
到焦点的距离为5;
(2)以原点为顶点,从坐标轴为对称轴,并且经过点
.
例3.设点
为抛物线的顶点,
是抛物线的焦点且
为过焦点的弦,若
,求
的面积.
[剖析]本题将焦点弦分成两段,利用定义将焦点弦长用两端点横坐标表示,结合方程,通过韦达定理产生问题的结论。另外,将
所在直线方程设为
,这样可以避免斜率存在与否的讨论.
[解]取
为坐标原点,
所在的直线为
轴,建立如图所示的直角坐标系,
,
为焦点,
抛物线方程为
.
设
,
所在的直线为
.
由
得
,则![]()
.由抛物线的定义,焦点弦长![]()
![]()
.
[警示]若直线
交抛物线
于
两点,交
轴于
,
为坐标原点,则三角形
的面积为
.
[变式训练]
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