0  293885  293893  293899  293903  293909  293911  293915  293921  293923  293929  293935  293939  293941  293945  293951  293953  293959  293963  293965  293969  293971  293975  293977  293979  293980  293981  293983  293984  293985  293987  293989  293993  293995  293999  294001  294005  294011  294013  294019  294023  294025  294029  294035  294041  294043  294049  294053  294055  294061  294065  294071  294079  447090 

9.(2003年春季北京)已知动圆过定点P(1,0),且与定直线lx=-1相切,点Cl上.

(1)求动圆圆心的轨迹M的方程;

(2)设过点P,且斜率为-的直线与曲线M相交于AB两点.

①问△ABC能否为正三角形?若能,求点C的坐标;若不能,说明理由.

②当△ABC为钝角三角形时,求这时点C的纵坐标的取值范围.

解:(1)依题意,曲线M是以点P为焦点,直线l为准线的抛物线,所以曲线M的方程为y2=4x,如下图.

(2)①由题意得,直线AB的方程为

y=-(x-1).

消去y,得3x2-10x+3=0.
 

 
   y=-(x-1),

y2=4x,      

解得A(),B(3,-2),

若△ABC能为正三角形,

C(-1,y),则|AC|=|AB|=|BC|,


 
   (+1)2+(y)2=(3-)2+(2+)2,          ①

(3+1)2+(2+y)2=(3-)2+(2+)2.            ②

解得y=-.

y=-不符合(1),所以①②组成的方程组无解.因此直线l上不存在点C使△ABC是正三角形.

②设C(-1,y)使△ABC成钝角三角形,由

y=2
 
y=-(x-1),

x=-1,     

即当点C的坐标为(-1,2)时,ABC三点共线,故y≠2.

又|AC|2=(-1-)2+(y)2=+y2,|BC|2=(3+1)2+(y+2)2=28+4y+y2,|AB|2=()2=.

当|BC|2>|AC|2+|AB|2

即28+4y+y2y+y2+

y时,∠CAB为钝角.

当|AC|2>|BC|2+|AB|2

y+y2>28+4y+y2+

y<-时,∠CBA为钝角.

又|AB|2>|AC|2+|BC|2,即

+y2+28+4y+y2,即

y2+y+<0,(y+)2<0.

该不等式无解,所以∠ACB不可能为钝角.

因此,当△ABC为钝角三角形时,点C的纵坐标y的取值范围是

y<-y(y≠2).

●思悟小结

本节主要内容是抛物线的定义、方程及几何性质.解决本节问题时应注意以下几点:

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8.过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的弦AB,点AB在抛物线准线上的射影为A1B1,求∠A1FB1.

解:由抛物线定义及平行线性质知∠A1FB1=180°-(∠AFA1+∠BFB1)

=180°-(180°-∠A1AF)-(180°-∠B1BF)

=(∠A1AF+∠B1BF)=90°.

探究创新

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7.给定抛物线y2=2x,设A(a,0),a>0,P是抛物线上的一点,且|PA|=d,试求d的最小值.

解:设P(x0y0)(x0≥0),则y02=2x0

d=|PA|=

==.

a>0,x0≥0,

∴(1)当0<a<1时,1-a>0,

此时有x0=0时,

dmin==a.

(2)当a≥1时,1-a≤0,

此时有x0=a-1时,

dmin=.

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6.正方形ABCD中,一条边AB在直线y=x+4上,另外两顶点CD在抛物线y2x上,求正方形的面积.

解:设CD所在直线的方程为y=x+t

消去y
 

 
   y=x+t

y2=x, 

x2+(2t-1)x+t2=0,

∴|CD|=

.

又直线ABCD间距离为|AD|=

∵|AD|=|CD|,

t=-2或-6.

从而边长为3或5.

面积S1=(3)2=18,S2=(5)2=50.

培养能力

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5.下图所示的直角坐标系中,一运动物体经过点A(0,9),其轨迹方程是y=ax2+c(a<0),D=(6,7)为x轴上的给定区间.

(1)为使物体落在D内,求a的取值范围;

(2)若物体运动时又经过点P(2,8.1),问它能否落在D内?并说明理由.

解:(1)把点A的坐标(0,9)代入y=ax2+cc=9,即运动物体的轨迹方程为y=ax2+9.

y=0,得ax2+9=0,即x2=-.

若物体落在D内,应有6<<7,

解得-a<-.

(2)若运动物体又经过点P(2,8.1),

则8.1=4a+9,解得a=-

∴-<-<-

∴运动物体能落在D内.

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4.在抛物线y=4x2上求一点,使该点到直线y=4x-5的距离最短,该点的坐标是____________.

解法一:设与y=4x-5平行的直线y=4x+by=4x2相切,则y=4x+b代入y=4x2,得    4x2-4xb=0.                                                         ①

Δ=16+16b=0时b=-1,代入①得x=

∴所求点为(,1).

解法二:设该点坐标为A(x0y0),那么有y0=4x02.设点A到直线y=4x-5的距离为d,则

d==|-4x02+4x0-5|

=|4x02-4x0+5|=|4(x0)2+1|.

当且仅当x0=时,d有最小值,

x0=代入y=4x2解得y0=1.

A点坐标为(,1).

答案:(,1)

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3.(2003年春季上海)直线y=x-1被抛物线y2=4x截得线段的中点坐标是___________.

解析:将y=x-1代入抛物线y2=4x,经整理得x2-6x+1=0.

由韦达定理得x1+x2=6,=3,

===2.

∴所求点的坐标为(3,2).

答案:(3,2)

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2.(2004年全国Ⅰ,8)设抛物线y2=8x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线l与抛物线有公共点,则直线l的斜率的取值范围是

A.[-]             B.[-2,2]

C.[-1,1]              D.[-4,4]

解析:∵y2=8x,∴Q(-2,0)(Q为准线与x轴的交点),设过Q点的直线l方程为y= k(x+2).

l与抛物线有公共点,

有解,
 
∴方程组
 
      y2=8x

y=k(x+8)

k2x2+(4k2-8)+4k2=0有解.

Δ=(4k2-8)2-16k4≥0,即k2≤1.

∴-1≤k≤1.

答案:C

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1.(2003年高考·新课程)设a>0,f(x)=ax2+bx+c,曲线y=f(x)在点P(x0f(x0))处切线的倾斜角的取值范围为[0,],则P到曲线y=f(x)对称轴距离的取值范围为

A.[0,]              B.[0,

C.[0,||]             D.[0,||]

解析:tanα=k=f′(x)=2ax+b

∴0≤2ax0+b≤1.

∴0≤x0+.

答案:B

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5.(2002年全国)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).

能使这抛物线方程为y2=10x的条件是____________.(要求填写合适条件的序号)

解析:由抛物线方程y2=10x可知②⑤满足条件.

答案:②⑤

●典例剖析

[例1] 求满足下列条件的抛物线的标准方程,并求对应抛物线的准线方程:

(1)过点(-3,2);

(2)焦点在直线x-2y-4=0上.

剖析:从方程形式看,求抛物线的标准方程仅需确定一个待定系数p;从实际分析,一般需确定p和确定开口方向两个条件,否则,应展开相应的讨论.

解:(1)设所求的抛物线方程为y2=-2pxx2=2py(p>0),

∵过点(-3,2),

∴4=-2p(-3)或9=2p·2.

p=p=.

∴所求的抛物线方程为y2=-xx2=y,前者的准线方程是x=,后者的准线方程是y=-.

(2)令x=0得y=-2,令y=0得x=4,

∴抛物线的焦点为(4,0)或(0,-2).

当焦点为(4,0)时,=4,

p=8,此时抛物线方程y2=16x

焦点为(0,-2)时,=2,

p=4,此时抛物线方程为x2=-8y.

∴所求的抛物线的方程为y2=16xx2=-8y,对应的准线方程分别是x=-4,y=2.

评述:这里易犯的错误就是缺少对开口方向的讨论,先入为主,设定一种形式的标准方程后求解,以致失去一解.

[例2]如下图所示,直线l1l2相交于点Ml1l2,点Nl1,以AB为端点的曲线段C上任一点到l2的距离与到点N的距离相等.若△AMN为锐角三角形,|AM|=,|AN|=3,且|NB|=6,建立适当的坐标系,求曲线段C的方程.

剖析:由题意所求曲线段是抛物线的一部分,求曲线方程需建立适当的直角坐标系,设出抛物线方程,由条件求出待定系数即可,求出曲线方程后要标注xy的取值范围.

解:以直线l1x轴,线段MN的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系,由条件可知,曲线段C是以点N为焦点,以l2为准线的抛物线的一段.其中AB分别为曲线段C的端点.

设曲线段C的方程为y2=2px(p>0)(xAxxBy>0),其中xAxBAB的横坐标,p=|MN|,

所以M(-,0) 、N(,0).

由|AM|=,|AN|=3,得

(xA+)2+2pxA=17,                                                    ①

(xA)2+2pxA=9.                                                  ②

①②联立解得xA=,代入①式,并由p>0,


 
解得
 
    p=4,   p=2,

xA=1    xA=2.

因为△AMN为锐角三角形,所以>xA.

所以
 
故舍去
 
     P=2,    P=4,

xA=2.     xA=1.

由点B在曲线段C上,得xB=|BN|-=4.

综上,曲线段C的方程为y2=8x(1≤x≤4,y>0).

评述:本题体现了坐标法的基本思路,考查了定义法、待定系数法求曲线方程的步骤,综合考查了学生分析问题、解决问题的能力.

[例3] 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AB两点,点C在抛物线的准线上,且BCx轴.证明直线AC经过原点O.

剖析:证直线AC经过原点O,即证OAC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.

证法一:设ABx=my+,代入y2=2px,得y2-2pmyP2=0.

由韦达定理,得yAyB=-p2

yB=-.

BCx轴,且C在准线x=-上,

C(-yB).

kOC====kOA.

故直线AC经过原点O.

证法二:如下图,记准线lx轴的交点为E,过AADl,垂足为D.

ADEFBC.连结ACEF于点N,则===.

∵|AF|=|AD|,|BF|=|BC|,

∴|EN|===|NF|,

NEF的中点.从而点N与点O重合,故直线AC经过原点O.

评述:本题的“几何味”特别浓,这就为本题注入了活力.在涉及解析思想较多的证法中,关键是得到yA·yB=-p2这个重要结论.还有些证法充分利用了平面几何知识,这也提醒广大师生对圆锥曲线几何性质的重视,也只有这样才能挖掘出丰富多彩的解析几何的题目.

思考讨论  

本题也可用平面向量来证明,读者不妨一试.

●闯关训练

夯实基础

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