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人教A版2019学年高中数学选修2-1优化练习:第二章 2.4 2.4.1 抛物线及其标准方程_含解析

[课时作业] [A 组 基础巩固]1.经过点(2,4)的抛物线的标准方程为( ) A .y 2=8x B .x 2=y C .y 2=8x 或x 2=yD .无法确定解析:由题设知抛物线开口向右或开口向上,设其方程为y 2=2px (p >0)或 x 2=2py (p >0),将点(2,4)代入可得p =4或p =12,所以所求抛物线标准方程为 y 2=8x 或x 2=y ,故选C. 答案:C2.已知抛物线C :y 2=x 的焦点为F ,A (x 0,y 0)是C 上一点,|AF |=54x 0, 则x 0=( ) A .1 B .2 C .4D .8解析:由题意知抛物线的准线为x =-14.因为|AF |=54x 0,根据抛物线的定义可得x 0+14=|AF |=54x 0,解得x 0=1,故选A. 答案:A3.若动点M (x ,y )到点F (4,0)的距离等于它到直线x +4=0的距离,则M 点的轨迹方程是( ) A .x +4=0 B .x -4=0 C .y 2=8xD .y 2=16x解析:根据抛物线定义可知,M 点的轨迹是以F 为焦点,以直线x =-4为准线的抛物线,p =8,∴其轨迹方程为y 2=16x ,故选D. 答案:D4.已知双曲线C 1:x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2.若抛物线C 2:x 2=2py (p >0)的焦点到双曲线C 1的渐近线的距离为2,则抛物线C 2的方程为( )A .x 2=833y B .x 2=1633y C .x 2=8yD .x 2=16y解析:抛物线的焦点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,p 2,双曲线的渐近线为y =±b a x ,不妨取y =b a x , 即bx -ay =0,焦点到渐近线的距离为|a ×p2|a 2+b2=2,即ap =4a 2+b 2=4c ,所以c a =p 4,双曲线的离心率为c a =2,所以c a =p4=2,所以p =8,所以抛物线方 程为x 2=16y .故选D. 答案:D5.如图,设抛物线y 2=4x 的焦点为F ,不经过焦点的直线上有三个不同的点A ,B ,C ,其中点A ,B 在抛物线上,点C 在y 轴上,则△BCF 与△ACF 的面积之比是( ) A.|BF |-1|AF |-1 B.|BF |2-1|AF |2-1 C.|BF |+1|AF |+1D.|BF |2+1|AF |2+1解析:由图形可知,△BCF 与△ACF 有公共的顶点F ,且A ,B ,C 三点共线,易知△BCF 与△ACF 的面积之比就等于|BC ||AC |.由抛物线方程知焦点F (1,0),作准线l ,则l 的方程为x =-1.∵点A ,B 在抛物线上,过A ,B 分别作AK ,BH 与准线垂直,垂足分别为点K ,H ,且与y 轴分别交于点N ,M .由抛物线定义,得|BM |=|BF |-1,|AN |=|AF |-1.在△CAN 中,BM ∥AN ,∴|BC ||AC |=|BM ||AN |=|BF |-1|AF |-1.答案:A6.已知抛物线y 2=2px (p >0)的准线与圆x 2+y 2-6x -7=0相切,则p 的值为________.解析:依题意得,直线x =-p2与圆(x -3)2+y 2=16相切,因此圆心(3,0)到直线x =-p 2的距离等于半径4,于是有3+p2=4,即p =2.答案:27.设抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,定点A (0,2).若线段F A 的中点B 在抛物线上,则B 到该抛物线准线的距离为________. 解析:抛物线的焦点F 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,线段F A 的中点B 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫p 4,1,代入抛物线方程得1=2p ×p4,解得p =2,故点B 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫24,1,故点B 到该抛物线准线的距离为24+22=324. 答案:3248.对于抛物线y 2=4x 上任意一点Q ,点P (a,0)都满足|PQ |≥|a |,则a 的取值范围是________.解析:设Q (x 0,±2x 0)(x 0≥0),则|PQ |=(x 0-a )2+4x 0≥|a |对∀x 0≥0恒成立, 即(x 0-a )2+4x 0≥a 2对∀x ≥0恒成立.化简得x 20+(4-2a )x 0≥0.当4-2a ≥0时,对∀x 0≥0,x 20+(4-2a )x 0≥0恒成立,此时a ≤2; 当4-2a <0时,0<x 0<2a -4时不合题意. 答案:(-∞,2]9.已知圆A :(x +2)2+y 2=1与定直线l :x =1,且动圆P 和圆A 外切并与直线l 相切,求动圆的圆心P 的轨迹方程.解析:如图,作PK 垂直于直线x =1,垂足为K ,PQ 垂直于直线x =2,垂足为Q ,则|KQ |=1, ∴|PQ |=r +1, 又|AP |=r +1. ∴|AP |=|PQ |.故点P 到圆心A (-2,0)的距离和到定直线x =2的距离相等.∴点P 的轨迹为抛物线,A (-2,0)为焦点. 直线x =2为准线. ∴p2=2.∴p =4.∴点P 的轨迹方程为y 2=-8x .10.如图所示,花坛水池中央有一喷泉,水管O ′P =1 m ,水从喷头P 喷出后呈抛物线状,先向上至最高点后落下,若最高点距水面2 m ,P 距抛物线的对称轴1 m ,则水池的直径至少应设计为多少米?(精确到整数位)解析:如图所示,建立平面直角坐标系,设抛物线方程为x 2=-2py (p >0),依题意有P (-1,-1),在此抛物线上,代入得p =12, 故得抛物线方程为x 2=-y . 又因为B 点在抛物线上, 将B (x ,-2)代入抛物线方程 得x =2,即|AB |=2,则水池半径应为|AB |+1=2+1,因此所求水池的直径为2(1+2),约为5 m , 即水池的直径至少应设计为5 m.[B 组 能力提升]1.已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),P 3(x 3,y 3)在抛物线上,且2x 2=x 1+x 3,则有( ) A .|FP 1|+|FP 2|=|FP 3| B .|FP 1|2+|FP 2|2=|FP 3|2 C .2|FP 2|=|FP 1|+|FP 3| D .|FP 2|2=|FP 1|·|FP 3|解析:|FP 1|=x 1+p 2,|FP 2|=x 2+p 2,|FP 3|=x 3+p 2, ∵2x 2=x 1+x 3, ∴2|FP 2|=|FP 1|+| FP 3|. 答案:C2.已知抛物线关于x 轴对称,它的顶点在坐标原点O ,并且经过点M (2,y 0).若点M 到该抛物线焦点的距离为3,则|OM |等于( ) A .2 2 B .2 3 C .4 D .2 5 解析:设抛物线方程为y 2=2px (p >0), 则焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,准线方程为x =-p 2,∵M 在抛物线上,∴M 到焦点的距离等于到准线的距离,即2+p2=3,p =2,抛物线方程为y 2=4x ,∵M (2,y 0)在抛物线上,∴y 20=8,∴|OM |=22+y 20=22+8=2 3.答案:B3.已知抛物线y 2=2px (p >0)上一点M (1,m )(m >0)到其焦点的距离为5,双曲线 x 2a -y 2=1的左顶点为A .若双曲线的一条渐近线与直线AM 平行,则实数a 等于________.解析:由抛物线定义知1+p2=5,∴p =8, ∴抛物线方程为y 2=16x ,∴m 2=16, ∴m =4,即M (1,4),又∵A (-a ,0),双曲线渐近线方程为y =±1a x ,由题意知41+a =1a ,∴a =19.答案:194.如图,正方形ABCD 和正方形DEFG 的边长分别为a ,b (a <b ),原点O 为AD 的中点,抛物线y 2=2px (p >0)经过C ,F 两点,则ba =________.解析:∵正方形ABCD 和正方形DEFG 的边长分别为a ,b ,O 为AD 的中点,∴C ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2,-a ,F ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2+b ,b .又∵点C ,F 在抛物线y 2=2px (p >0)上, ∴⎩⎪⎨⎪⎧a 2=pa ,b 2=2p ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2+b ,解得ba =2+1.答案:2+15.已知抛物线y 2=-x 与直线y =k (x +1)相交于A ,B 两点. (1)求证:OA ⊥OB ;(2)当△OAB 的面积等于10时,求k 的值.解析:(1)证明:设A (-y 21,y 1),B (-y 22,y 2). 则y 1=k (-y 21+1),y 2=k (-y 22+1), 消去k 得y 1(1-y 22)=y 2(1-y 21).∴(y 2-y 1)=y 1y 2(y 1-y 2), 又y 1≠y 2,∴y 1y 2=-1,∴OA →·OB →=y 1y 2+y 21y 22=y 1y 2(1+y 1y 2)=0, ∴OA ⊥OB .(2)S △OAB =12×1×|y 2-y 1|,由⎩⎨⎧y 2=-x ,y =k (x +1),得ky 2+y -k =0, ∴S △OAB =12×1×|y 2-y 1|=121k 2+4=10,∴k =±16.6.已知抛物线y 2=2px (p >0).试问:(1)在抛物线上是否存在点P ,使得点P 到焦点F 的距离与点P 到y 轴的距离相等?(2)在抛物线上是否存在点P ,使得点P 到x 轴的距离与点P 到准线的距离相等? 解析:(1)假设在抛物线上存在点P ,使得点P 到焦点F 的距离与点P 到y 轴的距离相等.那么根据抛物线定义,得点P到准线的距离与点P到y轴的距离相等,这显然是不可能的.所以在抛物线上不存在点P,使得点P到焦点F的距离与点P到y轴的距离相等.(2)假设在抛物线上存在点P,使得点P到x轴的距离与点P到准线的距离相等,则由抛物线定义,得点P到x轴的距离与点P到焦点的距离相等.这样的点是存在的,有两个,即当PF与x轴垂直时,满足条件.。

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