2026高考数学复习微专题:81.抛物线焦半径及应用_第1页
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文档简介

81.抛物线的焦半径与焦点弦必知的八组结论

抛物线的焦点弦是抛物线中的高频考点,特别是对于考生而言,本节的结论既要注意把握

推导过程,更应该注意对结论的熟悉程度,因为很多涉及到焦点弦的题目都会以选填的形

式出现,如此,你便可以用相关结论快速做到,避免小题大做!

一.重要结论

抛物线的焦点弦具有丰富的性质,它是对抛物线定义的进一步考察,也是抛物线这节中最

重要的考点之一,下面罗列出常见的抛物线焦点弦性质:

假设抛物线方程为y22px.过抛物线焦点的直线l与抛物线交于A,B两点,其坐标分别为

.

A(x1,y1),B(x2,y2)

pp

性质1.|AF|x,|BF|x,|AB|xxp.

A2B2AB

证明:性质1的证明很简单,由抛物线的定义即可证得.如上图,过A,B向准线引垂线,垂

足分别为M,N.由定义可知:|AM||AF|,|BN||BF|.代入坐标即可证得相关结论.

2

性质2.抛物线y2px的焦点为F,A(x1,y1),B(x2,y2)是过F的直线与抛物线的两个

2

p2

x1x2,y1y2p

交点,求证:4.

22

y1y2

A(,y),B(,y)2

122py

证明:2p2p,则的方程为1,整理可得:

AByy1(x)

y1y22p

2,即可得的方程为:.最后,由

(yy1)(y1y2)2pxy1AB(y1y2)y2pxy1y2

p2

x1x2

于直线过焦点,代入焦点坐标可得2.再代入抛物线方程4.

ABy1y2p

一般地,如果直线l恒过定点M(m,0)与抛物线y22px(p0)交于A,B两点,那么

2.

xAxBm,yAyB2pm

于是,若OAOBAB恒过定点(2p,0).

性质3.已知倾斜角为直线的l经过抛物线y22px的焦点F,且与抛物线交于A,B两点,

pP112

(1)|AF|,|BF|,.

1cos1cos|FA||FB|p

2pp21

(2)|AB|,S,|AB|2p(1).

sin2OAB2sink2

证明:设准线l交x轴于点P,过点A作AMx轴于M,作ANl于N,由抛物线定

义可知:AFAN.其中PFp,MFAFcos.

p

所以ANPFFMpAFcos,AFpAFcos,故AF.

1cos

p2p2p

同理BF,所以ABAFBF.

1cos1cos2sin2

性质4.抛物线的通径

(1).通径长为2p.

(2).焦点弦中,通径最短.

(3).通径越长,抛物线开口越大.

由性质3易得,略.

性质5.已知直线l经过抛物线y22px的焦点F,且与抛物线交于A,B两点,若弦AB中

p

点的坐标为(x,y),则|AB|2(x).

0002

证明:设坐标为,由抛物线定义:,

A,B(x1,y1),(x2,y2)|AB||AF||BF|x1x2p

p

故|AB|2(x).

02

性质6.以焦点弦为直径的圆与准线相切.

p

证明:设焦点弦的中点为M:(x,y),则M到准线的距离为x,由性质5可证得.

0002

性质7.如图,过抛物线y22px(p0)的焦点F的直线与抛物线相交于M,N两点,自

向准线作垂线,垂足分别为,则

M,NlM1,N1

(1);

FM1FM2

(2)记的面积分别为,,,2.

FMM1,FM1N1,FNN1S1S2S3S24S1S3

注:此题为2009湖北卷文科试题,证明过程可参见该题解答.

二.典例分析

例1.(2017年全国1卷).已知F为抛物线C:y24x的焦点,过F作两条互相垂直的直

线,直线与交于两点,直线与交于两点,则的最小

l1,l2l1CA,Bl2CD,E|AB||DE|

值为()

A.16B.14C.12D.10

解析:法1:设,,直线方程为

A(x1,y1),B(x2,y2)D(x3,y3),E(x4,y4)l1yk1(x1)

2

y4x2k242k24

取方程,得2222∴11

k1x2k1x4xk10x1x222

yk1(x1)k1k1

2k24

同理直线与抛物线的交点满足2

l2x3x42

k2

由抛物线定义可知

|AB||DE|x1x2x3x42p

2k242k244416

12

224228222816

k1k2k1k2k1k2

当且仅当(或)时,取得等号.

k1k211

π

法2:设l的倾斜角为,则直线l的倾斜角为,根据焦点弦长公式有:

122

2

444422

ABDE2222216

sin2πsincossincos

sin

2

故选A.

法4:设点,则122

Ax1,y1,Bx2,y2ABx1x2px1x22y1y22

4

12

yy2yy2设直线l的方程为xmy1m0

412121

联立直线与抛物线2方程消去可得2

l1C:y4xxy4my40

y1y24m12

所以,所以AByy2yy24m24

1212

y1y244

44

同理DE4,所以ABDE84m216(当且仅当m1时等号成

m2m2

立)

1

法5:可设直线l:ykxb,l:yxb,由抛物线焦点弦的性质3可得:

112k1

11

|AB|4(1),|DE|4(1k2),故|AB||DE|4(1)4(1k2)16,当且仅

k2k2

当k1时取到最小值,故选A.

上述例2,在知晓背景的情况下解答是很容易的,这再次说明记住一些重要的二级结论可以

优化运算,提升解题速度.下例中,我们将看到有关面积的定值问题,从而为前面的重要

结论做一个补充.

例2.(2022新高考2卷)已知O为坐标原点,过抛物线C:y22px(p0)的焦点F的

直线与C交于A,B两点,点A在第一象限,点Mp,0,若AF=AM,则直线AB

的斜率为26

A.直线AB的斜率为26B.OB=OF

C.AB>4OFD.OAMOBM180

p

p

3

解析:选项A:设FM中点为N,则xx2p,所以

AN24

6

p

336

y22px2ppp2y0,所以yp,故k226.

AAAAAB3p

422p

42

1121125pp

选项B:BFpxx所以

3pBB

AFBFppBFp623

42

p2p2p22p27p2p2

y22p.所以OBx2y2.

B33BB9394

3p25

选项C:ABppp2p4OF.

4312

选项D:由选项A,B知36p6所以

Ap,p,B,p,

4233

2

36p6p232所以为钝角;

OAOBp,p,ppp0,AOB

423344

2

又p6p6p2112所以为钝角;

MAMB,p,ppp0,AMB

42331212

所以OAMOBM180.故选ACD.

2

例3.(2023新高考2卷).设O为坐标原点,直线y3x1过抛物线C:y2pxp0

的焦点,且与C交于M,N两点,l为C的准线,则().

A.p2

8

B.MN

3

C.以MN为直径的圆与l相切

D.OMN为等腰三角形

2

解析:A选项:直线y3x1过点1,0,所以抛物线C:y2pxp0的焦点F1,0,

p

所以1,p2,2p4,则A选项正确,且抛物线C的方程为y24x.

2

y3x1

选项:设Mx,y,Nx,y,由消去y并化简得

B11222

y4x

1116

3x210x3x33x10,解得x3,x,所以MNxxp32,

1231233

B选项错误.

1416

或|MN|2p(1)4

k233

C选项:设MN的中点为A,M,N,A到直线l的距离分别为d1,d2,d,因为

111

dddMFNFMN,即A到直线l的距离等于MN的一半,所以以MN为

21222

直径的圆与直线l相切,C选项正确.

3

D选项:直线y3x1,即3xy30,O到直线3xy30的距离为d,

2

116343

所以三角形OMN的面积为,由上述分析可知

2323

123,所以

y133123,y231

33

22

2

212313,所以三角形不是等腰三角

OM32321,ONOMN

333

形,D选项错误.故选:AC.

2

例4.(湖北省武汉市2025届高三二月调考)已知O为坐标原点,过抛物线y2pxp0

焦点的直线与该抛物线交于A,B两点,若AB12,若△OAB面积为46,则p()

A.4B.3C.26D.32

pp

解析:(方法1)抛物线y22px的焦点F(,0),设直线AB:xty,点A(x,y),B(x,y),

221122

p

xty222

由2消去x得y2ptyp0,则y1y22pt,y1y2p,

2

y2px

22

|AB||AF||BF|x1x2pt(y1y2)2p2p(t1)12,即p(t1)6,

22222,

|y1y2|(y1y2)4y1y24pt4p2pt1

1122223

SOAB|OF||y1y2|pt146,则pt186,因此p64,

22

所以p4.故选:A

2

(方法)设直线的倾斜角为,由于2pp

2AB|AB|,S

sin2OAB2sin

所以p4.故选:A

2

例5.已知抛物线C:y4x的焦点为F,抛物线C上存在n个点P1,P2,,Pn(n2且

*2

nN)满足PFPPFPPFPPFP,则下列结论中正确的是()

1223n1nn1n

11

A.n2时,2

P1FP2F

B.n3时,P1FP2FP3F的最小值为9

111

C.n4时,

P1FP3FP2FP4F4

D.n4时,P1FP2FP3FP4F的最小值为8

解析:当n2时,P1FP2P2FP1,此时不妨取P1P2过焦点垂直于x轴,

1111

,,

不妨取P1(12),P2(12),则=+1,故A错误;

P1FP2F22

2

当n3时,PFPPFPPFP,此时不妨设P,P,P在抛物线上逆时针排列,

1223313123

2

设PFx,(0,),则|PF|,则

1211cos

22

|PF|,|PF|

2224,故

1cos()1cos()

33

1

2224(1cos)

P1FP2FP3F22

1cos24,

1cos()1cos()1cos12

33(cos)

2

11342t3

令tcos,t(,),则PFPFPF,

22212332tt2

42t382t627(t1)

令f(t),则f(t),

32tt2(32t)2t3(32t)2t3

13

当t1时,f(t)0,f(t)递增,当1t时,f(t)0,f(t)递减,

22

1

故f(t)f(1)9,故当t1,即cos,时,PFPFPF取到最小值9,

min23123

故B正确;

当n4时,PFPPFPPFPPFP,

122334412

此时不妨设P,P,P,P在抛物线上逆时针排列,设PFx,(0,),

123412

2222

|PF|,|PF|,|PF|,|PF|

则12343,

1cos1cos()1cos()1cos()

22

222

即|PF|,|PF|,|PF|,故

21sin31cos41sin

224224

PFPF,PFPF,

131cos1cossin2241sin1sincos2

11sin2cos21

所以,故C正确;

P1FP3FP2FP4F444

44416

由C的分析可知:PFPFPFPF,

1234sin2cos2sin2cos2sin22

216

当sin21时,取到最小值16,即P1FP2FP3FP4F最小值为16,故D错

sin22

误;故选:BC

例6.(2022年全国甲卷)已知直线x2y10与抛物线C:y22px(p0)交于A,B两点,

且|AB|415.

(1)求p;

(1)设F为C的焦点,M,N为C上两点,FMFN0,求△MFN面积的最小值.

x2y102

解析:(1)设AxA,yA,BxB,yB,由2可得,y4py2p0,所以

y2px

yAyB4p,yAyB2p,所以

222,

ABxAxByAyB5yAyB5yAyB4yAyB415

即2p2p60,因为p0,解得:p2.

(2)(方法1)若设MFxMFN,由抛物线焦半径公式可得

2

22

|MF|,|NF|,故而(凌晨讲数学)

1cos1sin

11222

S|MF||NF|

MFN221cos1sin1sincossincos

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