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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,
则
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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