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文档简介

34.抛物线焦点弦的十二个热门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.过抛物线焦点的直线与抛物线交于两点,其坐标分别为

.性质1.,.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,过向准线引垂线,垂足分别为.由定义可知:.代入坐标即可证得相关结论.性质2.抛物线的焦点为F,是过的直线与抛物线的两个交点,求证:.证明:,则的方程为,整理可得:,即可得的方程为:.最后,由于直线过焦点,代入焦点坐标可得.再代入抛物线方程.一般地,如果直线恒过定点与抛物线交于两点,那么.于是,若恒过定点.性质3.已知倾斜角为直线的经过抛物线的焦点,且与抛物线交于两点,则(1).(2).证明:设准线交轴于点,过点作轴于,作于,由抛物线定义可知:.其中,.所以,,故.同理,所以.性质4.抛物线的通径(1).通径长为.(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.已知直线经过抛物线的焦点,且与抛物线交于两点,若弦中点的坐标为,则.证明:设坐标为,由抛物线定义:,故.性质6.(1)以AB为直径的圆与准线相切.(2)以为直径的圆与切于焦点;(3)以焦半径为直径的圆与轴相切;(4)以焦半径为直径的圆与与轴相切;性质7.抛物线的焦点为F,是过的直线与抛物线的两个交点,求证:.性质8.正交弦性质:已知为抛物线的焦点,过作两条互相垂直的直线,直线与交于两点,直线与交于两点,则的调和平均数为定值:.性质9.已知是抛物线中过焦点的两条相互垂直的弦,存在最小值,且最小值为.证明:(当且仅当时等式成立),所以的最小值为.性质10.已知是抛物线中过焦点的两条相互垂直的弦,则四边形的面积的最小值为.性质11.(1)三点共线;(2)三点共线.性质12.过抛物线的焦点的直线与抛物线相交于两点,自向准线作垂线,垂足分别为.记的面积分别为,,,则.二.典例分析例1.(2023年新高考2卷)设O为坐标原点,直线过抛物线的焦点,且与C交于M,N两点,l为C的准线,则(

).A. B.C.以MN为直径的圆与l相切D.为等腰三角形解析:A选项:直线过点,所以抛物线的焦点,所以,则A选项正确,且抛物线的方程为.B选项:设,由消去并化简得,解得,所以,B选项错误.C选项:设的中点为,到直线的距离分别为,因为,即到直线的距离等于的一半,所以以为直径的圆与直线相切,C选项正确.D选项:直线,即,到直线的距离为,所以三角形的面积为,由上述分析可知,所以,所以三角形不是等腰三角形,D选项错误.故选:AC.

例2.(2022新高考2卷)已知为坐标原点,过抛物线的焦点的直线与交于,两点,点在第一象限,点,若,则直线的斜率为A.直线AB的斜率为2 B.C. D.解析:选项A:设中点为,则所以所以故选项B:所以所以选项C:选项D:由选项A,B知所以所以为钝角;又所以为钝角;所以.故选ACD.例3.(2017年高考数学新课标Ⅰ卷理科)已知为抛物线的焦点,过作两条互相垂直的直线,,直线与交于两点,直线与交于两点,则的是小值为()A. B. C. D.解析:设,,直线方程为取方程,得∴同理直线与抛物线的交点满足由抛物线定义可知当且仅当(或)时,取得等号.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4.已知点在抛物线上,过作的准线的垂线,垂足为,点为的焦点.若,点的横坐标为,则_______.解析:如下图所示:不妨设点在第一象限,联立可得,即点易知轴,则轴,则,所以,直线的倾斜角为,易知点,所以,,整理可得,且有,故,等式两边平方可得,即,解得(6舍去),故答案为:.例5.已知拋物线的焦点为,点与点关于原点对称,过点的直线与抛物线交于两点(点和点在点的两侧),则下列命题正确的是(

)A.若为△的中线,则B.若为的角平分线,则C.存在直线,使得D.对于任意直线,都有解析:由题意,设,不妨令都在第一象限,,联立,则,且,即,所以,则,如上图所示.A:若为△的中线,则,所以,所以,故,所以,则,故A正确;B:若为的角平分线,则,作垂直准线于,则且,所以,即,则,将代入整理,得,则,所以,故B错误;C:若,即,即△为等腰直角三角形,此时,即,所以,所以,所以,所以,则此时为同一点,不合题设,故C错误;D:,而,结合,可得,即恒成立,故D正确.故选:AD.例6.已知,,…,是抛物线上不同的点,且.若,则______.解析:设,、、、…、是抛物线上不同的点,点,准线为,则,所以所以,即,故答案16.例7.已知椭圆的长轴长为4,离心率为,一动圆过椭圆右焦点,且与直线相切.(1)求椭圆的方程及动圆圆心轨迹的方程;(2)过作两条互相垂直的直线,分别交椭圆于,两点,交曲线于,两点,求四边形面积的最小值.解析:(1)由已知可得,则所求椭圆方程.由已知可得动圆圆心轨迹为抛物线,且抛物线的焦点为,准线方程为,则动圆圆心轨迹方程为.(2)当直线的斜率不存在时,,此时的长即为椭圆长轴长,,从而.设直线的斜率为,则,直线的方程为:,直线的方程为,设,,,,,,,,由,消去可得,由抛物线定义可知:,由,消去得,从而,所以,令,因为,则,则.因为.所以.所以四边形面积的最小值为8.三.习题演练1.若抛物线:的焦点为,准线为,点在抛物线上且在第一象限,直线的斜率为,在直线上的射影为,则下列选项正确的是(

)A.到直线的距离为 B.的面积为C.的垂直平分线过点 D.以为直径的圆过点解析:对A,易知抛物线的焦点,直线即为,故到直线的距离为,故A错误;对B,设直线方程为,代入,得,解得,则直线方程为,联立抛物线方程,解得或,因为点在第一象限,故取,即,则,故B正确,对C,根据抛物线定义得,则的垂直平分线过点,故C正确,对D,,,故以为直径的方程为,将点代入左边得,故D错误.故选:BC.2.已知抛物线的焦点为,准线为,过点的直线与抛物线交于两点,点在上的射影为,则下列说法正确的是(

)A.若,则B.以为直径的圆与准线相交C.设,则D.过点与抛物线有且仅有一个公共点的直线有3条解析:抛物线焦点,准线,由题意,故A正确;因为,则以为直径的圆的半径,线段的中点坐标为,则线段的中点到准线的距离为,所以以为直径的圆与准线相切,故B错误;抛物线的焦点为,,当且仅当三点共线时,取等号,所以,故C正确;对于D,当直线斜率不存在时,直线方程为,与抛物线只有一个公共点,当直线斜率存在时,设直线方程为,联立,消得,当时,方程的解为,此时直线与抛物线只有一个交点,当时,则,解得,综上所述,过点与抛物线有且仅有一个公共点的直线有3条,故D正确.故选:ACD.3.如图,已知抛物线的焦点为,抛物线的准线与轴交于点,过点的直线(直线的倾斜角为锐角)与抛物线相交于两点(在轴的上方,在轴的下方),过点作抛物线的准线的垂线,垂足为,直线与抛物线的准线相交于点,则(

)A.若抛物线的焦点的坐标为,则B.若,则直线的斜率为2C.当时,若为等腰三角形,则的面积为D.当时,解析:对于选项,可得,有,故选项正确;对于选项,由,可得,又由,有为的中位线,有,可得点的横坐标为,代入抛物线的方程,求得点的纵坐标为,故直线的斜率为,故B选项错误;对于选项,当为等腰三角形时,,直线的斜率为1,焦点的坐标为,直线的方程为,联立方程,解得点的横坐标为,有,则的面积为,故C选项正确;对于选项D,如图,过点作直线的垂线,垂足为,记,当时,有,由抛物线的性质有,在中,,有,可得,得,有,故选项正确.4.(2025新高考1卷)设抛物线的焦点为F,过F的直线交C于A、B,过F且垂直于的直线交于E,过点A作准线l的垂线,垂足为D,则(

)A. B.C. D.解析:法一:对于A,对于抛物线,则,其准线方程为,焦点,则为抛物线上点到准线的距离,为抛物线上点到焦点的距离,由抛物线的定义可知,,故A正确;对于B,过点作准线的垂线,交于点,由题意可知,则,又,,所以,所以,同理,又,所以,即,显然为的斜边,则,故B错误;对于C,易知直线的斜率不为,设直线的方程为,,联立,得,易知,则,又,,所以,当且仅当时取等号,故C正确;对于D,在与中,,所以,则,即,同理,又,,所以,则,故D正确.故选:ACD.法二:对于A,对于抛物线,则,其准线方程为,焦点,则为抛物线上点到准线的距离,为抛物线上点到焦点的距离,由抛物线的定义可知,,故A正确;对于B,过点作准线的垂线,交于点,由题意可知,则,又,,所以,所以,同理,又,所以,即,显然为的斜边,则,故B错误;对于C,当直线的斜率不存在时,;当直线的斜率存在时,设直线方程为,联立,消去,得,易知,则,所以,综上,,故C正确;对于D,在与中,,所以,则,即,同理,当直线的斜率不存在时,,;所以,即;当直线的斜率存在时,,,所以,则;综上,,故D正确.故选:ACD.5.已知为坐标原点,过抛物线的焦点作一条倾斜角为的直线与抛物线相交于两点(1)用表示之间的距离;(2)证明:的大小是与无关的定值,并求出这个值.解析:(1)过焦点,且倾斜角为的直线方程是.由,得.设则,,故.(2)由(1)知:,,,,,,所以,在中,由余弦定理可知,.即的大小是与p无关的定值,且.6.(2022年全国甲卷)已知直线与抛物线交于两点,且.(1)求;(2)设F为C的焦点,M,N为C上

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