(5分)设抛物线C: y ^ 2 = 2 p x ( p…——2013 高考数学第 11 题答案解析

2013_新课标II卷

2013 全国 第 11 题 解答题 区分题
2013_新课标II卷

11.(5分)设抛物线C: $\mathsf { y } ^ { 2 } { = } 2 \mathsf { p } \mathsf { x } \ \left( \mathsf { p } { > } 0 \right)$ 的焦点为F,点M在C上, $\vert M F \vert = 5$ ,若以MF为直径的圆过点(0,2),则C的方程为(  )A $y ^ { 2 } = 4 x$ 或 $y ^ { 2 } = 8 x$ B. $y ^ { 2 } = 2 x$ 或 $y ^ { 2 } = 8 x$ C $y ^ { 2 } = 4 x$ 或 $\mathsf { y } ^ { 2 } = 1 6 \mathsf { x }$ D. $y ^ { 2 } = 2 x$ 或 $\mathsf { y } ^ { 2 } = 1 6 \mathsf { x }$

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C

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【考点】K7:抛物线的标准方程

【专题】11:计算题;16:压轴题;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程

【分析】根据抛物线方程算出 $\left| 0 \mathsf { F } \right| = \frac { \mathsf { p } } { 2 }$ ,设以MF为直径的圆过点A(0,2),在$\mathsf { R t \triangle A O F } \sharp$ 利用勾股定理算出 $\vert A F \vert = \sqrt { 4 + \frac { p ^ { 2 } } { 4 } }$ .再由直线AO与以MF为直径的圆相切得到 $\angle O A F = \angle A M F$ ,Rt△AMF中利用 $\angle A M F$ 的正弦建立关系式,从而得到关于p的方程,解之得到实数p的值,进而得到抛物线C的方程

【解答】解:∵抛物线C方程为 $\scriptstyle { \cal { I } } \gamma ^ { 2 } = 2 { \mathsf { p } } \times \ \left( { \mathsf { p } } > 0 \right)$

∴焦点F坐标为 $( { \frac { \mathtt { p } } { 2 } } , \ 0 )$ ,可得 $\left| { \mathsf { O F } } \right| { = } { \frac { \mathfrak { p } } { 2 } }$

∵以MF为直径的圆过点(0,2),

∴设A(0,2),可得 $\mathsf { A F \bot A M }$

$\mathsf { R t \triangle A O F ^ { \prime } }$ 中, $\vert A F \vert = \sqrt { 2 ^ { 2 } + ( \frac { p } { 2 } ) ^ { 2 } } = \sqrt { 4 + \frac { p ^ { 2 } } { 4 } }$

$$ \therefore \sin \angle O A F = \frac { \vert O F \vert } { \vert \mathrm { A F } \vert } = \frac { \frac { p } { 2 } } { \sqrt { 4 + \frac { p ^ { 2 } } { 4 } } } , $$

∵根据抛物线的定义,得直线AO切以MF为直径的圆于A点,$\therefore \angle O A F = \angle A M F$ ,可得 $R t \triangle A M F$ 中, $\sin \angle A M F = \frac { \vert A F \vert } { \vert A F \vert } = \frac { \frac { \mathrm { ~ p ~ } } { 2 } } { \sqrt { 4 + \frac { p ^ { 2 } } { 4 } } } ,$ $\because \vert M F \vert = 5 , \vert A F \vert = \sqrt { 4 + \frac { p ^ { 2 } } { 4 } }$
$\therefore \frac { \sqrt { 4 + \frac { p ^ { 2 } } { 4 } } } { 5 } = \frac { \frac { p } { 2 } } { \sqrt { 4 + \frac { p ^ { 2 } } { 4 } } }$ ,整理得 $4 + \frac { p ^ { 2 } } { 4 } = \frac { 5 p } { 2 }$ ,解之可得p=2或p=8因此,抛物线C的方程为 $\mathsf { y } ^ { 2 } = 4 \mathsf { x } ^ { \tt H } \bar { \mathsf { x } } \mathsf { y } ^ { 2 } = 1 6 \mathsf { x }$

故选:C

**方法二**:

∵抛物线C方程为 $\scriptstyle { | \mathsf { y } ^ { 2 } = 2 \mathsf { p } \times \mathsf { \varepsilon } ( \mathsf { p } > 0 ) }$ ,∴焦点 $\textsf { F } ( \frac { \mathtt { p } } { 2 } , \ 0 )$

设 ${ \cal M } \ ( { \bf x } , \ { \bf y } )$ ,由抛物线性质 $\vert M F \vert = x + \frac { p } { 2 } = 5$ ,可得 $x = 5 - \frac { p } { 2 }$

因为圆心是MF的中点,所以根据中点坐标公式可得,圆心横坐标为 $\frac { 5 - \frac { p } { 2 } + \frac { p } { 2 } } { 2 } = \frac { 5 } { 2 }$

由已知圆半径也为 $\frac { 5 } { 2 }$ ,据此可知该圆与y轴相切于点(0,2),故圆心纵坐标为

2,则M点纵坐标为4,

即 $\textsf { M } ( 5 - \frac { \mathtt { p } } { 2 } , \ 4 )$ ,代入抛物线方程得 $\mathsf { p } ^ { 2 } - 1 0 \mathsf { p } ^ { + } 1 6 { = } 0$ ,所以p=2或 $p = 8$ .

所以抛物线C的方程为 $\scriptstyle { | \gamma ^ { 2 } = 4 \times } { \frac { \pi } { \cdot } } \chi ^ { 2 } = 1 6 x$

故选:C

【点评】本题给出抛物线一条长度为5的焦半径MF,以MF为直径的圆交抛物线于点(0,2),求抛物线的方程,着重考查了抛物线的定义与简单几何性质、圆的性质和解直角三角形等知识,属于中档题

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