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数学
题目

6. 设抛物线C:y^2=2px(p>0)的焦点为F,点A在C上,过A作C的准线的垂线,垂足为B,若直线BF的方程为y=-2x+2,则|AF|=()A. 3B. 4C. 5D. 6

6. 设抛物线$C:y^{2}=2px(p>0)$的焦点为F,点A在C上,过A作C的准线的垂线,垂足为B,若直线BF的方程为y=-2x+2,则|AF|=()

A. 3

B. 4

C. 5

D. 6

题目解答

答案

C. 5

解析

考查要点:本题主要考查抛物线的几何性质,包括焦点、准线的位置,以及抛物线上点的坐标表示。同时,涉及直线方程的求解和两点间距离的计算。

解题核心思路:

  1. 确定抛物线参数:根据标准抛物线方程确定焦点和准线的位置。
  2. 坐标表示:用参数表示点A的坐标,并根据准线位置确定点B的坐标。
  3. 直线方程分析:利用点B和焦点F的坐标,结合已知直线方程求解参数。
  4. 距离计算:最终通过两点间距离公式求解|AF|。

破题关键点:

  • 准线与焦点的坐标关系:抛物线$y^2=2px$的焦点为$(\frac{p}{2},0)$,准线为$x=-\frac{p}{2}$。
  • 点B的坐标:点B是点A到准线的垂足,因此其横坐标为$-\frac{p}{2}$,纵坐标与A相同。
  • 直线斜率与方程:通过点B和焦点F的直线斜率需与题目给出的斜率一致,从而建立方程求解参数。

步骤1:确定抛物线参数

抛物线方程为$y^2=2px$,其焦点$F$坐标为$\left(\frac{p}{2}, 0\right)$,准线方程为$x=-\frac{p}{2}$。

步骤2:表示点A和点B的坐标

设点$A$在抛物线上,其坐标为$\left(\frac{y_1^2}{2p}, y_1\right)$。点$B$是点$A$到准线的垂足,因此$B$的坐标为$\left(-\frac{p}{2}, y_1\right)$。

步骤3:分析直线BF的方程

直线$BF$经过点$F\left(\frac{p}{2}, 0\right)$和$B\left(-\frac{p}{2}, y_1\right)$,其斜率为:
$m = \frac{y_1 - 0}{-\frac{p}{2} - \frac{p}{2}} = -\frac{y_1}{p}$
根据题意,直线方程为$y = -2x + 2$,斜率为$-2$,因此:
$-\frac{y_1}{p} = -2 \implies y_1 = 2p$

步骤4:确定参数$p$的值

将点$F\left(\frac{p}{2}, 0\right)$代入直线方程$y = -2x + 2$,得:
$0 = -2 \cdot \frac{p}{2} + 2 \implies -p + 2 = 0 \implies p = 2$

步骤5:计算点A和焦点F的坐标

  • 焦点$F$坐标为$\left(\frac{2}{2}, 0\right) = (1, 0)$。
  • 点$A$的坐标为$\left(\frac{(2p)^2}{2p}, 2p\right) = \left(\frac{16}{4}, 4\right) = (4, 4)$。

步骤6:计算|AF|

两点间距离公式:
$|AF| = \sqrt{(4 - 1)^2 + (4 - 0)^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5$

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