31知识讲解_抛物线的简单性质_提高
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抛物线的性质及其应用抛物线是一种经典的二次曲线,具有独特的性质和广泛的应用。
本文将探讨抛物线的基本性质以及其在物理学、工程学和数学中的应用。
一、抛物线的基本性质1. 定义:抛物线是一个平面曲线,其形状呈现出对称轴,并且所有点到焦点的距离与对称轴的距离相等。
2. 抛物线方程:一般形式为y = ax^2 + bx + c,其中a、b和c是常数,决定了抛物线的形状和位置。
3. 对称性:抛物线是关于对称轴对称的,对称轴是垂直于x轴并通过焦点的直线。
4. 焦点与直角焦点:焦点是抛物线上所有点到对称轴的距离相等的点;直角焦点是焦点和抛物线的交点,位于抛物线的凸部顶点处。
二、抛物线的应用1. 物理学应用抛物线的运动特性在物理学中有着广泛的应用,如抛体的自由落体运动和抛射运动。
当一个物体以一定的初速度和角度抛出时,其运动轨迹呈抛物线。
通过分析抛物线的性质,我们可以计算物体的飞行距离、最大高度和落点等参数,进而应用于物体的轨迹设计和射击问题的求解。
2. 工程学应用抛物线的性质使其在工程学中有着广泛的应用。
例如,在建筑设计中,拱形结构常常采用抛物线形状,以保证结构的稳定和均衡。
此外,抛物线的反射性质使得其在设计卫星天线和太阳能反射器等工程中有着重要的应用。
3. 数学应用抛物线作为一种重要的数学曲线,在数学研究和应用中具有广泛的应用。
例如,在微积分中,通过对抛物线进行求积分,可以计算出曲线下的面积和弧长。
在代数学中,抛物线方程的研究可以用于解方程和求解曲线的性质。
总之,抛物线作为一种重要的数学曲线,具有其独特的性质和广泛的应用。
从物理学到工程学再到数学,抛物线都发挥着重要的作用。
通过深入理解和应用抛物线的性质,我们能够更好地理解和应用这一经典曲线,推动科学技术的发展。
高一数学复习考点知识专题讲解抛物线的简单几何性质学习目标 1.掌握抛物线的几何性质.2.掌握直线与抛物线的位置关系的判断及相关问题.知识点一 抛物线的简单几何性质标准方程y 2=2px (p >0)y 2=-2px (p >0)x 2=2py (p >0)x 2=-2py (p >0)图形范围 x ≥0,y ∈Rx ≤0,y ∈Ry ≥0,x ∈Ry ≤0,x ∈R对称轴 x 轴 x 轴 y 轴 y 轴 焦点坐标F ⎝⎛⎭⎫p 2,0 F ⎝⎛⎭⎫-p2,0 F ⎝⎛⎭⎫0,p 2 F ⎝⎛⎭⎫0,-p 2 准线方程 x =-p 2x =p 2y =-p 2y =p 2顶点坐标 O (0,0) 离心率 e =1 通径长2p知识点二 直线与抛物线的位置关系直线y =kx +b 与抛物线y 2=2px (p >0)的交点个数决定于关于x 的方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +b ,y 2=2px 解的个数,即二次方程k 2x 2+2(kb -p )x +b 2=0解的个数.当k ≠0时,若Δ>0,则直线与抛物线有两个不同的公共点;若Δ=0,直线与抛物线有一个公共点;若Δ<0,直线与抛物线没有公共点.当k =0时,直线与抛物线的轴平行或重合,此时直线与抛物线有1个公共点.1.抛物线关于顶点对称.( × )2.抛物线只有一个焦点,一条对称轴,无对称中心.( √ ) 3.抛物线的标准方程虽然各不相同,但是其离心率都相同.( √ )4.抛物线x 2=4y ,y 2=4x 的x ,y 的范围是不同的,但是其焦点到准线的距离是相同的,离心率也相同.( √ )5.“直线与抛物线有一个交点”是“直线与抛物线相切”的必要不充分条件.( √ )一、抛物线的几何性质的应用例1 (1)等腰直角三角形AOB 内接于抛物线y 2=2px (p >0),O 为抛物线的顶点,OA ⊥OB ,则△AOB 的面积是( )A .8p 2B .4p 2C .2p 2D .p 2 答案 B解析 因为抛物线的对称轴为x 轴,内接△AOB 为等腰直角三角形,所以由抛物线的对称性知,直线AB 与抛物线的对称轴垂直,从而直线OA 与x 轴的夹角为45°.由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =x ,y 2=2px得⎩⎪⎨⎪⎧ x =0,y =0或⎩⎪⎨⎪⎧x =2p ,y =2p ,不妨设A ,B 两点的坐标分别为(2p ,2p )和(2p ,-2p ). 所以|AB |=4p ,所以S △AOB =12×4p ×2p =4p 2.(2)已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为x 轴,且与圆x 2+y 2=4相交于A ,B 两点,|AB |=23,求抛物线方程.解 由已知,抛物线的焦点可能在x 轴正半轴上,也可能在负半轴上. 故可设抛物线方程为y 2=ax (a ≠0).设抛物线与圆x 2+y 2=4的交点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). ∵抛物线y 2=ax (a ≠0)与圆x 2+y 2=4都关于x 轴对称, ∴点A 与B 关于x 轴对称, ∴|y 1|=|y 2|且|y 1|+|y 2|=23, ∴|y 1|=|y 2|=3,代入圆x 2+y 2=4, 得x 2+3=4,∴x =±1,∴A (±1,3)或A (±1,-3),代入抛物线方程, 得(3)2=±a ,∴a =±3.∴所求抛物线方程是y 2=3x 或y 2=-3x .反思感悟 把握三个要点确定抛物线的简单几何性质(1)开口:由抛物线标准方程看图象开口,关键是看准二次项是x 还是y ,一次项的系数是正还是负. (2)关系:顶点位于焦点与准线中间,准线垂直于对称轴.(3)定值:焦点到准线的距离为p ;过焦点垂直于对称轴的弦(又称为通径)长为2p ;离心率恒等于1. 跟踪训练1 (1)边长为1的等边三角形AOB ,O 为坐标原点,AB ⊥x 轴,以O 为顶点且过A ,B 的抛物线方程是( ) A .y 2=36x B .y 2=-33x C .y 2=±36x D .y 2=±33x答案 C解析 设抛物线方程为y 2=ax (a ≠0).又A ⎝⎛⎭⎫±32,12(取点A 在x 轴上方),则有14=±32a ,解得a =±36,所以抛物线方程为y 2=±36x .故选C.(2)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两条渐近线与抛物线y 2=2px (p >0)的准线分别交于A ,B 两点,O 为坐标原点,若双曲线的离心率为2,△AOB 的面积为3,则抛物线的焦点坐标为( ) A .(2,0) B .(1,0) C .(8,0) D .(4,0) 答案 B解析 因为c a =2,所以c 2a 2=a 2+b 2a 2=4,于是b 2=3a 2,则ba =3,故双曲线的两条渐近线方程为y =±3x . 而抛物线y 2=2px (p >0)的准线方程为x =-p2,不妨设A ⎝⎛⎭⎫-p 2,3p 2,B ⎝⎛⎭⎫-p 2,-3p 2,则|AB |=3p ,又三角形的高为p2,则S △AOB =12·p2·3p =3,即p 2=4.因为p >0,所以p =2,故抛物线焦点坐标为(1,0). 二、直线与抛物线的位置关系命题角度1 直线与抛物线位置关系的判断例2 已知直线l :y =kx +1,抛物线C :y 2=4x ,当k 为何值时,l 与C :只有一个公共点;有两个公共点;没有公共点.解 联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1,y 2=4x ,消去y ,得k 2x 2+(2k -4)x +1=0.(*)当k =0时,(*)式只有一个解x =14,∴y =1,∴直线l 与C 只有一个公共点⎝⎛⎭⎫14,1, 此时直线l 平行于x 轴.当k ≠0时,(*)式是一个一元二次方程, Δ=(2k -4)2-4k 2=16(1-k ). ①当Δ>0,即k <1,且k ≠0时,l 与C 有两个公共点,此时直线l 与C 相交;②当Δ=0,即k =1时,l 与C 有一个公共点,此时直线l 与C 相切; ③当Δ<0,即k >1时,l 与C 没有公共点,此时直线l 与C 相离. 综上所述,当k =1或0时,l 与C 有一个公共点; 当k <1,且k ≠0时,l 与C 有两个公共点; 当k >1时,l 与C 没有公共点. 命题角度2 直线与抛物线的相交问题例3 已知抛物线方程为y 2=2px (p >0),过此抛物线的焦点的直线与抛物线交于A ,B 两点,且|AB |=52p ,求AB 所在的直线方程. 解 由题意知焦点F ⎝⎛⎭⎫p 2,0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 若AB ⊥x 轴,则|AB |=2p ≠52p ,不满足题意.所以直线AB 的斜率存在,设为k , 则直线AB 的方程为y =k ⎝⎛⎭⎫x -p2,k ≠0. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =k ⎝⎛⎭⎫x -p 2,y 2=2px ,消去x ,整理得ky 2-2py -kp 2=0.由根与系数的关系得y 1+y 2=2pk ,y 1y 2=-p 2.所以|AB |=⎝⎛⎭⎫1+1k 2·(y 1-y 2)2=1+1k2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2=2p ⎝⎛⎭⎫1+1k 2=52p ,解得k =±2.所以AB 所在的直线方程为2x -y -p =0 或2x +y -p =0. 延伸探究本例条件不变,求弦AB 的中点M 到y 轴的距离.解 如图,过A ,B ,M 分别作准线x =-p2的垂线交准线于点C ,D ,E .由定义知|AC |+|BD |=52p ,则梯形ABDC 的中位线|ME |=54p ,∴M 点到y 轴的距离为54p -p 2=34p .反思感悟 直线与抛物线的位置关系(1)设直线方程时要特别注意斜率不存在的直线应单独讨论,求解交点时不要忽略二次项系数为0的情况.(2)一般弦长:|AB |=1+k 2|x 1-x 2|=1+1k2|y 1-y 2|. (3)焦点弦长:设焦点的弦的端点为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则|AB |=x 1+x 2+p . 跟踪训练2 (1)过点P (0,1)与抛物线y 2=x 有且只有一个交点的直线有( ) A .4条 B .3条 C .2条 D .1条 答案 B解析 如图,过P 可作抛物线的两条切线,即y 轴和l 1均与抛物线只有一个公共点,过P 可作一条与x 轴平行的直线l 2与抛物线只有一个公共点.故过点P 与抛物线只有一个公共点的直线共3条,故选B.(2)设抛物线C :x 2=4y 焦点为F ,直线y =kx +2与C 交于A ,B 两点,且||AF ·||BF =25,则k 的值为( )A .±2B .-1C .±1D .-2 答案 A解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),将直线y =kx +2代入x 2=4y , 消去x 得y 2-(4+4k 2)y +4=0, 所以y 1·y 2=4,y 1+y 2=4+4k 2,抛物线C :x 2=4y 的准线方程为y =-1, 因为||AF =y 1+1,||BF =y 2+1,所以||AF ·||BF =y 1·y 2+(y 1+y 2)+1=4+4+4k 2+1=25⇒k =±2.1.已知点A (-2,3)在抛物线C :y 2=2px (p >0)的准线上,记C 的焦点为F ,则直线AF 的斜率为( ) A .-43 B .-1 C .-34 D .-12答案 C解析 因为抛物线C :y 2=2px 的准线为x =-p2,且点A (-2,3)在准线上,所以-p 2=-2,解得p =4,所以y 2=8x ,所以焦点F 的坐标为(2,0),故直线AF 的斜率k =3-0-2-2=-34.2.(多选)以y 轴为对称轴的抛物线的通径(过焦点且与对称轴垂直的弦)长为8,若抛物线的顶点在坐标原点,则其方程为( ) A .y 2=8x B .y 2=-8x C .x 2=8y D. x 2=-8y答案 CD解析 设抛物线方程为x 2=2py 或x 2=-2py (p >0), 依题意得y =p2,代入x 2=2py 或x 2=-2py 得|x |=p ,∴2|x |=2p =8,p =4.∴抛物线方程为x 2=8y 或x 2=-8y .3.设O 为坐标原点,F 为抛物线y 2=4x 的焦点,A 是抛物线上一点,若OA →·AF →=-4,则点A 的坐标是( )A .(2,±22)B .(1,±2)C .(1,2)D .(2,22) 答案 B解析 由题意知F (1,0),设A ⎝⎛⎭⎫y 204,y 0,则OA →=⎝⎛⎭⎫y 204,y 0,AF →=⎝⎛⎭⎫1-y 204,-y 0. 由OA →·AF →=-4得y 0=±2,∴点A 的坐标为(1,±2),故选B.4.抛物线y 2=4x 的弦AB ⊥x 轴,若|AB |=43,则焦点F 到直线AB 的距离为________. 答案 2解析 由抛物线的方程可知F (1,0),由|AB |=43且AB ⊥x 轴得y 2A =(23)2=12,∴x A =y 2A4=3,∴所求距离为3-1=2.5.直线y =kx +2与抛物线y 2=8x 有且只有一个公共点,则k =________. 答案 0或1解析 当k =0时,直线与抛物线有唯一交点, 当k ≠0时,联立方程消去y ,得 k 2x 2+4(k -2)x +4=0, 由题意Δ=16(k -2)2-16k 2=0, ∴k =1.1.知识清单:(1)抛物线的几何性质.(2)直线与抛物线的位置关系.2.方法归纳:待定系数法、数形结合法、代数法.3.常见误区:四种形式的抛物线性质混淆;忽略直线的特殊情况.1.若抛物线y2=4x上一点P到x轴的距离为23,则点P到抛物线的焦点F的距离为()A.4 B.5 C.6 D.7答案 A解析由题意,知抛物线y2=4x的准线方程为x=-1,∵抛物线y2=4x上一点P到x轴的距离为23,则P(3,±23),∴点P到抛物线的准线的距离为3+1=4,∴点P到抛物线的焦点F的距离为4.故选A.2.过抛物线y2=4x的焦点作一条直线与抛物线相交于A,B两点,它们的横坐标之和等于5,则这样的直线()A.有且仅有一条B.有且仅有两条C.有无穷多条D.不存在答案 B解析当斜率不存在时,x1+x2=2不符合题意.当斜率存在时,由焦点坐标为(1,0),可设直线方程为y=k(x-1),k≠0,由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -1),y 2=4x 得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0, ∴x 1+x 2=2k 2+4k 2=5,∴k 2=43,即k =±233.因而这样的直线有且仅有两条.3.设抛物线y 2=8x 的焦点为F ,准线为l ,P 为抛物线上一点,P A ⊥l ,A 为垂足.如果直线AF 的斜率为-3,那么|PF |等于( ) A .4 3 B .8 C .8 3 D .16 答案 B解析 由抛物线方程y 2=8x ,可得准线l :x =-2,焦点F (2,0),设点A (-2,n ), ∴-3=n -0-2-2,∴n =4 3.∴P 点纵坐标为4 3. 由(43)2=8x ,得x =6, ∴P 点坐标为(6,43),∴|PF |=|P A |=|6-(-2)|=8,故选B.4.抛物线y 2=4x 与直线2x +y -4=0交于两点A 与B ,F 是抛物线的焦点,则|F A |+|FB |等于( ) A .2 B .3 C .5 D .7 答案 D解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则|F A |+|FB |=x 1+x 2+2.由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,2x +y -4=0得x 2-5x +4=0,∴x 1+x 2=5,x 1+x 2+2=7.5.已知直线l 过抛物线C 的焦点,且与C 的对称轴垂直,l 与C 交于A ,B 两点,|AB |=12,P 为C 的准线上的一点,则△ABP 的面积为( )A .18B .24C .36D .48答案 C解析 不妨设抛物线方程为y 2=2px (p >0),依题意,l ⊥x 轴,且焦点F ⎝⎛⎭⎫p 2,0, ∵当x =p 2时,|y |=p , ∴|AB |=2p =12,∴p =6,又点P 到直线AB 的距离为p 2+p 2=p =6, 故S △ABP =12|AB |·p =12×12×6=36. 6.抛物线y 2=x 上到其准线和顶点距离相等的点的坐标为__________.答案 ⎝⎛⎭⎫18,±24 解析 设抛物线上点的坐标为(x ,±x ),此点到准线的距离为x +14,到顶点的距离为x 2+(x )2,由题意有x +14=x 2+(x )2,∴x =18,∴y =±24,∴此点坐标为⎝⎛⎭⎫18,±24. 7.已知F 是抛物线C :y 2=8x 的焦点,M 是C 上一点,FM 的延长线交y 轴于点N .若M 是FN 的中点,则|FN |=________.答案 6解析 如图,过点M 作MM ′⊥y 轴,垂足为M ′,|OF |=2,∵M 为FN 的中点,|MM ′|=1,∴M 到准线距离d =|MM ′|+p 2=3, ∴|MF |=3,∴|FN |=68.已知点A 到点F (1,0)的距离和到直线x =-1的距离相等,点A 的轨迹与过点P (-1,0)且斜率为k 的直线没有交点,则k 的取值范围是________.答案 (-∞,-1)∪(1,+∞)解析 设点(x ,y ),依题意得点A 在以y 2=4x .过点P (-1,0)且斜率为k 的直线方程为y =k (x +1),由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =kx +k ,得ky 2-4y +4k =0,当k =0时,显然不符合题意; 当k ≠0时,依题意得Δ=(-4)2-4k ·4k <0,化简得k 2-1>0,解得k >1或k <-1,因此k 的取值范围为(-∞,-1)∪(1,+∞).9.若抛物线的顶点在原点,开口向上,F 为焦点,M 为准线与y 轴的交点,A 为抛物线上一点,且|AM |=17,|AF |=3,求此抛物线的标准方程.解 设所求抛物线的标准方程为x 2=2py (p >0),设A (x 0,y 0),由题意知M ⎝⎛⎭⎫0,-p 2, ∵|AF |=3,∴y 0+p 2=3, ∵|AM |=17,∴x 20+⎝⎛⎭⎫y 0+p 22=17, ∴x 20=8,代入方程x 20=2py 0得, 8=2p ⎝⎛⎭⎫3-p 2,解得p =2或p =4. ∴所求抛物线的标准方程为x 2=4y 或x 2=8y .10.已知抛物线C :y =2x 2和直线l :y =kx +1,O 为坐标原点.(1)求证:l 与C 必有两交点.(2)设l 与C 交于A ,B 两点,且直线OA 和OB 斜率之和为1,求k 的值.(1)证明 联立抛物线C :y =2x 2和直线l :y =kx +1,可得2x 2-kx -1=0,所以Δ=k 2+8>0,所以l 与C 必有两交点.(2)解 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则y 1x 1+y 2x 2=1,① 因为y 1=kx 1+1,y 2=kx 2+1,代入①,得2k +⎝⎛⎭⎫1x 1+1x 2=1,② 由(1)可得x 1+x 2=12k ,x 1x 2=-12,代入②得k =1.11.若点M (1,1)是抛物线y 2=4x 的弦AB 的中点,则弦AB 的长为________.答案 15解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),代入抛物线y 2=4x ,可得y 21=4x 1,y 22=4x 2,两式相减,可得k =y 1-y 2x 1-x 2=4y 1+y 2=2, 所以直线AB 的方程为y -1=2(x -1),即y =2x -1,代入抛物线的方程得4x 2-8x +1=0,则x 1+x 2=2,x 1x 2=14, 则||AB =1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2=5×⎝⎛⎭⎫22-4×14=15, 即弦AB 的长为15.12.已知A ,B 是抛物线y 2=2px (p >0)上两点,O 为坐标原点.若|OA |=|OB |,且△AOB 的垂心恰是此抛物线的焦点,则直线AB 的方程为________.答案 x =5p 2解析 由抛物线的性质知A ,B 关于x 轴对称.设A (x ,y ),则B (x ,-y ),焦点为F ⎝⎛⎭⎫p 2,0.由题意知AF ⊥OB ,则有y x -p 2·-y x =-1. 所以y 2=x ⎝⎛⎭⎫x -p 2,2px =x ⎝⎛⎭⎫x -p 2. 因为x ≠0.所以x =5p 2. 所以直线AB 的方程为x =5p 2. 13.抛物线x 2=2py (p >0)的焦点为F ,其准线与双曲线x 23-y 23=1相交于A ,B 两点,若△ABF 为等边三角形,则p =________.答案 6解析 抛物线的焦点坐标F ⎝⎛⎭⎫0,p 2,准线方程为y =-p 2.代入x 23-y 23=1得||x = 3+p 24. 要使△ABF 为等边三角形,则tan π6=|x |p =3+p 24p =33,解得p 2=36,p =6. 14.直线y =x -3与抛物线y 2=4x 交于A ,B 两点,过A ,B 两点向抛物线的准线作垂线,垂足分别为P ,Q ,则梯形APQB 的面积为________.答案 48解析 由⎩⎪⎨⎪⎧ y 2=4x ,y =x -3消去y 得x 2-10x +9=0,得x =1或9,即⎩⎪⎨⎪⎧ x =1,y =-2或⎩⎪⎨⎪⎧x =9,y =6. 所以|AP |=10,|BQ |=2或|BQ |=10,|AP |=2,所以|PQ |=8,所以梯形APQB 的面积S =10+22×8=48.15.已知抛物线C :y 2=8x 与点M (-2,2),过C 的焦点且斜率为k 的直线与C 交于A ,B 两点,若MA →·MB→=0,则k 等于( )A.12B.22C. 2 D .2答案 D解析 由题意可知,抛物线的焦点为(2,0).设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),直线AB 的方程为y =k (x -2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -2),y 2=8x 得k 2x 2-(4k 2+8)x +4k 2=0, 则x 1+x 2=4k 2+8k 2,x 1x 2=4. y 1+y 2=k (x 1-2)+k (x 2-2)=k (x 1+x 2-4)=8k, y 1y 2=-8x 18x 2=-16.∴MA →·MB →=(x 1+2,y 1-2)·(x 2+2,y 2-2)=(x 1+2)(x 2+2)+y 1y 2-2(y 1+y 2)+4=x 1x 2+2(x 1+x 2)+4-16-16k +4=0, 解得k =2,故选D.16.已知直线l 经过抛物线y 2=6x 的焦点F ,且与抛物线相交于A ,B 两点.(1)若直线l 的倾斜角为60°,求|AB |的值;(2)若|AB |=9,求线段AB 的中点M 到准线的距离.解 (1)因为直线l 的倾斜角为60°,所以其斜率k =tan 60°=3,又F ⎝⎛⎭⎫32,0,所以直线l 的方程为y =3⎝⎛⎭⎫x -32. 联立⎩⎪⎨⎪⎧y =3⎝⎛⎭⎫x -32,y 2=6x ,消去y 得4x 2-20x +9=0,解得x 1=12,x 2=92, 故|AB |=1+(3)2×⎪⎪⎪⎪92-12=2×4=8.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由抛物线定义,知|AB |=|AF |+|BF |=x 1+p 2+x 2+p 2=x 1+x 2+p =x 1+x 2+3=9, 所以x 1+x 2=6,于是线段AB 的中点M 的横坐标是3, 又准线方程是x =-32,所以M 到准线的距离等于3+32=92.。
高中抛物线性质总结高中数学中,抛物线是一种重要的二次曲线,具有许多重要的性质。
在学习和理解抛物线的过程中,我们需要研究和掌握这些性质。
本文将总结和介绍高中抛物线的一些重要性质。
首先,抛物线的定义对于理解它的性质至关重要。
抛物线是由一系列平面上满足特定关系的点组成的图形。
它的定义方程可以写成y=ax^2+bx+c的形式,其中a、b和c是实数,且a不等于零。
根据a的正负和b的零或非零,抛物线可以有不同的形状。
第一个要介绍的性质是抛物线的焦点和准线。
抛物线上的所有点到焦点的距离与到准线的距离相等。
这个性质被称为焦准性质,是抛物线最重要的性质之一。
焦点和准线的位置可以通过抛物线的定义方程来确定,其中焦点的坐标可以用a和b表示,准线的方程是x=-b/2a。
第二个要介绍的性质是抛物线的对称性。
抛物线的定点坐标是它的开口朝上或者朝下的端点,被称为顶点。
抛物线以顶点为中轴线对称,也就是说,如果点P(x, y)在抛物线上,那么点P'(-x, y)也在抛物线上。
这个性质可以用定义方程来证明。
第三个要介绍的性质是抛物线的切线和法线。
抛物线上的任意一点P(x, y)处的切线是过点P且与抛物线相切的直线。
切线的斜率等于抛物线在该点的导数。
法线是与切线垂直的直线,它的斜率等于切线的斜率的负倒数。
第四个要介绍的性质是抛物线的拐点。
抛物线在顶点处有一个拐点,也就是说,抛物线在开口朝上或者朝下端点处的切线是水平的。
第五个要介绍的性质是抛物线的焦直径性质。
对于抛物线上的任意一点P(x, y),它到焦点的距离等于它到准线的距离的二倍。
这个性质可以用定义方程和几何性质来证明。
第六个要介绍的性质是抛物线的判别式。
通过判别式可以判断给定的二次方程是否表示一条抛物线,并且可以确定抛物线的开口朝上还是朝下。
判别式的符号取决于二次方程的系数。
如果判别式大于零,那么抛物线开口朝上;如果判别式小于零,那么抛物线开口朝下;如果判别式等于零,那么二次方程表示一条抛物线。
抛物线的性质与定理应用抛物线是数学中的一个重要概念,它具有许多独特的性质和定理。
作为一位初中数学特级教师,我将在本文中向大家介绍抛物线的性质与定理,并探讨它们在实际问题中的应用。
一、抛物线的基本性质抛物线是由一个定点(焦点)和一条定直线(准线)确定的曲线,具有以下基本性质:1. 对称性:抛物线关于准线对称,即准线是抛物线的对称轴。
这个性质使得我们在研究抛物线时可以利用对称性简化问题,节省计算时间。
2. 焦点与准线的关系:抛物线上的任意一点到焦点的距离等于该点到准线的距离。
这个性质被广泛应用于抛物线的测量和设计中,例如卫星天线的调整和太阳能聚光器的设计等。
3. 切线性质:抛物线上的切线与准线垂直。
这个性质使得我们可以通过求解切线斜率为零的方程来确定抛物线上的顶点,从而得到抛物线的标准方程。
二、抛物线的定理应用1. 焦半径定理:焦半径定理是抛物线的一个重要定理,它指出抛物线上任意一点到焦点的距离等于该点到准线的距离的两倍。
这个定理可以用来解决很多与焦点和准线有关的实际问题,例如抛物线反射器的设计和抛物面反射望远镜的原理等。
2. 焦点坐标定理:焦点坐标定理是抛物线的另一个重要定理,它指出抛物线的焦点坐标为(p,0),其中p是焦准距。
这个定理可以用来确定抛物线的焦点位置,从而进一步求解抛物线的标准方程。
3. 抛物线的最值问题:抛物线在一定范围内的最值问题是数学中常见的优化问题。
通过求解抛物线的最值,我们可以确定抛物线的最高点、最低点以及最值对应的自变量值。
这个问题在物理学、经济学和工程学等领域都有广泛的应用。
三、抛物线的实际应用举例1. 抛物线的轨迹问题:假设有一个人站在地面上,以一定的初速度和角度抛出一个物体。
我们可以利用抛物线的轨迹性质来计算物体的飞行距离、最大高度和落地点等。
这个问题在射击、投掷和运动等领域都有实际应用。
2. 抛物线的抛物面反射望远镜:抛物面反射望远镜是一种常见的望远镜设计,它利用抛物线的焦点和准线性质来聚集光线,从而实现远距离的观测。
抛物线及其性质知识点大全1.抛物线的定义:抛物线是平面上各点到定点(焦点)的距离与各点到定直线(准线)的距离相等的点的轨迹。
2.抛物线的一般方程:抛物线的一般方程为 y = ax^2 + bx + c,其中a ≠ 0。
3.抛物线的焦点和准线:-抛物线的焦点是定点F,在焦点F上可以发射经由抛物线反射的平行光线,称为焦光束。
-抛物线的准线是直线L,通过焦点F,且与抛物线没有交点。
4.抛物线的焦距:-抛物线的焦距是焦点F到准线的垂直距离,记为2p。
5.抛物线的顶点:-抛物线的顶点是抛物线的最高点或最低点,坐标记为(h,k)。
-抛物线的顶点坐标可以通过顶点公式h=-b/2a和k=c-b^2/4a计算得到。
6.抛物线的对称轴:-抛物线的对称轴是抛物线的对称线,过顶点,并且与抛物线垂直。
7.抛物线的开口方向:-当a>0时,抛物线开口向上。
-当a<0时,抛物线开口向下。
8.抛物线的图像特点:-抛物线关于对称轴对称。
-抛物线与准线相交于顶点。
-抛物线在焦点处达到最大值或最小值。
-抛物线两侧的点到焦点的距离相等。
9.抛物线的焦点坐标计算:-焦点坐标可以通过焦距公式p=1/4a和焦点公式F(h,k+p)计算得到。
10.抛物线的拟合直线:-抛物线的切线方程和抛物线在焦点处的切线方向一致。
11.抛物线的截距:-抛物线与x轴的交点称为x轴截距,可以通过方程y=0解得。
-抛物线与y轴的交点称为y轴截距,可以直接读出抛物线方程中的常数项。
12.抛物线的平移:-抛物线的平移是通过改变顶点的坐标来实现的,顶点的新坐标为(h+a,k)。
13.抛物线的标准方程:- 当抛物线顶点为原点时,可以将抛物线的方程化为标准方程 y^2 = 4ax,其中焦点坐标为 (a, 0)。
14.抛物线的求导函数:- 抛物线的导数函数为 f'(x) = 2ax + b。
15.抛物线的面积计算:- 抛物线的面积可以通过定积分来计算,公式为 S =∫[x1,x2](ax^2 + bx + c)dx。
抛物线知识点总结_高三数学知识点总结抛物线是一种常见的二次函数形式,常用的标准方程为y=ax²+bx+c (a≠0)。
一、抛物线的平移和缩放1. 平移:平移抛物线的顶点到坐标轴原点的方法是将x轴和y轴分别平移a和b个单位,即将抛物线方程中的x替换为x-a,y替换为y-b。
2. 缩放:抛物线关于顶点的对称性使得在抛物线上多取任意一点,将这点关于顶点进行对称得到的点的纵坐标与原点的纵坐标成等差数列,且公差是常量。
我们可以通过改变a来改变抛物线的形态,使得抛物线开口向上或向下,并使得抛物线的开口程度变化。
二、抛物线的顶点、焦点和直线1. 顶点:抛物线的顶点是二次函数的极值点,由公式x=-b/2a和y=f(x)得到。
顶点的坐标为(-b/2a,f(-b/2a))。
2. 焦点:抛物线焦点的纵坐标是顶点的纵坐标f(-b/2a)+1/(4a),焦点的横坐标为-b/2a。
焦点到抛物线的距离等于焦半径r=1/(4a)。
3. 直线:抛物线的准线是与抛物线平行的一条直线,其方程为y=f(-b/2a)-1/(4a)。
三、抛物线的对称轴1. 对称轴:抛物线的对称轴是通过抛物线的顶点和焦点的直线,对称轴与x轴垂直。
通过求焦差得到对称轴的方程,对称轴的方程为x=-b/2a。
四、抛物线的焦半径和离心率1. 焦半径:焦半径是焦点到抛物线上任一点的距离,焦半径的长度为r=1/(4a)。
2. 离心率:离心率是抛物线焦点到焦点所在直线的距离与抛物线到准线的距离的比值,离心率的值为e=1。
五、抛物线的判别式和根的个数抛物线的判别式为Δ=b²-4ac,根的个数与判别式的大小有关。
1. 当Δ>0时,抛物线与x轴有两个交点,即有两个实根。
2. 当Δ=0时,抛物线与x轴相切,即有一个实根。
3. 当Δ<0时,抛物线与x轴无交点,即无实根。
六、抛物线图像的性质1. 抛物线的开口方向与系数a的正负有关,a>0时开口向上,a<0时开口向下。
抛物线知识点总结_高三数学知识点总结
抛物线是数学中的一种曲线,其形状像一个弯曲的弧形。
在高三数学中,我们学习了
抛物线的相关知识,包括定义、性质、方程、图像、焦点和准线等。
下面是抛物线的知识
点总结。
一、定义和性质:
1. 抛物线是平面解析几何的一个曲线,定义为动点P到定点F 的距离等于动点到定
直线l的距离的平方,即PF=PM^2,其中F为焦点,l为准线,M为动点P的投影点。
2. 抛物线对称轴是准线的垂直平分线,焦点到抛物线对称轴的距离称为焦距。
3. 抛物线的顶点是抛物线与对称轴的交点,对称轴的方程为x=h,其中h为顶点的横坐标。
二、方程和图像:
1. 抛物线的一般方程为y=ax^2+bx+c,其中a、b、c为常数,且a≠0。
2. 当a>0时,抛物线开口向上;当a<0时,抛物线开口向下。
3. 抛物线的顶点坐标为(-b/2a,f) ,其中f为抛物线的最小值或最大值,当a>0时,f为最小值,当a<0时,f为最大值。
4. 抛物线与y轴的交点为y轴截距,即(0,c)。
三、焦点和准线:
1. 抛物线的焦点坐标为(F,0),其中F为焦距。
2. 抛物线的焦点到顶点的距离等于焦点到准线的距离,即PF=pl,其中P为抛物线上的任意一点,l为准线的斜率。
四、其他知识:
1. 抛物线的标准方程为y^2=4ax,其中a为焦距的一半。
2. 抛物线的参数方程为x=t,y=2at^2,其中t为参数。
3. 抛物线的弧长公式为L=∫sqrt(1+(dy/dx)^2)dx,其中∫为积分符号。
抛物线知识点总结一、抛物线的定义抛物线是一种特殊的二次曲线,它的数学定义是平面上一点到定点和直线的距离相等,这个定点就是抛物线的焦点,直线就是抛物线的准线。
在直角坐标系中,抛物线的标准方程为:y=ax2+bx+c,其中a≠0。
二、抛物线的性质1. 焦点和准线:抛物线的焦点和准线是抛物线的两个重要属性。
焦点是定点,准线是直线,它们共同决定了抛物线的形状和特性。
2. 对称性:抛物线是关于x轴对称的。
3. 切线和法线:抛物线上的任意一点,它的切线和法线都是经过这个点,且与x轴垂直。
4. 定理一:抛物线的焦点到准线的距离等于焦点到抛物线上任意一点的距离。
5. 定理二:抛物线上任意一点到焦点的距离等于该点到准线的距离。
6. 焦距:抛物线上所有点到焦点的距离的最小值称为抛物线的焦距。
7. 平行于准线的矩形,被含在抛物线内部并且对称。
8. 定理三:抛物线的离心率等于1。
三、抛物线的方程1. 标准方程:y=ax2+bx+c,其中a≠0。
2. 顶点坐标:抛物线的顶点坐标为(-b/2a, c-b2/4a)。
3. 焦点坐标:抛物线的焦点坐标为(-b/2a, c-b2/4a+1/4a)。
4. 焦距:抛物线的焦距为1/|4a|。
四、抛物线的应用抛物线作为一种重要的数学曲线,在各种应用中都有着广泛的应用,如物理、工程、建筑等领域。
1. 物理:在物理学中,抛物线曲线被广泛应用于描述抛体运动的轨迹。
比如,抛体在空中的飞行轨迹、抛物线发射器等都涉及到抛物线的运动规律。
2. 工程:在建筑工程和土木工程中,抛物线曲线常常被用于设计拱形结构或者桥梁的曲线轨迹。
抛物线的弧形轨迹具有良好的支撑性能和稳定性,因此在工程设计中得到了广泛应用。
3. 航天航空:在航天航空技术中,抛物线曲线也被用于设计火箭轨迹和飞行器的运动路径。
比如,抛物线曲线可以描述卫星的发射和轨道运行规律。
4. 光学:在光学中,抛物线曲线也被应用于设计反射镜和折射镜的形状。
抛物线反射镜可以将平行光线汇聚到一个焦点上,因此在光学仪器和望远镜中得到了广泛应用。
抛物线的性质与计算抛物线是一种常见的曲线形状,具有许多独特的性质和广泛的应用。
本文将介绍抛物线的基本性质,并探讨一些与抛物线相关的计算方法。
一、基本性质1. 抛物线的定义:抛物线是平面上到定点F距离与到定直线l距离相等的点的轨迹。
定点F称为焦点,直线l称为准线。
2. 抛物线的对称性:关于准线对称的点对确定的焦点F的距离相等。
3. 抛物线的焦点和准线的确定:抛物线的焦点F和准线l的位置与抛物线的方程有关。
4. 抛物线的顶点:抛物线的顶点是抛物线曲线最高(或最低)的点,也是抛物线的对称轴与抛物线相交的点。
5. 抛物线的方程:一般形式为y = ax^2 + bx + c,其中a ≠ 0。
抛物线的参数a、b、c决定了抛物线的性质。
二、抛物线的计算1. 焦距的计算:抛物线曲线的焦点到准线的距离等于焦距的一半。
焦距f的计算公式为f = |1/(4a)|。
2. 顶点坐标的计算:通过求导并令导数为0,可以求得抛物线曲线的顶点坐标(h,k)。
公式如下:h = -b/(2a)k = c - b^2/(4a)3. 焦点坐标的计算:焦点坐标为(h,k + f)。
4. 确定抛物线的开口方向:参数a的正负决定了抛物线的开口方向。
当a>0时,抛物线开口朝上;当a<0时,抛物线开口朝下。
5. 抛物线的对称轴:对称轴是通过抛物线顶点的直线。
它垂直于准线,将抛物线分为两个对称的部分。
6. 抛物线与直线的交点:给定一条直线y = mx + n,可以通过联立抛物线方程和直线方程,解方程组来求得交点的坐标。
7. 抛物线与直线的切点:抛物线与直线相切时意味着直线只与抛物线有一个交点。
根据求交点的方法,解方程组得到交点的坐标。
三、抛物线的应用1. 物理学:抛物线是自然界中许多现象的运动轨迹,如自由落体、抛体运动等。
2. 工程学:抛物线的性质在工程学中有广泛应用,如建筑物的拱形结构、汽车的车灯光束、摄影中的光线散射等。
3. 数学建模:抛物线可以用于数学建模,用来描述和解决各种实际问题,如经济学中的成本-收益分析、物流中的最优路径规划等。
抛物线的基本知识点总结
抛物线是一种常见的数学曲线,其形状像一个弯曲的碗。
学习抛物线可以帮助我们理解物理学、机械学、天文学等领域的相关理论,同时也是高中数学课程中的重要内容。
以下是抛物线的基本知识点总结:
1. 抛物线的定义:抛物线是一个平面曲线,其点到定点的距离等于其点到定直线的距离的平方的某个常数的比例。
定点称为焦点,定直线称为准线,常数称为离心率。
2. 抛物线的标准方程:y = ax^2 + bx + c。
其中a、b、c均为实数,a不等于零。
3. 抛物线的性质:抛物线的对称轴与焦点在同一直线上,对称轴与x轴垂直,焦点到顶点的距离等于准线到顶点的距离。
抛物线开口方向由a的正负号决定,向上为正,向下为负。
4. 抛物线的顶点坐标:顶点坐标为(-b/2a, c - b^2/4a)。
5. 抛物线的焦点坐标:焦点坐标为(-b/2a, 1/4a + c)。
6. 抛物线的准线方程:y = c - 1/4a。
7. 抛物线的参数方程:x = at^2 + bt + c, y = 2at + b。
其中t 为参数。
8. 抛物线的应用:抛物线在现实生活中有广泛的应用,如投射物的运动轨迹、抛物线天线的发射方向、建筑物的弧形设计等。
以上是抛物线的基本知识点总结,掌握这些知识可以帮助我们理解抛物线的性质和应用。
抛物线及其性质知识点大全1. 抛物线的定义:抛物线是平面上满足平方差的关系的点的集合,可以用一般式方程表示为 y = ax^2 + bx + c,其中a、b和c是实数且a不为0。
2.抛物线的基本形状:抛物线呈现出一个宽口向上或向下的U形。
当a大于0时,抛物线开口向上;当a小于0时,抛物线开口向下。
3.抛物线的对称轴:抛物线的对称轴垂直于抛物线的开口方向,可以通过平移和旋转将抛物线移动到一个新的位置,使得抛物线重合于自身。
4.抛物线的顶点:抛物线的顶点是抛物线的最高点(当抛物线开口向下时)或最低点(当抛物线开口向上时)。
顶点的横坐标可以通过将一般式方程的x项系数取反并将结果除以2a得到,纵坐标可以通过将横坐标代入一般式方程得到。
5.抛物线的焦点:抛物线上所有点到定点(焦点)的距离相等。
焦点的坐标可以通过将一般式方程转化为顶点形式方程(y=a(x-h)^2+k)得到,其中焦点的横坐标为(h,k+a)。
6.抛物线的直径:通过顶点并垂直于对称轴的直线,可以将抛物线分成两个等长度的部分,这条直线称为抛物线的直径。
7.抛物线的切线:与抛物线相切的直线称为抛物线的切线。
抛物线的切线与抛物线在切点处的斜率相等。
8.抛物线的弦:从抛物线上任意两点绘制的线段称为抛物线的弦。
9.抛物线的渐近线:抛物线没有直线渐近线。
10.抛物线的拐点:抛物线的凹凸方向发生改变的点称为拐点。
拐点的横坐标可以通过将一般式方程的一阶导数等于0的解代入一般式方程得到。
11.抛物线的面积:抛物线的面积可以通过用定积分计算抛物线与x 轴之间的曲边梯形的面积得到。
12.抛物线的方程:抛物线的方程可以通过已知的关键点(如焦点和顶点)来确定。
13.抛物线的图像:通过绘制坐标平面上一系列点,连接这些点得到的曲线即为抛物线的图像。
14.抛物线的应用:抛物线在真实世界中具有广泛的应用,如物体的自由落体、抛体运动、喷水器的喷射路径等。
抛物线的概念与几何性质一、知识梳理1.抛物线的定义(1)平面内与一个定点F 和一条定直线l (F ∉l )的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F 叫做抛物线的焦点,直线l 叫做抛物线的准线. (2)其数学表达式:{M ||MF |=d }(d 为点M 到准线l 的距离). 2.抛物线的标准方程与几何性质3.通径:过焦点且垂直于对称轴的弦长等于2p ,通径是过焦点最短的弦.4.焦半径:抛物线y 2=2px (p >0)上一点P (x 0,y 0)到焦点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0的距离|PF |=x 0+p2,也称为抛物线的焦半径.二、例题精讲 + 随堂训练1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)(1)平面内与一个定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹一定是抛物线.( )(2)方程y =ax 2(a ≠0)表示的曲线是焦点在x 轴上的抛物线,且其焦点坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫a 4,0,准线方程是x =-a 4.( )(3)抛物线既是中心对称图形,又是轴对称图形.( )(4)过抛物线的焦点与抛物线对称轴垂直的直线被抛物线截得的线段叫做抛物线的通径,那么抛物线x 2=-2ay (a >0)的通径长为2a .( )解析 (1)当定点在定直线上时,轨迹为过定点F 与定直线l 垂直的一条直线,而非抛物线.(2)方程y =ax 2(a ≠0)可化为x 2=1a y ,是焦点在y 轴上的抛物线,且其焦点坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫0,14a ,准线方程是y =-14a .(3)抛物线是只有一条对称轴的轴对称图形. 答案 (1)× (2)× (3)× (4)√2.顶点在原点,且过点P (-2,3)的抛物线的标准方程是________________. 解析 设抛物线的标准方程是y 2=kx 或x 2=my ,代入点P (-2,3),解得k =-92,m =43,所以y 2=-92x 或x 2=43y .答案 y 2=-92x 或x 2=43y3. 抛物线y 2=8x 上到其焦点F 距离为5的点的个数为________.解析 设P (x 1,y 1),则|PF |=x 1+2=5,得x 1=3,y 1=±2 6.故满足条件的点的个数为2. 答案 24.(2019·黄冈联考)已知方程y 2=4x 表示抛物线,且该抛物线的焦点到直线x =m 的距离为4,则m 的值为( ) A.5B.-3或5C.-2或6D.6解析 抛物线y 2=4x 的焦点为F (1,0),它与直线x =m 的距离为d =|m -1|=4,∴m=-3或5.答案B5.(2019·北京海淀区检测)设抛物线y2=8x上一点P到y轴的距离是4,则点P到该抛物线焦点的距离是()A.4B.6C.8D.12解析如图所示,抛物线的准线l的方程为x=-2,F是抛物线的焦点,过点P 作P A⊥y轴,垂足是A,延长P A交直线l于点B,则|AB|=2.由于点P到y轴的距离为4,则点P到准线l的距离|PB|=4+2=6,所以点P到焦点的距离|PF|=|PB|=6.故选B.答案B6.(2019·宁波调研)已知抛物线方程为y2=8x,若过点Q(-2,0)的直线l与抛物线有公共点,则直线l的斜率的取值范围是________.解析设直线l的方程为y=k(x+2),代入抛物线方程,消去y整理得k2x2+(4k2-8)x+4k2=0,当k=0时,显然满足题意;当k≠0时,Δ=(4k2-8)2-4k2·4k2=64(1-k2)≥0,解得-1≤k<0或0<k≤1,因此k的取值范围是[-1,1].答案[-1,1]考点一抛物线的定义及应用【例1】(1)(2019·厦门外国语模拟)已知抛物线x2=2y的焦点为F,其上有两点A(x1,y1),B(x2,y2)满足|AF|-|BF|=2,则y1+x21-y2-x22=()A.4B.6C.8D.10(2)若抛物线y2=4x的准线为l,P是抛物线上任意一点,则P到准线l的距离与P到直线3x+4y+7=0的距离之和的最小值是()A.2B.135 C.145 D.3解析 (1)由抛物线定义知|AF |=y 1+12,|BF |=y 2+12,∴|AF |-|BF |=y 1-y 2=2,又知x 21=2y 1,x 22=2y 2,∴x 21-x 22=2(y 1-y 2)=4,∴y 1+x 21-y 2-x 22=(y 1-y 2)+(x 21-x 22)=2+4=6.(2)由抛物线定义可知点P 到准线l 的距离等于点P 到焦点F 的距离,由抛物线y 2=4x 及直线方程3x +4y +7=0可得直线与抛物线相离,∴点P 到准线l 的距离与点P 到直线3x +4y +7=0的距离之和的最小值为点F (1,0)到直线3x +4y +7=0的距离,即|3+7|32+42=2. 答案 (1)B (2)A规律方法 应用抛物线定义的两个关键点(1)由抛物线定义,把抛物线上点到焦点距离与到准线距离相互转化.(2)注意灵活运用抛物线上一点P (x 0,y 0)到焦点F 的距离|PF |=|x 0|+p2或|PF |=|y 0|+p 2.【训练1】 (1)动圆过点(1,0),且与直线x =-1相切,则动圆的圆心的轨迹方程为__________.(2)(2017·全国Ⅱ卷)已知F 是抛物线C :y 2=8x 的焦点,M 是C 上一点,FM 的延长线交y 轴于点N .若M 为FN 的中点,则|FN |=________.解析 (1)设动圆的圆心坐标为(x ,y ),则圆心到点(1,0)的距离与到直线x =-1的距离相等,根据抛物线的定义易知动圆的圆心的轨迹方程为y 2=4x .(2)如图,不妨设点M 位于第一象限内,抛物线C 的准线交x 轴于点A ,过点M 作准线的垂线,垂足为点B ,交y 轴于点P ,∴PM ∥OF .由题意知,F (2,0),|FO |=|AO |=2. ∵点M 为FN 的中点,PM ∥OF ,∴|MP |=12|FO |=1. 又|BP |=|AO |=2, ∴|MB |=|MP |+|BP |=3.由抛物线的定义知|MF |=|MB |=3,故|FN |=2|MF |=6. 答案 (1)y 2=4x (2)6考点二 抛物线的标准方程及其性质【例2】 (1)(2018·晋城模拟)抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,其准线l 与x 轴交于点A ,点M 在抛物线C 上,当|MA ||MF |=2时,△AMF 的面积为( ) A.1B. 2C.2D.22(2)已知圆C 1:x 2+(y -2)2=4,抛物线C 2:y 2=2px (p >0),C 1与C 2相交于A ,B 两点,且|AB |=855,则抛物线C 2的方程为( )A.y 2=85xB.y 2=165xC.y 2=325xD.y 2=645x 解析 (1)过M 作MP 垂直于准线,垂足为P , 则|MA ||MF |=2=|MA ||MP |=1cos ∠AMP ,则cos ∠AMP =22,又0°<∠MAP <180°, 则∠AMP =45°,此时△AMP 是等腰直角三角形, 设M (m ,4m ),由|MP |=|MA |,得|m +1|=4m , 解得m =1,M (1,2),所以△AMF 的面积为12×2×2=2. (2)由题意,知直线AB 必过原点, 则设AB 的方程为y =kx (易知k >0), 圆心C 1(0,2)到直线AB 的距离d =|-2|k 2+1=22-⎝ ⎛⎭⎪⎫4552=255,解得k =2,由⎩⎨⎧y =2x ,x 2+(y -2)2=4得⎩⎨⎧x =0,y =0或⎩⎪⎨⎪⎧x =85,y =165,把⎝ ⎛⎭⎪⎫85,165代入抛物线方程, 得⎝ ⎛⎭⎪⎫1652=2p ·85,解得p =165, 所以抛物线C 2的方程为y 2=325x . 答案 (1)C (2)C规律方法 1.求抛物线标准方程的常用方法是待定系数法,其关键是判断焦点位置、开口方向,在方程的类型已经确定的前提下,由于标准方程只有一个参数p ,只需一个条件就可以确定抛物线的标准方程.2.在解决与抛物线的性质有关的问题时,要注意利用几何图形的形象、直观的特点来解题,特别是涉及焦点、顶点、准线的问题更是如此.【训练2】 (1)如图,过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线交抛物线于点A ,B ,交其准线l 于点C ,若|BC |=2|BF |,且|AF |=3,则此抛物线的方程为________.(2)(2019·济宁调研)已知点A (3,0),过抛物线y 2=4x 上一点P 的直线与直线x =-1垂直相交于点B ,若|PB |=|P A |,则P 的横坐标为( ) A.1B.32C.2D.52解析 (1)设A ,B 在准线上的射影分别为A 1,B 1, 由于|BC |=2|BF |=2|BB 1|,则直线的斜率为3, 故|AC |=2|AA 1|=6,从而|BF |=1,|AB |=4,故p |AA 1|=|CF ||AC |=12,即p =32,从而抛物线的方程为y 2=3x .(2)由抛物线定义知:|PB |=|PF |,又|PB |=|P A |,所以|P A |=|PF |,所以x P =x A +x F2=2(△PF A 为等腰三角形). 答案 (1)y 2=3x (2)C考点三 直线与抛物线的综合问题【例3】 (2019·武汉调研)已知抛物线C :x 2=2py (p >0)和定点M (0,1),设过点M 的动直线交抛物线C 于A ,B 两点,抛物线C 在A ,B 处的切线交点为N . (1)若N 在以AB 为直径的圆上,求p 的值; (2)若△ABN 面积的最小值为4,求抛物线C 的方程. 解 (1)可设AB :y =kx +1,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 将AB 的方程代入抛物线C ,得x 2-2pkx -2p =0,显然方程有两不等实根, 则x 1+x 2=2pk ,x 1x 2=-2p .① 又x 2=2py 得y ′=xp ,则A ,B 处的切线斜率乘积为x 1x 2p 2=-2p =-1, 则有p =2.(2)设切线AN 为y =x 1p x +b ,又切点A 在抛物线y =x 22p 上,∴y 1=x 212p ,∴b =x 212p -x 21p =-x 212p ,切线AN 的方程为y AN =x 1p x -x 212p ,同理切线BN 的方程为y BN =x 2p x -x 222p . 又∵N 在y AN 和y BN 上,∴⎩⎪⎨⎪⎧y =x 1p x -x 212p ,y =x 2p x -x 222p,解得N ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,x 1x 22p .∴N (pk ,-1). |AB |=1+k 2|x 2-x 1|=1+k 24p 2k 2+8p , 点N 到直线AB 的距离d =|kx N +1-y N |1+k 2=|pk 2+2|1+k 2,S △ABN =12·|AB |·d =p (pk 2+2)3≥22p , ∴22p =4,∴p =2, 故抛物线C 的方程为x 2=4y .规律方法 1.有关直线与抛物线的弦长问题,要注意直线是否过抛物线的焦点.若过抛物线的焦点,可直接使用公式|AB |=x 1+x 2+p ,若不过焦点,则必须用一般弦长公式.2.涉及抛物线的弦长、中点、距离等相关问题时,一般利用根与系数的关系采用“设而不求”、“整体代入”等解法.提醒:涉及弦的中点、斜率时一般用“点差法”求解.【训练3】 (2017·全国Ⅰ卷)已知F 为抛物线C :y 2=4x 的焦点,过F 作两条互相垂直的直线l 1,l 2,直线l 1与C 交于A ,B 两点,直线l 2与C 交于D ,E 两点,则|AB |+|DE |的最小值为( ) A.16B.14C.12D.10解析 抛物线C :y 2=4x 的焦点为F (1,0),由题意可知l 1,l 2的斜率存在且不为0.不妨设直线l 1的斜率为k ,则l 2直线的斜率为-1k ,故l 1:y =k (x -1),l 2:y =-1k (x -1).由⎩⎨⎧y 2=4x ,y =k (x -1),消去y 得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),∴x 1+x 2=2k 2+4k 2=2+4k 2, 由抛物线定义可知,|AB |=x 1+x 2+2=4+4k 2. 同理得|DE |=4+4k 2,∴|AB |+|DE |=8+4k 2+4k 2≥8+216=16. 当且仅当1k 2=k 2,即k =±1时取等号. 故|AB |+|DE |的最小值为16. 答案 A[思维升华]1.抛物线定义的实质可归结为“一动三定”:一个动点M ,一个定点F (抛物线的焦点),一条定直线l (抛物线的准线),一个定值1(抛物线的离心率).2.抛物线的焦点弦:设过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点的直线与抛物线交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则:(1)y 1y 2=-p 2,x 1x 2=p 24;(2)若直线AB 的倾斜角为θ,则|AB |=2psin 2θ;|AB |=x 1+x 2+p ; (3)若F 为抛物线焦点,则有1|AF |+1|BF |=2p . [易错防范]1.认真区分四种形式的标准方程(1)区分y =ax 2(a ≠0)与y 2=2px (p >0),前者不是抛物线的标准方程.(2)求标准方程要先确定形式,必要时要进行分类讨论,标准方程有时可设为y 2=mx 或x 2=my (m ≠0).2.直线与抛物线结合的问题,不要忘记验证判别式.数学抽象——活用抛物线焦点弦的四个结论1.数学抽象素养水平表现为能够在关联的情境中抽象出一般的数学概念和规则,能够将已知数学命题推广到更一般情形.本课时中研究直线方程时常用到直线系方程就是其具体表现之一.2.设AB 是过抛物线y 2=2px (p >0)焦点F 的弦, 若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则 (1)x 1·x 2=p 24. (2)y 1·y 2=-p 2.(3)|AB |=x 1+x 2+p =2psin 2α(α是直线AB 的倾斜角). (4)1|AF |+1|BF |=2p 为定值(F 是抛物线的焦点).【例1】 过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线l 与抛物线交于A ,B 两点,若|AF |=2|BF |,则|AB |等于( ) A.4B.92C.5D.6[一般解法]易知直线l 的斜率存在,设为k ,则其方程为y =k (x -1). 由⎩⎨⎧y =k (x -1),y 2=4x得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0,得x A ·x B =1,①因为|AF |=2|BF |,由抛物线的定义得x A +1=2(x B +1), 即x A =2x B +1,②由①②解得x A =2,x B =12, 所以|AB |=|AF |+|BF |=x A +x B +p =92.[应用结论]法一 由对称性不妨设点A 在x 轴的上方,如图设A ,B 在准线上的射影分别为D ,C ,作BE ⊥AD 于E ,设|BF |=m ,直线l 的倾斜角为θ, 则|AB |=3m ,由抛物线的定义知 |AD |=|AF |=2m ,|BC |=|BF |=m ,所以cos θ=|AE ||AB |=13,所以tan θ=2 2.则sin 2θ=8cos 2θ,∴sin 2θ=89.又y 2=4x ,知2p =4,故利用弦长公式|AB |=2p sin 2θ=92.法二 因为|AF |=2|BF |,1|AF |+1|BF |=12|BF |+1|BF |=32|BF |=2p =1, 解得|BF |=32,|AF |=3,故|AB |=|AF |+|BF |=92. 答案 B【例2】 设F 为抛物线C :y 2=3x 的焦点,过F 且倾斜角为30°的直线交C 于A ,B 两点,O 为坐标原点,则△OAB 的面积为( ) A.334B.938C.6332D.94[一般解法]由已知得焦点坐标为F ⎝ ⎛⎭⎪⎫34,0,因此直线AB 的方程为y =33⎝ ⎛⎭⎪⎫x -34,即4x -43y -3=0.与抛物线方程联立,化简得4y 2-123y -9=0, 故|y A -y B |=(y A +y B )2-4y A y B =6.因此S△OAB =12|OF||y A-y B|=12×34×6=94.[应用结论]由2p=3,及|AB|=2p sin2α得|AB|=2psin2α=3sin230°=12.原点到直线AB的距离d=|OF|·sin 30°=3 8,故S△AOB =12|AB|·d=12×12×38=94.答案D【例3】(2019·益阳、湘潭调研)如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若F是AC的中点,且|AF|=4,则线段AB的长为()A.5B.6C.163 D.203[一般解法]如图,设l与x轴交于点M,过点A作AD⊥l交l于点D,由抛物线的定义知,|AD|=|AF|=4,由F是AC的中点,知|AD|=2|MF|=2p,所以2p=4,解得p=2,所以抛物线的方程为y2=4x.设A(x1,y1),B(x2,y2),则|AF|=x1+p2=x1+1=4,所以x1=3,可得y1=23,所以A(3,23),又F(1,0),所以直线AF的斜率k=233-1=3,所以直线AF 的方程为y=3(x-1),代入抛物线方程y2=4x得3x2-10x+3=0,所以x1+x2=103,|AB |=x 1+x 2+p =163.故选C.[应用结论]法一 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则|AF |=x 1+p 2=x 1+1=4,所以x 1=3,又x 1x 2=p 24=1,所以x 2=13,所以|AB |=x 1+x 2+p =3+13+2=163.法二 因为1|AF |+1|BF |=2p ,|AF |=4,所以|BF |=43,所以|AB |=|AF |+|BF |=4+43=163.答案 C三、课后练习1.抛物线y 2=8x 的焦点为F ,设A ,B 是抛物线上的两个动点,|AF |+|BF |=233|AB |,则∠AFB 的最大值为( )A.π3B.3π4C.5π6D.2π3解析 设|AF |=m ,|BF |=n ,∵|AF |+|BF |=233|AB |,∴233|AB |≥2mn ,∴mn ≤13|AB |2,在△AFB 中,由余弦定理得cos ∠AFB =m 2+n 2-|AB |22mn =(m +n )2-2mn -|AB |22mn =13|AB |2-2mn 2mn ≥-12,∴∠AFB 的最大值为2π3. 答案 D2.(2019·武汉模拟)过点P (2,-1)作抛物线x 2=4y 的两条切线,切点分别为A ,B ,P A ,PB 分别交x 轴于E ,F 两点,O 为坐标原点,则△PEF 与△OAB 的面积之比为( )A.32B.33C.12D.34解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则点A ,B 处的切线方程为x 1x =2(y +y 1),x 2x =2(y +y 2),所以E ⎝ ⎛⎭⎪⎫2y 1x 1,0,F ⎝ ⎛⎭⎪⎫2y 2x 2,0,即E ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 12,0,F ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 22,0,因为这两条切线都过点P (2,-1),则⎩⎨⎧2x 1=2(-1+y 1),2x 2=2(-1+y 2),所以l AB :x =-1+y ,即l AB 过定点(0,1),则S △PEF S OAB=12×1×⎪⎪⎪⎪⎪⎪x 12-x 2212×1×|x 1-x 2|=12. 答案 C3.已知抛物线方程为y 2=-4x ,直线l 的方程为2x +y -4=0,在抛物线上有一动点A ,点A 到y 轴的距离为m ,到直线l 的距离为n ,则m +n 的最小值为________.解析 如图,过A 作AH ⊥l ,AN 垂直于抛物线的准线,则|AH |+|AN |=m +n +1,连接AF ,则|AF |+|AH |=m +n +1,由平面几何知识,知当A ,F ,H 三点共线时,|AF |+|AH |=m +n +1取得最小值,最小值为F 到直线l 的距离,即65=655,即m +n 的最小值为655-1.答案655-14.(2019·泉州一模)在平面直角坐标系xOy 中,抛物线C :x 2=2py (p >0)的焦点为F ,点A 在C 上,若|AO |=|AF |=32.(1)求抛物线C 的方程;(2)设直线l 与C 交于P ,Q ,若线段PQ 的中点的纵坐标为1,求△OPQ 的面积的最大值.解 (1)因为点A 在C 上,|AO |=|AF |=32,所以点A 的纵坐标为p 4,所以p 4+p 2=32,所以p =2,所以C 的方程为x 2=4y .(2)由题意知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为y =kx +b (b ≥0),代入抛物线方程,可得x 2-4kx-4b =0.设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),则x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4b ,所以y 1+y 2=4k 2+2b , 因为线段PQ 的中点的纵坐标为1,所以2k 2+b =1,即2k 2=1-b ≥0,所以0<b ≤1,S △OPQ =12b |x 1-x 2|=12b (x 1+x 2)2-4x 1x 2=12b 16k 2+16b =b 2+2b =2·b 3+b 2(0<b ≤1),设y =b 3+b 2,y ′=3b 2+2b >0,函数单调递增,所以b =1时,△OPQ 的面积最大,最大值为2.5.已知点A (0,2),抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,射线F A 与抛物线C 相交于点M ,与其准线相交于点N ,若|FM ||MN |=55,则p 的值等于( ) A.14 B.2 C.4 D.8解析 过点M 作抛物线的准线的垂线,垂足为点M ′,则易得|MM ′|=|MF |,所以cos ∠NMM ′=|MM ′||MN |=|MF ||MN |=55,则k AM =-tan ∠NMM ′=-1-cos 2∠NMM ′cos 2∠NMM ′=-2,则直线AM 的方程为y -2=-2x ,令y =0得抛物线的焦点坐标F (1,0),则p =2×1=2,故选B.答案 B。
抛物线的性质数学知识点抛物线的性质数学知识点在我们平凡的学生生涯里,大家都背过不少知识点,肯定对知识点非常熟悉吧!知识点也可以理解为考试时会涉及到的知识,也就是大纲的分支。
相信很多人都在为知识点发愁,以下是店铺精心整理的抛物线的性质数学知识点,希望对大家有所帮助。
关于抛物线的几个重要结论:(1)弦长公式同椭圆.(2)对于抛物线y2=2px(p>0),我们有P(x0,y0)在抛物线内部P(x0,y0)在抛物线外部(3)抛物线y2=2px上的点P(x1,y1)的切线方程是抛物线y2=2px(p>,高二;0)的斜率为k的切线方程是y=kx+(4)抛物线y2=2px外一点P(x0,y0)的切点弦方程是(5)过抛物线y2=2px上两点的两条切线交于点M(x0,y0),则(6)自抛物线外一点P作两条切线,切点为A,B,若焦点为F, 又若切线PA⊥PB,则AB必过抛物线焦点F.利用抛物线的几何性质解题的方法:根据抛物线定义得出抛物线一个非常重要的几何性质:抛物线上的点到焦点的距离等于到准线的距离.利用抛物线的几何性质,可以进行求值、图形的判断及有关证明.抛物线中定点问题的解决方法:在高考中一般以填空题或选择题的形式考查抛物线的定义、标准方程以及几何性质等基础知识,在解答题中常常将解析几何中的'方法、技巧与思想集于一身,与其他圆锥曲线或其他章节的内容相结合,考查综合分析问题的能力,而与抛物线有关的定值及最值问题是一个很好的切人点,充分利用点在抛物线上及抛物线方程的特点是解决此类题型的关键,在求最值时经常运用基本不等式、判别式以及转化为函数最值等方法。
利用焦点弦求值:利用抛物线及焦半径的定义,结合焦点弦的表示,进行有关的计算或求值。
抛物线中的几何证明方法:利用抛物线的定义及几何性质、焦点弦等进行有关的几何证明是抛物线中的一种常见题型,证明时注意利用好图形,并做好转化代换。
术语解释准线、焦点:抛物线是平面内到一定点和到一条不过此点的定直线的距离相等的点的轨迹。
初中抛物线知识点总结一、基本概念1. 抛物线的定义:抛物线是一个平面曲线,它具有和直线对称的性质。
抛物线上的每个点到焦点的距离和到直线的距离相等。
2. 抛物线的方程:一般式为y=ax^2+bx+c,其中a≠0。
3. 抛物线的焦点和直线的关系:抛物线的焦点到直线的距离与焦点到抛物线上的点的距离相等。
二、抛物线的性质1. 定义域和值域:抛物线的定义域为实数集,值域为从最小值开始一直到无穷大。
2. 对称性:抛物线关于y轴对称,焦点关于抛物线的对称轴垂直于x轴的直线对称。
3. 最值点:抛物线的最小值为其顶点的纵坐标,最大值为无穷大。
4. 平行于坐标轴:抛物线在y轴上的交点称为焦点,x轴上的交点称为零点。
三、抛物线的常见类型1. 向上开口的抛物线:当a>0时,抛物线向上开口,顶点为最小值点。
2. 向下开口的抛物线:当a<0时,抛物线向下开口,顶点为最大值点。
3. 零点不相等的抛物线:当b^2-4ac>0时,抛物线零点不相等。
4. 零点相等的抛物线:当b^2-4ac=0时,抛物线零点相等。
5. 零点虚数的抛物线:当b^2-4ac<0时,抛物线零点为虚数。
四、抛物线的应用1. 物体的抛射运动:当物体以一定的初速度和角度抛出时,其运动轨迹为抛物线。
2. 抛物线天花板:在建筑设计中,由于抛物线的稳定性和美观性,抛物线作为天花板的设计元素被广泛应用。
3. 抛物线反射面镜:抛物线反射面镜是一种能够将光线聚焦并反射的镜子,适用于太阳能发电和望远镜等领域。
4. 抛物线型的道路设计:道路设计中经常会用到抛物线的形状,在坡度和曲线的设计中有广泛应用。
五、常见问题分析1. 已知抛物线的焦点和顶点,求抛物线的方程。
解法:由于抛物线的顶点坐标为(x0, y0),焦点坐标为(x1, y1),则抛物线的方程为(y-y0)=a(x-x0)^2,带入焦点坐标可求得a的值,从而确定抛物线的方程。
2. 已知抛物线的方程,求抛物线的焦点和顶点坐标。
抛物线性质的概念抛物线是一种代数曲线,定义为平面上所有点到一个固定点(焦点)与到一条固定线(准线)的距离之比等于一个常数(离心率)。
抛物线具有许多重要的性质,如对称性、焦准关系、切线、拱高、焦距、方程等,这些性质在几何和物理学中有广泛的应用。
下面将详细介绍抛物线的性质。
1. 对称性:抛物线固定线(准线)是对称轴,焦点是对称轴上的一个点,抛物线关于对称轴对称。
这意味着对于任意点P(x, y)在抛物线上,点P关于对称轴的对称点也在抛物线上。
抛物线的对称性质有助于解决一些几何问题。
2. 焦准关系:抛物线上的任意一点P到焦点F的距离与这点P到准线的距离的比值是一个常数(离心率),用e表示。
即PF/PL = e。
焦准关系是抛物线最重要的性质之一,它用于构造抛物线方程。
3. 切线:抛物线上的切线与准线垂直。
如果在抛物线上选取一点P,则该点P处的切线与准线的交点为准线上该点的垂足。
4. 拱高:抛物线固定线(准线)的中垂线与抛物线的焦点相交于抛物线的顶点,该点也是抛物线的最高点,称为拱高。
抛物线的拱高是该曲线在垂直方向上的最大值。
5. 焦距:焦距是焦点到抛物线固定线(准线)的距离。
对于抛物线来说,焦距等于离心率的两倍。
6. 方程:抛物线的一般方程形式为y = ax^2 + bx + c,其中a、b、c为常数。
根据焦准关系,当抛物线的焦点在y轴上时,焦点坐标为(0, p),准线方程为y = -p,此时抛物线的方程为y^2 = 4px。
当抛物线的焦点不在y轴上时,需要通过平移来求得抛物线的方程。
7. 焦点到顶点的距离:焦点到抛物线顶点的距离等于拱高的两倍。
由此可得,当已知拱高和焦准关系中的焦点到准线的距离时,可以计算出焦准关系中离心率的值。
8. 离心率:抛物线的离心率是一个常数,用e表示。
离心率等于焦点到准线的距离与焦点到顶点的距离的比值。
离心率描述了抛物线的形状,当离心率小于1时,抛物线开口朝下;当离心率大于1时,抛物线开口朝上;当离心率等于1时,抛物线是一个特殊的圆锥曲线,称为拋物线。
抛物线的性质数学知识点在我们平凡的学生生涯里,大家都背过不少知识点,肯定对知识点非常熟悉吧!知识点也可以理解为考试时会涉及到的知识,也就是大纲的分支。
相信很多人都在为知识点发愁,以下是店铺精心整理的抛物线的性质数学知识点,希望对大家有所帮助。
关于抛物线的几个重要结论:(1)弦长公式同椭圆.(2)对于抛物线y2=2px(p>0),我们有P(x0,y0)在抛物线内部P(x0,y0)在抛物线外部(3)抛物线y2=2px上的点P(x1,y1)的切线方程是抛物线y2=2px(p>,高二;0)的斜率为k的切线方程是y=kx+(4)抛物线y2=2px外一点P(x0,y0)的切点弦方程是(5)过抛物线y2=2px上两点的两条切线交于点M(x0,y0),则(6)自抛物线外一点P作两条切线,切点为A,B,若焦点为F, 又若切线PA⊥PB,则AB必过抛物线焦点F.利用抛物线的几何性质解题的方法:根据抛物线定义得出抛物线一个非常重要的几何性质:抛物线上的点到焦点的距离等于到准线的距离.利用抛物线的几何性质,可以进行求值、图形的判断及有关证明.抛物线中定点问题的解决方法:在高考中一般以填空题或选择题的形式考查抛物线的定义、标准方程以及几何性质等基础知识,在解答题中常常将解析几何中的方法、技巧与思想集于一身,与其他圆锥曲线或其他章节的内容相结合,考查综合分析问题的能力,而与抛物线有关的定值及最值问题是一个很好的切人点,充分利用点在抛物线上及抛物线方程的特点是解决此类题型的关键,在求最值时经常运用基本不等式、判别式以及转化为函数最值等方法。
利用焦点弦求值:利用抛物线及焦半径的定义,结合焦点弦的表示,进行有关的计算或求值。
抛物线中的几何证明方法:利用抛物线的'定义及几何性质、焦点弦等进行有关的几何证明是抛物线中的一种常见题型,证明时注意利用好图形,并做好转化代换。
术语解释准线、焦点:抛物线是平面内到一定点和到一条不过此点的定直线的距离相等的点的轨迹。
高一抛物线知识点总结高一数学学科中,抛物线是一个重要的知识点。
它在生活和科学中有着广泛的应用,掌握它的相关知识将对学生未来的学习产生积极的影响。
本文将从抛物线的定义、性质、方程、焦点等方面进行总结。
一、抛物线的定义抛物线是平面上一点P到一条定直线(称为准线)L的距离等于其与准线上一点F的距离的平方。
在平面直角坐标系中,它可以通过平面直角坐标系中的坐标点(x, y)的方程y=ax²+bx+c来表示。
其中,a为抛物线开口朝上或朝下的特征因数,b为抛物线的抬高或压低程度,c为抛物线与y轴交点的纵坐标。
二、抛物线的性质1. 关于对称轴的对称性:抛物线是关于其对称轴线的对称图形。
对称轴与抛物线的方程有关,可根据方程的形式得出抛物线的对称轴。
2. 零点和二次函数:抛物线的零点是函数y=ax²+bx+c的根。
用一元二次方程求根的方法可以求解抛物线的零点。
3. 分类和特殊情况:抛物线可以分为开口向上和开口向下两种情况。
当a>0时,抛物线开口向上;当a<0时,抛物线开口向下。
同时,当抛物线与x轴相交时,y=0,可解得x的两个值,从而计算抛物线与x轴的交点。
4. 极值点和拐点:对于开口向上的抛物线,其顶点是一个极小值点;对于开口向下的抛物线,其顶点是一个极大值点。
拐点则是坐标轴以外的抛物线上一个点,其切线方向突然变化。
三、抛物线的方程抛物线的方程有一般式和标准式两种形式。
一般式方程是y=ax²+bx+c,其中a、b、c是常数。
标准式方程则是y=a(x-h)²+k,其中(h, k)是抛物线顶点的坐标。
四、抛物线的焦点焦点是抛物线的一个重要概念,使用焦点可以帮助我们确定抛物线的形状。
焦点到抛物线的定义:平面上任意一点P到焦点F的距离与到准线L的距离之比等于常数e(0<e<1)。
在抛物线上每一点P都有这样的性质。
焦点与a的大小有关,即e=1/4a。
通过以上的总结,我们可以看到抛物线不仅仅是数学中的一个概念和形状,还有着丰富的数学性质和应用价值。
抛物线的简单性质【学习目标】 1.知识与技能:掌握抛物线的范围、对称性、定点、焦点、准线、离心率、顶点、通径,理解2p 和e 的几何意义,初步学习利用方程研究 曲线性质的方法.2.过程与方法:通过曲线的方程来研究曲线性质的方法,让学生体会数形结合的思想、方程思想及转化的思想在研究和解决问题中的应用.3.情感态度与价值观:通过自主探究、交流合作使学生亲身体验研究的艰辛,感受知识的发生发展过程,力求使学生获得符合时代要求的“双基”【要点梳理】要点一:抛物线标准方程2(0)2y =px p >的几何性质1. 对称性观察图象,不难发现,抛物线y 2=2px (p >0)关于..x .轴对称...,我们把抛物线的对称轴叫做抛物线的轴.抛物线只有一条对称轴........ 2. 范围抛物线y 2=2px (p >0)在y 轴的右侧,开口向右,这条抛物线上的任意一点M 的坐标(x ,y )的横坐标满足不等式x .≥0..;当x 的值增大时,|y |也增大,这说明抛物线向右上方和右下方无限延伸.抛物线是无界曲线.3. 顶点抛物线和它轴的交点叫做抛物线的顶点.抛物线的顶点坐标是坐标原点....(0,0). 4. 离心率抛物线上的点M 到焦点的距离和它到准线的距离的比,叫做抛物线的离心率.用e 表示,e .=1... 5. 通径通过抛物线的焦点且垂直于对称轴的直线被抛物线所截得的线段叫做抛物线的通径.因为通过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点而垂直于x 轴的直线与抛物线两交点的坐标分别为,2p p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,2p p ⎛⎫- ⎪⎝⎭,所以抛物线的通径长为....2.p ..这就是抛物线标准方程中2p 的一种几何意义.另一方面,由通径的定义我们还可以看出,p 刻画了抛物线开口的大小,p 值越大,开口越宽;p 值越小,开口越窄.6. 焦半径抛物线上任意一点M 与抛物线焦点F 的连线段,叫做抛物线的焦半径 焦半径公式:抛物线22(0)y px p =>,0022p pPF x x =+=+;抛物线22(0)y px p =->,0022p pPF x x =-=-; 抛物线22(0)x py p =>,0022p pPF y y =+=+; 抛物线22(0)x py p =->,0022p pPF y y =-=-. 7. 焦点弦定义:过焦点的直线割抛物线所成的相交弦.设过抛物线22(0)y px p =>焦点的直线交抛物线于A 、B 两点,设1122(,)(,)A x y B x y , 焦点弦公式:焦点弦 12()AB p x x =++; 同理: 若抛物线为22(0)y px p =->,则12()AB p x x =-+; 若抛物线为22(0)x py p =>, 则12()AB p y y =++; 若抛物线为22(0)x py p =->,则12()AB p y y =-+. 有关性质: ①124px x =和212y y p =-. 2()22p y k x y px⎧=-⎪⎨⎪=⎩2220p y y p k ⇒--=和22222(2)04k p k x k p p x -++=212y y p ⇒=-和124x x ②若已知过焦点的直线倾斜角θ,则22sin pAB θ=;当θ=900时,|AB |的最小值等于2p ,这时的弦叫抛物线的通径.(过焦点且垂直于对称轴的相交弦).③以AB 为直径的圆必与准线l 相切.④焦点F 对A 、B 在准线上射影的张角为90︒.⑤112AF BF p+=. 要点诠释:(1)抛物线只位于半个坐标平面内,虽然它可以无限延伸,但没有渐进线; (2)抛物线只有一条对称轴,没有对称中心; (3)抛物线只有一个顶点、一个焦点、一条准线; (4)抛物线的离心率是确定的,为1. 要点二:抛物线标准方程几何性质的对比图形标准方程 y 2=2px (p >0) y 2=-2px (p >0) x 2=2py (p >0) x 2=-2py (p >0)顶点 O (0,0)范围 x ≥0,y R ∈x ≤0,y R ∈y ≥0,x R ∈y ≤0,x R ∈ 对称轴 x 轴y 轴焦点 ,02p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,02p F ⎛⎫- ⎪⎝⎭0,2p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭0,2p F ⎛⎫- ⎪⎝⎭离心率 e =1准线方程 2px =-2p x = 2p y =-2p y = 焦半径 0||2p MF x =+ 0||2pMF x =- 0||2p MF y =+0||2pMF y =-要点诠释:(1)与椭圆、双曲线不同,抛物线只有一个焦点、一个顶点、一条对称轴,一条准线;(2)标准方程中的参数p 的几何意义是指焦点到准线的距离;p >0恰恰说明定义中的焦点F 不在准线l 上这一隐含条件;参数p 的几何意义在解题时常常用到,特别是具体的标准方程中应找到相当于p 的值,才易于确定焦点坐标和准线方程.要点三:直线和抛物线的位置关系 1. 点和抛物线的位置关系将点P (x 0,y 0)代入抛物线y 2=2px (p >0):若2020y px ->,则点在抛物线外; 若202=0y px -,点在抛物线上; 若2020y px -<,则点在抛物线内.2. 直线和抛物线的位置关系有三种:相交、相切、相离.将直线方程和抛物线方程联立,消元转化为关于x (或y 的)方程组:Ax 2+Bx +C =0(或Ay 2+By +C =0),其中A ,B ,C 为常数若A =0,则直线和抛物线相交(直线与抛物线的对称轴平行),有一个交点; 若A ≠0,计算判别式2=4B AC ∆ :若0∆>,则直线和抛物线相交(有两个交点);若=0∆,则直线和抛物线相切(有一个交点); 若=0∆,则直线和抛物线相离(无交点); 2. 判断直线和抛物线位置关系的操作程序:要点诠释:(1)在判断直线和抛物线位置关系时,不要忽略直线和抛物线的对称轴平行的情况; (2)若直线和抛物线相交于点()111,P x y ,()222,P x y ,则相交弦的弦长()()22212121212||1|1+4PP k x x k x x x x ⎡⎤=+-+-⎣⎦或()2121212122211||1|14(0)PP y y y y y y k k k ⎛⎫⎡⎤=+-=++-≠ ⎪⎣⎦⎝⎭. 要点四:抛物线的光学性质过抛物线上一点可以作一条切线,过切点所作垂直于切线的直线叫做抛物线在这点的法线. 抛物线的法线有一条重要性质:经过抛物线上一点作一直线平行于抛物线的轴,那么经过这一点的法线平分这条直线和这点与焦点连线的夹角.如图.抛物线的这一性质在技术上有着广泛的应用.例如,在光学上,如果把光源放在抛物镜的焦点F 处,射出的光线经过抛物镜的反射,变成了平行光线,汽车前灯、探照灯、手电筒就是利用这个光学性质设计的.反过来,也可以把射来的平行光线集中于焦点处,太阳灶就是利用这个原理设计的【典型例题】类型一:抛物线的几何性质【高清课堂:双曲线的方程 358821例1】 例1. (1)写出抛物线214y x =的焦点坐标、准线方程; (2)已知抛物线的焦点为(0,2),F -写出其标准方程;(3)已知抛物线的焦点在x 轴的正半轴上,且焦点到准线的距离为3,求抛物线的标准方程、焦点坐标和准线方程. x y 平行于轴法线切线O【解析】(1)抛物线214y x =的标准方程为24x y =,因为2p =4,所以焦点坐标为(0,1),准线方程为1y =-.(2)因为抛物线的焦点在y 轴的负半轴上,且2p=2,所以4p =,从而所求抛物线的标准方程为28x y =-. (3)由已知得3p =,所以所求抛物线标准方程为26y x =,焦点坐标为3(,0)2,准线方程为32x =-.【总结升华】讨论抛物线的方程和几何性质时要注意抛物线的焦点轴和几何量,,22pp p 的 区别与联系.举一反三:【变式】已知抛物线的标准方程是26y x =,求它的焦点坐标和准线方程【答案】因为p =3,所以焦点坐标是3(,0)2准线方程是32x =-例2. 求满足下列条件的抛物线的标准方程,并求对应抛物线的准线方程: (1)过点(-3,2); (2)焦点在直线x -2y -4=0上【解析】(1)设所求的抛物线方程为y 2=-2px 或x 2=2py (p >0), ∵过点(-3,2), ∴4=-2p (-3)或9=2p ·2 ∴p =32或p =49∴所求的抛物线方程为y 2=-34x 或x 2=29y ,前者的准线方程是x =31,后者的准线方程是y =-89(2)令x =0得y =-2,令y =0得x =4, ∴抛物线的焦点为(4,0)或(0,-2) 当焦点为(4,0)时,2p=4, ∴p =8,此时抛物线方程y 2=16x ; 焦点为(0,-2)时,2p=2, ∴p =4,此时抛物线方程为x 2=-8y∴所求的抛物线的方程为y 2=16x 或x 2=-8y , 对应的准线方程分别是x =-4,y =2 【总结升华】① 过抛物线y 2=2px 的焦点F 的弦AB 长的最小值为2p② 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)是抛物线y 2=2px 上的两点, 则AB 过F 的充要条件是y 1y 2=-p 2 ③ 设A , B 是抛物线y 2=2px 上的两点,O 为原点, 则OA ⊥OB 的充要条件是直线AB 恒过定点 (2p ,0).举一反三:【变式】已知抛物线y 2=4x 的内接三角形OAB 的一个顶点O 在原点,三边上的高都过焦点,求三角形OAB 的外接圆的方程.【解析】 ∵△OAB 的三个顶点都在抛物线上,且三条高都过焦点, ∴AB ⊥x 轴,故A 、B 关于x 轴对称,设A 211(,)4y y ,则B 211(,)4y y -,又F (1,0),由OA ⊥BF 得,解得21y =20, ∴A,B (5,-),因外接圆过原点,且圆心在x 轴上,故可设方程为:x 2+y 2+Dx =0, 把A 点坐标代入得D =-9, 故所求圆的方程为x 2+y 2-9x =0.类型二:直线和抛物线的位置关系例3. 已知抛物线的方程为2=4y x ,直线l 过定点(-2,1)P ,斜率为k ,k 为何值时,直线l 与抛物线2=4y x : (1)只有一个公共点;(2)两个公共点;(3)没有公共点?【思路点拨】先定数,在定量:画出草图,确定与抛物线有一个、两个、没有公共点的直线条数;再设出直线l 的方程,与抛物线方程联立,消元,判断一元一次方程或一元二次方程解的个数,从而确定k 的值. 【解析】设直线l 的方程为:()12y k x -=+,联立()2124.y k x y x ⎧-=+⎪⎨=⎪⎩,, 整理得24840ky y k ++= ①.当k =0时,方程①有一个解,此时直线l 方程为y =1,与抛物线有一个公共点; 当k 0≠时,方程①为一元二次方程,判别式()2=1621k k ∆+ , 当0∆>,即112k <<时,方程①有2个不同的解,所以此时直线l 与抛物线有2个公共点; 当=0∆,即1k = 或12k <时,方程①有1个解,所以此时直线l 与抛物线有1个公共点; 当0∆<,即<1k 或12k >时,方程①有没有解,所以此时直线l 与抛物线有没有公共点; 综上所述,当k =0或1k = 或12k <时,直线l 与抛物线只有1个公共点; 当112k <<时,直线l 与抛物线有2个公共点; 当<1k 或12k >时,直线l 与抛物线有没有公共点. 如图:【总结升华】直线与抛物线有一个公共点的情况有两种情形:一种是直线平行于抛物线的对称轴;另一种是直线与抛物线相切.【变式1】求过定点P (0,1)且与抛物线 22y x =只有一个公共点的直线的方程. 【答案】x =0 或 y =1 或11.2y x =+ 【变式2】当k 为何值时,直线y = kx +1与抛物线24y x = (1)相交; (2)相切; (3)相离?【解析】由方程组214.y kx y x =+⎧⎨=⎩,消去 y ,并整理得22(24)10k x k x +-+=.(i )当 k =0 时,直线方程为y =1,与抛物线交于一点;(ii )当k ≠ 0时,该方程是一元二次方程,22(24)416(1)k k k ∆=--=-:(1)当0∆>,即1k <时,直线和抛物线相交(有2个交点). (2)当0∆=,即1k =时,直线和抛物线相切. (1)当0∆<,即1k >时,直线和抛物线相离.综上所述,当k <1时直线和抛物线相交且k =0时交于一点;,当k =1时,直线和抛物线相切,当k >1时直线和抛物线相离.类型三:焦点弦和焦半径例4. 斜率为1的直线经过抛物线24y x =的焦点,与抛物线相交于两点A 、B ,求焦点弦长AB 的长. 【解析】方法一:由抛物线的标准方程可知,抛物线焦点的坐标为F (1,0), 所以直线AB 的方程为01(1)y x -=⋅-,即1y x =-, ① 将方程①代入抛物线方程24y x =,化简得2610x x -+=, 解这个方程,得132x =+232x =-, 将1322x =+,2322x =-代入方程①中,得122y =+2222y =-,即A (322+222+,B (322-222-,∴22||(42)(42)8AB =+=.方法二:由抛物线的定义可知,|AF |=AD |=1x +1, |BF |=|B C|=2x +1, 于是|AB |=|AF +|BF |=1x +2x +2. 在方法一中得到方程2610x x -+=后,根据根与系数的关系可以直接得到 1x +2x =6, 于是立即可以求出|AB |=6+2=8.方法三:抛物线24y x =中24p =,直线的倾斜角为4π 所以焦点弦长224==81sin 2p AB θ=. 【总结升华】求抛物线弦长的一般方法: ①用直线方程和抛物线方程列方程组;②消元化为一元二次方程后,应用韦达定理,求根与系数的关系式,而不要求出根,代入弦长公式()()22212121212||1|1+4PP k x x k x x x x ⎡⎤=+-+-⎣⎦特别地,若弦过焦点,即为焦点弦则据定义转化为|AB | = x 1+x 2 +p 或|AB | =y 1+y 2+p .结合②中的关系式可求解.体现了转化思想.【变式1】已知AB 为抛物线y 2=2px (p >0)的焦点弦,若|AB |=m ,则AB 中点的横坐标为__________. 【解析】AQ ⊥BQ ,P 为Rt △AQB 斜边中点,∴|PQ |=||22AB m =. 设AB 中点的横坐标为x 0,则|P Q|=x 0+2p. ∴x 0+2p =2m , 得x 0=2m p -.所以AB 中点的横坐标为2m p-. 【变式2】求抛物线22y px =的焦点弦长的最小值.【解析】设焦点弦所在直线的倾角为θ,则直线AB 的方程为:cos sin ()2py x θθ=-,设1122(,),(,)A x y B x y ,由2cos sin ()22p y x y pxθθ⎧=-⎪⎨⎪=⎩得:222222sin (2cos sin )sin 04p x p x θθθθ-++= 22122(2cos sin )sin p x x θθθ+∴+=112AB AF BF x x p ∴=+=++2222(2cos 2sin )2sin sin p pθθθθ+==当2sin 1θ=,即2πθ=时,AB 取最小值2p .。