二次函数中的焦点与准线问题
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抛物线公式抛物线是一种二次函数的图像,在数学中应用广泛。
其公式可以用一种简单的形式表示,能够准确描述抛物线的形状和特征。
一、抛物线的定义和形状抛物线是一个平面曲线,是由一个定点(焦点)和一个定直线(准线)确定的。
抛物线的形状呈现对称性,两侧的曲线相对称。
准线是抛物线的对称轴,焦点离准线的距离相等。
二、抛物线的一般方程抛物线的一般方程是y=ax^2+bx+c,其中a、b、c是实数且a≠0。
这个方程中,a与抛物线的开口方向和开口大小有关,b与抛物线的位置有关,c与抛物线的纵向平移有关。
三、抛物线的顶点坐标抛物线的顶点坐标可以通过顶点公式求得。
顶点公式为x=-b/2a,y=c-b^2/4a。
根据顶点公式,我们可以直接得到抛物线的顶点坐标,从而能够确定抛物线的位置和形状。
四、抛物线的焦点与准线抛物线的焦点是抛物线最重要的特征之一。
焦点与顶点的纵坐标相等,横坐标为焦点公式x=-b/2a计算得到的值。
准线与抛物线的距离叫做焦距,焦距的大小与a有关。
五、抛物线的对称性抛物线呈现对称性。
准线是抛物线的对称轴,从准线出发的射线经过抛物线后与准线相交,交点与焦点连线垂直。
六、抛物线的图像和实际应用抛物线的图像在数学和物理中有广泛的应用。
例如,在物理中,抛物线可用来描述抛体运动的轨迹;在工程中,抛物线可用来建造拱桥和拱顶等结构。
七、抛物线和其他二次曲线的关系抛物线是二次曲线的一种,与其他二次曲线(如椭圆和双曲线)相比,抛物线的形状更加简单和特殊。
另外,在数学中,抛物线还可以通过平移、旋转和缩放等操作,与其他曲线进行变换。
八、抛物线公式的推导抛物线公式可以通过解二次方程的方式推导得到。
首先,我们可以根据已知条件得到抛物线的顶点坐标,然后将顶点坐标带入一般方程中,得到a、b、c的值,进而得到抛物线的具体方程公式。
九、抛物线的性质抛物线具有一些重要的性质,比如切线与准线平行,切线法线斜率的倒数等。
这些性质在实际问题中有很大的应用价值,能够帮助我们更好地理解和应用抛物线。
数学物理教案:抛物线的性质与应用一、抛物线的性质实践教案1.1 抛物线的定义与基本性质抛物线是二次函数的图像,具有特殊的几何性质和应用价值。
在数学中,我们常用一般式方程 y=ax^2+bx+c (其中a≠0 )来描述抛物线。
在这个教案中,我们将重点探讨抛物线的性质与应用。
首先,我们来介绍抛物线的基本性质。
抛物线的对称轴与 x 轴平行,方程形式为 x= -b/2a。
对称轴上的点称为抛物线的顶点,也是对称中心。
通过点对称性,可以得出抛物线关于顶点对称。
抛物线在顶点处取得最值,当 a>0 时,最小值为 -D/4a;当 a<0 时,最大值为 -D/4a。
其中 D=b^2 - 4ac 称为方程的判别式。
抛物线的开口方向由 a 的正负决定,当 a>0 时,抛物线开口向上;当 a<0 时,抛物线开口向下。
1.2 抛物线的性质之焦点与准线接下来,我们将讨论抛物线的焦点和准线。
对于给定的抛物线,焦点F(p, q)是位于对称轴上的一个点,满足距离的性质:焦点到抛物线上任意一点的距离等于焦点到准线上的相应点的距离。
准线是过焦点 F 且垂直于对称轴的一条直线,其方程为 y=-(D/4a)。
我们可以利用这一性质来确定焦点的坐标,通过解方程组将焦点的坐标表示为(p, q)=(-b/2a, -D/4a)。
二、抛物线的应用实践教案2.1 抛物线的应用之物体运动轨迹抛物线不仅在数学领域有重要性质,而且在物理学中也具有广泛的应用。
抛物线可用于描述和分析物体在自由落体或斜抛运动中的轨迹。
在物理学中,我们知道自由落体运动是指只受重力作用的运动。
当一个物体以初速度 v₀进行向下抛掷时,其运动轨迹可以用抛物线来描述。
根据抛物线的性质,我们可以计算物体的最高点、最大高度以及落地点等重要信息。
2.2 抛物线的应用之天体运动除了物体运动轨迹外,抛物线还可以用于描述天体的运动。
在天文学中,行星、卫星和彗星等天体在星际空间中的运动轨迹往往呈现出抛物线形状。
二次函数典型题解题技巧一有关角1、已知抛物线2y ax bx c =++的图象与x 轴交于A 、B 两点点A 在点B 的左边,与y 轴交于点(0C ,3),过点C 作x 轴的平行线与抛物线交于点D ,抛物线的顶点为M ,直线5y x =+经过D 、M 两点.(1) 求此抛物线的解析式;2连接AM 、AC 、BC ,试比较MAB ∠和ACB ∠的大小,并说明你的理由.思路点拨:对于第1问,需要注意的是CD 和x 轴平行过点C 作x 轴的平行线与抛物线交于点D对于第2问,比较角的大小a 、 如果是特殊角,也就是我们能分别计算出这两个角的大小,那么他们之间的大小关系就清楚了b 、 如果这两个角可以转化成某个三角形的一个外角和一个不相邻的内角,那么大小关系就确定了c 、 如果稍难一点,这两个角转化成某个三角形的两个内角,根据大边对大角来判断角的大小d 、 除了上述情况外,那只有可能两个角相等,那么证明角相等的方法我们学过什么呢,全等三角形、相似三角形和简单三角函数,从这个题来看,很明显没有全等三角形,剩下的就是相似三角形和简单三角函数了,其实简单三角函数证明角相等和相似三角形证明角相等的本质是一样的,都是对应边的比相等e 、 可能还有人会问,这么想我不习惯,太复杂了,那么我再说一个最简单的方法,如何快速的找出题目的结论问题,在本题中,需要用到的点只有M 、C 、A 、B 这四个点,而这四个点的坐标是很容易求出来的,那么请你把这四个点规范的在直角坐标系内标出来,再用量角器去量这两个角大大小,你就能得出结论了,得出结论以后你再看d 这一条解:1∵CD ∥x 轴且点C0,3,∴设点D 的坐标为x,3 .∵直线y= x+5经过D 点,∴3= x+5.∴x=-2.即点D -2,3 .根据抛物线的对称性,设顶点的坐标为M -1,y,又∵直线y= x+5经过M 点,∴y =-1+5,y =4.即M -1,4.∴设抛物线的解析式为2(1)4y a x =++. ∵点C0,3在抛物线上,∴a=-1.即抛物线的解析式为223y x x =--+.…………3分 2作BP ⊥AC 于点P,MN ⊥AB 于点N .由1中抛物线223y x x =--+可得 点A -3,0,B1,0,∴AB=4,AO=CO=3,AC=32. ∴∠PAB =45°.∵∠ABP=45°,∴PA=PB=22.∴PC=AC -PA=2.在Rt △BPC 中,tan ∠BCP=PBPC =2.在Rt △ANM 中,∵M-1,4,∴MN=4.∴AN=2.tan ∠NAM=MN AN =2.∴∠BCP =∠NAM .即∠ACB =∠MAB .后记:对于几何题来说,因为组成平面图形的最基本的元素就是线段和角圆分开再说,所以几何的证明无非就是线段之间的关系,角之间的关系,在二次函数综合题里,我主张首先要想到的是利用角之间的关系来解题,其次才是利用线段之间的关系来解题,除非你很快就能看出利用线段之间的关系来解题很简单,因为在直角坐标系里要求两点之间的距离是很麻烦的,尤其是不知道某个点的确切坐标时,那么这个题给了我们一个如果判断角之间关系的基本思路2、如图,抛物线两点轴交于与B A x bx ax y ,32-+=,与y 轴交于点C ,且OA OC OB 3==.I 求抛物线的解析式;II 探究坐标轴上是否存在点P ,使得以点C A P ,,为顶点的三角形为直角三角形若存在,求出P 点坐标,若不存在,请说明理由;III 直线131+-=x y 交y 轴于D 点,E 为抛物线顶点.若α=∠DBC ,βαβ-=∠求,CBE 的值.思路点拨:II 问题的关键是直角,已知的是AC 边,那么AC 边可能为直角边,可能为斜边,当AC 为斜边的时,可知P 点是已AC 为直径的圆与坐标轴的交点,且不能与A 、C 重合,明显只有O 点;当AC 为直角边时,又有两种情况,即A 、C 分别为直角顶点,这时候我们要知道无论是A 或者C 为直角顶点,总有一个锐角等于∠OCA 或Rt △PAC 和Rt △OAC 相似,利用这点就可以求出OP 的长度了III 从题目的已知条件看,除了∠ABC=45°外没有知道其他角的度数,那么这两个角要么全是特殊角30°,45°,60°,90°,在这种情况下,他们的差才有可能不是特殊的角,很明显,这两个角不是特殊角,那只有一种可能在没有学反三角函数的前提下,就是他们的差是特殊角,再联系到∠ABC=45°,可知,这两个角的差就是45°,那么我们需要证明的就是∠ABD=∠CBE,再想想上一题所说的,就明白是利用相似三角形来证明了,即证明△BCE 是一个直角三角形且与△BAD 相似解:I ()3,032--+=点轴交与抛物线C y bx ax y ,且OA OC OB 3==.())0,3(,0,1B A -∴.代入32-+=bx ax y ,得 {{12030339=-==--=-+∴a b b a b a322--=∴x x yII ①当190,PAC ∠=︒时可证AO P 1∆∽ACO ∆ 31tan tan 11=∠=∠∆∴ACO AO P AO P Rt 中,.)31,0(1P ∴②同理: 如图当)0,9(9022P CA P 时,︒=∠③当)0,0(9033P A CP 时,︒=∠综上,坐标轴上存在三个点P ,使得以点C A P ,,为顶点的三角形为直角三角形,分别是)31,0(1P )0,9(2P ,)0,0(3P . III ()1,0,131D x y 得由+-=.()4,1322---=E x x y ,得顶点由. ∴52,2,23===BE CE BC .为直角三角形BCE BE ∆∴=+,CE BC 222.31tan ==∴CB CE β. 又31tan ==∠∆∴OB OD DBO DOB Rt 中.β∠=∠∴DBO . ︒=∠=∠-∠=∠-∠45OBC DBO αβα.二线段最值问题引子:初中阶段学过的有关线段最小值的有两点之间线段最短和垂线段最短,无论是两点之间选段最短还是垂线段最短,它们的本质就是要线段首尾相接,或者说线段要有公共端点,如果我们公共端点,我们要想办法把它们构造成有公共端点来解决;有关线段最大值的问题,学过的有三角形三边之间的关系,两边之差小于第三边,我们可以利用这个来求第三边的最大值,还有稍微难一点的就是利用二次函数及其自变量取值范围来求最大值3、抛物线()20y ax bx c a =++≠交x 轴于A 、B 两点,交y 轴于点C,已知抛物线的对称轴为直线x = -1,B1,0,C0,-3.⑴ 求二次函数()20y ax bx c a =++≠的解析式;⑵ 在抛物线对称轴上是否存在一点P,使点P 到A 、C 两点距离之差最大 若存在,求出点P 坐标;若不存在,请说明理由.思路点拨:点P 到A 、C 两点距离之差最大,即求|PA -PC|的最大值,因P 点在对称轴上,有PA=PB,也就是求|PB -PC|,到了这儿,易知当P 点是BC 所在直线与对称轴的交点,易知最大值就是线段BC 的长;具体解题过程略4、研究发现,二次函数2ax y =0≠a 图象上任何一点到定点0,a 41和到定直线ay 41-=的距离相等.我们把定点0,a 41叫做抛物线2ax y =的焦点,定直线ay 41-=叫做抛物线2ax y =的准线.1写出函数241x y =图象的焦点坐标和准线方程; 2等边三角形OAB 的三个顶点都在二次函数241x y =图象上,O 为坐标原点, 求等边三角形的边长;3M 为抛物线241x y =上的一个动点,F 为抛物线241x y =的焦点,P1,3 为定点,求MP+MF 的最小值.思路点拨:2因△OAB 是等边三角形,易知AB 平行于X 轴,且∠AOB=60°,知OA 、OB 于y 轴的夹角等于30°,利用这点容易求出三角形的边长3由题目可知MF 的长度等于M 点到直线y=-1的距离,那么MP+MF 就是P 点到达抛物线上某一点再到y=-1上某一点的距离和,易知最小值就是过P 点做y=-1的垂线段的长 解:1焦点坐标为0,1, 准线方程是1-=y ;2设等边ΔOAB 的边长为x,则AD=x 21,OD=x 23. 故A 点的坐标为x 21,x 23. 把A 点坐标代入函数241x y =,得 2)21(4123x x ⋅=, 解得0=x 舍去,或38=x .∴ 等边三角形的边长为38.3如图,过M 作准线1-=y 的垂线,垂足为N,则MN=MF.过P 作准线1-=y 的垂线PQ,垂足为Q,当M 运动到PQ 与抛物线交点位置时,MP+MF 最小,最小值为PQ=4. 5、思路点拨:2要求AE 和AM 的长,对于求线段的长度我们学过的是勾股定理,相似三角形和简单三角函数,从题目可知OA 和OE 的长以及E 点到x 轴的距离,我们作EG ⊥x 轴,垂足为G,那么容易求出OG 的长,从而求出AE 的长;要求AM 的长,先做OK ⊥AE,垂足为K,要求AM 的长,首先我们利用已知的OA 的长和∠EAO 的函数值来求出AK 和OK 的长,利用OK 的长和三角形OMN 是等边三角形求出MK 和NK 的长,AM 的长也就知道了3这个是著名的费马点的问题,第2问给了我们提示,我们可以猜想当P 点在什么位置时,PA+PB+PO 才能取最小值,P 点应该在线段AE 上,至于具体的位置我们还不知道,我们就在线段AE 上任取一点P,把PA 、PB 、PO 连起来,要取最小值,那么这三条线段应该首尾相接,我们应该能想到它们首尾相接后的位置就是AE 所在直线,这时P 点应该和在△OAB 内的M 点重合,PA 的长就是AM 的长,m 的最小值就是AE 的长答案详见前段时间发过的从近近几年北京中考模拟及中考压轴题谈起额外讲解一个与二次函数无关的有关线段最值的问题6、2009年中考第25题如图,在平面直角坐标系xOy 中,△ABC 三个顶点的坐标分别为A -6,0,B 6,0,C 0,43,延长AC 到点D ,使AC CD 21=,过D 点作DE ∥AB 交BC 的延长线于点E . 1求D 点的坐标;2作C 点关于直线DE 的对称点F ,分别连结DF 、EF ,若过B 点的直线y =kx +b 将四边形CDFE 分成周长相等的两个四边形,确定此直线的解析式;3设G 为y 轴上一点,点P 从直线y =kx +b 与y 轴的交点出发,先沿y 轴到达G 点,再沿GA 到达A 点.若P 点在y 轴上运动的速度是它在直线GA 上运动速度的2倍,试确定G 点的位置,使P 点按照上述要求到达A 点所用的时间最短. 要求:简述确定G 点位置的方法,但不要求证明思路点拨:3首先要把速度转化成路程,也就是线段的长度,直线与y 轴的交点假设为M,则OM=63,设P 点在y 轴上的速度为2v,那么在GA 上的速度为v,P 点到达A 点所用的时间为,要使时间最短,也就是求AG+GM/2的最小值,那么我们要把它转化成我们熟悉的两条线段的和,因为∠BMO=30°,GM/2也就是G 点到BM 的距离,我们作GK ⊥BM,垂足为K,问题转化成求GA+GM 的最小值,易知,A 、G 、M 必须共线且垂直BM,所以G 点就是过A 点作BM 的垂线与y 轴的交点解:1∵A -6,0,C 0,43,∴OA =6,OC =43.设DE 与y 轴交于点M .由DE ∥AB 可得△DMC ∽△AOC .又AC CD 21=,21===∴CA CD CO CM OA MD . ∴CM =23,MD =3.同理可得EM =3.∴OM =63.∴D 点的坐标为3,63.2由1可得点M 的坐标为0,63.由DE∥AB,EM=MD,可得y轴所在直线是线段ED的垂直平分线.∴点C关于直线DE的对称点F在y轴上.∴ED与CF互相垂直平分.∴CD=DF=FE=EC.∴四边形CDFE为菱形,且点M为其对称中心.作直线BM.设BM与CD、EF分别交于点S、点T.可证△FTM≌△CSM.∴FT=CS.∵FE=CD,∴TE=SD.∵EC=DF,∴TE+EC+CS+ST=SD+DF+FT+TS.∴直线BM将四边形CDFE分成周长相等的两个四边形.由点B6,0,点M0,63在直线y=kx+b上,可得直线BM的解析式为y=-3x+63.第25题答图3确定G点位置的方法:过A点作AH⊥BM于点H,则AH与y轴的交点为所求的G点.由OB=6,OM=63,可得∠OBM=60°.∴∠BAH=30°.在Rt△OAG中,OG=AO·tan∠BAH=23.∴G点的坐标为0,23.或G点的位置为线段OC的中点三平移对称旋转问题引子:平移问题以前讲过了,现在重点将对称旋转问题我们知道a,b关于x轴对称的点的坐标为a,-b,关于y轴对称的点的坐标为-a,b,关于原点对称的点的坐标为-a,-b,关于直线x=m的对称点为2m-a,b,关于直线y=n的对称点为a,2n-b,关于点m,n的对称点为2m-a,2n-b任意两点x1,y1和x2,y2的中点为对于抛物线关于x轴、y轴、x=a、y=b的对称抛物线,应该都会了吧,现在重点讲解抛物线关于某点m,n的对称抛物线解析式其他平移、关于直线对称都可以用这个方法解决,为了方便,选取抛物线的顶点式来证明例:对于一个抛物线y=ax-h2+ka≠0来说,坐标为x,y的所有点都在他的图像上,关于m,n的对称点为2m-x,2n-y,那么坐标为2m-x,2n-y都在抛物线关于m,n对称的抛物线上,我们把2m-x,2n-y代入y=ax-h2+ka≠0就可以得到它关于m,n对称的抛物线的解析式为2n-y=a2m-x-h2+k,变形为y=-ax-2m+h2+2n-k现在利用待定系数法来验证这个方法是否正确首先y=ax-h2+ka≠0和它关于点m,n的对称的抛物线的开口大小是一样的,所以二次项系数的绝对值是相同的,由于关于点对称,开口方向是相反的,故二次项系数互为相反数;其次原抛物线与对称抛物线的顶点是关于m,n对称的,原抛物线的顶点为h,k,它关于m,n的对称点的坐标为2m-h,2n-k,那么对称抛物线的解析式可以写成y=-ax-2m+h2+2n-k,和利用上述方法所得结果一致7、已知抛物线C1:y=ax2-2amx+am2+2m+1a>0,m>1的顶点为A,抛物线C2的对称轴是y轴,顶点为B,且抛物线C1和C2关于P1,3成中心对称(1)用含m的代数式表示抛物线C1的顶点坐标(2)求m的值和抛物线C2的解析式(3)设抛物线C2与x正半轴的交点是C,当△ABC为等腰三角形时,求a的值思路点拨:1很多人一看到求抛物线的顶点,习惯使用顶点的坐标公式来求,如果你熟悉因式分解和抛物线的顶点公式是如何得到的,那么这个题明显利用配方更容易得到顶点坐标,y=ax -m2+2m+1,故顶点坐标为m,2m+1(2)C1和C2关于点对称,利用上述方法容易求出C2的解析式和顶点坐标,易知m=2详解过程略。
二次函数和反比例函数的知识点一、二次函数的知识点(600字)1. 二次函数的定义:二次函数是指形如f(x) = ax² + bx + c的函数,其中a、b、c是给定的常数,且a≠0。
2.二次函数的图像:二次函数的图像是一条开口向上或向下的抛物线。
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:二次函数的顶点坐标可以通过公式x=-b/(2a)得到。
即在二次函数的图像中,顶点的横坐标为减去b再除以2a,纵坐标为代入这个横坐标后的函数值。
4.抛物线的对称轴:二次函数的对称轴是过顶点的直线,其方程可以表示为x=-b/(2a)。
5.抛物线的焦点和准线:二次函数的焦点和准线与二次函数的系数a有关。
当a>0时,抛物线有焦点且焦点在开口的上方,准线在抛物线下方;当a<0时,抛物线有焦点且焦点在开口的下方,准线在抛物线上方。
6. 零点和交点:二次函数的零点是使得f(x) = 0的解,可以通过求解ax²+bx+c=0的二次方程来得到。
交点是抛物线与x轴或y轴相交的点。
7. 判别式与二次函数的性质:判别式D = b²-4ac可以用来判断二次方程ax²+bx+c=0的解的性质。
当D>0时,方程有两个不相等的实数解;D=0时,方程有两个相等的实数解;D<0时,方程没有实数解。
8. 二次函数的不等式:对于二次函数f(x) = ax² + bx + c,可以通过将f(x)关于x的表达式移到一边,得到ax²+bx+c>0或ax²+bx+c<0的二次不等式。
二、反比例函数的知识点(600字)1.反比例函数的定义:反比例函数是指形如f(x)=k/x的函数,其中k是一个常数,且k≠0。
也称为倒数函数。
2.反比例函数的图像:反比例函数的图像是一条经过原点的曲线,其特点是随着自变量x的增大,函数值f(x)单调递减。
人教版八年级数学下册二次函数知识点总结本文将对人教版八年级数学下册二次函数知识点进行总结。
主要内容如下:一、二次函数的定义和性质1. 定义:二次函数是形如 y = ax^2 + bx + c (a≠0)的函数,其中 a、b、c 是常数,a 称为二次函数的系数。
2. 基本性质:- 二次函数的图象为抛物线,开口方向由 a 的正负确定。
- 抛物线的顶点坐标为 (-b/2a, f(-b/2a))。
- 当 a > 0 时,抛物线开口朝上;当 a < 0 时,抛物线开口朝下。
- 当a ≠ 0 时,抛物线的对称轴方程为 x = -b/2a。
二、二次函数的图象1. 抛物线与对称轴:- 抛物线关于对称轴对称。
- 对称轴方程为 x = -b/2a。
2. 抛物线的顶点:- 抛物线的顶点坐标为 (-b/2a, f(-b/2a))。
3. 抛物线的焦点与准线:- 抛物线的焦点为 (p, q),其中 p = -b/2a 且 q = c - b^2/4a。
- 抛物线的准线为 y = q。
4. 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。
三、二次函数的判别式和根的情况1. 判别式 D = b^2 - 4ac:- 若 D > 0,则二次函数有两个不相等的实根。
- 若 D = 0,则二次函数有两个相等的实根。
- 若 D < 0,则二次函数没有实根。
2. 根的情况:- 当 D > 0 时,二次函数的两个根分别为 x1 = (-b + √D) / (2a) 和x2 = (-b - √D) / (2a)。
- 当 D = 0 时,二次函数的解为 x = -b / (2a)。
- 当 D < 0 时,二次函数没有实根。
四、二次函数的应用1. 二次函数在物理学、经济学等领域有广泛的应用,例如:- 抛射运动的轨迹方程。
- 成本函数、收入函数等的建模。
- 其他需要模拟抛物线等曲线的问题。
二次函数中的焦点与准线问题1.(2015年福建泉州)抛物线y=x2上任意一点到点(0,1)的距离与到直线y=﹣1的距离相等,你可以利用这一性质解决问题.问题解决如图,在平面直角坐标系中,直线y=kx+1与y轴交于C点,与函数y=x2的图象交于A,B两点,分别过A,B两点作直线y=﹣1的垂线,交于E,F两点.(1)写出点C的坐标,并说明∠ECF=90°;(2)在△PEF中,M为EF中点,P为动点.①求证:PE2+PF2=2(PM2+EM2);②已知PE=PF=3,以EF为一条对角线作平行四边形CEDF,若1<PD<2,试求CP的取值范围.2.(2014年湖北咸宁) 如图1,P(m,n)是抛物线214xy=-上任意一点,l是过点(0,2-)且与x轴平行的直线,过点P作直线PH⊥l,垂足为H.【探究】(1)填空:当m=0时,OP=,PH=;当m=4时,OP=,PH=;【证明】(2)对任意m,n,猜想OP 与PH的大小关系,并证明你的猜想.【应用】(3)如图2,已知线段AB=6,端点A,B在抛物线214xy=-上滑动,求A,B两点到直线l的距离之和的最小值.(第23题图1) (第23题图2)3. (2013•南宁)如图,抛物线y=ax 2+c (a ≠0)经过C (2,0),D (0,﹣1)两点,并与直线y=kx 交于A 、B 两点,直线l 过点E (0,﹣2)且平行于x 轴,过A 、B 两点分别作直线l 的垂线,垂足分别为点M 、N . (1)求此抛物线的解析式; (2)求证:AO=AM ; (3)探究:①当k=0时,直线y=kx 与x 轴重合,求出此时的值;②试说明无论k 取何值,的值都等于同一个常数.4.(2015·四川资阳)已知直线y=kx+b (k ≠0)过点F (0,1),与抛物线y =14x 2相交于B 、C 两点.(1)如图13-1,当点C 的横坐标为1时,求直线BC 的解析式;(2)在(1)的条件下,点M 是直线BC 上一动点,过点M 作y 轴的平行线,与抛物线交于点D ,是否存在这样的点M ,使得以M 、D 、O 、F 为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)如图13-2,设,B m n ()(m <0),过点01E (,)的直线l ∥x 轴,BR ⊥l 于R ,CS ⊥l于S ,连接FR 、FS .试判断△RFS 的形状,并说明理由.5.抛物线y =14x 2+x+m 的顶点在直线y=x+3上,过点F (-2,2)的直线交该抛物线于点M ,N 两点(点M 在点N 的左边),MA ⊥x 轴于点A ,NB ⊥x 轴于点B.(1)先通过配方求抛物线的顶点坐标(坐标可用含m 的代数式表示),再求m 的值; (2)设点N 的横坐标为a,试用含a 的代数式表示点N 的纵坐标,并说明NF=NB ;。
二次函数压轴基本结构和解题方法一、线1、线段与距离 (1)改“斜”归正已知:A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),直线AB :y =kx +b ,AB ⊥BC 水平线段:AC =|x 1−x 2| 铅垂线段:AC =|y 1−y 2|斜线段: AB =√(x 1−x 2)2+(y 1−y 2)2=√k 2+1|x 1−x 2|(2)点到直线距离公式:d =PH =|km +b −n|√k 2+1(3)于涵定理 一般位置:条件:直线AB 交抛物线(二次项系数为a )于AB 两点,铅垂线PQ 交抛物线于P ,交直线AB 于P ,AE ⊥PQ ,BF ⊥PQ 结论:①PQ =|a|∙AE ∙BF ;S △PAB =12PQ ∙(AE +BF )=12|a |∙AE ∙BF ∙(AE +BF )=12|a (x A −x P )(x P −x B )(x A −x B )|特殊位置① 若AB 为水平直线: PQ =|a|∙AQ ∙BQ ② 若AB 为水平直线,且AP ⊥BP : PQ =1|a|(PQ =|a|∙AQ ∙BQ ,且PQ 2=AQ ∙BQ )③ 若AB 为水平直线,且P 为抛物线顶点(类似于圆中的垂径结构)AB =√4PQ|a|④ 若AB 为x 轴,且P 为抛物线顶点:AB =√∆|a|(4)焦点准线焦点准线的定义:将抛物线的顶点向上/下平移14|a|个单位,就得到焦点和准线的位置。
焦点:F(−b2a ,14a);准线:直线y=−14a条件:点P是抛物线上任意一点,过P点的直线(非铅垂线)与抛物线有位移公共点(“切线”),与对称轴交于S,与过顶点的水平线交于A,PM⊥准线于M;PQ过焦点F,过P、Q 的切线交于T结论:①PF=PM,DE=DF②PF=FS③FA⊥PS,PA=SA④当直线PQ绕焦点F转动时候,T点在准线上移动(阿基米德三角形特殊情况)⑤TP⊥TQ,TM=TN⑥以MN为直径的圆切PQ于F,以PQ为直径的圆切MN于T准线2、平行“弦”条件:AB//CD//l P结论:x A+x B=x C+x D=2x P变式一:若CE和DF为铅垂线,则AE=BF变式二:若将抛物线向下平移交直线AB于E、F,则AE=BF变式三:将抛物线沿着PQ方向平移,若AB//PQ,则AB=EF,AE=BF3、线段相等和比值(1)左右对称(纵向角平分线)特殊情况:条件:P为抛物线(顶点为M)对称轴上一点,过P点的直线PA交抛物线于C,过C作水平直线BC交抛物线于B点,连接AB交对称轴于Q,连接PB交抛物线于D;结论:①k PA+k PB=0;②PM=QM一般情况:条件:过抛物线内一点T作铅垂、水平直线,交抛物线于M、B、C,在铅垂线上取一点P,连接PC交抛物线于A,连接AB交铅垂线于Q结论:TBTC =QMPM(2)上下对称条件:水平直线与抛物线交于P、Q两点,直线PA、PB分别交抛物线于A、B,且∠APQ=∠BPQ,连接AB,过Q点的直线作抛物线的切线。
第12讲 二次函数焦点与准线知识导航抛物线的定义:我们把平面内与一个定点F 和一条直线l (l 不经过点F)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(高中选修2-1,P65)【例1】(1)如图,抛物线221x y =的焦点F(0,21),准线l 的解析式为21-=y ,求证:抛物线221x y =上任意一点P 到点F 的距离等于它到直线l 的距离,即PF=PH.(2)已知点M(2,3),F(0,21),点P(m ,n)为抛物线221x y =上一动点,则用含m 的式子表示PF= ;PF+PM 的最小值是 .练:如图,在平面直角坐标系中,A(0,2),点P 是抛物线1412+=x y 上一动点。
(1)过点P 作PB⊥x 轴于点B ,求证:PA=PB ;(2)若点C(2,5),连PA ,PC ,PA+PC 是否存在最小值?如果存在,求点P 的坐标;若不存在, 说明理由.【例2】如图。
抛物线21212-=x y 与x 轴交于A 、B 两点(A 在B 的左侧),点P 是抛物线上一动点(不包括A 、B),PM⊥x 轴于点M.点P 的横坐标为t.(1)若,11<<-t 求证:OP+PM 为定值,并求出该值. (2)若1-<t 或,1>t 求证:OP-PM 为定值,并求出该值.练:如图,点P 为抛物线21212-=x y 上一动点,PH⊥x 轴于点H ,连OP. (1)当点P 在第一象限的抛物线上时,求PO=PH 的值; (2)当点P 在第四象限的抛物线上时,求PO+PH 的值.【例3】将抛物线C 1:34412+-=)(x y 先向左平移4个单位,再向下平移2个单位,得到抛物线C 2。
(1)直接写出抛物线C 2的解析式;(2)如图1,y 轴上是否存在定点F ,使得抛物线C 2上任意一点P 到x 轴的距离与PF 的长总相等?若存在,求出点F 的坐标;(3)如图2,D 为抛物线C 1的顶点,P 为抛物线C 2上任意一点,过点P 作PH⊥x 轴于点H ,连接DP ,求PH+PD 的最小值及此时点P 的坐标.图1 图2练:如图1,P(m ,n)是抛物线1412-=x y 上任意一点,是过点(0,-2)且与x 轴平行的直线,过点P 作直线PH⊥l 于点H.(1)填空:当m=0时,OP= ; PH= ;当m=4时,OP= ;PH= .(2)对任意点P,猜想OP 与PH 的大小关系,并证明你的猜想;(3)如图2,若A 、B 是抛物线1412-=x y 上的两个动点且AB=6,求A 、B 两点到直线l 的距离之和的最小值.图1 图2【例4】如图1,在以O 为原点的平面直角坐标系中,抛物线c bx x y ++=241与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于点C(0,-1).连接AC.AO=2CO,直线l .过点G(0,t)且平行于x 轴,t<-1. (1)求抛物线方程; (2)①若D(4,-m)为抛物线c bx x y ++=241上一定点,点D 到直线l 的距离记为d,当d=DO 时, 求t 的值;○2若D 为抛物线上c bx x y ++=241一动点,点D 到①中的直线l 的距离与OD 的长是否恒相等, 说明理由;(3)如图2,若E 、F 为上述抛物线上的两个动点,且EF=8,线段EF 的中点为M ,求点M 纵坐标的最小值.图1 图2练:如图,过点F(0,1)的直线b kx y +=与抛物线241x y =交于M(11,y x )和N(22,y x )两点 (其中0,021><x x ). (1)求21x x ⋅的值.(2)分别过M ,N 作直线l :1-=y 的垂线,垂足分别是M 1,N 1,连接FM 1,FN 1,判断△M 1FN 1的形 状,并证明你的结论.练:如图,在平面直角坐标系中,A(0,2),点P 为抛物线1412+=x y 上的一点.直线)(0>=k kx y 交抛物线于点D ,P ,连接AP ,AD ,若AP=2AD ,求k 的值.。
抛物线练习题抛物线是二次函数的图像,它在数学中有着重要的应用。
本文将为您提供一些抛物线的练习题,帮助您更好地理解和应用抛物线的概念。
练习题一:抛物线的标准方程已知抛物线的顶点坐标为(2,3),经过点(1,0)。
求该抛物线的标准方程。
解答:由于已知抛物线的顶点坐标为(2,3),则抛物线的标准方程可以表示为:y = a(x - 2)^2 + 3又因为抛物线经过点(1,0),将该点代入方程中可得:0 = a(1 - 2)^2 + 30 = a + 3a = -3所以,该抛物线的标准方程为:y = -3(x - 2)^2 + 3练习题二:抛物线的焦点和准线已知抛物线的顶点坐标为(0,0),焦点为(2,0)。
求该抛物线的准线方程。
由于已知抛物线的顶点坐标为(0,0),准线方程可以表示为:y = -p又因为抛物线的焦点坐标为(2,0),代入焦准距离公式可得:p = 2所以,该抛物线的准线方程为:y = -2练习题三:抛物线的对称轴给定抛物线的焦点坐标为(3,0),顶点坐标为(1,2)。
求该抛物线的对称轴方程。
解答:由于已知抛物线的焦点坐标为(3,0),顶点坐标为(1,2),对称轴方程可以表示为:x = h其中,抛物线的对称轴与焦点的x坐标相等,所以对称轴方程为:x = 3练习题四:抛物线的焦点和顶点已知抛物线的焦点坐标为(0,1),顶点坐标为(1,4)。
求该抛物线的准线方程。
由于已知抛物线的焦点坐标为(0,1),顶点坐标为(1,4),首先可以求得焦准距离的值:p = 3根据抛物线性质可知,焦点的y坐标为顶点的y坐标减去焦准距离的绝对值,所以焦点的y坐标为:1 = 4 - |3|解得焦点的y坐标为1。
因此,该抛物线的准线方程为:y = 1练习题五:抛物线的焦点和顶点已知抛物线的焦点坐标为(2,-1),顶点坐标为(1,0)。
求该抛物线的准线方程。
解答:由于已知抛物线的焦点坐标为(2,-1),顶点坐标为(1,0),首先可以求得焦准距离的值:p = 1根据抛物线性质可知,焦点的y坐标为顶点的y坐标减去焦准距离的绝对值,所以焦点的y坐标为:-1 = 0 - |1|解得焦点的y坐标为-1。
二次函数中的焦点与准线问题
【例题讲解】
(2011年·黄冈市)如图所示,过点F (0,1)的直线y =kx +b 与抛物线214y x =交于M (x 1,y 1)和N (x 2,y 2)两点(其中x 1<0,x 2<0).
⑴求b 的值.
⑵求x 1•x 2的值
⑶分别过M 、N 作直线l :y =-1的垂线,垂足分别是M 1、N 1,判断△M 1FN 1的形状,并证明你的结论.
⑷对于过点F 的任意直线MN ,是否存在一条定直线m ,使m 与以MN 为直径的圆相切.如果有,请法度出这条直线m 的解析式;如果没有,
请说明理由.
解:⑴b =1
⑵显然11x x y y =⎧⎨=⎩和22x x y y =⎧⎨=⎩是方程组
2114
y kx y x =+⎧⎪⎨=⎪⎩的两组解,解方程组消元得21104
x kx --=,依据“根与系数关系”得x 1·x 2=-4. ⑶△M 1FN 1是直角三角形是直角三角形,理由如下:
由题知M 1的横坐标为x 1,N 1的横坐标为x 2,设M 1N 1交y 轴于F 1,则F 1M 1•F 1N 1=-x 1•x 2=4,
而FF 1=2,所以F 1M 1•F 1N 1=F 1F 2,另有∠M 1F 1F =∠FF 1N 1=90°,易证Rt △M 1FF 1∽Rt △N 1FF 1,得
∠M 1FF 1=∠FN 1F 1,故∠M 1FN 1=∠M 1FF 1+∠F 1FN 1=∠FN 1F 1+∠F 1FN 1=90°,所以△M 1FN 1是直角三角形.
⑷存在,该直线为y =-1.理由如下:
直线y =-1即为直线M 1N 1.
如图,设N 点横坐标为m ,则N 点纵坐标为214m ,计算知NN 1=2114
m +, NF =2221
(1)4m m +-=2114
m +,得NN 1=NF 同理MM 1=MF .
那么MN =MM 1+NN 1,作梯形MM 1N 1N 的中位线PQ ,由中位线性质知PQ =12(MM 1+NN 1)=12
MN ,即圆心到直线y =-1的距离等于圆的半径,所以y =-1总与该圆相切.
通过此题,可以得到如下一些性质:
性质1:①x 1x 2=-4; ②x 1+x 2=4k; ③y 1y 2=1; ④y 1+y 2=4k 2+2
性质2:M 1F ⊥FN 1
性质3:NF=NN 1,MF=MM 1,MN=MM 1+NN 1.
性质4:MQ ,NQ 分别为∠M 1MN ,∠N 1NM 的平分线.
性质5:FQ ⊥MN.
性质6:在直角梯形MM 1N 1N 中,以M1N1为直径的圆与MN 相切,切点为F.
性质7:111=+NF
MF 性质8:MQ ⊥M 1F,NQ ⊥N 1F,且MQ 与M 1F 和NQ 与N 1F 的交点在x 轴上.
性质9:点M ,O ,N 1共线;N ,O ,M 1共线.
【练习巩固】
1.(2014年湖北咸宁) 如图1,P (m ,n )是抛物线2
14
x y =-上任意一点, l 是过点(0,2-)且与x 轴平行的直线,过点P 作直线PH ⊥l ,垂足为H .
【探究】
(1)填空:当m =0时,OP = ,PH = ;当m =4时,OP = ,PH = ;
【证明】
(2)对任意m ,n ,猜想OP 与PH 的大小关系,并证明你的猜想.
【应用】
(3)如图2,已知线段AB =6,端点A ,B 在抛物线2
14
x y =-上滑动,求A ,B 两点到直线l 的距离之和的最小值.
O x y H P (m ,n ) l -2 (第23题图1) O
x y B A
l -2 (第23题图2)
2. (2013•南宁)如图,抛物线y=ax2+c(a≠0)经过C(2,0),D(0,﹣1)两点,并与直线y=kx交于A、B两点,直线l过点E(0,﹣2)且平行于x轴,过A、B两点分别作直线l的垂线,垂足分别为点M、N.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)求证:AO=AM;
(3)探究:
①当k=0时,直线y=kx与x轴重合,求出此时的值;
②试说明无论k取何值,的值都等于同一个常数.
3.(2015·四川资阳)已知直线y=kx+b(k≠0)过点F(0,1),与抛物线y=1
4
x2相交
于B、C两点.
(1)如图13-1,当点C的横坐标为1时,求直线BC的解析式;
(2)在(1)的条件下,点M是直线BC上一动点,过点M作y轴的平行线,与抛物线交于点D,是否存在这样的点M,使得以M、D、O、F为顶点的四边形为平行四边形若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图13-2,设,
B m n
()(m<0),过点01
E
(,)的直线l∥x轴,BR⊥l于R,CS⊥l 于S,连接FR、FS.试判断△RFS的形状,并说明理由.
4.(2015年福建泉州)抛物线y=x2上任意一点到点(0,1)的距离与到直线y=﹣1的距离相等,你可以利用这一性质解决问题.
问题解决
如图,在平面直角坐标系中,直线y=kx+1与y 轴交于C 点,与函数y=x 2
的图象交于A ,B 两点,分别过A ,B 两点作直线y=﹣1的垂线,交于E ,F 两点.
(1)写出点C 的坐标,并说明∠ECF=90°;
(2)在△PEF 中,M 为EF 中点,P 为动点.
①求证:PE 2+PF 2=2(PM 2+EM 2);
②已知PE=PF=3,以EF 为一条对角线作平行四边形CEDF ,若1<PD <2,试求CP 的取值范围.
5.抛物线y =14
x 2+x+m 的顶点在直线y=x+3上,过点F (-2,2)的直线交该抛物线于点M ,N 两点(点M 在点N 的左边),MA ⊥x 轴于点A ,NB ⊥x 轴于点B.
(1)先通过配方求抛物线的顶点坐标(坐标可用含m 的代数式表示),再求m 的值;
(2)设点N 的横坐标为a,试用含a 的代数式表示点N 的纵坐标,并说明NF=NB ; (3)若射线NM 交x 轴于点P,且PA •PB=9
100,求点M 的坐标.。