抛物线焦点弦专题_经典
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抛物线的焦点弦_经典性质及其证明过程AB1 2 12 3有关抛物线焦点弦问题的探讨过抛物线 y 2= 2 px (p>0)的焦点 F 作⼀条直线 L 和此抛物线相交于 A (x , y ) 、B (x , y ) 两点1122结论 1: AB = x 1 + x 2 + pAB =AF + BF = (x + p ) + (x + p) = x + x + p1 2 2 21 22 p结论 2:若直线 L 的倾斜⾓为θ,则弦长 AB π=sin 2 θ证: (1)若θ= 时,直线 L 的斜率不存在,此时 AB 为抛物线的通径,∴ AB 2= 2 p ∴结论得证π(2)若θ≠时,设直线 L 的⽅程为: y = (x -2p ) tan θ即 x = y ? cot θ+ p2 2代⼊抛物线⽅程得y 2 - 2 py ? cot θ- p 2 = 0 由韦达定理 y y = - p 2 , y + y = 2 p cot θ由弦长公式得 AB = y 1 - y 2 = 2 p (1 + cot 2θ) =2 p sin 2 θ结论 3:过焦点的弦中通径长最⼩sin 2 θ≤ 1∴2 psin 2 θ≥ 2 p ∴ AB 的最⼩值为 2 p ,即过焦点的弦长中通径长最短.结论 4:S 2 ?oAB = p (为定值) 8 1 + cot 2 θAF + BF 222 212 2 1 S= S+ S= 1OF ? BF ? sin θ+ 1OF ? AF ? sin ? ?OABOBF=1(+0 AF) 2 2 θ= 1 ? ? θ= 1 ? ? 2 p ?θ=p 2OF2 S 2AF= P 3 8 BFsin OF AB 2sin2 2 sin 2 θsin2 sin θ结论 5: (1) y 1 y 2 = - p p2 (2) x 1x 2=4y 2 y 2 ( y y )2 P 2证 x = 1 , x = 2 ,∴ x x =1 2 = 1 2 p 22 p1 2 4P 2 4结论 6:以 AB 为直径的圆与抛物线的准线相切证:设 M 为 AB 的中点,过 A 点作准线的垂线 AA 1,过 B 点作准线的垂线 BB 1,过 M 点作准线的垂线 MM 1,由梯形的中位线性质和抛物线的定义知MM 1 == = 2 2 2故结论得证结论 7:连接 A 1F 、B 1 F 则 A 1F ⊥ B 1FAA 1 = AF ,∴∠AA 1 F = ∠AFA 1 AA 1 // OF ∴∠AA 1 F = ∠A 1 FO ∴∠A 1 FO = ∠A 1 FA 同理∠B 1 FO = ∠B 1 FB ∴∠A 1 FB 1 = 90?∴A 1F ⊥ B 1 F结论 8:(1)AM 1 ⊥ BM 1(2)M 1F ⊥ AB(3) M 1 F = (4)设 AM 1 与 A 1F 相交于 H ,M 1B 与 FB 1 相交于 Q (5) AM 1+ M 1 B = 4 M 1 MAF ? BF则 M 1,Q ,F ,H 四点共圆证:由结论(6)知 M 1 在以 AB 为直径的圆上∴ AM 1 ⊥ BM 1A 1 FB 1 为直⾓三⾓形, M 1 是斜边 A 1 B 1 的中点∴ A 1 M 1 = M 1 F ∴∠M 1 FA 1 = ∠M 1 A 1 F ∠AA 1 F = ∠AFA 1∠AA 1 F + ∠FA 1 M 1 = ∠AA 1 M 1 = 90?∴M 1F ⊥ AB∴∠AFA 1 + ∠A 1 FM 1 = 90?∴ M F 2= AF ? BF AM 1 ⊥ BM 1 ∴∠AM 1 B = 90?⼜ A 1F ⊥ B 1F∴∠A 1FB 1 = 90?所以 M 1,Q ,F,H 四点共圆, AM 1 + M 1 B = AB2= ( A F + BF )2= ( AA+ BB 1 )2= (2 MM )2= 4 MM 2结论 9:(1) A 、O 、B 1 三点共线(2)B ,O ,A 1 三点共线(3)设直线 AO 与抛物线的准线的交点为 B 1,则 BB 1 平⾏于 X 轴(4)设直线 BO 与抛物线的准线的交点为 A 1,则 AA 1 平⾏于 X 轴AA 1 + BB 1 AB1 21FA FB AF FA FB BF FA B 1 E EA 1 AF BFAE BEAF BF 时y 1 y 1 1证:因为 k oA = x = y 2 = 2 p , k yoB 1 = y 2 - p = - 2 y 2 p ,⽽ y 1 y 2 = - p 21 1 12 p2 所以 k oA 结论 10:+=2 p- p 2y 2 1 = = - 2 y 2 p2 p= k oB 1所以三点共线。
有关抛物线焦点弦问题的探讨过抛物线px y 22=(p>0)的焦点F 作一条直线L 和此抛物线相交于A ),(11y x 、B ),(22y x 两点结论1:p x x AB ++=21p x x px p x BF AF AB ++=+++=+=2121)2()2( 结论2:若直线L 的倾斜角为θ,则弦长θ2sin 2pAB =证: (1)若2πθ= 时,直线L 的斜率不存在,此时AB 为抛物线的通径,结论得证∴=∴p AB 2(2)若2πθ≠时,设直线L 的方程为:θtan )2(p x y -=即2cot py x +⋅=θ 代入抛物线方程得0cot 222=-⋅-p py y θ由韦达定理θcot 2,21221p y y p y y =+-=由弦长公式得θθθ22212sin 2)cot 1(2cot1pp y y AB =+=-+= 结论3: 过焦点的弦中通径长最小p p2sin 21sin 22≥∴≤θθ ∴AB 的最小值为p 2,即过焦点的弦长中通径长最短. 结论4: )(832为定值p AB S oAB =∆()8sin 2sin sin 2221sin 21sin 21sin 21sin 2132220P AB S p p p AB OF BF AF OF AF OF BF OF S S S OAB AF OBF OAB =∴=⋅⋅⋅=⋅⋅=+⋅=⋅⋅+⋅⋅=+=∆∆∆∆θθθθθϑθ结论5: (1) 221p y y -= (2) x 1x 2=42p证44)(,2,22222121222211P Py y x x p y x p y x ==∴== 结论6:以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切证:设M 为AB 的中点,过A 点作准线的垂线AA 1, 过B 点作准线的垂线BB 1, 过M 点作准线的垂线MM 1,由梯形的中位线性质和抛物线的定义知 222111AB BFAF BB AA MM =+=+=故结论得证结论7:连接A 1F 、B 1 F 则 A 1F ⊥B 1FFA A FO A FO A F AA OF AA AFA F AA AF AA 11111111//,∠=∠∴∠=∠∴∠=∠∴=同理︒=∠∴∠=∠901111FB A FB B FO B ∴A 1F ⊥B 1 F 结论8:(1)AM 1⊥BM 1 (2)M 1F ⊥AB (3)BF AF FM ⋅=21(4)设AM 1 与A 1F 相交于H ,M 1B 与 FB 1相交于Q 则M 1,Q ,F ,H 四点共圆 (5)2121214M M B M AM =+证:由结论(6)知M 1 在以AB 为直径的圆上∴ AM 1⊥BM 111FB A ∆为直角三角形, M 1 是斜边A 1 B 1 的中点111111111AFA F AA F A M FA M F M M A ∠=∠∠=∠∴=∴︒=∠=∠+∠9011111M AA M FA F AA ︒=∠+∠∴90111FM A AFA∴M 1F ⊥ABBF AF F M ⋅=∴21 AM 1⊥BM 1 F B F A 90111⊥︒=∠∴ 又B AM︒=∠∴90FB A 11 所以M 1,Q ,F,H 四点共圆,22121AB B M AM =+()()()2121211242MM MM BB AABFAF ==+=+=结论9: (1)、A O 、B 1 三点共线 (2)B ,O ,A 1 三点共线(3)设直线AO 与抛物线的准线的交点为B 1,则BB 1平行于X 轴(4)设直线BO 与抛物线的准线的交点为A 1,则AA 1平行于X 轴证:因为p y p y k y p p y y x y k oB oA 2212111122,221-=-====,而221p y y -=所以122222oB oA k p y y ppk =-=-=所以三点共线。
微专题3 抛物线的焦点弦的性质 抛物线的焦点弦是考试的热点,有关抛物线的焦点弦性质较为丰富,对抛物线焦点弦性质进行研究获得一些重要结论,往往能给解题带来新思路,有利于解题过程的优化.一、焦点弦性质的推导例1 抛物线y 2=2px (p >0),设AB 是抛物线的过焦点的一条弦(焦点弦),F 是抛物线的焦点,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)(y 1>0,y 2<0),A ,B 在准线上的射影为A 1,B 1.证明:(1)x 1x 2=p 24,y 1y 2=-p 2; (2)若直线AB 的倾斜角为θ(θ≠0),则|AF |=p 1-cos θ,|BF |=p 1+cos θ; (3)|AB |=x 1+x 2+p =2p sin 2θ(其中θ为直线AB 的倾斜角),抛物线的通径长为2p ,通径是最短的焦点弦;(4)1|AF |+1|BF |=2p为定值; (5)S △OAB =p 22sin θ(θ为直线AB 的倾斜角); (6)以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切.证明 (1)①当AB ⊥x 轴时,不妨设A ⎝⎛⎭⎫p 2,p ,B ⎝⎛⎭⎫p 2,-p , ∴y 1y 2=-p 2,x 1x 2=p 24. ②当AB 的斜率存在时,设为k (k ≠0),则直线AB 的方程为y =k ⎝⎛⎭⎫x -p 2, 代入抛物线方程y 2=2px ,消元得y 2=2p ⎝⎛⎭⎫y k +p 2,即y 2-2py k-p 2=0, ∴y 1y 2=-p 2,x 1x 2=p 24. (2)当θ≠90°时,过A 作AG ⊥x 轴,交x 轴于G ,由抛物线定义知|AF |=|AA 1|,在Rt △AFG 中,|FG |=|AF |cos θ,由图知|GG 1|=|AA 1|,则p +|AF |cos θ=|AF |,得|AF |=p 1-cos θ, 同理得|BF |=p 1+cos θ; 当θ=90°时,可知|AF |=|BF |=p ,对于|AF |=p 1-cos θ,|BF |=p 1+cos θ亦成立, ∴|AF |=p 1-cos θ,|BF |=p 1+cos θ. (3)|AB |=|AF |+|BF |=x 1+x 2+p=p 1-cos θ+p 1+cos θ=2p sin 2θ≥2p , 当且仅当θ=90°时取等号.故通径长2p 为最短的焦点弦长.(4)由(2)可得,1|AF |+1|BF |=1-cos θp +1+cos θp =2p. (5)当θ=90°时,S △OAB =12×2p ×p 2=p 22, 故满足S △OAB =p 22sin θ; 当θ≠90°时,设直线AB :y =tan θ⎝⎛⎭⎫x -p 2, 原点O 到直线AB 的距离d =⎪⎪⎪⎪p 2tan θ1+tan 2θ=p 2sin θ, S △OAB =d 2|AB |=p 4sin θ×2p sin 2θ=p 22sin θ. (6)如图:⊙M 的直径为AB ,过圆心M 作MM 1垂直于准线于M 1,则|MM 1|=|AA 1|+|BB 1|2 =|AF |+|BF |2=|AB |2, 故以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切.二、焦点弦性质的应用例2 (1)过抛物线y 2=2px (p >0)焦点F 的直线l 交抛物线于A ,B 两点,且|AF |=3|BF |=3,则此抛物线的方程为( )A .y 2=32x B .y 2=3x C .y 2=92x D .y 2=9x答案 B解析 依题意得,|AF |=3,|BF |=1,由1|AF |+1|BF |=2p ,知13+11=2p , ∴p =32.∴抛物线方程为y 2=3x (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.334 B.938 C.6332 D.94答案 D解析 方法一 由题意可知,直线AB 的方程为y =33⎝⎛⎭⎫x -34, 代入抛物线的方程可得4y 2-123y -9=0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1+y 2=33,y 1y 2=-94, 故所求三角形的面积为 12×34×(y 1+y 2)2-4y 1y 2=94. 方法二 运用焦点弦倾斜角相关的面积公式,则S △OAB =p 22sin θ=942sin 30°=94(θ为直线的倾斜角). (3)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答案 A解析 方法一 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 ,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),则x 1+x 2=2k 2+4k 2=2+4k 2, 由抛物线的定义可知,|AB |=x 1+x 2+2=2+4k 2+2=4+4k 2. 以-1k代替k ,得|DE |=4+4k 2, ∴|AB |+|DE |=4+4k 2+4+4k 2=8+4⎝⎛⎭⎫1k 2+k 2≥8+8=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.方法二 运用焦点弦的倾斜角公式,注意到两条弦互相垂直,不妨设直线AB 的倾斜角为θ,0<θ<π2, 因此|AB |+|DE |=2p sin 2θ+2p sin 2⎝⎛⎭⎫π2+θ =4sin 2θ+4cos 2θ=4sin 2θcos 2θ=16sin 22θ≥16. ⎝⎛⎭⎫当且仅当θ=π4时,等号成立. 反思感悟 研究抛物线的焦点弦问题时,涉及抛物线焦点弦长度与三角形面积,从高考客观题快速解答的要求来看,常规解法显然小题大做了,而利用焦点弦性质,可以快速解决此类小题.。
[很全]抛物线焦点弦的有关结论知识点1:若是过抛物线的焦点的弦。
设,AB ()022>=p px y F (),,11y x A ()22,y x B 则(1);(2)4221p x x =221p y y -=证明:如图,(1)若的斜率不存在时,AB 依题意,221px x ==4221p x x =∴若的斜率存在时,设为则AB ,k ⎝⎛=:k y AB ()42222222222=++-⇒=⎪⎭⎫ ⎝⎛-p k px k x k px p x k 综上:.4221p x x =∴.4221p x x =(2),p y x p y x 2,2222211==Q ,22142221p y y p y y ±=⇒=∴但22121,0p y y y y -=∴<(2)另证:设与联立,得2:pmy x AB +=px y 22=22122,02p y y p pmy y -=∴=--知识点2:若是过抛物线的焦点的弦。
设,AB ()022>=p px y F (),,11y x A ()22,y x B 则(1)(2)设直线的倾斜角为;21p x x AB ++=AB α证明:(1)由抛物线的定义知,2,221px BF p x AF +=+=p x x BF AF AB ++=+=∴21(2)若由(1)知,2,90210p x x ===则α2p AB ==若联立,得px y p x k y AB 2,2:,9020=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=≠与设α()42222222222=++-⇒=⎪⎭⎫ ⎝⎛-p k px k x k px p x k ,而,(),22221k k p x x +=+∴()222112k k p p x x AB +=++=∴αtan =k ()ααα222sin 2tan tan 12pp AB =+=∴知识点3:若是过抛物线的焦点的弦,则以为直径的圆与AB ()022>=p px y F AB 抛物线的准线相切。
AB1 2 12 3有关抛物线焦点弦问题的探讨过抛物线 y 2= 2 px (p>0)的焦点 F 作一条直线 L 和此抛物线相交于 A (x , y ) 、B (x , y ) 两点1122结论 1: AB = x 1 + x 2 + pAB =AF + BF = (x + p ) + (x + p) = x + x + p1 2 2 21 22 p结论 2:若直线 L 的倾斜角为θ,则弦长 AB π=sin 2 θ证: (1)若θ= 时,直线 L 的斜率不存在,此时 AB 为抛物线的通径,∴ AB 2= 2 p ∴结论得证π(2)若θ≠时,设直线 L 的方程为: y = (x -2p ) tan θ即 x = y ⋅ cot θ+ p2 2代入抛物线方程得y 2 - 2 py ⋅ cot θ- p 2 = 0 由韦达定理 y y = - p 2 , y + y = 2 p cot θ 由弦长公式得 AB =y 1 - y 2 = 2 p (1 + cot 2θ) =2 p sin 2 θ结论 3: 过焦点的弦中通径长最小sin 2 θ≤ 1∴2 psin 2 θ≥ 2 p ∴ AB 的最小值为 2 p ,即过焦点的弦长中通径长最短.结论 4:S 2 ∆oAB = p (为定值) 8 1 + cot 2 θAF + BF 222 212 2 1 S= S+ S= 1OF ⋅ BF ⋅ sin θ+ 1OF ⋅ AF ⋅ sin ϑ ∆OAB∆OBF=1⋅ (+∆ 0 AF) 2 2 θ= 1 ⋅ ⋅ θ= 1 ⋅ ⋅ 2 p ⋅θ=p 2OF2 S 2AF= P 3 8 BFsin OF AB 2sin2 2 sin 2 θsin2 sin θ结论 5: (1) y 1 y 2 = - p p2 (2) x 1x 2=4y 2 y 2 ( y y )2 P 2证 x = 1 , x = 2 ,∴ x x =1 2 = 1 2 p 22 p1 2 4P 2 4结论 6:以 AB 为直径的圆与抛物线的准线相切证:设 M 为 AB 的中点,过 A 点作准线的垂线 AA 1, 过 B 点作准线的垂线 BB 1,过 M 点作准线的垂线 MM 1,由梯形的中位线性质和抛物线的定义知MM 1 == = 2 2 2故结论得证结论 7:连接 A 1F 、B 1 F 则 A 1F ⊥ B 1FAA 1 = AF ,∴∠AA 1 F = ∠AFA 1 AA 1 // OF ∴∠AA 1 F = ∠A 1 FO ∴∠A 1 FO = ∠A 1 FA同理∠B 1 FO = ∠B 1 FB ∴∠A 1 FB 1 = 90︒∴A 1F ⊥ B 1 F结论 8:(1)AM 1 ⊥ BM 1(2)M 1F ⊥ AB(3) M 1 F = (4) 设 AM 1 与 A 1F 相交于 H ,M 1B 与 FB 1 相交于 Q (5) AM 1+ M 1 B = 4 M 1 MAF ⋅ BF则 M 1,Q ,F ,H 四点共圆证:由结论(6)知 M 1 在以 AB 为直径的圆上∴ AM 1 ⊥ BM 1∆A 1 FB 1 为直角三角形, M 1 是斜边 A 1 B 1 的中点∴ A 1 M 1 = M 1 F ∴∠M 1 FA 1 = ∠M 1 A 1 F ∠AA 1 F = ∠AFA 1∠AA 1 F + ∠FA 1 M 1 = ∠AA 1 M 1 = 90︒∴M 1F ⊥ AB∴∠AFA 1 + ∠A 1 FM 1 = 90︒∴ M F 2= AF ⋅ BF AM 1 ⊥ BM 1 ∴∠AM 1 B = 90︒又 A 1F ⊥ B 1F∴∠A 1FB 1 = 90︒所以 M 1,Q ,F,H 四点共圆, AM 1 + M 1 B = AB2= ( A F + BF )2= ( AA+ BB 1 )2= (2 MM )2= 4 MM 2结论 9: (1) A 、O 、B 1 三点共线 (2)B ,O ,A 1 三点共线(3) 设直线 AO 与抛物线的准线的交点为 B 1,则 BB 1 平行于 X 轴 (4) 设直线 BO 与抛物线的准线的交点为 A 1,则 AA 1 平行于 X 轴AA 1 + BB 1 AB1 21FA FB AF FA FB BF FA B 1 E EA 1 AF BFAE BEAF BF 时⎪ y 1 y 1 1证:因为 k oA = x = y 2 = 2 p , k yoB 1 = y 2 - p = - 2 y 2 p ,而 y 1 y 2 = - p 21 1 12 p2 所以 k oA 结论 10:+=2 p- p 2y 2 1 = = - 2 y 2 p2 p= k oB 1所以三点共线。
有关抛物线焦点弦问题的探讨过抛物线px y 22=(p>0)的焦点F 作一条直线L 和此抛物线相交于A ),(11y x 、B ),(22y x 两点结论1:p x x AB ++=21p x x px p x BF AF AB ++=+++=+=2121)2()2( 结论2:若直线L 的倾斜角为θ,则弦长θ2sin 2pAB =证: (1)若2πθ= 时,直线L 的斜率不存在,此时AB 为抛物线的通径,结论得证∴=∴p AB 2(2)若2πθ≠时,设直线L 的方程为:θtan )2(p x y -=即2cot py x +⋅=θ 代入抛物线方程得0cot 222=-⋅-p py y θ由韦达定理θcot 2,21221p y y p y y =+-=由弦长公式得θθθ22212sin 2)cot 1(2cot1pp y y AB =+=-+= 结论3: 过焦点的弦中通径长最小p p2sin 21sin 22≥∴≤θθ ∴AB 的最小值为p 2,即过焦点的弦长中通径长最短. 结论4: )(832为定值p AB S oAB =∆()8sin 2sin sin 2221sin 21sin 21sin 21sin 2132220P AB S p p p AB OF BF AF OF AF OF BF OF S S S OAB AF OBF OAB =∴=⋅⋅⋅=⋅⋅=+⋅=⋅⋅+⋅⋅=+=∆∆∆∆θθθθθϑθ结论5: (1) 221p y y -= (2) x 1x 2=42p证44)(,2,22222121222211P Py y x x p y x p y x ==∴== 结论6:以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切证:设M 为AB 的中点,过A 点作准线的垂线AA 1, 过B 点作准线的垂线BB 1, 过M 点作准线的垂线MM 1,由梯形的中位线性质和抛物线的定义知 222111AB BFAF BB AA MM =+=+=故结论得证结论7:连接A 1F 、B 1 F 则 A 1F ⊥B 1FFA A FO A FO A F AA OF AA AFA F AA AF AA 11111111//,∠=∠∴∠=∠∴∠=∠∴=同理︒=∠∴∠=∠901111FB A FB B FO B ∴A 1F ⊥B 1 F 结论8:(1)AM 1⊥BM 1 (2)M 1F ⊥AB (3)BF AF FM ⋅=21(4)设AM 1 与A 1F 相交于H ,M 1B 与 FB 1相交于Q 则M 1,Q ,F ,H 四点共圆 (5)2121214M M B M AM =+证:由结论(6)知M 1 在以AB 为直径的圆上∴ AM 1⊥BM 111FB A ∆为直角三角形, M 1 是斜边A 1 B 1 的中点111111111AFA F AA F A M FA M F M M A ∠=∠∠=∠∴=∴︒=∠=∠+∠9011111M AA M FA F AA ︒=∠+∠∴90111FM A AFA∴M 1F ⊥ABBF AF F M ⋅=∴21 AM 1⊥BM 1 F B F A 90111⊥︒=∠∴ 又B AM︒=∠∴90FB A 11 所以M 1,Q ,F,H 四点共圆,22121AB B M AM =+()()()2121211242MM MM BB AABFAF ==+=+=结论9: (1)、A O 、B 1 三点共线 (2)B ,O ,A 1 三点共线(3)设直线AO 与抛物线的准线的交点为B 1,则BB 1平行于X 轴(4)设直线BO 与抛物线的准线的交点为A 1,则AA 1平行于X 轴证:因为p y p y k y p p y y x y k oB oA 2212111122,221-=-====,而221p y y -=所以122222oB oA k p y y ppk =-=-=所以三点共线。
有关抛物线焦点弦问题的探讨过抛物线px y 22=(p>0)的焦点F 作一条直线L 和此抛物线相交于A ),(11y x 、B ),(22y x 两点结论1:p x x AB ++=21p x x px p x BF AF AB ++=+++=+=2121)2()2( 结论2:若直线L 的倾斜角为θ,则弦长θ2sin 2pAB = 证: (1)若2πθ= 时,直线L 的斜率不存在,此时AB 为抛物线的通径,结论得证∴=∴p AB 2(2)若2πθ≠时,设直线L 的方程为:θtan )2(p x y -=即2cot py x +⋅=θ 代入抛物线方程得0cot 222=-⋅-p py y θ由韦达定理θcot 2,21221p y y p y y =+-=由弦长公式得θθθ22212sin 2)cot 1(2cot1pp y y AB =+=-+= 结论3: 过焦点的弦中通径长最小p p2sin 21sin 22≥∴≤θθ ∴AB 的最小值为p 2,即过焦点的弦长中通径长最短.结论4: )(832为定值p AB S oAB =∆()8sin 2sin sin 2221sin 21sin 21sin 21sin 2132220P AB S p p p AB OF BF AF OF AF OF BF OF S S S OAB AF OBF OAB =∴=⋅⋅⋅=⋅⋅=+⋅=⋅⋅+⋅⋅=+=∆∆∆∆θθθθθϑθ结论5: (1) 221p y y -= (2) x 1x 2=42p证44)(,2,22222121222211P P y y x x p y x p y x ==∴== 结论6:以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切证:设M 为AB 的中点,过A 点作准线的垂线AA 1, 过B 点作准线的垂线BB 1, 过M 点作准线的垂线MM 1,由梯形的中位线性质和抛物线的定义知 222111AB BFAF BB AA MM =+=+=故结论得证结论7:连接A 1F 、B 1 F 则 A 1F ⊥B 1FFA A FO A FO A F AA OF AA AFA F AA AF AA 11111111//,∠=∠∴∠=∠∴∠=∠∴=同理︒=∠∴∠=∠901111FB A FB B FO B ∴A 1F ⊥B 1 F 结论8:(1)AM 1⊥BM 1 (2)M 1F ⊥AB (3)BF AF FM ⋅=21(4)设AM 1 与A 1F 相交于H ,M 1B 与 FB 1相交于Q 则M 1,Q ,F ,H 四点共圆 (5)2121214M M B M AM =+证:由结论(6)知M 1 在以AB 为直径的圆上∴ AM 1⊥BM 111FB A ∆为直角三角形, M 1 是斜边A 1 B 1 的中点111111111AFA F AA F A M FA M F M M A ∠=∠∠=∠∴=∴︒=∠=∠+∠9011111M AA M FA F AA ︒=∠+∠∴90111FM A AFA∴M 1F ⊥ABBF AF F M ⋅=∴21 AM 1⊥BM 1 F B F A 90111⊥︒=∠∴ 又B AM︒=∠∴90FB A 11 所以M 1,Q ,F,H 四点共圆,22121AB B M AM =+()()()2121211242MM MM BB AABFAF ==+=+=结论9: (1)、A O 、B 1 三点共线 (2)B ,O ,A 1 三点共线(3)设直线AO 与抛物线的准线的交点为B 1,则BB 1平行于X 轴(4)设直线BO 与抛物线的准线的交点为A 1,则AA 1平行于X 轴证:因为p y p y k y p py y x y k oB oA 2212111122,221-=-====,而221p y y -=所以122222oB oA k p y y ppk =-=-=所以三点共线。
1. 以AB 90(AC 2. 3. '90A FB ∠('A F 4.C F '⊥5.BC '垂直平分B F ' 6.AC '垂直平分A F ' 7.抛物线的准线与x 轴相交于点P ,则.BPF APF ∠=∠ 8.B 、O 、A '三点共线 9. A 、O 、B '三点共线10. 2124p x x = 11. 212y y p =-12. 123222()22sin p p AB x x p x d α=++=+==弦中点到准线 11'('')22CC AB AA BB ==+ 13. 123222()22cos p p AB y y p y d α=++=+==弦中点到准线14. 焦点弦弦长|AB|=x 1+x 2+p,当x 1=x 2时,叫通径,焦点弦弦长最短为2p. 有2AB p ≥15. 112AF BF P +=; 1cos P AF α=-; 1cos P BF α=+16. 243p OB OA -=⋅17. 22sin AOB P S α=18. ⇔⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆AF BF BF AF p S AOB 42弦AB 过焦点 19. 23()2AOB S P AB = 20. ||||||2FB FA F C ⋅='; 2A'B'4AF BF =⋅; 1C'F A'B'2=21. AB 3P K =y ; 2p 22y tan =x -α 22. 切点在抛物线上的切线方程 ()x x p y y +=0023. 点)0,(p D 处的结论:点)0,(p 是抛物线px y 22=上到点)0,(a A 的距离最近的点为顶点的分界点: )0,(a A 在点)0,(p 左边时顶点O 到点)0,(a A 的距离最近,最近距离为a ;)0,(a A 在点)0,(p 右边时横坐标为p a -的两个抛物线上的点到点)0,(a A 的距离最近,最近距离为22p ap -.24. 设过点()0,p D 的直线交抛物线px y 22=于A 、B ,则=+2211DB DA 21p 25. 点)0,2(p E 处的结论:),(11y x A 、),(22y x B 是抛物线)0(22>=p px y 上的两点,O 为抛物线的顶点,(1)090=∠AOB ⇔直线AB 过点)0,2(p .(2)2214p x x =,2214p y y -=. 26. 准线上的有关结论:过抛物线的焦点的直线交抛物线于两点B A ,,再以B A ,为切点作抛物线的切线,其交点在抛物线的准线上,且两切线垂直。
有关抛物线焦点弦问题的探讨过抛物线px y 22=(p>0)的焦点F 作一条直线L 和此抛物线相交于A ),(11y x 、B ),(22y x 两点 结论1:p x x AB ++=21结论2:若直线L 的倾斜角为θ,则弦长θ2sin 2pAB =证: (1)若2πθ= 时,直线L 的斜率不存在,此时AB 为抛物线的通径,结论得证∴=∴p AB 2(2)若2πθ≠时,设直线L 的方程为:θtan )2(p x y -=即2cot py x +⋅=θ 代入抛物线方程得0cot 222=-⋅-p py y θ由韦达定理θcot 2,21221p y y p y y =+-=由弦长公式得θθθ22212sin 2)cot 1(2cot1pp y y AB =+=-+=结论3: 过焦点的弦中通径长最小p p2sin 21sin 22≥∴≤θθ ∴AB 的最小值为p 2,即过焦点的弦长中通径长最短. 结论4: )(832为定值p AB S oAB =∆结论5: (1) 221p y y -= (2) x 1x 2=42p证44)(,2,22222121222211P Py y x x p y x p y x ==∴== 结论6:以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切证:设M 为AB 的中点,过A 点作准线的垂线AA 1, 过B 点作准线的垂线BB 1, 过M 点作准线的垂线MM 1,由梯形的中位线性质和抛物线的定义知 222111AB BFAF BB AA MM =+=+=故结论得证结论7:连接A 1F 、B 1 F 则 A 1F ⊥B 1F同理︒=∠∴∠=∠901111FB A FB B FO B ∴A 1F ⊥B 1 F 结论8:(1)AM 1⊥BM 1 (2)M 1F ⊥AB (3)BF AF FM ⋅=21(4)设AM 1 与A 1F 相交于H ,M 1B 与 FB 1相交于Q 则M 1,Q ,F ,H 四点共圆 (5)2121214M M B M AM =+证:由结论(6)知M 1 在以AB 为直径的圆上∴ AM 1⊥BM 111FB A ∆为直角三角形, M 1 是斜边A 1 B 1 的中点∴M 1F ⊥ABBF AF F M ⋅=∴21 AM 1⊥BM 1 F B F A 90111⊥︒=∠∴ 又B AM︒=∠∴90FB A 11 所以M 1,Q ,F,H 四点共圆,22121AB B M AM =+结论9: (1)、A O 、B 1 三点共线 (2)B ,O ,A 1 三点共线(3)设直线AO 与抛物线的准线的交点为B 1,则BB 1平行于X 轴(4)设直线BO 与抛物线的准线的交点为A 1,则AA 1平行于X 轴证:因为p y p y k y p py y x y k oB oA 2212111122,221-=-====,而221p y y -=所以122222oB oA k p y y p pk =-=-=所以三点共线。
有关抛物线焦点弦问题的探讨过抛物线(p>0)的焦点F 作一条直线L 和此抛物线相交于A 、B 两点px y 22=),(11y x ),(22y x结论1:px x AB ++=21p x x px p x BF AF AB ++=+++=+=2121)2()2(结论2:若直线L 的倾斜角为,则弦长θθ2sin 2pAB =证: (1)若 时,直线L 的斜率不存在,此时AB 为抛物线的通径,2πθ=结论得证∴=∴p AB 2(2)若时,设直线L 的方程为:即 代入抛物线方程得2πθ≠θtan )2(p x y -=2cot py x +⋅=θ由韦达定理0cot 222=-⋅-p py y θθcot 2,21221p y y p y y =+-=由弦长公式得θθθ22212sin 2)cot 1(2cot1pp y y AB =+=-+=结论3: 过焦点的弦中通径长最小的最小值为,即过焦点的弦长中通径长最短.p p2sin 21sin 22≥∴≤θθ ∴AB p 2结论4:)(832为定值p AB S oAB =∆()8sin 2sin sin 2221sin 21sin 21sin 21sin 2132220P AB S p p p AB OF BF AF OF AF OF BF OF S S S OAB AF OBF OAB =∴=⋅⋅⋅=⋅⋅=+⋅=⋅⋅+⋅⋅=+=∆∆∆∆θθθθθϑθ结论5: (1) (2) x 1x 2=221p y y -=42p 证 44)(,2,22222121222211P Py y x x p y x p y x ==∴== 结论6:以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切证:设M 为AB 的中点,过A 点作准线的垂线AA 1, 过B 点作准线的垂线BB 1, 过M 点作准线的垂线MM 1,由梯形的中位线性质和抛物线的定义知故结论得证222111AB BFAF BB AA MM =+=+=结论7:连接A 1F 、B 1 F 则 A 1F B 1F⊥FAA FO A FO A F AA OF AA AFA F AA AF AA 11111111//,∠=∠∴∠=∠∴∠=∠∴= 同理A 1FB 1 F︒=∠∴∠=∠901111FB A FB B FO B ∴⊥结论8:(1)AM 1BM 1 (2)M 1F AB (3)⊥⊥BFAF FM ⋅=21(4)设AM 1 与A 1F 相交于H ,M 1B 与 FB 1相交于Q 则M 1,Q ,F ,H 四点共圆(5)2121214MM B M AM =+证:由结论(6)知M 1 在以AB 为直径的圆上 AM 1BM 1∴⊥为直角三角形, M 1 是斜边A 1 B 1 的中点11FB A ∆ 111111111AFA F AA F A M FA M F M M A ∠=∠∠=∠∴=∴︒=∠=∠+∠9011111M AA M FA F AA ︒=∠+∠∴90111FM A AFA M 1F AB∴⊥ AM 1BM 1 BF AF FM ⋅=∴21 ⊥FB F A 90111⊥︒=∠∴ 又B AM 所以M 1,Q ,F,H 四点共圆,︒=∠∴90FB A 1122121ABB M AM =+()()()2121211242MM MM BB AA BF AF ==+=+=结论9: (1)O 、B 1 三点共线 (2)B ,O ,A 1 三点共线、A (3)设直线AO 与抛物线的准线的交点为B 1,则BB 1平行于X 轴(4)设直线BO 与抛物线的准线的交点为A 1,则AA 1平行于X 轴证:因为,而p y p y k y p py y x y k oB oA 2212111122,221-=-====221p y y -=所以所以三点共线。
有关抛物线焦点弦问题的探讨过抛物线px y 22=(p>0)的焦点F 作一条直线L 和此抛物线相交于A ),(11y x 、B ),(22y x 两点两点结论1:px x AB ++=21p x x px px BF AF AB ++=+++=+=2121)2()2( 结论2:若直线L 的倾斜角为θ,则弦长θ2sin 2pAB =证:(1)若2πθ= 时,直线L 的斜率不存在,此时AB 为抛物线的通径,结论得证∴=∴p AB 2(2)若2πθ≠时,设直线L 的方程为:θtan )2(px y -=即2cot py x +⋅=θ 代入抛物线方程得cot 222=-⋅-p py y θ由韦达定理θcot 2,21221p y y p y y =+-= 由弦长公式得θθθ22212sin 2)cot 1(2cot 1p p y y AB =+=-+= 结论3: 过焦点的弦中通径长最小p p 2sin 21sin 22≥∴≤θθΘ∴AB 的最小值为p 2,即过焦点的弦长中通径长最短. 结论4: )(832为定值p AB S oAB =∆()8sin 2sin sin 2221sin 21sin 21sin 21sin 2132220P AB S p pp AB OF BF AF OF AF OF BF OF S S S OAB AF OBF OAB =∴=⋅⋅⋅=⋅⋅=+⋅=⋅⋅+⋅⋅=+=∆∆∆∆θθθθθϑθ结论5: (1) 221p y y -= (2) x 1x 2=42p证44)(,2,22222121222211P P y y x x p y x p yx ==∴==Θ 结论6:以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切 证:设M 为AB 的中点,过A 点作准线的垂线AA 1, 过B 点作准线的垂线BB 1,过M 点作准线的垂线MM 1,由梯形的中位线性质和抛物线的定义知,由梯形的中位线性质和抛物线的定义知 222111ABBF AF BBAA MM =+=+=故结论得证故结论得证 结论7:连接A 1F 、B 1 F 则 A 1F ⊥B 1FFA A FO A FO A F AA OF AA AFA F AA AF AA 11111111//,∠=∠∴∠=∠∴∠=∠∴=ΘΘ 同理︒=∠∴∠=∠901111FB A FB B FO B ∴A 1F ⊥B 1 F 结论8:(1)AM 1⊥BM 1 (2)M 1F ⊥AB (3)BF AF F M ⋅=21 (4)设AM 1 与A 1F 相交于H ,M 1B 与 FB 1相交于Q 则M 1,Q ,F ,H 四点共圆(5)2121214M M B M AM =+证:由结论(6)知M 1 在以AB 为直径的圆上∴ AM 1⊥BM 1Θ11FB A ∆为直角三角形,为直角三角形,M 1 是斜边A 1 B 1 的中点的中点 111111111AFA F AA F A M FA M F M M A ∠=∠∠=∠∴=∴Θ︒=∠=∠+∠9011111M AA M FA F AA Θ ︒=∠+∠∴90111FM A AFA∴M 1F ⊥ABBF AF F M ⋅=∴21 ΘAM 1⊥BM 1 F B F A 90111⊥︒=∠∴Θ又B AM︒=∠∴90FB A 11所以M 1,Q ,F,H 四点共圆,22121AB B M AM =+()()()2121211242MM MM BB AA BFAF ==+=+=结论9: (1)、A O 、B 1 三点共线 (2)B ,O ,A 1 三点共线 (3)设直线AO 与抛物线的准线的交点为B 1,则BB 1平行于X 轴(4)设直线BO 与抛物线的准线的交点为A 1,则AA 1平行于X 轴证:因为p y p y k y p py y x y k oB oA 2212111122,221-=-====,而221p y y -= 所以122222oB oAk p y y p p k =-=-=所以三点共线。
抛物线的焦点弦问题考前专项突破例1 (1)已知F 是抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,过F 的直线与抛物线交于A ,B 两点,AB 的中点为C ,过C 作抛物线准线的垂线交准线于C ′,若CC ′的中点为M (1,4),则p 等于( )A .4B .8C .4 2D .8 2(2)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 .4 B.92C .5D .6 例2 已知抛物线C :y 2=8x ,P 为C 上位于第一象限的任一点,直线l 与C 相切于点P ,连接PF 并延长交C 于点M ,过P 点作l 的垂线交C 于另一点N ,求△PMN 的面积S 的最小值.注:设AB 是抛物线y 2=2px (p >0)的一条焦点弦,焦点为F ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则(1)x 1x 2=p 24,y 1y 2=-p 2.(2)1|AF |+1|BF |=2p. (3)|AB |=2p sin 2α(α为弦AB 所在直线的倾斜角). 同步练习:1.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.942.过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 且倾斜角为120° 的直线l 与抛物线在第一、四象限分别交于A ,B 两点,则|AF ||BF |的值等于( ) A.13 B.23 C.34 D.433.已知抛物线C :y 2=8x 的焦点为F ,点M (-2,2),过点F 且斜率为k 的直线与C 交于A ,B 两点,若∠AMB =90°,则k 等于( )A. 2B.22C.12D .2 4.如图,已知点F (1,0)为抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,过点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,点C 在抛物线上,使得△ABC 的重心G 在x 轴上,直线AC 交x 轴于点Q ,且Q 在点F 右侧,记△AFG ,△CQG 的面积为S 1,S 2.(1)求p 的值及抛物线的准线方程;S1(2)求S2的最小值及此时点G的坐标.。
抛物线的焦点弦例题
例:已知抛物线的方程为y^2=2px(p>0),过焦点F的直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,求证:1/|AF|+1/|BF|为定值。
证明如下:
第一步,由题目信息,可知抛物线的焦点坐标为(p,0),因此直线AB的方程可以设为x=my+p。
我们设A、B两点在直线上的横坐标分别为x1和x2。
第二步,根据抛物线方程,我们可以得到y1^2=2px1,y2^2=2px2。
因此,我们有AF的长度为x1+p,BF的长度为x2+p。
第三步,根据焦半径公式,我们知道1/|AF|+1/|BF|=1/(x1+p)+1/(x2+p)。
第四步,由第一步中的直线AB的方程和抛物线方程联立,可以得到一个关于y的二次方程,进而可以通过韦达定理得到y1*y2的值。
第五步,将第四步中得到的y1*y2的值代入第三步中的式子,我们可以得到1/|AF|+1/|BF|的值为定值。
所以,我们证明了无论过焦点的直线如何变动,1/|AF|+1/|BF|总是为定值。