最新抛物线定义及标准方程
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抛物线的定义与标准方程
抛物线是一种几何图形,它的形状像弓形,早在古希腊时期就已被哲学家用来描述天体运动的轨道。
抛物线拥有独特的几何结构,是分析数学中的一个重要的几何图形。
抛物线定义为一个二次方程
y=ax^2+bx+c的解集合,其中a是不等于0的实数,b与c是实数。
bx 和c分别表示抛物线的斜率和截距。
抛物线有若干不同的特性,其定义可以用标准方程表示,即:
y=ax2+bx+c,其中a、b、c分别是抛物线的系数,而a必须为不等于0的实数。
抛物线的系数a可以用来确定抛物线的开口方向,如果a>0,则抛物线向上开口;如果a<0,则抛物线向下开口。
抛物线的中点是抛物线函数的最高点或最低点,即y的最大值或最小值。
另外,抛物线的对称轴是横坐标x的值,由其标准方程中的b系数决定。
此外,抛物线的几何图形还具有一些特殊的性质,比如切线的斜率,其斜率的值等于解抛物线方程时的系数a。
另外,抛物线的曲线旁线总是平行于切线,这对抛物线几何图形的描述非常重要。
在学习数学时,抛物线可以用来解决许多复杂的问题,抛物线的定义与标准方程可以帮助人们理解抛物线的相关特性,从而更好地解决各种复杂的数学问题。
尽管抛物线的定义看起来很简单,但是人们在分析抛物线的运动轨迹及其性质时,还有许多需要注意的地方。
抛物线的标准方程抛物线是平面几何中的一种曲线,它是一种非常常见且重要的曲线形状。
在物理学、工程学和数学等领域都有着广泛的应用。
抛物线的标准方程是描述抛物线形状的数学表达式,它可以帮助我们更好地理解和分析抛物线的性质和特点。
在本文中,我们将深入探讨抛物线的标准方程及其相关知识点。
首先,我们来看一下抛物线的定义。
抛物线是平面上到定点的距离等于到定直线的距离的点的轨迹。
这个定点被称为焦点,定直线被称为准线。
抛物线是关于准线对称的,它是一条开口向上或向下的曲线。
接下来,我们来推导抛物线的标准方程。
假设抛物线的焦点为F(p,0),准线为直线x=-p,过焦点的直线方程为y=kx。
设抛物线上任意一点为P(x,y),则P到焦点的距离为PF,即√((x-p)²+y²),P到准线的距离为PM,即|x+p|。
根据抛物线的定义可得:√((x-p)²+y²)=|x+p|。
整理得到:(x-p)²+y²=(x+p)²。
展开得到:x²-2px+p²+y²=x²+2px+p²。
化简得到:y²=4px。
这就是抛物线的标准方程。
从这个方程我们可以看出,抛物线的形状和焦点的位置密切相关,当p为正数时,抛物线开口向右,焦点在右侧;当p为负数时,抛物线开口向左,焦点在左侧。
而抛物线的开口方向由p的正负决定,抛物线的形状由p的大小决定。
抛物线的标准方程还可以进一步转化为其他形式,例如顶点坐标形式和参数方程形式。
顶点坐标形式为(y-k)²=4a(x-h),其中顶点坐标为(h,k),参数方程形式为x=at²,y=2at。
这些不同形式的方程可以帮助我们更灵活地应用抛物线的相关知识,解决各种实际问题。
在物理学中,抛物线的运动规律被广泛应用。
例如,抛物线运动是一种自由落体运动,它描述了一个物体在重力作用下的运动轨迹。
抛物线1.抛物线的定义平面内与一个定点F 和一条定直线l (l 不过F )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.其数学表达式:|MF |=d (其中d 为点M 到准线的距离).2.抛物线的标准方程与几何性质1(1)定点不在定直线上.(2)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.2.抛物线的方程特点方程y =ax 2(a ≠0)可化为x 2=1ay ,是焦点在y 轴上的抛物线.3.结论设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 1x 2=p 24,y 1y 2=-p 2;(2)|AF |=p 1-cos α,|BF |=p 1+cos α,弦长|AB |=x 1+x 2+p =2psin 2α(α为弦AB 的倾斜角),S △OAB =p 22sin α;(3)1|FA |+1|FB |=2p;(4)以弦AB 为直径的圆与准线相切;(5)以AF 或BF 为直径的圆与y 轴相切;(6)过焦点弦的端点的切线互相垂直且交点在准线上.(7)过抛物线y 2=2px (p >0)的顶点O (0,0)作互相垂直的两条射线且都与抛物线相交,交点为A ,B (如图).则直线AB 过定点M (2p,0);反之,若过点M (2p,0)的直线l 与抛物线y 2=2px (p >0),交于两点A ,B ,则必有OA ⊥OB .1.判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(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)若直线与抛物线只有一个交点,则直线与抛物线一定相切.()(3)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⎪⎭⎫⎝⎛0,4a,准线方程是x =-a 4.()(4)抛物线既是中心对称图形,又是轴对称图形.()2.抛物线y =14x 2的准线方程是()A .y =-1B .y =-2C .x =-1D .x =-23.若抛物线y 2=2px (p >0)的焦点是椭圆x 23p +y 2p=1的一个焦点,则p =()A .2B .3C .4D .84.过抛物线y 2=4x 的焦点作直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点.如果x 1+x 2=6,那么|AB |=()A .6B .8C .9D .105.已知抛物线C 1:x 2=2py (p >0)的准线与抛物线C 2:x 2=-2py (p >0)交于A ,B 两点,C 1的焦点为F ,若△FAB 的面积等于1,则C 1的方程是()A .x 2=2y B .x 2=2y C .x 2=yD .x 2=22y 6.(教材改编)设抛物线y 2=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________.7.焦点在直线2x +y +2=0上的抛物线的标准方程为_______________抛物线的定义及应用例:1.动圆与定圆A :(x +2)2+y 2=1外切,且和直线x =1相切,则动圆圆心的轨迹是()A .直线B .椭圆C .双曲线D .抛物线(2)(2020·全国卷Ⅰ)已知A 为抛物线C :y 2=2px (p >0)上一点,点A 到C 的焦点的距离为12,到y 轴的距离为9,则p =()A .2B .3C .6D .9(3)若点P 到点F(0,2)的距离比它到直线y +4=0的距离小2,则P 的轨迹方程为()A .y 2=8xB .y 2=-8xC .x 2=8yD .x 2=-8y(4)在y =2x 2上有一点P ,它到A (1,3)的距离与它到焦点的距离之和最小,则点P 的坐标是()A .(-2,1)B .(1,2)C .(2,1)D .(-1,2)(5).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 |=________.(6).已知椭圆x 24+y 23=1的右焦点F 为抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,点P 的坐标为(3,2).若点M 为该抛物线上的动点,则|MP |+|MF |的最小值为__________.(7).若点A 的坐标为(3,2),F 是抛物线y 2=2x 的焦点,点M 在抛物线上移动时,使|MF |+|MA |取得最小值的M 的坐标为()A .(0,0)B .⎪⎭⎫⎝⎛121C .(1,2)D .(2,2)(8).已知M 是抛物线x 2=4y 上一点,F 为其焦点,点A 在圆C :(x +1)2+(y -5)2=1上,则|MA |+|MF |的最小值是___________.(9).已知P 是抛物线y 2=4x 上一动点,则点P 到直线l :2x -y +3=0和y 轴的距离之和的最小值是()A .3B .5C .2D .5-1(10).已知抛物线y =12x 2的焦点为F ,准线为l ,M 在l 上,线段MF 与抛物线交于N 点,若|MN |=2|NF |,则|MF |=______.抛物线的标准方程例:(1)(2020·全国卷Ⅰ)已知A 为抛物线C :y 2=2px (p >0)上一点,点A 到C 的焦点的距离为12,到y 轴的距离为9,则p =()A .2B .3C .6D .9(2)(2021·山西吕梁二模)如图,过抛物线x 2=2py (p >0)的焦点F 的直线l 交抛物线于A ,B 两点,交其准线于点C ,若|BC |=2|BF |,且|AF |=2,则p =()A .1 B.2C .2D .2-2(3).顶点在原点,对称轴为坐标轴,且过点P (-4,-2)的抛物线的标准方程是()A .y 2=-xB .x 2=-8yC .y 2=-8x 或x 2=-yD .y 2=-x 或x 2=-8y(4).如图,过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线l 交抛物线于点A ,B ,交其准线于点C ,若|BC |=2|BF |,且|AF |=6,则此抛物线方程为()A .y 2=9xB .y 2=6xC .y 2=3xD .y 2=3x(5).已知抛物线x 2=ay 与直线y =2x -2相交于M ,N 两点,若MN 中点的横坐标为3,则此抛物线的方程为()A .x 2=32yB .x 2=6yC .x 2=-3yD .x 2=3y(6).抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,O 为坐标原点,M 为抛物线上一点,且|MF |=4|OF |,△MFO 的面积为43,则抛物线的方程为()A .y 2=6xB .y 2=8xC .y 2=16xD .y 2=152x(7).抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,点O 是坐标原点,过点O ,F 的圆与抛物线C 的准线相切,且该圆的面积为36π,则抛物线的方程为__________.抛物线的几何性质例:(1)(2020·全国卷Ⅲ)设O 为坐标原点,直线x =2与抛物线C :y 2=2px (p >0)交于D ,E 两点,若OD ⊥OE ,则C 的焦点坐标为()A .⎪⎭⎫⎝⎛041,B .⎪⎭⎫⎝⎛021,C .(1,0)D .(2,0)(2)已知抛物线y 2=2px (p >0),过其焦点且斜率为-1的直线交抛物线于A ,B 两点,若线段AB 的中点的横坐标为3,则该抛物线的准线方程为()A .x =1B .x =2C .x =-1D .x =-2(3)已知直线l 过点(1,0)且垂直于x 轴.若l 被抛物线y 2=4ax 截得的线段长为4,则抛物线的焦点坐标为______________.(4).若双曲线C :2x 2-y 2=m (m >0)与抛物线y 2=16x 的准线交于A ,B 两点,且|AB |=43,则m 的值是____________.(5).在平面直角坐标系xOy 中有一定点A (4,2),若线段OA 的垂直平分线过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,则该抛物线的准线方程是_____________(6).已知抛物线y 2=4x 的焦点F ,准线l 与x 轴的交点为K ,P 是抛物线上一点,若|PF |=5,则△PKF 的面积为()A .4B .5C .8D .10(7)(2021·新高考Ⅰ卷)已知O 为坐标原点,抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,P 为C 上一点,PF 与x 轴垂直,Q 为x 轴上一点,且PQ ⊥OP .若|FQ |=6,则C 的准线方程为__________________.(8).过抛物线:y 2=2px (p >0)的焦点F 作倾斜角为60°的直线l ,若直线l 与抛物线在第一象限的交点为A ,并且点A 也在双曲线:x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一条渐近线上,则双曲线的离心率为()A.213B.13C.233D.5(9).如图,已知抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过点F 且斜率为1的直线依次交抛物线及圆(x -1)2+y 2=14于A ,B ,C ,D 四点,则|AB |+|CD |的值是()A .6B .7C .8D .9直观想象、数学运算——抛物线中最值问题的求解方法与抛物线有关的最值问题是历年高考的一个热点,由于所涉及的知识面广,题目多变,一般需要通过数形结合或利用函数思想来求最值,因此相当一部分同学对这类问题感到束手无策.下面就抛物线最值问题的求法作一归纳.1.定义转换法【典例1】(2021·上海虹口区一模)已知点M(20,40),抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F.若对于抛物线上的任意点P,|PM|+|PF|的最小值为41,则p的值等于________.2.平移直线法【典例2】抛物线y=-x2上的点到直线4x+3y-8=0的距离的最小值是________.[切入点]解法一:求出与已知直线平行且与抛物线相切的直线方程,从而求两平行线间的距离.解法二:求出与已知直线平行且与抛物线相切的直线与抛物线的切点坐标,从而求切点到已知直线的距离.3.函数法【典例3】若点P在抛物线y2=x上,点Q在圆(x-3)2+y2=1上,则|PQ|的最小值为________.[切入点]P、Q都是动点,转化为圆心与点P的最值.1.(2021·东北三省四市二模)若点P为抛物线y=2x2上的动点,F为抛物线的焦点,则|PF|的最小值为()A.2 B.12C.14D.182.(2021·云南省高三统一检测)设P,Q分别为圆x2+y2-8x+15=0和抛物线y2=4x上的点,则P,Q两点间的最小距离是________.直线与抛物线的位置关系1.直线与抛物线的位置关系2=2px,=kx+m,得k2x2+2(mk-p)x+m2=0.(1)相切:k2≠0,Δ=0.(2)相交:k2≠0,Δ>0.(3)相离:k2≠0,Δ<0.2.焦点弦的重要结论抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,过F的焦点弦AB的倾斜角为θ,则有下列性质:(1)y1y2=-p2,x1x2=p24.(2)|AF|=x1+p2=p1-cosθ;|BF|=x2+p2=p1+cosθ;|AB|=x1+x2+p=2psin2θ.(3)抛物线的通径长为2p,通径是最短的焦点弦.(4)S△AOB=p22sinθ.(5)1|AF|+1|BF|为定值2p.(6)以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.(7)以AF(或BF)为直径的圆与y轴相切.(8)过焦点弦的端点的切线互相垂直且交点在准线上.1.判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)直线与抛物线有且仅有1个公共点,则它们相切.()(2)所有的焦点弦中,以通径的长为最短.()(3)直线l过(2p,0),与抛物线y2=2px交于A、B两点,O为原点,则OA⊥OB.()(4)过准线上一点P作抛物线的切线,A、B为切点,则直线AB过抛物线焦点.() 2.过点(0,1)作直线,使它与抛物线y2=4x仅有一个公共点,这样的直线有() A.1条B.2条C.3条D.4条3.过抛物线y 2=4x 的焦点的直线l 交抛物线于P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2)两点,如果x 1+x 2=6,则|PQ |=()A .9B .8C .7D .64.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()A .y 2=9xB .y 2=6xC .y 2=3xD .y 2=3x5.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__________.直线与抛物线的位置关系【例1】(1)过点(0,3)的直线l 与抛物线y 2=4x 只有一个公共点,则直线l 的方程为__________.(2)已知抛物线C :x 2=2py ,直线l :y =-p2,M 是l 上任意一点,过M 作C 的两条切线l 1,l 2,其斜率为k 1,k 2,则k 1k 2=________.焦点弦问题【例2】(1)(2021·石家庄市质检)已知抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过点F 和抛物线上一点M (2,22)的直线l 交抛物线于另一点N ,则|NF |∶|FM |等于()A .1∶2B .1∶3C .1∶2D .1∶3(2)(2021·湖南五市十校摸底)过抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线l 与抛物线交于M 、N 两点(其中M 点在第一象限),若MN →=3FN →,则直线l 的斜率为________.(3)过抛物线y 2=4x 焦点F 的直线交抛物线于A 、B 两点,交其准线于点C ,且A 、C 位于x 轴同侧,若|AC |=2|AF |,则|BF |等于()A .2B .3C .4D .5(2020·山东卷)斜率为3的直线过抛物线C :y 2=4x 的焦点,且与C 交于A ,B 两点,则|AB |=________.直线与抛物线的综合问题例题1:已知以F 为焦点的抛物线C :y 2=2px (p >0)过点P (1,-2),直线l 与C 交于A ,B 两点,M 为AB 的中点,O 为坐标原点,且OM →+OP →=λOF →.(1)当λ=3,求点M 的坐标;(2)当OA →·OB →=12时,求直线l 的方程.例题2:设抛物线C :y 2=2x ,点A (2,0),B (-2,0),过点A 的直线l 与C 交于M ,N 两点.(1)当l 与x 轴垂直时,求直线BM 的方程;(2)证明:∠ABM =∠ABN .例题3:已知抛物线P :y 2=2px (p >0)上的点⎪⎭⎫ ⎝⎛a ,43到其焦点的距离为1.(1)求p 和a 的值;(2)求直线l :y =x +m 交抛物线P 于A ,B 两点,线段AB 的垂直平分线交抛物线P 于C ,D 两点,求证:A ,B ,C ,D 四点共圆.例题4.如图所示,已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,直线l 经过点F 且与抛物线C 相交于A ,B 两点.(1)若线段AB 的中点在直线y =2上,求直线l 的方程;(2)若线段|AB |=20,求直线l 的方程.例题5:已知曲线C :y =x 22,D 为直线y =-12上的动点,过D 作C 的两条切线,切点分别为A ,B .(1)证明:直线AB 过定点;(2)若以E ⎪⎭⎫ ⎝⎛250,为圆心的圆与直线AB 相切,且切点为线段AB 的中点,求四边形ADBE 的面积.。
疱丁巧解牛知识·巧学一、抛物线1.抛物线的定义: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叫抛物线.点F 叫抛物线的焦点,直线l 叫做抛物线的准线.(1)定义的“双向运用”,即:一方面,符合定义的条件的动点轨迹为抛物线;另一方面,抛物线上点有定义中条件的性质.(2)两个定义的综合运用是解决有些抛物线问题的捷径.(3)求抛物线方程时,若由已知条件可知曲线是抛物线,一般用待定系数法;若由已知条件可知曲线的动点的规律,一般用轨迹法.2.抛物线的方程(1)抛物线的标准方程(a >b >0)①y 2=2px(p >0);②y 2=-2px(p >0);③x 2=2py(p >0);④x 2=-2py(p >0).抛物线方程中,字母p 的几何意义是抛物线的焦点F 到准线的距离,2p 等于焦点到抛物线顶点的距离.二次函数y=ax 2(a≠0)方程满足抛物线的定义,所以它的图象是抛物线,它的焦点坐标为(2a ,0),准线方程x=2p . (2)中心在(x 0,y 0)的抛物线方程(a >b >0)利用平面向量的平移可得到上述标准方程中对应的形式,如顶点在(x 0,y 0)有对称轴为y=y 0,开口向右的抛物线方程为(y-y 0)2=2p(x-x 0)(p >0).要点提示 在求抛物线的方程的时候一定要考虑焦点在哪个轴上,开口方向两个方面.此外,因为抛物线有四个标准方程,确定了焦点在哪个轴上和开口方向,这个抛物线的方程大致形状也就确定了.问题·探究问题1 抛物线在现实生活中有哪些应用?探究:抛物线在现实生活中的应用很广泛,我们熟悉的汽车前灯,太阳灶,有的大桥也设计成抛物线形状,抛物线最重要的应用还是在物理学上,根据抛物线的运行轨迹,人们把它运用到了军事上的大炮、导弹.问题2 学习抛物线方程,要注意些什么?探究:抛物线的标准方程有四个,在学习它们的时候一定要注意区分,焦点在x 轴上两个,焦点在y 轴上两个,焦点坐标与准线方程都于一次项的系数有关,抛物线的方程在确定了焦点位置和一次项的系数,抛物线的形状也就确定了下来.典题·热题例1 已知点M (3,2),F 为抛物线y 2=2x 的焦点,点p 在该抛物线上移动,当|PM|+|PF|取最小值时,点P 的坐标为______________________.思路分析:本题若建立目标函数来求|PM|+|PF|的最小值是困难的,若巧妙地利用抛物线定义,结合图形则问题不难解决.解:如右图所示,由定义知|PF|=|PE|,故|PM|+|PF|=|PF|+|PM|≥|ME|≥|MN|=213.取等号时,M,P,E 三点共线,∴P 点纵坐标为2,代入方程,求出其横坐标为2,所以P 点坐标为(2,2).方法归纳 由抛物线的定义可知,抛物线上的点到焦点的距离等于它到准线的距离.要重视定义在解题中的应用,灵活地进行抛物线上的点到焦点距离与到准线距离的相互转换. 例2 求过点(-3,2)的抛物线的标准方程,并求对应抛物线的准线方程.思路分析:从方程形式看,求抛物线的标准方程仅需确定一个待定系数p ;从实际分析,一般需确定p 和确定开口方向两个条件,否则,应展开相应的讨论.解:(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=x 34-或x 2=y 29.前者的准线方程是x=31,后者的准线方程是y=89-. 误区警示 这里易犯的错误就是缺少对开口方向的讨论,先入为主,设定一种形式的标准方程后求解,以致失去一解.例3 求证:以抛物线的焦点弦为直径的圆心与抛物线的准线相切.思路分析:可设抛物线方程为y 2=2px(p >0).如右图所示,只须证明2||AB =|MM 1|,则以AB 为直径的圆,必与抛物线准线相切.证明:作AA 1⊥l 于A 1,BB 1⊥l 于B 1.M 为AB 中点,作MM 1⊥l 于M 1,则由抛物线的定义,可知|AA 1|=|AF|,|BB 1|=|BF|.在直角梯形BB 1A 1A 中:|MM 1|=21(|AA 1|+|BB 1|)=21(|AF|+|BF|)=21|AB|. ∴|MM 1|=21|AB|.故以AB 为直径的圆,必与抛物线的准线相切. 方法归纳 类似有:以椭圆焦点弦为直径的圆与相对应的准线相离,以双曲线焦点弦为直径的圆与相应的准线相交.例4 如右图所示,直线l 1和l 2相交于点1M ,l 1⊥l 2,点N ∈l 1,以A 、B 为端点的曲线段C上任一点到l 2的距离与到点N 的距离相等.若△AMN 为锐角三角形,|AM|=17,|AN|=3,且|NB|=6,建立适当的坐标系,求曲线段C 的方程.思路分析:由题意所求曲线段是抛物线的一部分,求曲线方程需建立适当的直角坐标系,设出抛物线方程,由条件求出待定系数即可,求出曲线方程后要标注x 、y 的取值范围. 解:如图以直线l 1为x 轴,线段MN 的垂直平分线为y 轴,建立直角坐标系,由条件可知,曲线段C 是以点N 为焦点,以l 2为准线的抛物线的一段.其中A 、B 分别为曲线段C 的端点. 设曲线段C 的方程为y 2=2px (p>0)(x A ≤x≤x B ,y>0),其中x A 、x B 为A 、B 的横坐标,p=|MN|,所以M (2p -,0)、N (2p ,0). 由|AM|=17,|AN|=3,得(x A +2p )2+2px A =17, ① (x A -2p )2+2px A =9. ② ①②联立解得x A =p4,代入①式,并由p>0, 解得⎩⎨⎧==1,4A x p 或⎩⎨⎧==.2,2Ax p 因为△AMN 为锐角三角形,所以A x p >2. 故舍去⎩⎨⎧==.2,2A x p 所以⎩⎨⎧==.1,4Ax p 由点B 在曲线段C 上,得x B =|BN|-2p =4. 综上,曲线段C 的方程为y 2=8x (1≤x≤4,y>0).。
抛物线的定义及标准方程一、抛物线的定义1. 定义内容- 平面内与一定点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,定直线l叫做抛物线的准线。
2. 定义理解要点- 强调“平面内”这一前提条件,因为在空间中满足到定点与定直线距离相等的点的轨迹是一个抛物面。
- 焦点F不在准线l上,如果F∈ l,则轨迹为过F且垂直于l的直线。
二、抛物线的标准方程1. 建立坐标系推导标准方程- 设抛物线的焦点为F,准线为l,过点F作准线l的垂线,垂足为K,以线段FK的中点O为坐标原点,FK所在直线为x轴建立直角坐标系。
- 设|FK| = p(p>0),则焦点F的坐标为((p)/(2),0),准线l的方程为x =-(p)/(2)。
- 设抛物线上任一点M(x,y),根据抛物线的定义,点M到焦点F的距离等于点M到准线l的距离。
- 点M到焦点F的距离| MF|=√((x - frac{p){2})^2+y^2},点M到准线l的距离| x+(p)/(2)|。
- 由√((x - frac{p){2})^2+y^2}=| x+(p)/(2)|,两边平方可得(x-(p)/(2))^2 + y^2=(x + (p)/(2))^2,展开并化简得y^2=2px(p>0),这就是抛物线的一种标准方程,它表示焦点在x轴正半轴上的抛物线。
2. 其他几种标准方程形式- 当焦点在x轴负半轴上时,设焦点F(-(p)/(2),0),准线l的方程为x=(p)/(2),按照上述推导过程可得抛物线方程为y^2=-2px(p > 0)。
- 当焦点在y轴正半轴上时,设焦点F(0,(p)/(2)),准线l的方程为y =-(p)/(2),设抛物线上一点M(x,y),根据定义可得√(x^2)+(y-(p)/(2))^2=|y+(p)/(2)|,化简后得到x^2=2py(p>0)。
- 当焦点在y轴负半轴上时,设焦点F(0,-(p)/(2)),准线l的方程为y=(p)/(2),可得抛物线方程为x^2=-2py(p>0)。
抛物线定义及标准方程抛物线是二次函数的图象,它是平面上到定点的距离等于到定直线的距离的点的轨迹。
在日常生活中,我们经常可以看到抛物线的形状,比如喷泉中水流的轨迹、抛出的物体的运动轨迹等。
抛物线的研究对于理解物体的运动规律、建立数学模型等都具有重要的意义。
抛物线的标准方程是y=ax^2+bx+c,其中a、b、c为常数,a≠0。
抛物线的开口方向取决于a的正负,当a>0时,抛物线开口向上;当a<0时,抛物线开口向下。
现在我们来详细了解一下抛物线的定义及标准方程。
首先,我们来看抛物线的定义。
如前所述,抛物线是平面上到定点的距离等于到定直线的距离的点的轨迹。
这个定点叫做焦点,定直线叫做准线。
在平面直角坐标系中,抛物线的焦点通常在y轴上,坐标为(0, p),准线为y=-p。
根据这个定义,我们可以得出抛物线的数学表达式。
其次,我们来推导抛物线的标准方程。
假设抛物线上有一点P(x, y),它到焦点的距离为PF,到准线的距离为PM。
根据抛物线的定义,我们可以得到PF=PM,即√(x^2+(y-p)^2)=|x|。
将这个方程进行整理化简,就可以得到抛物线的标准方程y=ax^2+bx+c。
最后,我们来看一些抛物线的性质。
首先,抛物线的对称轴是与x轴平行的直线,它通过焦点并且与抛物线的开口方向垂直。
其次,抛物线的顶点坐标为(-b/2a,c-b^2/4a)。
最后,抛物线的焦距为|4a|p。
这些性质可以帮助我们更好地理解抛物线的形状和特点。
总之,抛物线是二次函数的图象,它具有很多重要的数学性质和物理意义。
通过学习抛物线的定义及标准方程,我们可以更好地理解它的形式和特点,为后续的数学学习和物理研究打下基础。
希望本文能够帮助大家更好地理解抛物线,欢迎大家批评指正。