高中数学教案抛物线
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高中数学抛物线教学一、教学任务及对象1、教学任务本教学设计的任务是围绕高中数学课程中的抛物线进行深入的探讨与教学。
抛物线是解析几何中的重要内容,不仅在数学学科内部有着重要的地位,在其他自然科学和工程技术等领域也有着广泛的应用。
通过本课程的学习,学生应掌握抛物线的定义、标准方程、图形特征及其在现实中的应用,并能解决相关的数学问题。
课程内容主要包括:抛物线的概念引入、标准方程的推导与变换、抛物线的简单几何性质、抛物线与直线的交点问题、抛物线在实际问题中的应用等。
此外,结合学生的认知特点,本教学设计还将强化数形结合的数学思想,以及解决问题的策略与方法。
2、教学对象本教学设计的对象是高中二年级的学生。
经过之前的学习,学生已经掌握了基本的平面几何知识,具备了一定的代数运算能力和逻辑思维能力。
此外,他们对于函数与方程的关系有了一定的理解,这为抛物线的学习奠定了基础。
在这个阶段,学生正处于形象思维向抽象思维过渡的关键时期,他们对于数学概念的理解需要具体形象的支持,同时也需要通过适当的引导,发展他们的抽象逻辑思维能力。
因此,在教学过程中,教师需关注学生的个体差异,采用不同的教学策略,以激发学生的学习兴趣,提高他们的自主学习能力与合作学习能力。
二、教学目标1、知识与技能(1)理解抛物线的概念,掌握抛物线的标准方程及其推导过程,能够识别和描述抛物线的图形特征。
(2)掌握抛物线的简单几何性质,如顶点、对称轴、开口方向等,并能够运用这些性质解决相关问题。
(3)熟练运用数形结合的思想,解决抛物线与直线的交点问题,掌握求解抛物线方程的方法。
(4)能够将抛物线的理论知识应用于实际问题中,如物体运动的轨迹、光学反射等,培养将数学知识应用于实际情境的能力。
2、过程与方法(1)通过自主探究、合作交流的方式,引导学生经历抛物线概念的形成过程,培养他们的观察、分析、归纳能力。
(2)在教学过程中,教师采用以退为进、以点带面的策略,逐步引导学生深入理解抛物线的性质,培养他们的逻辑思维和推理能力。
“抛物线”单元教学设计一、内容和内容解析(一)内容1.抛物线及其标准方程2.抛物线的简单几何性质本单元内容结构图如下:(二)内容解析内容本质:本单元是在抛物线的几何情境中,抽象出抛物线的几何特征,然后建立其标准方程,再利用标准方程研究其几何性质,并利用它们解决简单的实际问题.蕴含的思想与方法:本单元最重要的、最根本的数学思想方法是数形结合与坐标法.当然,在解决问题的过程中,数形结合、转化与化归、分类整合等思想方法也发挥着重要作用.知识点上下位关系:本单元是在学习了直线与圆的方程、椭圆、双曲线的基础上学习的,特别是抛物线与椭圆、双曲线同属圆锥曲线,其研究路径与椭圆、双曲线大致相同,是椭圆与双曲线知识的延续.育人价值:本单元的学习有助于学生学会合乎逻辑地、有条理地、严密精准地分析问题与解决问题,有助于发展学生的数学抽象、逻辑推理、数学运算、直观想象、数学建模等方面的素养.教学重点:抛物线的概念、标准方程与简单几何性质.二、目标和目标分析(一)单元目标1.了解抛物线的实际背景,感受抛物线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用.2.了解抛物线的定义、几何图形和标准方程,以及它的简单几何性质.3.了解抛物线的简单应用.(二)目标解析达成上述目标的标志是:1.通过实例(抛物运动轨迹、探照灯反射镜面、卫星接收天线),知道抛物线在生产生活中有广泛应用.2.通过实际绘制抛物线的过程认识抛物线的几何特征,给出椭圆的定义.能类比椭圆、双曲线的方法,通过建立适当的坐标系,得到抛物线的标准方程.能在直观认识抛物线的图形特点的基础上,用抛物线的标准方程推导出抛物线的范围、对称性、顶点、离心率等简单几何性质.能用抛物线的定义、标准方程及简单几何性质解决简单的问题.能通过抛物线与方程的学习,进一步体会建立曲线的方程、用曲线的方程研究曲线性质的方法.3.通过将关于抛物线的实际问题转化为关于抛物线的数学问题,运用抛物线的定义、标准方程及简单的几何性质解决关于抛物线的数学问题,从而解决关于抛物线的实际问题,发展数学建模素养.类比用直线方程与圆、椭圆、双曲线的方程研究直线与圆、椭圆、双曲线的位置关系,用直线方程与抛物线的标准方程研究直线与抛物线的位置关系,知道直线与抛物线的公共点个数与直线的方程和抛物线的标准方程组成的方程组的解的个数的关系,从而体会用方程研究曲线的方法.三、教学问题诊断分析1.学生对坐标法已有了比较深的认识,通过前面直线、圆、椭圆、双曲线方程的学习,对用坐标法研究曲线的基本思想方法有了了解,但是,在建立抛物线方程的时候,如何建立坐标系是第一个教学问题.在教学中,应明确“适当”的“标准”是所得方程简单,能较好的反应曲线的性质,适当的方法是尽可能使曲线关于原点及坐标轴对称.观察抛物线知道,它具有对称性,并且过定点垂直于定直线的直线就是它的对称轴,在此基础上建立适当坐标系,通过对比几种建系的方程得出最简的.2.在掌握了开口方向向右的抛物线的标准方程之后,再考虑开口方向向左、向上、向下的抛物线的标准方程,是第二个教学问题.教学中,应通过类比来建坐标系得出方程.3.在研究抛物线的几何特征时,对于焦点弦问题,是第三个教学问题.在教学过程中,抓住两个方面——一元二次方程根与系数的关系及抛物线的定义,就能解决问题.4.在研究直线与抛物线的位置关系时,通过联立直线方程与抛物线方程得方程,由此判断直线与抛物线的位置关系,是第四个教学问题.在教学时,联立方程消元后,要注意二次项系数是否可以为0,要分类讨论.教学难点:(1)发现抛物线几何特征;(2)直线与抛物线的位置关系.四、教学支持条件分析学生已经学习了直线、圆、椭圆与双曲线,对解析几何的用坐标法研究曲线的基本思想与方法有了比较深入的了解.在本单元的教学中,充分运用网络画板的动态演示效果,包括演示圆锥曲线的统一定义、抛物线的几何特征、抛物线的简单几何性质、直线与抛物线的位置关系.五、课时教学设计本单元共3课时,具体分配如下:第1课时,抛物线及其标准方程;第2课时,抛物线的简单几何性质(一);第3课时,抛物线的简单几何性质(二).。
高中数学选修2 抛物线教案一、教学内容本节课选自高中数学选修2第三章《圆锥曲线与方程》中的抛物线部分。
具体内容包括:抛物线的定义、标准方程、图形及性质;抛物线焦点、准线、对称轴等相关概念;抛物线在实际问题中的应用。
二、教学目标1. 理解并掌握抛物线的定义、标准方程及图形性质。
2. 学会利用抛物线的性质解决实际问题。
3. 培养学生的几何想象能力和逻辑思维能力。
三、教学难点与重点重点:抛物线的定义、标准方程及图形性质。
难点:抛物线焦点、准线、对称轴等概念的理解及其应用。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、黑板、粉笔、直尺、圆规。
2. 学具:练习本、铅笔、直尺、圆规。
五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)利用多媒体展示生活中的抛物线实例,如篮球投篮、卫星通信等,引导学生发现抛物线的特点。
2. 知识讲解(10分钟)(1)抛物线的定义:平面上到一个定点(焦点)的距离等于到一条直线(准线)的距离的点的轨迹。
(2)抛物线的标准方程:y^2=2px、x^2=2py。
(3)抛物线的图形性质:开口方向、对称轴、顶点、焦点、准线等。
3. 例题讲解(15分钟)(1)求解抛物线y^2=8x的焦点和准线。
(2)已知抛物线x^2=12y,求顶点坐标、对称轴及焦点坐标。
4. 随堂练习(5分钟)(1)求抛物线y^2=4x的焦点和准线。
(2)已知抛物线x^2=6y,求顶点坐标、对称轴及焦点坐标。
5. 课堂小结(5分钟)六、板书设计1. 定义:平面上到一个定点(焦点)的距离等于到一条直线(准线)的距离的点的轨迹。
2. 标准方程:y^2=2px、x^2=2py。
3. 图形性质:开口方向、对称轴、顶点、焦点、准线。
4. 例题及解答。
七、作业设计1. 作业题目:(1)求抛物线x^2=16y的焦点和准线。
(2)已知抛物线y^2=10x,求顶点坐标、对称轴及焦点坐标。
2. 答案:八、课后反思及拓展延伸本节课通过实践情景引入、例题讲解、随堂练习等方式,使学生掌握了抛物线的定义、标准方程、图形性质等基本概念。
课题:抛物线的标准方程【教学目的】1、掌握抛物线中的定义和标准方程及其推导过程,能根据已知条件求抛物线的标准方程;2、能够熟练画出抛物线的草图,进一步提高学生“应用数学”的水平;【教学重点】抛物线标准方程的不同形式【教学过程】一.问题情境:探照灯的内壁是由抛物线旋转而成的,一些太阳灶轴截面的外轮廓是抛物线,许多现代通讯设备的接收器和发射器造型也与抛物线有关。
*如何确定抛物线的标准方程?二、学生活动:我们已经建立了椭圆和双曲线的标准方程,如何建立抛物线的标准方程呢?三.建构数学:1 抛物线定义: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做抛物线定点F 叫做抛物线的焦点,定直线l 叫做抛物线的准线注:(1)定点F 不在这条定直线l ;(2)定点F 在这条定直线l ,则点的轨迹是什么? 2、推导抛物线的标准方程:(1)它表示的抛物线的焦点在x 轴的正半轴上,焦点坐标是F )0,2(p , 它的准线方程是2p x -= (2)一条抛物线,由于它在坐标系的位置不同,方程也不同,有四种不同的情况,所以抛物线的标准方程还有其他几种形式:px y 22-=,py x 22=,py x 22-=.这四种抛物线的图形、标准方程、焦点坐标以及准线方程如下3、抛物线的准线方程:如图所示,分别建立直角坐标系,设出KF p =(0p >),则抛(2)对称轴为坐标轴;(3)准线都与对称轴垂直,垂足与焦点在对称轴上关于原点对称; 它们到原点的距离都等于一次项系数绝对值的41,即242p p =; 不同点:(1)图形关于x 轴对称时,x 为一次项,y 为二次项,方程右端为px 2±、左端为2y ;图形关于y 轴对称时,x 为二次项,y 为一次项,方程右端为py 2±,左端为2x(2)开口方向在x 轴(或轴)正向时,焦点在x 轴(或y 轴)的正半轴上,方程右端取正号;开口在x 轴(或y 轴)负向时,焦点在x 轴(或y 轴)负半轴时,方程右端取负号四.应用数学:例1 (1)已知抛物线标准方程是x y 62=,求它的焦点坐标和准线方程(2)已知抛物线的焦点坐标是F (0,-2),求它的标准方程分析:抛物线的标准方程中只有一个参数p ,因此,只要确定了抛物线属于哪类标准形式,再求出p 值就可以写出其方程,但要注意两解的情况五、课堂练习:1.根据下列条件写出抛物线的标准方程(1)焦点是F (-2,0)(2)准线方程是31=y (3)焦点到准线的距离是4,焦点在y 轴上(4)经过点A (6,-2)点评:练习时注意(1)由焦点位置或准线方程正确判断抛物线标准方程的类型;(2)p 表示焦点到准线的距离故p >0; (3)根据图形判断解有几种可能2.求下列抛物线的焦点坐标和准线方程(1)y 2=20x (2)x 2=1/2y (3)2y 2+5x =0 (4)082=+y x六、小结 :小结抛物线的定义、焦点、准线及其方程的概念;七、课后作业:。
高中数学抛物线教案
教学目标:
1. 能够理解抛物线的定义和特点;
2. 能够求解抛物线的顶点、焦点、焦距等相关参数;
3. 能够应用抛物线知识解决实际问题。
教学重点:
1. 抛物线的标准方程;
2. 抛物线的顶点、焦点和焦距;
3. 抛物线的相关实际问题。
教学难点:
1. 利用给定的抛物线方程求解相关参数;
2. 解决实际问题时的抽象思维能力。
教学准备:
1. 投影仪、电脑或手写板;
2. 教材、讲义、课件;
3. 实例题目。
教学过程:
一、引入:
1. 引导学生回顾抛物线的定义和特点;
2. 提出学生熟悉的实际例子,如抛物线反射问题或者悬挂问题,引发学生兴趣。
二、讲解:
1. 讲解抛物线的标准方程及与二次函数的关系;
2. 讲解抛物线的顶点、焦点、焦距、对称轴等相关概念;
3. 解析求解抛物线的顶点、焦点和焦距的方法。
三、练习:
1. 给学生提供一些抛物线的相关例题,让学生自行求解;
2. 给学生布置一些实际问题,让学生应用抛物线知识解决。
四、总结:
1. 总结抛物线的相关知识点和解题方法;
2. 强调学生在学习数学知识时要注重实际应用。
五、作业:
1. 布置相关的抛物线练习题,让学生巩固知识点;
2. 提出实际问题,要求学生应用所学知识解决。
教学反思:
通过本节课的教学,学生应该能够掌握抛物线的相关知识,能够正确求解抛物线的参数和应用抛物线知识解决实际问题。
教师也应该注意引导学生运用数学知识解决实际问题,提高学生的抽象思维能力和解决问题的能力。
人教版高中数学抛物线教案
主题:抛物线
教材版本:人教版高中数学
教学内容:抛物线的基本概念和性质
教学目标:
1. 了解抛物线的定义和基本特征;
2. 熟练掌握抛物线的标准方程;
3. 能够解决与抛物线相关的问题。
教学重点和难点:
重点:抛物线的标准方程和性质。
难点:能够灵活运用抛物线的性质解决问题。
教学过程:
一、导入(5分钟)
教师介绍抛物线的概念,引出本课要学习的内容。
二、讲解(15分钟)
1. 抛物线的定义和形状;
2. 抛物线的标准方程;
3. 抛物线的焦点、准线和顶点。
三、练习(20分钟)
1. 让学生在纸上绘制抛物线,并编写标准方程;
2. 给学生一些练习题,让他们独立解决问题。
四、总结(5分钟)
教师总结本节课的要点,强调抛物线的重要性和应用。
五、作业布置(5分钟)
布置相关练习题作业,鼓励学生在家里复习和巩固所学知识。
※教学结束※
教学反思:
本节课通过讲解抛物线的定义、性质和标准方程,帮助学生更好地理解抛物线的基本概念。
但是在练习环节,部分学生遇到了困难,需要更多的实践和巩固。
下次课程将设计更多的
练习题,加深学生对抛物线的理解和掌握。
高中抛物线数学教案
主题:抛物线
一、教学目标:
1. 理解抛物线的定义和性质;
2. 掌握抛物线的标准方程及相关计算方法;
3. 熟练运用抛物线相关知识解决实际问题。
二、教学重点和难点:
重点:抛物线的定义、标准方程及相关性质;
难点:抛物线的几何意义及应用问题的解决。
三、教学过程:
1. 导入新知识(5分钟)
通过展示抛物线的图片和实际应用场景,引导学生了解抛物线的形态和特点。
2. 学习抛物线的定义和性质(15分钟)
讲解抛物线的定义,并介绍抛物线的焦点、顶点、对称轴等性质,让学生理解抛物线的基本概念。
3. 学习抛物线的标准方程(20分钟)
教师讲解抛物线的标准方程及其推导过程,让学生掌握如何根据给定的抛物线特点确定其标准方程。
4. 练习抛物线相关计算(20分钟)
让学生通过练习题目,熟悉抛物线的计算方法,包括焦点、顶点、焦距等的计算。
5. 解决实际问题(15分钟)
通过实际应用问题的讨论与解答,引导学生灵活运用抛物线知识解决实际问题,并培养学生的数学建模能力。
6. 总结和作业布置(5分钟)
对抛物线相关知识进行总结,并布置相关练习作业,巩固学生的学习成果。
四、教学手段:
1. 教师讲解;
2. 课堂练习;
3. 实际应用问题讨论。
五、教学反思:
本节课主要围绕抛物线的定义、标准方程及相关计算展开,注重培养学生的问题解决能力和建模能力。
通过实践与讨论,让学生真正理解抛物线的几何意义和应用价值,为他们的数学学习打下坚实基础。
2.3.2抛物线的简单几何性质(第一课时)(人教A版普通高中教科书数学选择性必修第一册第三章)一、教学目标1.掌握抛物线的简单几何性质:范围、对称性、顶点、离心率;2.能根据抛物线的几何性质对抛物线方程进行讨论;3.对通径、焦半径公式进行初步探索;4.进一步理解数形结合的思想方法在解析几何中的应用。
二、教学重难点1.教学重点:抛物线的简单几何性质、利用抛物线的几何性质求方程、对通径与焦半径公式的初步探究。
2.教学难点:利用数形结合法对通径、焦半径公式的探究。
三、教学过程1.利用数形结合的思想探究抛物线的简单几何性质1.1 知识回顾,温故知新【学生活动】学生完成学案内容,对抛物线的四种方程、图形、焦点坐标、准线方程进行复习。
【设计意图】之前学过椭圆、双曲线的几何性质,都是通过图形和方程两方面进行研究的,因此引导学生对抛物线的四种方程、图形、焦点坐标、准线方程进行复习,有利于对抛物线性质的进一步探索。
1.2 数形结合,类比探究问题1:类比用标准方程研究椭圆、双曲线几何性质的过程与方法,请思考:我们要研究抛物线的哪些几何性质?如何研究这些性质?【预设答案】前面我们学习了椭圆、双曲线的范围、对称性、顶点、离心率,在双曲线中还学习了渐近线。
我们是通过“数”和“形”两方面对椭圆、双曲线的几何性质进行探究的。
【设计意图】类比椭圆、双曲线几何性质的研究思路,为接下来用数形结合法研究抛物线的几何性质进行铺垫。
问题2:观察图形,你能发现抛物线横、纵坐标的取值范围吗?【预设答案】通过观察图形,学生很容易得到开口向右的抛物线中横、纵坐标的取值范围,即为问题3:从数的角度,也就是从抛物线方程的角度,怎样得到抛物线中横纵坐标的取值范围呢?【预设答案】在方程中,并无限制,因此。
而因为,且,所以。
【设计意图】让学生从“数”和“形”两个角度探索抛物线的范围。
问题4:观察图形,抛物线有几条对称轴?是否有对称中心?【预设答案】学生观察图形容易得到开口向右的抛物线关于轴对称,没有对称中心。
教学目标:1. 让学生理解抛物线的定义和性质,掌握抛物线的标准方程。
2. 通过实例和练习,让学生学会如何求解抛物线上的点、弦和切线等。
3. 培养学生的逻辑思维能力、空间想象能力和数学应用能力。
教学重难点:1. 抛物线的定义和性质2. 抛物线的标准方程3. 抛物线上的点、弦和切线的求解教学过程:一、导入1. 复习二次函数的定义和性质,引导学生回顾二次函数的图像特点。
2. 提出问题:如果二次函数的图像是一个开口向上或向下的曲线,我们称它为什么?二、新课讲解1. 抛物线的定义:抛物线是平面上到定点(焦点)和到定直线(准线)的距离相等的点的轨迹。
2. 抛物线的性质:a. 抛物线是关于其对称轴对称的。
b. 抛物线的顶点是焦点和准线的中点。
c. 抛物线的开口方向由焦点和准线的位置关系决定。
3. 抛物线的标准方程:$y=ax^2+bx+c$($a\neq0$)。
4. 抛物线的求解:a. 求抛物线上的点:给定横坐标$x$,代入抛物线方程求解纵坐标$y$。
b. 求抛物线上的弦:给定两个横坐标$x_1$和$x_2$,代入抛物线方程求解对应的纵坐标$y_1$和$y_2$,得到弦的两个端点坐标。
c. 求抛物线上的切线:给定横坐标$x$,代入抛物线方程求解纵坐标$y$,得到切点的坐标,再根据导数的几何意义求解切线方程。
三、例题讲解1. 例1:已知抛物线$y=x^2-2x+1$,求其焦点和准线。
2. 例2:已知抛物线$y=-2x^2+4x-3$,求其开口方向、顶点坐标和焦点坐标。
四、课堂练习1. 完成课后习题,巩固所学知识。
2. 求解下列抛物线上的点、弦和切线:a. $y=x^2-3x+2$,求点$(1,0)$处的切线方程。
b. $y=-2x^2+8x-7$,求点$(2,3)$处的切线方程。
五、总结1. 回顾本节课所学内容,强调抛物线的定义、性质和求解方法。
2. 鼓励学生在日常生活中发现和应用抛物线,提高数学素养。
教学反思:1. 通过本节课的学习,学生应该掌握了抛物线的定义、性质和求解方法。
高三数学《抛物线》教案教学文档一、教学内容本节课选自高中数学教材选修21第三章《圆锥曲线与方程》中的第四节《抛物线》。
详细内容包括抛物线的定义、标准方程、几何性质以及应用。
二、教学目标1. 理解抛物线的定义,掌握抛物线的标准方程和简单性质。
2. 能够运用抛物线知识解决实际问题和相关数学问题。
3. 培养学生的空间想象能力和逻辑推理能力。
三、教学难点与重点教学难点:抛物线标准方程的推导和应用。
教学重点:抛物线的定义、标准方程及几何性质。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具:直尺、圆规、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入利用多媒体展示生活中的抛物线实例,如抛物线运动、拱桥等,引导学生思考抛物线的特点。
2. 知识讲解(1)抛物线的定义(2)抛物线的标准方程(3)抛物线的几何性质3. 例题讲解(1)求抛物线y^2=4x的焦点坐标和准线方程。
(2)已知抛物线y^2=2px(p>0)的焦点为F(p/2,0),求抛物线上一点M到焦点F的距离与到准线的距离之和。
4. 随堂练习(1)求抛物线x^2=4y的焦点坐标和准线方程。
(2)已知抛物线x^2=8y的焦点为F(0,2),求抛物线上一点M 到焦点F的距离与到准线的距离之和。
5. 小结六、板书设计1. 黑板左侧:抛物线的定义、标准方程、几何性质。
2. 黑板右侧:例题及解答、随堂练习。
七、作业设计1. 作业题目(1)求抛物线y^2=8x的焦点坐标和准线方程。
(2)已知抛物线y^2=12x的焦点为F(3,0),求抛物线上一点M到焦点F的距离与到准线的距离之和。
2. 答案八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对抛物线的定义、标准方程和几何性质掌握程度,以及对例题和随堂练习的完成情况。
2. 拓展延伸:引导学生思考抛物线在实际生活中的应用,如建筑设计、体育竞技等,激发学生的学习兴趣。
重点和难点解析1. 抛物线标准方程的推导过程。
2. 例题的选取和讲解,尤其是涉及抛物线性质的应用。
抛物线一、知识网络二、高考考点1.抛物线定义的应用;2.抛物线的标准方程及其几何性质;焦点、准线方程;3.抛物线的焦点弦引出的问题;4.直线与抛物线相交(或相切)引出的求法或范围问题;5.抛物线与三角形(或四边形)问题。
三、知识要点(一)定义与推论1.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做抛物线.定点F叫做抛物线的焦点,定直线l叫做抛物线的准线. 这一定义为抛物线上任意一点M的焦点半径与水平线段(或垂直线段)的等价转换奠定理论基础.2.推论:抛物线的焦点半径公式设为抛物线上任意一点,则设为抛物线上任意一点,则其它情形从略。
(二)标准方程与几何性质1.标准方程设抛物线的焦点F到准线l的距离为p(焦参数),则在特定直角坐标系下导出抛物线的标准方程:①②③④认知:上述标准方程中的一次项的功能:一次项本身决定抛物线的形状与位置.其中,一次项所含变元对应的数轴为对称轴(焦点所在数轴);一次项系数的符号决定焦点所在半轴(或开口方向):系数为正,焦点在相应的正半轴上(或开口朝着对称轴正向),反之,焦点在负半轴上(或开口朝着对称轴负向);一次项系数的绝对值决定抛物线开口大小(形状):恰等于焦点参数的2倍.2.几何性质对于抛物线(1)范围:这条抛物线在y轴右侧,且向右上方和右下方无限延伸;(2)对称性:关于x轴对称轴为这条抛物线的轴.认知:抛物线的准线与其对称轴垂直(抛物线主要共性之一)(3)顶点:原点O(0,0)(抛物线方程为标准方程的必要条件之一)(4)离心率:(抛物线主要共性之二)(三)挖掘与引申1.抛物线方程的统一形式1)顶点在原点,以x轴为对称轴的抛物线方程为,其焦点参数(一次项系数绝对值的一半);焦点,准线;顶点在原点,以y轴为对称轴的抛物线方程为,其焦点参数(一次项系数绝对值的一半);焦点,准线;(2)顶点在,对称轴垂直y轴的抛物线方程为:,其焦点参数;顶点在,对称轴垂直x轴的抛物线方程为:,其焦点参数;2.抛物线的焦点弦设且PQ为抛物线的一条经过焦点的弦.(1)弦端点同名坐标的关系(推导上述命题的副产品:,其中k为直线PQ的斜率)(2)焦点弦长公式(Ⅰ)。
(Ⅱ)设直线PQ的倾斜角为,则故有:(3)的面积公式:;(4)焦点半径与的关系(定值)(四)直线与抛物线直线与抛物线的位置关系,理论上由直线方程与抛物线方程的联立方程组实解的情况来确定,实践中往往归纳为对相关一元二次方程的判别式△的考察:直线与抛物线交于不同两点直线与抛物线交于一点(相切)或直线平行于抛物线的对称轴;直线与抛物线不相交四、抛物线经典例题例1、(1)抛物线的焦点坐标为;(2)已知抛物线顶点在原点,焦点在坐标轴上,抛物线上的点到焦点F的距离为5,则抛物线方程为;(3)经过抛物线的对称轴上一点作直线l与抛物线交于A、B两点,若A点纵坐标为,则B点纵坐标为 .分析:(1)将抛物线方程化为标准方程切入当时,抛物线标准方程为,此时,焦参数,焦点;当时,抛物线标准方程为,此时,焦参数,焦点;∴综上可知,不论a的正负如何,总有焦点坐标为 .(2)这里 .注意到焦点半径在不同标准方程下的不同形式,运用抛物线标准方程的统一形式也不能避开讨论,故而爽直地从标准方程的讨论入手。
①注意到点A在x轴下方,因此,(Ⅰ)当抛物线焦点在x轴正半轴上时,设抛物线方程为,则①又点A在抛物线上,则②∴由①,②得:或∴由①得:p=9或p=1 ∴抛物线方程为:或(Ⅱ)当抛物线焦点在x轴负半轴上时,设抛物线方程为,则,且仿(Ⅰ)解得 p=1或p=9 ∴抛物线方程为或(Ⅲ)当抛物线焦点在y轴负半轴上时,设抛物线方程为,则,∴p=4∴此时抛物线方程为于是综合(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)抛物线方程为或或 .(3)为推导出其普通性的结论,我们将所给问题定义升级经过抛物线的对称轴上一定点作抛物线的弦AB,若设,寻找点A、B的同名坐标之间的联系。
设弦AB所直线方程为①由①与联立,消去x :∴②∴③(Ⅱ)应用上述结论,当a=p,时,由②得∴ B的纵坐标为—4p例2 、已知抛物线,点A(2,3),F为焦点,若抛物线上的动点到A、F的距离之和的最小值为,求抛物线方程.分析:在解析几何中,关于到两个定点的距离之和的最小值(或距离之差的最大值)问题,运用纯代数方法解,导致复杂运算,因而常运用几何方法与相关曲线的定义。
解:注意到抛物线开口大小的不确定性(1)当点A和焦点F在抛物线的异侧时,由三角形性质得∴∴,解得p=2或p=6。
注意到p=6时,抛物线方程为,此时若x=2,则,与点A所在区域不符合;当p=2时,抛物线方程为,当x=2时,,符合此时的情形。
(2)当点A和焦点F在抛物线的同侧时(如图),作MN⊥准线l于点N,,得∴∴,解得易验证抛物线符合此时情形。
于是综合(1)、(2)得所求抛物线方程为或.点评:求解此题有两大误区:一是不以点A所在的不同区域分情况讨论,二是在由(1)(或(2))导出抛物线方程后不进行检验。
事实上,在这里不论是A在什么位置,总得成立,本题进行的检验是必要的.例3、经过抛物线的焦点作弦AB.(1)若弦AB被焦点F分成的线段之比为3:1;求该弦所在直线的方程;(2)求证:直线AB不会是这条抛物线任意一条弦CD的垂直平分线.分析:对于比较复杂的抛物线的焦点问题,常采用对交点坐标“设而不解”的策略.解:(1)设由题意知直线AB的斜率存在且不为0,设直线AB方程为①将①代入消去x得:由韦达定理得:②又由题意得(或)∴③∴由③得:④∴将②代入④解得:∴所求直线方程为:或 .(2)证明:由题意抛物线焦点,准线;假设直线AB为弦CD的垂直平分线.则⑤注意到C,D两点在抛物线上∴过C,D分别作于G,于H,则又有⑥∴由⑤、⑥知,即四边形CDHG为矩形∴轴∴轴∴这与直线AB与抛物线有两个交点矛盾。
于是可知,直线AB不是弦CD的垂直平分线。
点评:(Ⅰ)本例(1)的求解特色,一是利用三角形相似转化已知条件;弦AB被焦点F分成的线段比为3:1(或);二是以为基础构造并寻觅出和的关系式,从而为利用①式创造了条件.(Ⅱ)对于(2)等否定性命题,常常用反证法证明.请大家在解题过程中注意领会和感悟反证法的思路与策略.例4、如图,已知抛物线的焦点为F,直线l过定点A(4,0),且交抛物线于P、Q两点。
(1)若以PQ为直径的圆经过原点,求p的值;(2)在(1)的条件下,若,求动点R的轨迹方程。
分析:注意到直线l过定点A(4,0),引入新参数k,故考虑对P、Q坐标“既设又解”。
解:(1)当直线l不垂直于x轴时,设直线l的方程为①把①代入抛物线方程得由题意:恒成立且②∴③由题设得④∴②、③代入④得:∴此时p=2 当直线l垂直于x轴时,直线l的方程为x=4,将x=4代入抛物线方程得: . ∴由得∴此时亦p=2 于是综合以上讨论得p=2.(2)解法一(既设又解):设动点R坐标为(x,y),由(1)知p=2,F(1,0) ∴∴由得:⑤∴由②、⑤得:⑥⑦由⑥、⑦消去参数得:当直线l垂直于x轴时,有,从而点满足因此,所求动点R的轨迹方程为 .解法二(设而不解):由(1)所设 . 得:⑧又∴两式组合得:,即∴当时得:⑨注意到得四边形PRQF为平行四边形.∴线段PQ与FR互相平分设FR中点为M,由⑧得再注意到P、Q、M、A四点共线∴∴⑩∴由⑨、⑩得:而当时,适合⑩式于是可知,所求动点R的轨迹方程为 .点评:对于(2)解法一“既设又解”的思路,过程简略,不需认知条件几何意义,便可导出动点R的条件,的几何意义以及P、Q、M、A四点共线的特殊性质,解题具有较高的技术含量。
例5、直线l与抛物线交于A、B两点,O为原点,且有 .(1)求证:直线l恒过一定点;(2)若,求直线l的斜率的取值范围.(3)设抛物线焦点为F,,试问:角能否等于?若能,求出相应的直线l的方程;若不能,试说明理由。
分析:鉴于问题的复杂性,考虑对A、B坐标“既设又解”,注意到大前提有三个小题,故从大前提的认知与延伸切入.解:(1)设,则有由得①∴②注意到这里,由①得:,故由②得,③(Ⅰ)当直线l与x轴不垂直时,设其方程为,将其与抛物线方程联立,消去x得:由题意:④且⑤∴由③,⑤得:∴直线l的方程为,可见直线l过定点(2,0)。
(Ⅱ)当轴时可得,直线l方程为,亦过定点(2,0)。
综上可得,直线l恒过定点(2,0)。
(2)由(1)得:∴由得:∴所求k的取值范围为(3)设,则有⑥又⑦而由抛物线定义知:,⑧∴将⑦,⑧代入⑥解得:,这与且矛盾。
并注意到当轴时,综上可知,。
点评:若直线与抛物线交于不同两点A、B,且,则弦AB具有与焦点弦相似的性质:(Ⅰ)弦端点同名坐标之积为定值:(Ⅱ)直线AB经过抛物线的轴上一定点.例6、已知抛物线 .设AB是抛物线上不重合的两个任意点,且,(O为坐标原点)(1)若,求点M的坐标;(2)试求动点M的轨迹方程。
分析:注意到这里解题头绪的繁多,故考虑对A、B坐标“既设又解”或“解而不设”,以“求解”来化解解题的难度。
解:设,则且 .∴由得①解法一(既设又解):由得又故得②∴由①、②得∴③∴(或)④于是再由已知条件得∴此时点M坐标为(4p,0).(2)设动点M(x,y),则由得⑤又由①得:∴⑥∴由⑤、⑥得:整理得:∴所求动点M的轨迹方程为 .解法二(对A、B坐标解而不设):由题意,设直线OA的方程为,则直线OB : .设M(x,y),得由解得由解得∴由得⑦(1)由得:∴,即∴当时或时,均由⑦得点;(2)注意到,由⑦得∴消去参数k,得即∴所求动点M的轨迹方程为 .点评:(1)本题已知条件:,四边形OAMB为矩形.(2)对解法一、解法二进行比较:(Ⅰ)对交点坐标“解而不设”思路简捷,过程明朗,通俗易懂。
因此,当直线方程或曲线方程比较简单时,要注意适时运用这一策略。
(Ⅱ)细细品味,解法一中对A、B坐标的“既设又解”,与前面解决直线与椭圆(或双曲线)相交问题时,对交点坐标的“只设不解”有着明显不同。
其中,前面解决直线与椭圆(或双曲线或抛物线)相交问题时,设出交点坐标之后,解“直线方程与曲线方程联立的方程组”,解题中途运用韦达定理;而本题中设出A、B坐标之后,解的是“关于所设交点坐标的等式所成的方程组”,而且是一解到底,直到解出所设交点坐标,前后的“既设又解”,一样说法,两种风情,其中的区别与缘由,需要我们细细品味。
五、高考真题(一)选择题(1)已知双曲线()的一条准线与抛物线的准线重合,则该双曲线的离心率为()A. B. C. D.分析:抛物线的准线为∴对于双曲线有:①∴②∴由①,②得:∴由②得于是:,应选D.(2)设抛物线的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线l与抛物线有公共点,则直线l的斜率的取值范围为()A. B. [-2,2] C. [-1,1] D. [-4,4]分析:抛物线的准线方程为∴点Q坐标为(-2,0)由题意,设直线l的方程为代入得:①可知,k=0符合已知条件;②∴当时,由①得③∴由②,③得应选C.(3)过抛物线的焦点作一条直线与抛物线交于A、B两点,它们的横坐标之和等于5,则这样的直线()A.有且只有一条B.有且只有两条C.有无穷多条D.不存在分析:抛物线的焦点F(1,0).若直线轴,则A、B横坐标之和等于2,与题意不合,故AB不垂直于x轴,于是由抛物线关于x轴的对称性知,这样的直线有两条,故选B.(二)解答题1.设两点在抛物线上,l是AB的垂直平分线.(1)当且仅当取何值时,直线l经过抛物线的焦点F?证明你的结论;(2)当直线l的斜率为2时,求l在y轴上截距的取值范围.分析:从线段AB的垂直平分线的性质切入(1)直线l经过F 又l为弦AB的垂线平分线,问题由此可以突破(2)以A、B关于直线l对称的条件突破难点。