高中数学 抛物线及其标准方程
- 格式:ppt
- 大小:1.19 MB
- 文档页数:19


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).。