高考第一轮复习数学:83抛物线-教案(含习题及答案).

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8.3 抛物线 ●知识梳理 定义 到定点的距离与到定直线的距离相等的点的轨迹

方程 1.y2=2px(p≠0),焦点是F(2p,0)

2.x2=2py(p≠0),焦点是F(0,2p)

性质 S:y2=2px(p>0) 1.范围:x≥0 2.对称性:关于x轴对称 3.顶点:原点O 4.离心率:e=1

5.准线:x=-2p

6.焦半径P(x,y)∈S,|PF|=x+2p 思考讨论 对于抛物线x2=2py(p>0),其性质如何?焦半径公式如何推导? ●点击双基 1.(2004年春季北京)在抛物线y2=2px上,横坐标为4的点到焦点的距离为5,则p的值为

A.21 B.1 C.2 D.4

解析:抛物线的准线方程为x=-2p,由抛物线的定义知4+2p=5,解得P=2. 答案:C 2.设a≠0,a∈R,则抛物线y=4ax2的焦点坐标为 A.(a,0) B.(0,a)

C.(0,a161) D.随a符号而定 解析:化为标准方程. 答案:C 3.以抛物线y2=2px(p>0)的焦半径|PF|为直径的圆与y轴位置关系为 A.相交 B.相离 C.相切 D.不确定 解析:利用抛物线的定义. 答案:C

4.以椭圆252x +162y=1的中心为顶点,以椭圆的左准线为准线的抛物线与椭圆右准线交于A、B两点,则|AB|的值为___________. 解析:中心为(0,0),左准线为x=-325,所求抛物线方程为y2=3100 x.又椭圆右准

线方程为x=325,联立解得A(325,350)、B(325,-350). ∴|AB|=3100. 答案:3100 5.(2002年全国)对于顶点在原点的抛物线,给出下列条件: ①焦点在y轴上;②焦点在x轴上;③抛物线上横坐标为1的点到焦点的距离等于6;④抛物线的通径的长为5;⑤由原点向过焦点的某条直线作垂线,垂足坐标为(2,1). 能使这抛物线方程为y2=10x的条件是____________.(要求填写合适条件的序号) 解析:由抛物线方程y2=10x可知②⑤满足条件. 答案:②⑤ ●典例剖析 【例1】 求满足下列条件的抛物线的标准方程,并求对应抛物线的准线方程: (1)过点(-3,2); (2)焦点在直线x-2y-4=0上. 剖析: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y2=-2px或x2=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y2=-34x或x2=29y,前者的准线方程是x=31,后者的准线方程是y=-89. (2)令x=0得y=-2,令y=0得x=4, ∴抛物线的焦点为(4,0)或(0,-2).

当焦点为(4,0)时,2p=4, ∴p=8,此时抛物线方程y2=16x; 焦点为(0,-2)时,2p=2, ∴p=4,此时抛物线方程为x2=-8y. ∴所求的抛物线的方程为y2=16x或x2=-8y,对应的准线方程分别是x=-4,y=2. 评述: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2】如下图所示,直线l1和l2相交于点M,l1⊥l2,点N∈l1,以A、B为端点的曲线段C上任一点到l2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.

AB

NM

l

l12

剖析: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:以直线l1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l2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y2=2px(p>0)(xA≤x≤xB,y>0),其中xA、xB为A、B的横坐标,p=|MN|, 所以M(-2p,0) 、N(2p,0). 由|AM|=17,|AN|=3,得 (xA+2p)2+2pxA=17, ① (xA-2p)2+2pxA=9. ② ①②联立解得xA=p4,代入①式,并由p>0, p=4, p=2, xA=1 xA=2.

因为△AMN为锐角三角形,所以2p>xA. P=2, P=4, xA=2. xA=1.

由点B在曲线段C上,得xB=|BN|-2p=4. 综上,曲线段C的方程为y2=8x(1≤x≤4,y>0). 评述:本题体现了坐标法的基本思路,考查了定义法、待定系数法求曲线方程的步骤,综合考查了学生分析问题、解决问题的能力. 【例3】 设抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,经过点F的直线交抛物线于A、B两点,点C在抛物线的准线上,且BC∥x轴.证明直线AC经过原点O. 剖析:证直线AC经过原点O,即证O、A、C三点共线,为此只需证kOC=kOA.本题也可结合图形特点,由抛物线的几何性质和平面几何知识去解决.

证法一:设AB:x=my+2p,代入y2=2px,得y2-2pmy-P2=0. 由韦达定理,得yAyB=-p2, 即yB=-Ayp2.

∵BC∥x轴,且C在准线x=-2p上, ∴C(-2p,yB). 则kOC=2pyB=Ayp2=AAxy=kOA.

故直线AC经过原点O. 证法二:如下图,记准线l与x轴的交点为E,过A作AD⊥l,垂足为D.

x y

OA

B C D

E NF

l 则AD∥EF∥BC.连结AC交EF于点N,则||||ADEN=||||ACCN=||||ABBF,BCNF||=||||ABAF.

解得 或

故舍去 所以 ∵|AF|=|AD|,|BF|=|BC|, ∴|EN|=||||||ABBFAD=||||||ABBCAF=|NF|, 即N是EF的中点.从而点N与点O重合,故直线AC经过原点O. 评述:本题的“几何味”特别浓,这就为本题注入了活力.在涉及解析思想较多的证法中,关键是得到yA·yB=-p2这个重要结论.还有些证法充分利用了平面几何知识,这也提醒广大师生对圆锥曲线几何性质的重视,也只有这样才能挖掘出丰富多彩的解析几何的题目. 思考讨论 本题也可用平面向量来证明,读者不妨一试. ●闯关训练 夯实基础 1.(2003年高考·新课程)设a>0,f(x)=ax2+bx+c,曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))

处切线的倾斜角的取值范围为[0,4π],则P到曲线y=f(x)对称轴距离的取值范围为

A.[0,a1] B.[0,a21] C.[0,|ab2|] D.[0,|ab21|] 解析:tanα=k=f′(x)=2ax+b, ∴0≤2ax0+b≤1.

∴0≤x0+ab2≤a21. 答案:B 2.(2004年全国Ⅰ,8)设抛物线y2=8x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的斜率的取值范围是

A.[-21,21] B.[-2,2] C.[-1,1] D.[-4,4] 解析:∵y2=8x,∴Q(-2,0)(Q为准线与x轴的交点),设过Q点的直线l方程为y= k(x+2). ∵l与抛物线有公共点, y2=8x, y=k(x+8) 即k2x2+(4k2-8)+4k2=0有解. ∴Δ=(4k2-8)2-16k4≥0,即k2≤1. ∴-1≤k≤1. 答案:C 3.(2003年春季上海)直线y=x-1被抛物线y2=4x截得线段的中点坐标是___________. 解析:将y=x-1代入抛物线y2=4x,经整理得x2-6x+1=0.

由韦达定理得x1+x2=6,221xx=3,

221yy=2221xx=226=2.

∴所求点的坐标为(3,2). 答案:(3,2) 4.在抛物线y=4x2上求一点,使该点到直线y=4x-5的距离最短,该点的坐标是____________. 解法一:设与y=4x-5平行的直线y=4x+b与y=4x2相切,则y=4x+b代入y=4x2,得 4x2-4x-b=0.

∴方程组 有解, ① Δ=16+16b=0时b=-1,代入①得x=21,

∴所求点为(21,1). 解法二:设该点坐标为A(x0,y0),那么有y0=4x02.设点A到直线y=4x-5的距离为d,则 d=14|54|200yx=171|-4x02+4x0-5|

=171|4x02-4x0+5|=171|4(x0-21)2+1|. 当且仅当x0=21时,d有最小值, 将x0=21代入y=4x2解得y0=1. 故A点坐标为(21,1). 答案:(21,1) 5.下图所示的直角坐标系中,一运动物体经过点A(0,9),其轨迹方程是y=ax2+c(a<0),D=(6,7)为x轴上的给定区间. y

xO

A P

9

6 7 (1)为使物体落在D内,求a的取值范围; (2)若物体运动时又经过点P(2,8.1),问它能否落在D内?并说明理由. 解:(1)把点A的坐标(0,9)代入y=ax2+c得c=9,即运动物体的轨迹方程为y=ax2+9.

令y=0,得ax2+9=0,即x2=-a9.

若物体落在D内,应有6<a9<7, 解得-41<a<-499. (2)若运动物体又经过点P(2,8.1), 则8.1=4a+9,解得a=-409,

∴-41<-409<-499, ∴运动物体能落在D内. 6.正方形ABCD中,一条边AB在直线y=x+4上,另外两顶点C、D在抛物线y2=x上,求正方形的面积. 解:设CD所在直线的方程为y=x+t, y=x+t, y2=x, x2+(2t-1)x+t2=0,

∴|CD|=]4)21[(222tt

∵ 消去y得