抛物线知识点归纳总结与金典习题
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抛物线
抛
物
线 )0(22ppxy
)0(22ppxy
)0(22ppyx
)0(22ppyx
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,点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线。
{MFM=点M到直线l的距离}
范围 0,xyR 0,xyR ,0xRy ,0xRy
对称性 关于x轴对称 关于y轴对称
焦点 (2p,0) (2p,0) (0,2p) (0,2p)
焦点在对称轴上
顶点 (0,0)O
离心率 e=1
准线
方程 2px 2px 2py 2py
准线与焦点位于顶点两侧且到顶点的距离相等。
顶点到准线的距离 2p
焦点到准线的距离 p
焦半径
11(,)Axy 12pAFx 12pAFx 12pAFy 12pAFy x y
O l
F x y
O l
F
l F
x y
O x y
O l
F 焦 点弦
长
AB
12()xxp 12()xxp 12()yyp 12()yyp
焦点弦AB的几条性质11(,)Axy22(,)Bxy
以AB为直径的圆必与准线l相切
若AB的倾斜角为,则22sinpAB 若AB的倾斜角为,则22cospAB
2124pxx 212yyp
112AFBFABAFBFAFBFAFBFp
切线
方程 00()yypxx 00()yypxx 00()xxpyy 00()xxpyy
1. 直线与抛物线的位置关系
直线,抛物线,
,消y得:
(1)当k=0时,直线l与抛物线的对称轴平行,有一个交点;
(2)当k≠0时,
Δ>0,直线l与抛物线相交,两个不同交点;
Δ=0, 直线l与抛物线相切,一个切点;
Δ<0,直线l与抛物线相离,无公共点。
(3)若直线与抛物线只有一个公共点,则直线与抛物线必相切吗?(不一定)
o x 22,Bxy F y 11,Axy 2. 关于直线与抛物线的位置关系问题常用处理方法
直线l:bkxy 抛物线,)0(p
① 联立方程法:
pxybkxy220)(2222bxpkbxk
设交点坐标为),(11yxA,),(22yxB,则有0,以及2121,xxxx,还可进一步求出bxxkbkxbkxyy2)(212121,2212122121)())((bxxkbxxkbkxbkxyy
在涉及弦长,中点,对称,面积等问题时,常用此法,比如
a. 相交弦AB的弦长
2122122124)(11xxxxkxxkABak21
或 2122122124)(1111yyyykyykABak21
b. 中点),(00yxM, 2210xxx, 2210yyy
② 点差法:
设交点坐标为),(11yxA,),(22yxB,代入抛物线方程,得
1212pxy 2222pxy
将两式相减,可得
)(2))((212121xxpyyyy
2121212yypxxyy
a. 在涉及斜率问题时,212yypkAB
b. 在涉及中点轨迹问题时,设线段AB的中点为),(00yxM,00212121222ypypyypxxyy,
即0ypkAB, 同理,对于抛物线)0(22ppyx,若直线l与抛物线相交于BA、两点,点),(00yxM是弦AB的中点,则有pxpxpxxkAB0021222
(注意能用这个公式的条件:1)直线与抛物线有两个不同的交点,2)直线的斜率存在,且不等于零)
一、抛物线的定义及其应用
例1、设P是抛物线y2=4x上的一个动点.
(1)求点P到点A(-1,1)的距离与点P到直线x=-1的距离之和的最小值;
(2)若B(3,2),求|PB|+|PF|的最小值.
例2、(2011²山东高考)设M(x0,y0)为抛物线C:x2=8y上一 点,F为抛物线C的焦点,以F为圆心、|FM|为半径的圆和抛物线C的准线相交,则y0的取值范围是( )
A.(0,2) B.[0,2] C.(2,+∞) D.[2,+∞)
二、抛物线的标准方程和几何性质
例3、抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,经过F的直线与抛物线交于A、B两点,交准线于C点,点A在x轴上方,AK⊥l,垂足为K,若|BC|=2|BF|,且|AF|=4,则△AKF的面积是 ( )
A.4 B.33 C.43 D.8
例4、过抛物线y2=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.y2=32x B.y2=9x C.y2=92x D.y2=3x
三、抛物线的综合问题
例5、(2011²江西高考)已知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点,斜率为22的直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)(x1
(1)求该抛物线的方程;
(2)O为坐标原点,C为抛物线上一点,若OC=
OA+λOB,求λ的值. 例6、(2011²湖南高考)(13分)已知平面内一动点P到点F(1,0)的距离与点P到y轴的距离的差等于1.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)过点F作两条斜率存在且互相垂直的直线l1,l2,设l1与轨迹C相交于点A,B,l2与轨迹C相交于点D,E,求AD²
EB的最小值
例7、已知点M(1,y)在抛物线C:y2=2px(p>0)上,M点到抛物线C的焦点F的距离为2,直线l:y=-12x+b与抛物线C交于A,B两点.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若以AB为直径的圆与x轴相切,求该圆的方程.
例题答案解析
一、抛物线的定义及其应用
例1、(1)如图,易知抛物线的焦点为F(1,0),准线是x=-1.
由抛物线的定义知:点P到直线x=-1的距离等于点P到焦点F的距离.
于是,问题转化为:在曲线上求一点P,使点P到点A(-1,1)的距离与点P到F(1,0)的距离之和最小.显然,连结AF交曲线于P点,则所求的最小值为|AF|,即为5.
(2)如图,自点B作BQ垂直准线于Q,交抛物线于点P1,则|P1Q|=|P1F|.则有|PB|+|PF|≥|P1B|+|P1Q|=|BQ|=4.即|PB|+|PF|的最小值为4.
例2、解析:圆心到抛物线准线的距离为p,即p=4,根据已 知只要|FM|>4即可.根据抛物线定|FM|=y0+2由y0+2>4,解得y0>2,故y0的取值范围是(2,+∞).
二、抛物线的标准方程和几何性质
例3、设点A(x1,y1),其中y1>0.由点B作抛物线的准线的垂线,垂足为B1.则有
|BF|=|BB1|;又|CB|=2|FB|,因此有|CB|=2|BB1|,cos∠CBB1=|BB1||BC|=12,∠CBB1=π3.即直线AB与x轴的夹角为π3.又|AF|=|AK|=x1+p2=4,因此y1=4sinπ3=23,因此△AKF的面积等于12|AK|²y1=12³4³23=43.
例4.分别过点A、B作AA1、BB1垂直于l,且垂足分别为A1、B1,由已知条件|BC|=2|BF|得|BC|=2|BB1|,∴∠BCB1=30°,又|AA1|=|AF|=3,
∴|AC|=2|AA1|=6,∴|CF|=|AC|-|AF|=6-3=3,∴F为线段AC的中点.故点F到准线的距离为p=12|AA1|=32,故抛物线的方程为y2=3x.
三、抛物线的综合问题
例5、(1)直线AB的方程是y=22(x-p2),与y2=2px联立,从而有4x2-5px+p2=0,所以:x1+x2=5p4,由抛物线定义得:|AB|=x1+x2+p=9, 所以p=4,从而抛物线方程是y2=8x.
(2)由p=4,4x2-5px+p2=0可简化为x2-5x+4=0,从而x1=1,x2=4,y1=-22,y2=42,从而A(1,-22),B(4,42);
设 OC=(x3,y3)=(1,-22)+λ(4,42)=(4λ+1,42λ-22).
又y23=8x3,即[22(2λ-1)]2=8(4λ+1).
即(2λ-1)2=4λ+1.解得λ=0,或λ=2.
例6、 (1)设动点P的坐标为(x,y),由题意有x-12+y2-|x|=1.化简得y2=2x+2|x|. 当x≥0时,y2=4x;当x<0时,y=0.
所以,动点P的轨迹C的方程为y2=4x(x≥0)和y=0(x<0).
(2)由题意知,直线l1的斜率存在且不为0,设为k,则l1的方程为y=k(x-1).由 y=kx-1y2=4x,得k2x2-(2k2+4)x+k2=0. (7分)
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2是上述方程的两个实根,于是x1+x2=2+4k2,x1x2=1. (8分)
因为l1⊥l2,所以l2的斜率为-1k. 设D(x3,y3),E(x4,y4),则同理可得
x3+x4=2+4k2,x3x4=1.
=(x1+1)(x2+1)+(x3+1)²(x4+1)
= x1x2+(x1+x2)+1+x3x4+(x3+x4)+1 (11分)
=1+(2+4k2)+1+1+(2+4k2)+1=8+4(k2+1k2)≥8+4³2k2²1k2=16.
当且仅当k2=1k2,即k=±1时, AD²EB取最小值16.
例7 、(1)抛物线y2=2px(p>0)的准线为x=-p2,由抛物线定义和已知条件可知
|MF|=1-(-p2)=1+p2=2,解得p=2, 故所求抛物线C的方程为y2=4x.