8.3 抛物线方程及性质 Microsoft Word 文档
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8.3抛物线方程及性质 一、明确复习目标 掌握抛物线的定义、标准方程和抛物线的简单几何性质,了解圆锥曲线的初步应用.
二.建构知识网络 1.抛物线的定义:到一个定点F的距离与到一条定直线L的距离相等的点的轨迹. 2.标准方程:y2=2px, y2= -2px, x2=2py, x2= -2py (p>0) 图形略: 3.几何性质:对于抛物线y2=2px要掌握如下性质: 对称轴, 顶点坐标,焦点坐标, 准线方程.
离心率 1e,焦准距=p, 焦半经 20pxr rmin=2p
4.焦点弦: 对于y2=2px,过焦点的弦A(x1,y1)B(x2,y2)有 ,sin2221ppxxAB
221pyy,4221pxx
通径:过焦点垂直于轴的弦长为2p。 5.焦半径为直径的圆与y轴相切, 焦点弦为直径的圆与准线相切.
三、双基题目练练手 1.(2005江苏)抛物线24xy上的一点M到焦点的距离为1,则点M的纵坐标是( ) A.1617 B.1615 C.87 D.0 2. (2005上海)过抛物线xy42的焦点作一条直线与抛物线相交于A、B两点,它们的横坐标之和等于5,则这样的直线 ( ) A.有且仅有一条 B.有且仅有两条 C.有无穷多条 D.不存在 3. 焦点在直线x-2y-4=0上的抛物线的标准方程是 ( ) A. y2=16x B. y2=16x C.x2=-8y D.以上说法都不对. 4.过抛物线)0(2aaxy的焦点F作一直线交抛物线于P、Q两点,若PF与FQ的长分别为p、q,则qp11等于 ( ) A a2 B a21 C a4 D a4 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.为使物体落在D内,a的取值范围是___________;
6.已知抛物线y2=8x上两个动点A、B及一个定点M(x0, y0),F是抛物线的焦点,且|AF|、|MF|、|BF|成等差数列,线段AB的垂直平分线与x轴交于一点N则点N的坐标是_____________(用x0表示); 简答:
1-4.BBDC; 4.考虑特殊位置,令焦点弦PQ平行于x轴,
5.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. 6.N(x0+4, 0) 四、经典例题做一做 【例1】给定抛物线y2=2x,设A(a,0),a>0,P是抛物线上的一点,且|PA|=d,试求d的最小值. 解:设P(x0,y0)(x0≥0),则y02=2x0,
∴d=|PA|=2020)(yax
A x O y 6 7 =0202)(xax=12)]1([20aax. ∵a>0,x0≥0, ∴(1)当0<a<1时,1-a>0,
此时有x0=0时,dmin=12)1(2aa=a. (2)当a≥1时,1-a≤0, 此时有x0=a-1时,dmin=12a. 【例2】过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的弦AB,点A、B在抛物线准线上的射影为A1、B1,求∠A1FB1.
x y
OA A B B F1
1 解法1:由抛物线定义及平行线性质知∠A1FB1=180°-(∠AFA1+∠BFB1) =180°-21(180°-∠A1AF)-21(180°-∠B1BF)
=21(∠A1AF+∠B1BF)=90°. 法2:设弦AB的方程是:2,22pxmyypx代入 得2220ypmyp, 设A(x1,y1),B(x2,y2),由韦达定理得y1y2= -p2 又1122(,),(,)22ppAyAy,1112(,),(,)FApyFBpy
∴211120FAFBpyy从而知∠A1FB1=90°. 提炼方法: 1.平面几何法与定义法结合,简捷高效;
2. 弦AB的方程是:2pxmy(本题不存在AB垂直于y轴的情况),避开了斜率存在性的讨论,解题中应注意灵活运用. 【例3】 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.
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). 提炼方法: 1.熟练运用定义确定曲线C是抛物线段;
2.合理选择坐标系,确定标准方程; 3.运用距离公式求出标准方程中的待定系数; 4.特别注意范围的限定.
【例4】(2005全国卷Ⅲ)设),(),,(2211yxByxA两点在抛物线22xy上,l是AB的垂直平分线.
解得 或
故舍去 所以
ABNM
l
l12 (Ⅰ)当且仅当21xx取何值时,直线l经过抛物线的焦点F?证明你的结论; (Ⅱ)当直线l的斜率为2时,求l在y轴上截距的取值范围. 解:(Ⅰ)BAFBFAlF,||||两点到抛物线的准线的距离相等. ∵抛物线的准线是x轴的平行线,2121,,0,0yyyy依题意不同时为0,
∴上述条件等价于;0))((2121222121xxxxxxyy
∵21xx, ∴上述条件等价于 .021xx 即当且仅当021xx时,l经过抛物线的焦点F. 另解:(Ⅰ)∵抛物线22xy,即41,22pyx, ∴焦点为1(0,)8F (1)直线l的斜率不存在时,显然有021xx (2)直线l的斜率存在时,设为k, 截距为b 即直线l:y=kx+b 由已知得:
12121212
221
kbkyyxxyyxx
221212
2212
12
221
2222kbkxxxx
xxxx
2212
12
122
12kbk
xxxx
xx
2212
1
04bxx1
4b
即l的斜率存在时,不可能经过焦点1(0,)8F 所以当且仅当12xx=0时,直线l经过抛物线的焦点F (II)(理)设l在y轴上的截距为b,依题意得l的方程为bxy2;过点A、B的直线方程可写为mxy21,所以21,xx满足方程,02122mxx得4121xx;
A,B为抛物线上不同的两点等价于上述方程的判别式,0841m 即.321m 设AB的中点N的坐标为),(00yx,则 .16121,81(2100210mmxyxxx 由.329321165165,41161,mbbmlN于是得 即得l在y轴上截距的取值范围为(,329). 法二:y1=2x12, y2=2x22, 相减得 121200
12
12()4,4,2yyxxxxxx即
0011,84xyb,
中点在抛物线内必2009232yxb得
【研讨.欣赏】(2005山东文) 已知动圆过定点,02p,且与直线2px相切,其中0p. (I)求动圆圆心C的轨迹的方程; (II)设A、B是轨迹C上异于原点O的两个不同点,直线OA和OB的倾斜角分别
为和,当,变化且4时,证明直线AB恒过定点,并求出该定点的坐标.
yA
xo
B
,02pF
MN
2px