高三数学一轮复习圆锥曲线 抛物线
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2 x2 x2 y= (x-x2)+ , 2 4
⑥
x1+x2 x1x2 由⑤⑥得 MA, MB 的交点 M(x0, y0)的坐标为 x0= , y0= , 2 4 因为点 M(x0,y0)在 C2 上,即 x2 0=-4y0,
2 x1 +x2 2 所以 x1x2=- . ⑦ 6
4 由③④⑦得 x = y,x≠0. 3
p [听课记录] 依题意, 设抛物线方程是 y =2px(p>0),则有 2+ = 2
2
3,得 p=2, 故抛物线方程是 y2=4x,点 M 的坐标是(2,± 2 2), |OM|= 22+8=2 3. 答案 B
[规律方法] 1 . 求抛物线的方程一般是利用待定系数法, 即求p但要注意判断标准方程的形式. 2 .研究抛物线的几何性质时,一是注意定义 转化应用;二是要结合图形分析,同时注意平 面几何性质的应用.
[典题导入] (1)(2013·新课标全国Ⅱ高考)设抛物线C: y2 = 2px(p > 0) 的焦点为 F ,点 M 在 C 上, |MF| = 5 ,若以 MF 为直径的圆过点 (0 , 2) ,则 C 的 方程为 ( ) A.y2=4x或y2=8x B . y2 = 2x 或 y2 =8x C.y2=4x或y2=16x D . y2 = 2x 或 y2 =16x
2
当 x1=x2 时,A,B 重合于原点 O,AB 中点 N 为 O,坐标满足 x2 4 = y. 3 4 因此线段 AB 中点 N 的轨迹方程为 x = y. 3
2
[规律方法] 1.设抛物线方程为y2=2px(p>0),直线Ax+ By + C = 0 ,将直线方程与抛物线方程联立, 消去x得到关于y的方程my2+ny+q=0. (1)若m≠0,当Δ>0时,直线与抛物线有两个 公共点; 当Δ=0时,直线与抛物线只有一个公共点; 当Δ<0时,直线与抛物线没有公共点. (2) 若 m = 0 ,直线与抛物线只有一个公共点, 此时直线与抛物线的对称轴平行.
2
)
1 B [抛物线的标准方程为 x = y. a 1 1 则 a<0 且 2=- ,得 a=- .] 4a 8
x2 y 2 2. (2014· 济南模拟)抛物线的焦点为椭圆 + =1 的下焦点, 顶点 4 9 在椭圆中心,则抛物线方程为( A.x2=-4 5y C.x2=-4 13y )
B.y2=-4 5x D.y2=-4 13x
[跟踪训练] 2.(2014· 南京模拟)已知抛物线 x2=4y 的焦点为 F,准线与 y 轴的 3 交点为 M,N 为抛物线上的一点,且|NF|= |MN|,则∠NMF 2 =________.
解析 如图,过 N 作准线的垂线,垂足为 H, 3 则|NF|=|NH|= |MN|, 2 3 ∴cos∠MNH= , 2 π π ∴∠MNH= ,∴∠NMF= . 6 6 π 答案 6
7 当 PA⊥l 时,|PA|+d 最小,最小值为 , 2 7 即|PA|+|PF|的最小值为 , 2 此时 P 点纵坐标为 2,代入 y2=2x,得 x=2, ∴P 点的坐标为(2,2).
[规律方法] 涉及抛物线上的点到焦点(准线)的距离问题, 可优先考虑利用抛物线的定义转化为点到准线 (焦点)的距离问题求解.
(1)求p的值; (2)当M在C2上运动时,求线段AB中点N的轨 迹方程(A,B重合于O时,中点为O).
[听课记录]
(1)因为抛物线 C1:x2=4y 上任意一点(x,y)的切线
x 1 斜率为 y′= ,且切线 MA 的斜率为- , 2 2 所以 A
1 点坐标为-1,4 ,
4.(2014· 郑州模拟)已知斜率为 2 的直线 l 过抛物线 y2=ax(a>0) 的焦点 F,且与 y 轴相交于点 A,若△OAF(O 为坐标原点)的面 积为 4,则抛物线方程为________. a 解析 依题意得, |OF|= , 又直线 l 的斜率为 2, 可知|AO|=2|OF| 4 a 1 a2 = ,△AOF 的面积等于 ·|AO|·|OF|= =4,则 a2=64.又 a 2 2 16 >0,所以 a=8,该抛物线的方程是 y2=8x. 答案 y2=8x
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
对称轴
x轴
顶点坐标
原点 O(0,0)
标准方程
y2=2px(p>0)
p , 0 2
y2=-2px(p>0) p ຫໍສະໝຸດ - , 0 2 焦点坐标
准线方程
p x=- 2 e=1
p x= 2
离心率
图形
范围
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
抛物线的定义及应用
[典题导入] (1)(2013· 江西高考)已知点 A(2,0),抛物线 C:x2=4y 的焦点为 F, 射线 FA 与抛物线 C 相交于点 M, 与其准线相交于点 N,则|FM|∶|MN|= ( A.2∶ 5 C.1∶ 5 B.1∶2 D.1∶3 )
[听课记录] 射线 FA 的方程为 x+2y-2=0(x≥0). 1 如图所示,知 tan α= , 2 5 ∴sin α= . 5 由抛物线的定义知|MF|=|MG|, |FM| |MG| 5 1 ∴ = =sin α= = . |MN| |MN| 5 5 答案 C
标准方 程 对称轴
顶点坐 标
x2=2py(p>0)
y轴
x2=-2py(p>0)
原点O(0,0)
焦点坐标
p 0 , 2
p 0 ,- 2
准线方程
p y=- 2
p y= 2
离心率
e=1
[基础自测自评] 1.(教材习题改编)抛物线 y=ax2 的准线方程是 y=2,则 a 的值是 ( 1 A. 8 C.8 1 B.- 8 D.-8
D [设点 A(x1,y1),B(x2,y2),则依题意得焦点 F(0,1),准线 方程是 y=-1,直线 l:y=
y= 3x+1, 3x+1,由 2 消去 x =4y,
x 得 y2
-14y+1=0, y1+y2=14, |AB|=|AF|+|BF|=(y1+1)+(y2+1)=(y1 +y2)+2=16.]
解析 由椭圆方程知,a2=9,b2=4,焦点在 y 轴上,下焦点 坐标为(0,-c),其中 c= a2-b2= 5,∴抛物线焦点坐标为 (0,- 5),∴抛物线方程为 x2=-4 5y. 答案 A
3.已知倾斜角为 60°的直线 l 通过抛物线 x2=4y 的焦点,且与 抛物线相交于 A,B 两点,则弦 AB 的长为( A.4 C.10 B.6 D.16 )
x= , y = 2 2 ( x - 1 ), 又 2 解得 2 y =4x, 1 由图知,点 B
1 的坐标为 2,-
y=- 2,
2 ,
x=2, 或 y=2 2.
1 3 ∴|BF|= -(-1)= . 2 2 3 答案 2
抛物线的标准方程及几何性质
第七节
抛物线
[主干知识梳理] 一、抛物线定义 平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过 点相等的点 F)距离 的轨迹叫做抛物线,点 F 准线 叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线 的 .
二、抛物线的标准方程与几何性质 标准方 程 y2=2px(p>0) y2=-2px(p>0)
图形
选 A. 答案 A
1 2 2 + 2 = 2
17 , 2
[互动探究] 在本例条件下,求点 P 到点 A(3,2)的距离与点 P 到抛物线焦点 F 距离之和的最小值,并求出取最小值时 P 点的坐标. 解析 将 x=3 代入抛物线方程 y2=2x,得 y=± 6. ∵ 6>2,∴A 在抛物线内部. 设抛物线上点 P 到准线 l: 1 x=- 的距离为 d, 2 由定义知|PA|+|PF|=|PA|+d,
1 1 故切线 MA 的方程为 y=- (x+1)+ . 2 4 因为点 M(1- 2,y0)在切线 MA 及抛物线 C2 上, 3-2 2 1 1 于是 y0=- (2- 2)+ =- , ① 2 4 4 (1- 2)2 3-2 2 y0=- =- . ② 2p 2p
由①②得 p=2. (2)设
2.与焦点弦有关的常用结论.(以右图为依据)
2 p (1)y1y2=-p2,x1x2= . 4
=4. 由 y2 0=2px0,得
p 16=2p5-2 ,解之得
p=2,或 p=8.
所以C的方程为y2=4x或y2=16x,故选C. 答案 C
(2)(2012· 四川高考)已知抛物线关于 x 轴对称,它的顶点在坐标原 点 O,并且经过点 M(2,y0).若点 M 到该抛物线焦点的距离为 3, 则|OM|= ( A.2 2 C.4 B.2 3 D.2 5 )
直线与抛物线的位置关系
[典题导入] (2013· 辽宁高考)如图, 抛物线 C1: x2=4y, C2: x2=-2py(p>0). 点 M(x0,y0)在抛物线 C2 上,过 M 作 C1 的切线,切点为 A,B(M 为 原点 O 时,A,B 重合于 O).当 x0=1- 2时,切线 MA 的斜率为 1 - . 2
2 2 x x 1 2 x , x , N(x,y),A , B 1 2 ,x1≠x2, 4 4
x1+x2 由 N 为线段 AB 中点知 x= , 2
2 x2 1+x2 y= . 8
③
④ ⑤
x1 x2 1 切线 MA,MB 的方程为 y= (x-x1)+ , 2 4
[跟踪训练] 1. (2012· 安徽高考)过抛物线 y2=4x 的焦点 F 的直线交该抛物线于 A,B 两点.若|AF|=3,则|BF|=________. 解析 由题意知,抛物线的焦点 F 的坐标为(1, 0),又∵|AF|=3,由抛物线定义知,点 A 到准线 x=-1 的距离为 3,∴点 A 的横坐标为 2. 将 x=2 代入 y2=4x 得 y2=8,由图知,y=2 2, ∴A(2,2 2),∴直线 AF 的方程为 y=2 2(x-1).
l,由抛
物线的定义知点 P 到焦点 F 的距离等于它到准线 l 的距离,因此 要求点 P 到点(0,2)的距离与点 P 到抛物线的准线的距离之和的 最小值,可以转化为求点 P 到点(0,2)的距离与点 P 到焦点 F 的 距离之和的最小值,结合图形不难得出相应的最小值就等于焦点
F 到点(0,2)的距离.因此所求的最小值等于
(2)(2014· 福州质检)已知点 P 是抛物线 y2=2x 上的一个动点,则点 P 到点(0, 2)的距离与点 P 到该抛物线准线的距离之和的最小值为 ( 17 A. 2 C. 5 B.3 9 D. 2 )
[听课记录] 记抛物线 y =2x 的焦点为
2
1 F ,0 ,准线是 2
[听课记录] 设点 M 的坐标为(x0,y0),由抛物线的定义,得|MF| p p =x0+ =5,则 x0=5- . 2 2 又点 F
p 的坐标为2,0 ,所以以
MF 为直径的圆的方程为 (x-
p x0)x-2 +(y-y0)y=0.
2 y0 将 x=0,y=2 代入得 px0+8-4y0=0,即 -4y0+8=0,所以 y0 2
5. 设抛物线 y2=8x 上一点 P 到 y 轴的距离是 4, 则点 P 到该抛物 线焦点的距离是________. 解析 其准线方程为 x=-2, 又由点 P 到 y 轴的距离为 4,则 P 点横坐标 xP=4, p 由定义知|PF|=xP+ =6. 2 答案 6
[关键要点点拨] 1 .抛物线方程中,字母 p 的几何意义是抛物 p 线的焦点F到准线的距离, 等于焦点到抛 2 物线顶点的距离,记牢对解题非常有帮助. 2.用抛物线定义解决问题,体现了等价转换 思想的应用. 3 .由 y2 = mx(m≠0) 或 x2 = my(m≠0) 求焦点坐 标时,只需将x或y的系数除以4,再确定焦点 位置即可.
⑥
x1+x2 x1x2 由⑤⑥得 MA, MB 的交点 M(x0, y0)的坐标为 x0= , y0= , 2 4 因为点 M(x0,y0)在 C2 上,即 x2 0=-4y0,
2 x1 +x2 2 所以 x1x2=- . ⑦ 6
4 由③④⑦得 x = y,x≠0. 3
p [听课记录] 依题意, 设抛物线方程是 y =2px(p>0),则有 2+ = 2
2
3,得 p=2, 故抛物线方程是 y2=4x,点 M 的坐标是(2,± 2 2), |OM|= 22+8=2 3. 答案 B
[规律方法] 1 . 求抛物线的方程一般是利用待定系数法, 即求p但要注意判断标准方程的形式. 2 .研究抛物线的几何性质时,一是注意定义 转化应用;二是要结合图形分析,同时注意平 面几何性质的应用.
[典题导入] (1)(2013·新课标全国Ⅱ高考)设抛物线C: y2 = 2px(p > 0) 的焦点为 F ,点 M 在 C 上, |MF| = 5 ,若以 MF 为直径的圆过点 (0 , 2) ,则 C 的 方程为 ( ) A.y2=4x或y2=8x B . y2 = 2x 或 y2 =8x C.y2=4x或y2=16x D . y2 = 2x 或 y2 =16x
2
当 x1=x2 时,A,B 重合于原点 O,AB 中点 N 为 O,坐标满足 x2 4 = y. 3 4 因此线段 AB 中点 N 的轨迹方程为 x = y. 3
2
[规律方法] 1.设抛物线方程为y2=2px(p>0),直线Ax+ By + C = 0 ,将直线方程与抛物线方程联立, 消去x得到关于y的方程my2+ny+q=0. (1)若m≠0,当Δ>0时,直线与抛物线有两个 公共点; 当Δ=0时,直线与抛物线只有一个公共点; 当Δ<0时,直线与抛物线没有公共点. (2) 若 m = 0 ,直线与抛物线只有一个公共点, 此时直线与抛物线的对称轴平行.
2
)
1 B [抛物线的标准方程为 x = y. a 1 1 则 a<0 且 2=- ,得 a=- .] 4a 8
x2 y 2 2. (2014· 济南模拟)抛物线的焦点为椭圆 + =1 的下焦点, 顶点 4 9 在椭圆中心,则抛物线方程为( A.x2=-4 5y C.x2=-4 13y )
B.y2=-4 5x D.y2=-4 13x
[跟踪训练] 2.(2014· 南京模拟)已知抛物线 x2=4y 的焦点为 F,准线与 y 轴的 3 交点为 M,N 为抛物线上的一点,且|NF|= |MN|,则∠NMF 2 =________.
解析 如图,过 N 作准线的垂线,垂足为 H, 3 则|NF|=|NH|= |MN|, 2 3 ∴cos∠MNH= , 2 π π ∴∠MNH= ,∴∠NMF= . 6 6 π 答案 6
7 当 PA⊥l 时,|PA|+d 最小,最小值为 , 2 7 即|PA|+|PF|的最小值为 , 2 此时 P 点纵坐标为 2,代入 y2=2x,得 x=2, ∴P 点的坐标为(2,2).
[规律方法] 涉及抛物线上的点到焦点(准线)的距离问题, 可优先考虑利用抛物线的定义转化为点到准线 (焦点)的距离问题求解.
(1)求p的值; (2)当M在C2上运动时,求线段AB中点N的轨 迹方程(A,B重合于O时,中点为O).
[听课记录]
(1)因为抛物线 C1:x2=4y 上任意一点(x,y)的切线
x 1 斜率为 y′= ,且切线 MA 的斜率为- , 2 2 所以 A
1 点坐标为-1,4 ,
4.(2014· 郑州模拟)已知斜率为 2 的直线 l 过抛物线 y2=ax(a>0) 的焦点 F,且与 y 轴相交于点 A,若△OAF(O 为坐标原点)的面 积为 4,则抛物线方程为________. a 解析 依题意得, |OF|= , 又直线 l 的斜率为 2, 可知|AO|=2|OF| 4 a 1 a2 = ,△AOF 的面积等于 ·|AO|·|OF|= =4,则 a2=64.又 a 2 2 16 >0,所以 a=8,该抛物线的方程是 y2=8x. 答案 y2=8x
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
对称轴
x轴
顶点坐标
原点 O(0,0)
标准方程
y2=2px(p>0)
p , 0 2
y2=-2px(p>0) p ຫໍສະໝຸດ - , 0 2 焦点坐标
准线方程
p x=- 2 e=1
p x= 2
离心率
图形
范围
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
抛物线的定义及应用
[典题导入] (1)(2013· 江西高考)已知点 A(2,0),抛物线 C:x2=4y 的焦点为 F, 射线 FA 与抛物线 C 相交于点 M, 与其准线相交于点 N,则|FM|∶|MN|= ( A.2∶ 5 C.1∶ 5 B.1∶2 D.1∶3 )
[听课记录] 射线 FA 的方程为 x+2y-2=0(x≥0). 1 如图所示,知 tan α= , 2 5 ∴sin α= . 5 由抛物线的定义知|MF|=|MG|, |FM| |MG| 5 1 ∴ = =sin α= = . |MN| |MN| 5 5 答案 C
标准方 程 对称轴
顶点坐 标
x2=2py(p>0)
y轴
x2=-2py(p>0)
原点O(0,0)
焦点坐标
p 0 , 2
p 0 ,- 2
准线方程
p y=- 2
p y= 2
离心率
e=1
[基础自测自评] 1.(教材习题改编)抛物线 y=ax2 的准线方程是 y=2,则 a 的值是 ( 1 A. 8 C.8 1 B.- 8 D.-8
D [设点 A(x1,y1),B(x2,y2),则依题意得焦点 F(0,1),准线 方程是 y=-1,直线 l:y=
y= 3x+1, 3x+1,由 2 消去 x =4y,
x 得 y2
-14y+1=0, y1+y2=14, |AB|=|AF|+|BF|=(y1+1)+(y2+1)=(y1 +y2)+2=16.]
解析 由椭圆方程知,a2=9,b2=4,焦点在 y 轴上,下焦点 坐标为(0,-c),其中 c= a2-b2= 5,∴抛物线焦点坐标为 (0,- 5),∴抛物线方程为 x2=-4 5y. 答案 A
3.已知倾斜角为 60°的直线 l 通过抛物线 x2=4y 的焦点,且与 抛物线相交于 A,B 两点,则弦 AB 的长为( A.4 C.10 B.6 D.16 )
x= , y = 2 2 ( x - 1 ), 又 2 解得 2 y =4x, 1 由图知,点 B
1 的坐标为 2,-
y=- 2,
2 ,
x=2, 或 y=2 2.
1 3 ∴|BF|= -(-1)= . 2 2 3 答案 2
抛物线的标准方程及几何性质
第七节
抛物线
[主干知识梳理] 一、抛物线定义 平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过 点相等的点 F)距离 的轨迹叫做抛物线,点 F 准线 叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线 的 .
二、抛物线的标准方程与几何性质 标准方 程 y2=2px(p>0) y2=-2px(p>0)
图形
选 A. 答案 A
1 2 2 + 2 = 2
17 , 2
[互动探究] 在本例条件下,求点 P 到点 A(3,2)的距离与点 P 到抛物线焦点 F 距离之和的最小值,并求出取最小值时 P 点的坐标. 解析 将 x=3 代入抛物线方程 y2=2x,得 y=± 6. ∵ 6>2,∴A 在抛物线内部. 设抛物线上点 P 到准线 l: 1 x=- 的距离为 d, 2 由定义知|PA|+|PF|=|PA|+d,
1 1 故切线 MA 的方程为 y=- (x+1)+ . 2 4 因为点 M(1- 2,y0)在切线 MA 及抛物线 C2 上, 3-2 2 1 1 于是 y0=- (2- 2)+ =- , ① 2 4 4 (1- 2)2 3-2 2 y0=- =- . ② 2p 2p
由①②得 p=2. (2)设
2.与焦点弦有关的常用结论.(以右图为依据)
2 p (1)y1y2=-p2,x1x2= . 4
=4. 由 y2 0=2px0,得
p 16=2p5-2 ,解之得
p=2,或 p=8.
所以C的方程为y2=4x或y2=16x,故选C. 答案 C
(2)(2012· 四川高考)已知抛物线关于 x 轴对称,它的顶点在坐标原 点 O,并且经过点 M(2,y0).若点 M 到该抛物线焦点的距离为 3, 则|OM|= ( A.2 2 C.4 B.2 3 D.2 5 )
直线与抛物线的位置关系
[典题导入] (2013· 辽宁高考)如图, 抛物线 C1: x2=4y, C2: x2=-2py(p>0). 点 M(x0,y0)在抛物线 C2 上,过 M 作 C1 的切线,切点为 A,B(M 为 原点 O 时,A,B 重合于 O).当 x0=1- 2时,切线 MA 的斜率为 1 - . 2
2 2 x x 1 2 x , x , N(x,y),A , B 1 2 ,x1≠x2, 4 4
x1+x2 由 N 为线段 AB 中点知 x= , 2
2 x2 1+x2 y= . 8
③
④ ⑤
x1 x2 1 切线 MA,MB 的方程为 y= (x-x1)+ , 2 4
[跟踪训练] 1. (2012· 安徽高考)过抛物线 y2=4x 的焦点 F 的直线交该抛物线于 A,B 两点.若|AF|=3,则|BF|=________. 解析 由题意知,抛物线的焦点 F 的坐标为(1, 0),又∵|AF|=3,由抛物线定义知,点 A 到准线 x=-1 的距离为 3,∴点 A 的横坐标为 2. 将 x=2 代入 y2=4x 得 y2=8,由图知,y=2 2, ∴A(2,2 2),∴直线 AF 的方程为 y=2 2(x-1).
l,由抛
物线的定义知点 P 到焦点 F 的距离等于它到准线 l 的距离,因此 要求点 P 到点(0,2)的距离与点 P 到抛物线的准线的距离之和的 最小值,可以转化为求点 P 到点(0,2)的距离与点 P 到焦点 F 的 距离之和的最小值,结合图形不难得出相应的最小值就等于焦点
F 到点(0,2)的距离.因此所求的最小值等于
(2)(2014· 福州质检)已知点 P 是抛物线 y2=2x 上的一个动点,则点 P 到点(0, 2)的距离与点 P 到该抛物线准线的距离之和的最小值为 ( 17 A. 2 C. 5 B.3 9 D. 2 )
[听课记录] 记抛物线 y =2x 的焦点为
2
1 F ,0 ,准线是 2
[听课记录] 设点 M 的坐标为(x0,y0),由抛物线的定义,得|MF| p p =x0+ =5,则 x0=5- . 2 2 又点 F
p 的坐标为2,0 ,所以以
MF 为直径的圆的方程为 (x-
p x0)x-2 +(y-y0)y=0.
2 y0 将 x=0,y=2 代入得 px0+8-4y0=0,即 -4y0+8=0,所以 y0 2
5. 设抛物线 y2=8x 上一点 P 到 y 轴的距离是 4, 则点 P 到该抛物 线焦点的距离是________. 解析 其准线方程为 x=-2, 又由点 P 到 y 轴的距离为 4,则 P 点横坐标 xP=4, p 由定义知|PF|=xP+ =6. 2 答案 6
[关键要点点拨] 1 .抛物线方程中,字母 p 的几何意义是抛物 p 线的焦点F到准线的距离, 等于焦点到抛 2 物线顶点的距离,记牢对解题非常有帮助. 2.用抛物线定义解决问题,体现了等价转换 思想的应用. 3 .由 y2 = mx(m≠0) 或 x2 = my(m≠0) 求焦点坐 标时,只需将x或y的系数除以4,再确定焦点 位置即可.