2.4.2-抛物线的简单几何性质 (1)
2.4.2 抛物线的简单几何性质1
2.4.2 抛物线的简单几何性质整体设计教材分析“抛物线的简单几何性质”在全章占有重要的地位和作用.本节知识在生产、生活和科学技术中经常用到,也是大纲规定的必须掌握的内容,还是将来大学学习的基础知识之一.对于训练学生用坐标法解题,本节一如前面各节一样起着相当重要的作用.研究抛物线的几何性质和研究椭圆、双曲线的几何性质一样,按范围、对称性、顶点、离心率顺序来研究,完全可以独立探索得出结论.已知抛物线的标准方程,求它的焦点坐标和准线方程时,首先要判断抛物线的对称轴和开口方向,一次项的变量如果为x(或y),则x轴(或y轴)是抛物线的对称轴,一次项的符号决定开口方向,由已知条件求抛物线的标准方程时,首先要根据已知条件确定抛物线标准方程的类型,再求出方程中的参数p.课时分配本节分两课时进行教学.第一课时内容主要讲抛物线的几何性质、抛物线的画图、例3及其他例题;第二课时主要内容为焦半径公式、例4、例5、例6.第1课时教学目标知识与技能1.抛物线的范围、对称性、顶点、离心率等几何性质.2.能根据抛物线的几何性质对抛物线方程进行讨论,在此基础上列表、描点、画抛物线图形;3.在对抛物线几何性质的讨论中,注意数与形的结合与转化.过程与方法1.使学生掌握抛物线的几何性质,根据给出的条件求抛物线的标准方程.2.掌握抛物线的画法.情感、态度与价值观1.培养学生数形结合及方程的思想.2.训练学生分析问题、解决问题的能力,了解抛物线在实际问题中的初步应用.重点难点教学重点:掌握抛物线的几何性质,使学生能根据给出的条件求出抛物线的标准方程和一些实际应用.教学难点:抛物线各个知识点的灵活应用.教学过程复习引入1.抛物线的定义平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.定点F叫做抛物线的焦点,定直线l叫做抛物线的准线.2.抛物线的标准方程相同点:(1)抛物线都过原点;(2)对称轴为坐标轴;(3)准线都与对称轴垂直,垂足与焦点在对称轴上关于原点对称. 它们到原点的距离都等于一次项系数绝对值的14,即2p 4=p2.不同点:(1)图形关于x 轴对称时,x 为一次项,y 为二次项,方程右端为±2px、左端为y 2;图形关于y 轴对称时,x 为二次项,y 为一次项,方程右端为±2py,左端为x 2.(2)开口方向为x 轴(或y 轴)正向时,焦点在x 轴(或y 轴)的正半轴上,方程右端取正号;开口为x 轴(或y 轴)负向时,焦点在x 轴(或y 轴)的负半轴上,方程右端取负号.讲解新课 唐朝王翰在《凉州词》中有“葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催”的句子,诗中提到“夜光杯”.提出问题1:如果测得酒杯口宽4 cm ,杯深8 cm , 试求酒杯轴截面所在曲线的方程.活动设计:学生先独立思考,必要时,允许合作讨论.教师巡视指导,再由一名学生板演.解:如图建立平面直角坐标系, 则可知A(-2,8),B(2,8). 所以设抛物线的方程为: x 2=2py(p>0)A 、B 点在抛物线上,代入抛物线方程,可得p = 14,则所求的抛物线方程为:x 2=12y.提出问题2:这一节我们来研究抛物线的标准方程y 2=2px(p>0)的几何性质.请同学们思考:类比椭圆、双曲线的几何性质,你应从哪几个方面进行研究?学情预测:学生会给出很多方面,此时教师引导学生观察图象给出性质.1.范围2.对称性3.顶点4.离心率5.通径探索研究活动设计:先由学生合作讨论,再由一、两名学生代表发言,教师适时补充.1.范围学情预测:一般情况下,学生会从图像观察到:x≥0,y∈R.此时教师可引导学生从方程角度思考,可得到:因为p>0,由方程y2=2px(p>0)可知,这条抛物线上的点M的坐标(x,y)满足不等式x≥0,所以这条抛物线在y轴的右侧;当x的值增大时,|y|也增大,这说明抛物线向右上方和右下方无限延伸.2.对称性学情预测:一般情况下,学生会从图象观察到:关于x轴对称.此时教师可引导学生从方程角度思考,可得到:以-y代y,方程y2=2px(p>0)不变,所以这条抛物线关于x轴对称,我们把抛物线的对称轴叫做抛物线的轴.3.顶点抛物线和它的轴的交点叫做抛物线的顶点.在方程y2=2px(p>0)中,当y=0时,x=0,因此抛物线y2=2px(p>0)的顶点就是坐标原点.4.离心率活动设计:此处可由教师给出定义.抛物线上的点M与焦点的距离和它到准线的距离的比,叫做抛物线的离心率,用e表示.由抛物线的定义可知,e=1.多媒体给出下表的第1、2行和第1列,由学生得出其他几种形式的方程的几何性质:注意强调p 的几何意义:是焦点到准线的距离.补充说明:1.抛物线只位于半个平面坐标内,虽然它可以无限延伸但它没有渐近线.因此抛物线不是双曲线的一支.2.抛物线只有一条对称轴,没有对称中心. 3.抛物线只有一个顶点,一个焦点,一条准线. 4.抛物线的离心率是确定的且为1.附:抛物线不存在渐近线的证明.(反证法)假设抛物线y 2=2px 存在渐近线y =mx +n ,A(x ,y)为抛物线上的一点, A 0(x ,y 1)为渐近线上与A 横坐标相同的点.如图, 则有y =±2px 和y 1=mx +n. ∴ |y 1-y|=|mx +n 2px| =|x|²|m+nx2p x|. 当m≠0时,若x→+∞,则|y 1-y|→+∞.当m =0时,|y 1-y|=|n 2px|,当x→+∞,则|y 1-y|→+∞.这与y =mx +n 是抛物线y 2=2px 的渐近线矛盾,所以抛物线不存在渐近线.提出问题:椭圆的圆扁程度、双曲线的张口大小由e 的大小决定,那么抛物线的开口大小由什么决定?下面我们来看一个例题.在同一坐标系中画出下列抛物线的草图:(1)y 2=12x ;(2)y 2=x ;(3)y 2=2x ;(4)y 2=4x.活动设计:由学生自己完成,教师可将学生所画的图象投影展示.学情预测:从图象观察到抛物线标准方程中的p 越大,开口越开阔. 探究问题:在抛物线的标准方程中2p 的几何意义是什么?通径的定义:通过焦点且垂直于对称轴的直线与抛物线相交于两点,连接这两点的线段叫抛物线的通径.提出问题:由学生求出通径的长度.通径的长度:2p.反思应用1已知抛物线关于x轴对称,它的顶点在坐标原点,并且经过点M(2,-22),求它的标准方程,并用描点法画出图形.分析:由已知条件求抛物线的标准方程时,首先要根据已知条件确定抛物线标准方程的类型,再求出方程中的参数p.解:由题意,可设抛物线方程为y2=2px,因为它过点M(2,-22),所以(-22)2=2p²2,即 p=2.因此,所求的抛物线方程为y2=4x.将已知方程变形为y=±2x,根据y=2x计算抛物线在x≥0的范围内几个点的坐标,得点评:在本题的画图过程中,如果描出抛物线上更多的点,可以发现这条抛物线虽然也向右上方和右下方无限延伸,但并不能像双曲线那样无限地接近于某一直线,也就是说,抛物线没有渐近线.提出问题:顶点在坐标原点,对称轴是坐标轴,并且经过点M(2,-22)的抛物线有几条?求出它们的标准方程.活动设计:先由学生独立完成或合作讨论,再由一名学生上黑板板演.学情预测:易得到结果:y2=4x或x2=-2y.2若抛物线的通径长为7,顶点在坐标原点,且关于坐标轴对称,求抛物线的方程.解:设抛物线方程为y2=±2px或者x2=±2py(p>0),∵通径长2p=7,所以所求抛物线方程y2=±7x或者x2=±7y.3过抛物线y2=2px的焦点F任作一条直线m,交抛物线于A、B两点,求证:以AB为直径的圆和这抛物线的准线相切.分析:运用抛物线的定义和平面几何知识来证比较简捷.证明:如图.设AB的中点为E,过A、E、B分别向准线l引垂线AD 、EH 、BC ,垂足为D 、H 、C ,则 |AF|=|AD|,|BF|=|BC|.∴|AB|=|AF|+|BF|=|AD|+|BC|=2|EH|.所以EH 是以AB 为直径的圆E 的半径,且EH⊥l,因而圆E 和准线l 相切.达标检测 1.抛物线的标准方程为x 2=-12y ,则其通径的长为( )A .-12 B.12 C.14D .12.已知M 为抛物线y 2=4x 上一动点,F 为抛物线的焦点,定点P(3,1),则|MP|+|MF|的最小值为( )A .3B .4C . 5D .63.过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线l 与抛物线交于A 、B 两点,则弦AB 的中点的轨迹方程是____________________.4.定长为3的线段AB 的端点A 、B 在抛物线y 2=x 上移动,求AB 中点M 到y 轴距离的最小值,并求出此时AB 中点M 的坐标.答案:1.B 2.B 3.y 2=2(x -1) 4.M(54,±22),M 到y 轴距离的最小值为54.本课小结 1.抛物线的性质;2.灵活运用抛物线的几何性质求抛物线的标准方程及描点法画图. 布置作业 课本习题2.4A 组4. 补充练习1.过抛物线x =ay 2的焦点的一条直线和抛物线交于A(x 1,y 1)B(x 2,y 2),则x 1x 2=______________.2.下列说法中,错误的是( ) A .任何抛物线的离心率都是1B .在抛物线上所有的点中,顶点到焦点的距离最短C .过一定点的所有直线中,与抛物线恰有一个公共点的直线最多有两条D .抛物线的所有焦点弦中,通径的长最短3.过抛物线焦点F 的直线与抛物线交于A 、B 两点,若A 、B 在准线上的射影是A 2、B 2,则∠A 2FB 2等于________.4.以椭圆x 25+y 2=1的右焦点F 为焦点,以坐标原点为顶点作抛物线,求抛物线截椭圆的右准线所得的弦长.答案:1.116a2 2.C 3.90° 4.4 5设计说明二次曲线是平面解析几何的主要研究对象,在教学时,注意挖掘它们之间的内在联系和区别,不要孤立地和静止地看待抛物线.因此在研究抛物线的几何性质时采用对比的方法进行教学,让学生对照椭圆、双曲线的几何性质,去探求抛物线的几何性质,在进行对比时,要注意横向和纵向两种对比,也就是既要注意每种曲线内部的对比,同时也要注意几种曲线之间的对比.。
课件4:2.4.2 抛物线的简单几何性质
解:如图记焦点 F ,准线 l ,分别过点 A、B 作 l 的垂线,垂足分别为 M、NM.
由抛物线定义可知 FA MA , FB NB
过点 A 作 x 轴的垂线,垂足为 E. K Q
E
N
在△ AFE 中 EF AF cos .
记 x 轴与准线 l 的交点为 K ,则 KF p
∴ FA = MA KE p FA cos ∴ FA p 1 cos
焦点,与抛物线相交于 A、B ,求线段 AB 的长.
解:设
准线
A(
l:
x1, y1 ) ,
x p
B( x2 , y2 ) ,焦点 F
,分别过点 A、B
(p 2
作
,
l
0) M
的垂
2
( x1 , y1 )
线,垂足分别为 M、N.
由抛物线定义可知 FA MA , FB NB N
( x2 , y2 )
∴ AB
思考(课本第 69 页例 4)
斜率为 1 的直线 l 经过抛物线 y2 4x 的焦点 F ,且与 抛物线相交于 A、B 两点,求线段 AB 的长.
解这题,你有什么方法呢?
法一:直接求两点坐标,计算弦长(运算量一般较大);
法二:设而不求,运用韦达定理,计算弦长(运算量一般); 法三:设而不求,数形结合,活用定义,运用韦达定理,计算 弦长.
坐标法是一种非常好的证明,你还有 没有其他好方法呢?
本题几何法也是一个极佳的思维!
学习小结: 刚才发现的结论,坐标法起着重要作用. 设而不求,联立方程组,韦达定理这是研究直
线和圆锥曲线的位置关系问题的重要方法.
总结:
判断直线与抛物线位置关系的操作程序: 把直线方程代入抛物线方程
课件1:2.4.2 抛物线的简单几何性质
【自主解答】法一 由已知条件可知抛物线的对称轴为 x 轴, ∴设抛物线的方程为 y2=2px 或 y2=-2px(p>0). 又∵抛物线的焦点到顶点的距离为 5, ∴2p=5,∴p=10. ∴所求抛物线的方程为 y2=20x 或 y2=-20x.
法二 由已知条件可知抛物线的对称轴为 x 轴. ∴设抛物线的方程为 y2=mx(m≠0). 又∵抛物线的焦点到顶点的距离为 5, ∴|m4 |=5,∴m=±20. ∴所求抛物线的方程为 y2=20x 或 y2=-20x.
【问题导思】 类比椭圆、双曲线的几何性质,你认为可以讨论抛
物线的哪些几何性质? 【提示】范围、对称性、顶点、离心率.
标准 y2=2px y2=-2px x2=2py x2=-2py 方程 (p>0) (p>0) (p>0) (p>0)
图形
y 0, y R y 0, y R
x轴
y轴
(0,0) 1
(2)当 k<1,且 k≠0 时,直线 l 与 C 有两个公共点; (3)当 k>1 时,直线 l 与 C 没有公共点.
规律方法 判断直线与抛物线的位置关系通常使用代数法:将直线的方程 与抛物线的方程联立,整理成关于 x 的方程 ax2+bx+c=0. (1)当 a≠0 时,利用判别式解决. Δ>0⇒相交;Δ=0⇒相切;Δ<0⇒相离. (2)当 a=0 时,方程只有一解 x=-bc,这时直线与抛物线的对 称轴平行或重合.
双曲线的渐近线方程为 3x-y=0 或 3x+y=0,
则焦点到渐近线的距离 d1=
| 3×1-0| 3 2+ -1
2= 23或 d2
=
|
3×31+2+0| 12=
3 2.
【答案】 B
题型二:直线与抛物线的位置关系的判断
数学课件:第二章 2.4 2.4.2 抛物线的简单几何性质
∴y421p·y222+y1·y2=0, ∴b2+2pb=0, ∴b+2p=0,∴b=-2p. ∴y1·y2=-4p2,x1·x2=b2=4p2. ∴A、B 两点的横坐标之积、纵坐标之积,分别是 4p2 和-4p2. (2)AB 方程为 my=x-2p,∴AB 过定点(2p,0).
解决抛物线中定点、定值问题的方法 在直线和抛物线的综合题中,经常遇到求定值,过定点的问题,解决这类问 题的方法有很多,例如斜率法、方程法、向量法、参数法等.解决这类问题 的关键是代换和转化.有时利用数形结合思想能达到避繁就简、化难为易、 事半功倍的效果.
解析:抛物线的焦点F
p2,0
,所以过焦点且斜率为1的直线方程为y=x-
p 2
,即
x=y+
p 2
,将其代入得:y2=2px=2p
y+p2
=2py+p2,所以y2-2py-p2=0,所
以y1+2 y2=p=2,所以抛物线的方程为y2=4x,准线方程为x=-1.
答案:x=-1
探究一 抛物线性质的应用
[典例1]
直线与抛物线的位置关系 将直线方程与抛物线方程联立,转化为一元二次方程,可通过直线与 抛物线的位置关系转化为对判别式Δ或者对向量数量积的限制条件, 利用限制条件建立不等式或等式,利用根与系数的关系运算求解.
2.已知A、B为抛物线E上不同的两点,若抛物线E的焦点为(1,0),线段AB恰 被M(2,1)所平分. (1)求抛物线E的方程; (2)求直线AB的方程.
2.4.2 抛物线的简单几何性质
考纲定位
重难突破
1.掌握抛物线的性质、焦半径、焦点弦的应用.
2.会用抛物线的性质解决与抛物线相关的综合 重点:抛物线的图形和简
问题.
单几何性质.
抛物线课件及练习题含详解
为 y k(x p).
2
又因为A,B两点是直线AB与抛物线的交点,则
y k(x y2 2px
p ), 2
x2
(
2p k2
p)x
p2 4
0,
所以x1·x2=p2 .
4
由|AF|·|BF|=
x1
x2
p 2
x1
x
2
p2 4
1. 3
得 p2 p (4 p) 1 ,
2 23
3
即 2p 所1 ,以 p 1 ,
2p y21p2y1y1y1 y2
x
x1
,
= 2p x y1y2 2p (x y1y2 ),
y1 y2 y1 y2 y1 y2
2p
将y1·y2=-4p2代入上式得y 2p x 2p,
y1 y2
故直线AB恒过定点(2p,0).
【方法技巧】利用抛物线的性质可以解决的问题 (1)对称性:解决抛物线的内接三角形问题. (2)焦点、准线:解决与抛物线的定义有关的问题. (3)范围:解决与抛物线有关的最值问题. (4)焦点:解决焦点弦问题.
|AF|=1,|BF|= 1,求抛物线及直线AB的方程.
3
【解题指南】设出A,B两点的坐标,根据抛物线定义可分别表
示出|AF|和|BF|,进而可求得|AF|+|BF|,求得x1+x2的表达
式,表示出|AF|·|BF|,建立等式求得p,则抛物线方程可得.
再由|AB|=
2p sin 2
得4, sin2θ=
(2)y2=2px(p>0)的焦点为( p,0),由题意得
2
( p 2)2 解9 得 5p,=4或p=-12(舍去).
2
2.4.2抛物线的简单几何性质(1)
p 2
y0
p y1 y2
关于y轴对称
(0,0)
p 2
y0
p ( y1 y2 )
例2.抛物线的顶点在原点,准线与其平行线 x = 2 的距离为3,求抛物线的方程.
引申1:抛物线的顶点是椭圆16x2+9y2=144的 中心,而焦点是椭圆的顶点,求抛物线的方程.
引申2: 以x = - 3 为准线,F(5,0)为焦点的抛 物线的方程.
引申3: 以 y 轴为准线,F(3,3)为焦点的抛物 线的方程.
例3.已知过抛物线y2 2 px p 0的焦点F的
直线交抛物线于A x1, y1 , B x2 , y2 两点.
求证 : (1)x1x2为定值. (2) 1 1 为定值.
|FA | | FB |
(3)若直线AB的倾斜角为
,则
2
2
y
F O
y
OF
x2 = 2py
(p>0)
x l
F (0, p ) y p
2
2
l
x2 = -2py
x(p>0)
F (0, p ) 2
y p 2
范围
x≥0 y∈R
x≤0 y∈R
y≥0 x∈R
y≤0 x∈R
顶点
(0,0)
对称轴 e
x轴 1
y轴
方程 图形 范围
y2 = 2px (p>0)
y
l
y2 = -2px (p>0)
2.4.2抛物线的简单几何性质 (一)
问题: 类比椭圆、双曲线的几何性质,你认为 可以讨论抛物线的哪些几何性质?
类比探索
结合抛物线y2=2px(p>0)的标准方程和图形, 探索其的几何性质:
§2.4.2_抛物线的简单几何性质(1)
1.已知M为抛物线 y2 4x上一动点,F为抛物线的焦点,
定点P(3,1),则 MP MF 的最小值为(B )(A)3(B)4
(C)5
(D)6
N
M
. .
..
M P
F (1,0)
x3
A A`
OF
解这题,你有什么方法呢?
B` B
x
法一:直接求两点坐标,计算弦长(运算量一般较大); 法二:设而不求,运用韦达定理,计算弦长(运算量一般);
法三:设而不求,数形结合,活用定义,运用韦达定理,计 算弦长.
解
由题意可知,
p
2,
p 2
1,
y A
A`
焦点F1,0,准线l : x 1.如
( p ,0) 2
xp 2
y
F
O
x2=2py
x
l
(p>0)
(0,p ) y p
2
2
y
O F
l
x
x2=-2py (p>0)
(0, p ) 2
y p 2
(二)归纳:抛物线的几何性质
图形
方程
焦点
准线
范围
顶 点
对称 轴
y
l OF
x
y2 = 2px (p>0)
F
(
p 2
,0)
x
p 2
x≥0 y∈R
由已知得抛物线的焦点为F1,0,所以直线 AB 的 方程为 y x 1. 1
将 1 代入 y2 2x , 得 x 12 4x.
y A
A`
OF
化简得 x2 6x 1 0.
课件5:2.4.2 抛物线的简单几何性质
1.若抛物线y2=x上一点P到准线的距离等于它到顶点的
距离,则点P的坐标为( )
A.(14,±
F,准线为l,P是l上一点,Q是直线PF与C的一个交点,若
→ FP
=4F→Q,则|QF|=( )
7 A.2
B.3
5 C.2
D.2
[答案] D
[解析] 抛物线的焦点坐标是F(2,0),过点Q作抛物线的准
线的垂线,垂足是A,则|QA|=|QF|,抛物线的准线与x轴的交
点为G,因为
→ FP
=4
→ FQ
,则点Q是PF的三等分点,由于三角形
5.已知直线y=a交抛物线y=x2于A、B两点,若该抛物线 上存在点C,使得∠ACB为直角,则a的取值范围为______.
[答案] a≥1 [解析] 本题考查了直角三角形的性质.抛物线的范围以 及恒成立问题,不妨设A( a,a),B(- a,a),C(x0,x20),则 C→B=(- a-x0,a-x20),C→A=( a-x0,a-x20), ∵∠ACB=90°. ∴C→A·C→B=( a-x0,a-x20)·(- a-x0,a-x20)=0. ∴x20-a+(a-x20)2=0,∵x20-a≠0. ∴(a-x20)(a-x20-1)=0,∴a-x20-1=0. ∴x20=a-1,又x20≥0.∴a≥1.
2.4.2 抛物线的简单几何性质
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
1 课前自主预习
3 易错疑难辨析
2 课堂典例讲练
4 课时作业
高中数学新人教A版选修2-1课件:第二章圆锥曲线与方程2.4.2抛物线的简单几何性质
> 0.
即 A=0(直线与抛物线的对称轴平行,即相交);
≠ 0,
(2)直线与抛物线相切⇔有一个公共点,即
= 0.
≠ 0,
(3)直线与抛物线相离⇔没有公共点,即
< 0.
课堂篇探究学习
探究一
探究二
探究三
当堂检测
变式训练2设抛物线y2=8x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线l
③当Δ<0时,即k>1时,l与C没有公共点,此时直线l与C相离.
综上所述,(1)当k=1或k=0时,直线l与C有一个公共点;
(2)当k<1,且k≠0时,直线l与C有两个公共点;
(3)当k>1时,直线l与C没有公共点.
课堂篇探究学习
探究一
探究二
探究三
当堂检测
反思感悟方程思想解决直线与抛物线的位置关系
题,通过我们学过的数学知识进行求解.利用抛物线模型解决问题
时,关键是建立坐标系得到抛物线的标准方程,一般都是将抛物线
的顶点作为坐标原点,将对称轴作为x轴或y轴建立坐标系,其次要注
意抛物线上关键点的坐标,并善于运用抛物线的对称性进行求解.
课堂篇探究学习
探究一
探究二
探究三
当堂检测
变式训练3如图是抛物线形拱桥,当水面到直线l时,拱顶离水面2
图形
对称轴
x轴
焦点
F
顶点
原点(0,0)
准线
x=-2
离心率
e=1
p
2
x轴
,0
p
开口方向 向右
p
F - ,0
2
p
y轴
F 0,
p
y轴
第二章 2.4.2 抛物线的简单几何性质
13.已知倾斜角为π的直线 l 过抛物线 C:y2=2px(p>0)的焦点 F,抛物线 C 上存在点 P 与 x 轴上一点 Q(5,0)关 6
于直线 l 对称,则 p 等于( )
A.1
B.1
C.2
D.3
2
14.如图,已知抛物线 y2=4x 的焦点为 F,过点 P(2,0)的直线交抛物线于 A(x1,y1),B(x2,y2)两点,直线 AF, BF 分别与抛物线交于点 M,N. (1)求 y1y2 的值; (2)连接 MN,记直线 MN 的斜率为 k1,直线 AB 的斜率为 k2,证明:kk12为定值.
反思感悟 把握三个要点确定抛物线的简单几何性质 (1)开口:由抛物线标准方程看图象开口,关键是看准二次项是 x 还是 y,一次项的系数是正还是负. (2)关系:顶点位于焦点与准线中间,准线垂直于对称轴. (3)定值:焦点到准线的距离为 p;过焦点垂直于对称轴的弦(又称为通径)长为 2p;离心率恒等于 1.
5.抛物线 y2=4x 的焦点为 F,点 P 为抛物线上的动点,点 M 为其准线上的动点,当△FPM 为等边三角形时,
其面积为( )
A.2 3
B.4
C.6
D.4 3
6.已知抛物线 y2=2px(p>0),过其焦点且斜率为 1 的直线交抛物线于 A,B 两点,若线段 AB 的中点的纵坐标
为 2,则该抛物线的准线方程为( )
2 所在的直线方程.
引申探究 本例条件不变,求弦 AB 的中点 M 到 y 轴的距离.
反思感悟 求抛物线弦长问题的方法: (1)一般弦长公式
|AB|= 1+k2|x1-x2|= 1+k12|y1-y2|. (2)焦点弦长
设过抛物线 y2=2px(p>0)的焦点的弦的端点为 A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|=x1+x2+p,然后利用弦所 在直线方程与抛物线方程联立、消元,由根与系数的关系求出 x1+x2 即可. 跟踪训练 3 已知 y=x+m 与抛物线 y2=8x 交于 A,B 两点. (1)若|AB|=10,求实数 m 的值;(2)若 OA⊥OB,求实数 m 的值.
2.4.2 抛物线的简单几何性质
2.4.2 抛物线的简单几何性质1.设AB为过抛物线y2=2px (p>0)的焦点的弦,则|AB|的最小值为( C )(A)(B)p(C)2p (D)无法确定解析:当AB垂直于对称轴时,|AB|取最小值,此时AB为抛物线的通径,长度等于2p.故选C.2.过抛物线y2=4x的焦点的直线l交抛物线于P(x1,y1),Q(x2,y2)两点,如果x1+x2=6,则|PQ|等于( B )(A)9 (B)8 (C)7 (D)6解析:抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),准线方程为x=-1.根据题意可得,|PQ|=|PF|+|QF|=x1+1+x2+1=x1+x2+2=8.故选B.3.抛物线顶点在原点,对称轴是x轴,点(-5,2)到焦点的距离为6,则抛物线方程为( D )(A)y2=-2x (B)y2=-4x(C)y2=2x (D)y2=-4x或y2=-36x解析:因为抛物线顶点在原点,对称轴是x轴,设y2=2px,则焦点坐标为(,0),因为点(-5,2)到焦点的距离为6,所以(-5-)2+(2-0)2=62,即(5+)2=16,所以5+=4或5+=-4,解得p=-2或p=-18,所以y2=-4x或y2=-36x,故选D.4.设经过抛物线y=ax2(a>0)的焦点F,且倾斜角为的直线与抛物线在第一象限的交点为A,过A作x轴的垂线,垂足为B,若△ABF的面积为,则实数a的值为( D )(A)4 (B)2 (C)1 (D)解析:设抛物线方程为x2=2py(p>0),由题意知∠FAB=,延长AB交准线于C,故△AFC是正三角形,又点F到准线的距离为p,知|FC|=2p,△ABF的面积为,即×2p×p×sin =,得p=1,所以a=.故选D.5.(2015·全国Ⅰ卷)已知椭圆E的中心在坐标原点,离心率为,E的右焦点与抛物线C:y2=8x的焦点重合,A,B是C的准线与E的两个交点,则|AB|等于( B )(A)3 (B)6 (C)9 (D)12解析:因为抛物线C:y2=8x的焦点坐标为(2,0),准线l的方程为x=-2①,设椭圆E的方程为+=1(a>b>0),所以椭圆E的半焦距c=2,又椭圆E的离心率为,所以a=4,b=2,椭圆E的方程为+=1②,联立①②,解得A(-2,3),B(-2,-3)或A(-2,-3),B(-2,3),所以|AB|=6,选B.6.抛物线y2=4x的焦点弦被焦点分成长是m和n的两部分,则m与n 的关系是( A )(A)m+n=mn (B)m+n=4(C)mn=4 (D)无法确定解析:设抛物线焦点弦AB,A(x1,y1),B(x2,y2).抛物线y2=4x的焦点为(1,0),当焦点弦与抛物线的对称轴垂直时,m=2,n=2,所以m+n=mn.当焦点弦与抛物线的对称轴不垂直时,设焦点弦所在直线方程为y=k(x-1)(k≠0).把y=k(x-1)代入y2=4x并整理得k2x2-2(k2+2)x+k2=0,所以x1x2=1.因为m=x1+1,n=x2+1,所以x1=m-1,x2=n-1,代入x1x2=1,得(m-1)(n-1)=1,即m+n=mn.故选A.7.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( C )(A)(0,2) (B)[0,2](C)(2,+∞) (D)[2,+∞)解析:设圆的半径为r,因为F(0,2)是圆心,抛物线C的准线方程为y=-2,由圆与准线相交知4<r.因为点M(x0,y0)为抛物线C:x2=8y上一点,所以=8y0,又点M(x0,y0)在圆x2+(y-2)2=r2上,所以+(y0-2)2=r2>16,所以8y0+(y0-2)2>16,即有+4y0-12>0,解得y0>2或y0<-6,又因为y0≥0,所以y0>2,故选C.8.已知抛物线y=x2-1上的一定点B(-1,0)和两个动点P,Q,当BP⊥PQ 时,点Q的横坐标的取值范围是( C )(A)(-∞,-3]∪[1,+∞)(B)[-3,1](C)(-∞,-3]∪[1,)∪(,+∞)(D)[1,+∞)解析:设P(t,t2-1),Q(s,s2-1),因为BP⊥PQ,所以·=-1,即t2+(s-1)t-s+1=0,因为t∈R,P,Q是抛物线上两个不同的点,所以必须有Δ=(s-1)2+4(s-1)≥0.即s2+2s-3≥0,解得s≤-3或s≥1.由t=-1,代入t2+(s-1)t-s+1=0,可得s=,此时P,B重合,故s≠.所以Q点的横坐标的取值范围是(-∞,-3]∪[1,)∪(,+∞).故选C.9.已知抛物线y2=2px(p>0)的准线与圆x2+y2-6x-7=0相切,则p的值为.解析:抛物线y2=2px(p>0)的准线为x=-,圆x2+y2-6x-7=0,即(x-3)2+y2=16,则圆心为(3,0),半径为 4.又因为抛物线y2=2px(p>0)的准线与圆x2+y2-6x-7=0相切,所以3+=4,解得p=2.答案:210. 已知抛物线y=x2的焦点为F,过点F的直线与抛物线相交于A,B 两点,若|AB|=4,则弦AB的中点到x轴的距离等于.解析:由题意,抛物线y=x2的焦点坐标为(0,),准线方程为y=-,根据抛物线的定义,因为|AB|=4,所以A,B到准线的距离和为4,所以弦AB的中点到准线的距离为2,所以弦AB的中点到x轴的距离为2-=.答案:11.已知抛物线y2=4x,过点P(4,0)的直线与抛物线相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则+的最小值是.解析:设AB的方程为x=my+4,代入y2=4x得y2-4my-16=0,则y1+y2=4m,y1y2=-16,所以+=(y1+y2)2-2y1y2=16m2+32,当m=0时,+最小为32.答案:3212.平面上一机器人在行进中始终保持与点F(1,0)的距离和到直线x=-1的距离相等.若机器人接触不到过点P(-1,0)且斜率为k的直线,则k的取值范围是.解析:由题意知,机器人行进的路线为抛物线y2=4x.由题意知过点P的直线为y=kx+k(k≠0),要使机器人接触不到过点P的直线,则直线与抛物线无公共点,联立方程得y2-y+k=0,即Δ=1-k2<0,解得k>1或k<-1.答案:(-∞,-1)∪(1,+∞)13.正三角形的一个顶点位于坐标原点,另外两个顶点在抛物线y2=2px(p>0)上,求这个正三角形的边长.解:如图所示,设正三角形OAB的顶点A,B在抛物线上,且坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则=2px1,=2px2.又|OA|=|OB|,所以+=+,即-+2px1-2px2=0,整理得(x1-x2)(x1+x2+2p)=0.因为x1>0,x2>0,2p>0,所以x1=x2,由此可得|y1|=|y2|,即点A,B关于x 轴对称.由此得∠AOx=30°,所以y1=x1,与=2px1联立,得y1=2p.所以|AB|=2y1=4p.14.已知A,B是抛物线C:y2=2px(p>0)上不同的两点,点D在抛物线C 的准线l上,且焦点F到直线x-y+2=0的距离为.(1)求抛物线C的方程;(2)若直线AB过焦点F,且直线AD过原点O,求证:直线BD平行x轴.(1)解:抛物线C:y2=2px的焦点F(,0),由题意可得d==,解得p=2,所以抛物线方程为y2=4x.(2)证明:抛物线y2=4x的焦点F(1,0),准线方程为x=-1.设直线AB:x=ty+1,A(x1,y1),B(x2,y2),联立抛物线方程,可得y2-4ty-4=0,即有y1y2=-4,直线AD:y=x,则有D(-1,-),由于-=-=-=y2,故直线BD平行x轴.15.已知顶点在原点,焦点在x轴上的抛物线被直线y=2x+1截得的弦长为,求抛物线的方程.解:设抛物线的方程为y2=2ax(a≠0),则消去y,得4x2-(2a-4)x+1=0,设直线y=2x+1与抛物线交于A,B两点,其坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),x1+x2 =,x1x2=.|AB|=|x1-x2|===.则=,a2-4a-12=0,解得a=-2或a=6.所以y2=-4x或y2=12x.16.已知直线y=k(x+2)(k>0)与抛物线C:y2=8x相交于A,B两点,F为C 的焦点,若|FA|=2|FB|,则k等于( D )(A)(B) (C)(D)解析:设A(x1,y1),B(x2,y2),易知x1>0,x2>0,y1>0,y2>0,由得k2x2+(4k2-8)x+4k2=0,所以x1x2=4.①因为|FA|=x1+=x1+2,|FB|=x2+=x2+2,且|FA|=2|FB|,所以x1=2x2+2. ②由①②得x2=1,所以B(1,2),代入y=k(x+2),得k=.故选D.17.抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,A,B是抛物线上的两个动点,且满足∠AFB=.设线段AB的中点M在l上的投影为N,则的最大值是( C )(A) (B) (C) (D)名师点拨:设|AF|=a,|BF|=b,由梯形中位线定理知|MN|=,欲求的最大值,只需求出|AB|的最小值.在△ABF中,运用余弦定理和基本不等式即可.解析:设|AF|=a,|BF|=b,A,B在准线上的射影点分别为Q,P,连接AQ,BP.由抛物线定义,得|AF|=|AQ|且|BF|=|BP|,在梯形ABPQ中根据中位线定理,得2|MN|=|AQ|+|BP|=a+b.在△ABF中,由余弦定理得|AB|2=a2+b2-2abcos =a2+b2+ab,配方得|AB|2=(a+b)2-ab,又因为ab≤()2,所以(a+b)2-ab≥(a+b)2-()2=(a+b)2,得到|AB|≥(a+b),所以≤=,即的最大值为.故选C.18.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的准线为l,过M(1,0)且斜率为的直线与l相交于点A,与C的一个交点为B,若=,则p= . 解析:如图, 由AB的斜率为,知∠α=60°,又=,所以M为AB的中点.过点B作BP垂直准线l 于点P,则∠ABP=60°,所以∠BAP=30°,所以|BP|=|AB|=|BM|.所以M为抛物线C的焦点,即=1,所以p=2.答案:219.设直线l与抛物线y2=4x相交于A,B两点,与圆(x-5)2+y2=r2(r>0)相切于点M,且M为线段AB的中点.若这样的直线l恰有4条,则r的取值范围是.解析:如图,设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),则两式相减得,(y1+y2)(y1-y2)=4(x1-x2).当l的斜率k不存在时,符合条件的直线l必有两条.当k存在时,x1≠x2,则有·=2,又y1+y2=2y0,所以y0k=2.由CM⊥AB,得k·=-1,即y0k=5-x0,因此2=5-x0,x0=3,即M必在直线x=3上.将x=3代入y2=4x,得y2=12,则有-2<y0<2. 因为点M在圆上,所以(x0-5)2+=r2,故r2=+4<12+4=16.又+4>4(为保证有4条,在k存在时,y0≠0),所以4<r2<16,即2<r<4. 答案:(2,4)20.已知抛物线C的顶点在坐标原点O,焦点F在x轴的正半轴上,抛物线上的点N到F的距离为2,且N的横坐标为1,过焦点F作倾斜角为锐角的直线l交抛物线于A,B两点,且与其准线交于点D.(1)求抛物线C的标准方程;(2)若线段AB的长为8,求直线l的方程;(3)在C上是否存在点M,使得对任意直线l,直线MA,MD,MB的斜率始终满足2k MD=k MA+k MB?若存在,求点M的坐标,若不存在,说明理由.解:(1)由题意可设抛物线方程为y2=2px(p>0),由1+=|NF|=2,解得p=2,所以抛物线方程为y2=4x.(2)F(1,0),设直线l方程为y=k(x-1)(k>0),A(x1,y1),B(x2,y2),联立消去y得k2x2-(4+2k2)x+k2=0,所以x1+x2=.因为|AB|=8,所以+2=8,化为k2=1,又k>0,解得k=1.所以直线l的方程为y=x-1.(3)假设存在M(,t),A(,y1),B(,y2),直线l方程my=x-1(m>0).D(-1,).联立消去x得y2-4my-4=0,所以y1+y2=4m,y1y2=-4.k MD==,k MA==,k MB=.因为满足2k MD=k MA+k MB,所以=+.因为+==,所以=,整理得(t2-4)(m2+1)=0,因为m2+1>0,所以可得t2-4=0,解得t=±2.因此存在M(1,±2)满足2k MD=k MA+k MB.。
第2章2.4.2-1 抛物线简单几何性质(一)
高考调研 ·新课标 ·数学选修2-1
思考题 1 (1)抛物线的顶点在原点,对称轴是 x 轴,抛物
线上的点(-5,2 5)到焦点的距离是 6,则抛物线的方程为( )
A.y2=-4x
B.y2=-2x
C.y2=2x
D.y2=-4x 或 y2=36x
第13页
高考调研 ·新课标 ·数学选修2-1
【解析】 ∵对称轴是 x 轴,又经过点(-5,2 5), ∴可设抛物线方程为 y2=-2px(p>0). 由题意,得p2-x0=2p-(-5)=6,∴p=2. ∴抛物线方程为 y2=-4x. 【答案】 A
题型三 抛物线定义的运用 例 3 如图,已知抛物线方程 y2=2px(p>0), AB 是过焦点 F 的一条弦,点 A(x1,y1),B(x2,y2). 求证:(1)y1y2=-p2, x1x2=p42;
第24页
高考调研 ·新课标 ·数学选修2-1
(2)|AB|=x1+x2+p= 2p (θ 为直线 AB 的倾斜角); sin2θ
第14页
高考调研 ·新课标 ·数学选修2-1
(2)已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为 x 轴,且与圆 x2+y2=4 相交的公共弦长等于 2 3.求这个抛物线的方程.
第15页
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【思路分析】 已知抛物线关于 x 轴对称,同时圆 x2+y2= 4 也关于 x 轴对称,则抛物线与圆的交点关于 x 轴对称,从而易 求抛物线上的点,也就可以确定抛物线的方程.
(3)以 AB 为直径的圆与抛物线的准线相切; (4)A,B 在准线上的射影为 C,D,则∠CFD=90°.
第25页
高考调研 ·新课标 ·数学选修2-1
【思路分析】 首先利用韦达定理,然后利用焦半径公式.
2.4.2抛物线的简单几何性质
O
.
F
x
y 2 64x y2 3y m 0 4 x 3 y m 0 16
由 0得 : m 36
2、已知抛物线y=x2,动弦AB的长为2,求AB中点纵坐标的 最小值. 解:设A( x1, y1 ), B( x2 y2 ), AB中点M ( x0 , y0 )
从点A、B、P分别向抛物线的准线作 垂线,垂足分别为A1、B1、P,依据 1 抛物线的定义,|AF|=|AA1|,|BF|=|BB1| 所以|AB|=|AF|+|BF|=|AA1|+|BB1|, 又PP是梯形AA1BB1的中位线, 1 所以|AA1|+|BB1|=2|PP|. 1 因此,我们容易得到
e
c , (0 e 1) a
e
c , (e 1) a
一、抛物线的几何性质
1、范围
y
P(x,y)
由抛物线y2 =2px(p>0)
而
o
F(
2 px y 0 p0
2
p ,0 ) 2
x
所以抛物线的范围为 x 0
抛物线在y轴的右侧,当x的值增大时,︱y︱ 也增大,这说明抛物线向右上方和右下方无限 延伸。
方程 图 形
y2 = 2px
y2 = -2px (p>0) y l
x
x2 = 2py (p>0) y
F x
x2 = -2py (p>0) y
x l
(p>0) y
l O F
l x
F
O
O
O
F
范围
x≥0 y∈R
x≤0 y∈R
x∈R y≥0
2.4.2抛物线的简单几何性质
2.4.2抛物线的简单几何性质
一、学习目标:1.掌握抛物线的简单几何性质;
2.会用抛物线的几何性质解决相关问题;
3.掌握直线与抛物线的位置关系.
学习重点:抛物线的简单几何性质的应用;
学习难点:抛物线的简单几何性质的应用,直线与抛物线的位置关系; 二、导学指导与检测
导学指导
导学检测及课堂展示
阅读教材
7068P P 完成右框内容
一、抛物线的简单几何性质
标准方程
y 2=2px
(p >o)
y 2=−2px (p >o)
x 2=2py (p >o)
x 2=−2py (p >o)
图形
性质
范围 对称轴
焦半径 |P 1F |=p
2
+x 1
焦点弦
|P 1P 2|=
p +(x 1+x 2)
顶点
离心率
【即时训练1】课本P72练习第1题.
【即时训练2】已知直线l 的倾斜角为60°,且经过抛物线y 2=6x 的焦点F 与抛物线交于A ,B 两点,求|AB |的值.
1、已知抛物线的对称轴在坐标轴上,以原点为顶点,且经过点M(1,−2).求抛物线的标准方程和准线方程.
2、过点M(2,0)作斜率为1的直线l,交抛物线y2=4x于A,B两点,求AB.
闯关题:已知抛物线y2=−8x的顶点为O,点A,B在抛物线上,且OA⊥OB,求证:直线AB经过一个定点.。
课件9:2.4.2 抛物线的简单几何性质
C.y=2
答案:A
INZHIDAOXUE
y轴
向上
做一做 1
A.y=-
X 新知导学 Z重难探究
1
4
B.y=-
D.y=-1
)
向下
HONGNANTANJIU
D当堂检测
ANGTANGJIANCE
2.2.2 抛物线的简单几何性质
首页
X 新知导学 Z重难探究
INZHIDAOXUE
HONGNANTANJIU
D当堂检测
得抛物线的标准方程,但注意抛物线的开口方向不确定,需分两种情况考虑.
2.2.2 抛物线的简单几何性质
探究一
探究二
探究三
首页
X 新知导学 Z重难探究
INZHIDAOXUE
HONGNANTANJIU
D当堂检测
ANGTANGJIANCE
探究四
解:当焦点在 x 轴的正半轴上时,
设方程为 y2=2px(p>0),当 x= 时,y=±p,由 2p=8,得 p=4.
D当堂检测
ANGTANGJIANCE
2.2.2 抛物线的简单几何性质
首页
X 新知导学 Z重难探究
INZHIDAOXUE
HONGNANTANJIU
1.抛物线的几何性质
y2=2px
类型
(p>0)
y2=-2px
(p>0)
x2=2py
(p>0)
x2=-2py
(p>0)
图象
焦 p
p
p
p
F 2 ,0
F - 2 ,0
答案:B
2
2.2.2 抛物线的简单几何性质
探究一
2.4.2抛物线的简单几何性质
(4)x2 +8y =0 准线方程
焦点坐标
( 1) ( 2) ( 3)
( 5, 0)
1 (0,—) 8 5 (- —,0) 8
x= -5
1 y= - — 8 5 x= — 8
( 4)
(0,-2)
y=2
前面我们已经学习了椭圆,双曲线的性 质,你能说出抛物线的性质与它们的性质有 什么区别吗?
分析:经过上面的学习我们知道,抛物线只有 一个焦点、一个顶点一条对称轴、一条准线;它 没有中心.通常抛物线称为无心圆锥曲线,而椭
四.离心率:
同样 ,抛物线上的点M到其焦点的距离 和它到准线的距离的比,叫做抛物线的离心率, 用e表示.由定义可知,抛物线的离心率为e=1.
例1:
已知抛物线关于x轴对称,它的顶点 在坐标原点,并且经过点M(2,-2 2 ), 求它的标准方程.
解:因为抛物线关于x轴对称,它的顶点在 原点,并且经过点M(2,-2 2),所以,可以设它的 标准方程为 y2=2px(p>0) 因为点M在抛物线上,所以(-2 2)2=2p· 2, 即 p=2. 因此,所求的抛物线的标准方程为y2=4x
3x2-10x+3=0,
M
例3:
如图,直线y=x-2与抛物 线y2=2x相交于A,B两点,求 证:OA⊥OB.
O
y
●
B
F
x
A
(x-2)2=2x. 证明:将y=x-2代入y2=2x中,得 则 y=3± 5 -2=1± 化简得 x2-6x+4=0, 解得x=3± 5 , 5
1+ 5 1因为k OB= ,k OA= 3+ 5 31 + 5 1所以k OB ·k OA= × 3+ 5 3所以OA⊥OB.
高中数学2-4-2抛物线的简单几何性质
16k2-16k+4 4k2-4k+1 ∴4·xB= ,即 xB= . k2 k2 4k2+4k+1 以-k 代换 xB 中的 k,得 xC= , 2 k yB-yC ∴kBC= xB-xC k(xB-4)+2-[-k(xC-4)+2] = xB-xC 8k2+2 k(xB+xC-8) k( k2 -8) = = xB-xC -8k k2 1 =- . 4 所以直线 BC 的斜率为定值.
类型
图象
课前探究学习
课堂讲练互动
续表 焦点 准线
p F ,0 2 _______ p F- ,0 2 ________ p F0, 2 _______
p F0,- 2 ________
p x=- 2 ______
p x= 2 ______
课前探究学习 课堂讲练互动
y2=4x, 由 得 y2+2y-2t=0, y=-2x+t
因为直线 l 与抛物线 C 有公共点, 所以 Δ=4+8t≥0, 1 解得 t≥- . 2 另一方面,由直线 OA 与直线 l 的距离等于 ∴t=± 1, 1 1 由于-1∉[- ,+∞),1∈[- ,+∞), 2 2 所以符合题意的直线 l 存在,其方程为 y=-2x+1. 5 |t| 5 可得 = , 5 5 5
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是定值.
证明 设kAB=k(k≠0), ∵直线AB,AC的倾斜角互补, ∴kAC=-k(k≠0), ∵AB的方程是y=k(x-4)+2.
y=k(x-4)+2, 由方程组 2 y =x,
消去 y 后,整理得 k2x2+(-8k2+4k-1)x+16k2-16k+4=0. ∵A(4,2),B(xB,yB)是上述方程组的解.
2.4.2__抛物线的简单几何性质.ppt
2
探究5 设抛物线 y 2 px 上两动点 A( x1 , y1 ), B ( x 2 , y 2 ) ,O为坐标原点, OA⊥OB,则直线AB是否过定点? 求AB中点P的轨迹方程.
2
探究6 设抛物线 y 2 px 上两动点 A( x1 , y1 ), B ( x 2 , y 2 ),M为该抛物线 上一定点,且MA⊥MB,则直线AB 是否过定点?
O
N
B1
F B(x2,y2)
(5)证明:以AB为直径的圆与准线相切 ∠AM1B=Rt ∠, ∠A1FB1=Rt ∠
练习1:
已知抛物线方程为y2=4x,直线l 过定点P(-2,1),斜率为k. 则k为何值时,直线l与抛物线 y2=4x 只有一个公共点;有两个 公共点;没有公共点呢。
提出问题 过抛物线 y 2 px 的焦 点的一条直线和抛物线相交,两交 点的纵坐标为 y1 , y 2 , 2 求证:y1 y 2 p .(焦点弦的其中 一条性质)
y A1 M1 A(x1,y1)
M
O F B(x2,y2) X
B p (2)x1x2= ,y1y2= - p2 4 1 1 2 ( 3) | AF | | BF | P
2
1
(4) A, O , B1三点共线, B , O , A1三点共线
y
A1 A(x1,y1)
y2=2px(p>0)
M1
M
率为非零常数.
y0
变式1过抛物线 y 2 px ( p 0) 上一定 点 P ( x 0 , y0 )( y0 0) ,作两条直线分别 交抛物线于 A( x1 , y1 ), B ( x 2 , y 2 ) ,若直 p 线AB的斜率为定值 ,证明直线 y0 PA与PB的倾斜角互补.
2.4.2抛物线的简单几何性质1
抛物线的几何性质
图形
方程 范围 对称性 顶点 离心率
y2 2 px x 0
p 0
x 轴 (0 , 0) e 1
y2 2 px x 0
p 0
x2 2 py
p 0
y0
x 轴 (0 , 0) e 1 y 轴 (0 , 0) e 1
焦点弦
过抛物线的焦点且与抛物线相交的直线,
被抛物线截取的线段叫抛物线的焦点弦.
抛物线 y2 2 px p 0 的焦点弦长公式:
y
设 A x1, y1 , B x2, y2 则
AB AF BF
x1
p 2
x2
p 2
A’
A
O
F
(
p 2
, 0)
B’
B
x
| AB | x1 x2 p
x1 x2 4 2b x1 x2 b2
AB 1 k 2 (x1 x2 )2 4x1 x2 2 (4 2b)2 4b2 4
b 1 2
变式2:经过焦点且斜率为1的直线被抛物线y2 2 px( p 0)
所截得的弦长为8,求抛物线方程
解:
(4)抛物线的离心率是确定的,为1.
例1. 斜率为1的直线经过抛物线 y2=4x 的焦点,
与抛物线交于两点 A、B,求线段 AB的长.
解:由 y2 4x 知:2 p 4, p 2
y
此抛物线的焦点坐标是 F (1,0) . A’
A
直线 AB的方程为:y x 1 .
OF
y2 4x
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综上,我们可得
2.4.2
抛物线的简单几何性质
1 当 k=-1,或 k= ,或 k=0 时,直线 l 与抛物线只有一 2 个公共点; 1 当-1<k< ,且 k≠0 时,直线 l 与抛物线有两个公共点; 2 1 当 k<-1,或 k> 时,直线 l 与抛物线没有公共点. 2 规律方法 直线与抛物线交点的个数,等价于直线方程、抛
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2.4.2
抛物线的简单几何性质
3.直线与抛物线的位置关系 直线y=kx+b与抛物线y2=2px(p>0)的交点个数决定于关 k2x2+2(kb-p)x+b2=0 的解的个数.当k≠0 于x的方程_____________________
时,若Δ >0,则直线与抛物线有两个不同的公共点;当
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2.4.2
抛物线的简单几何性质
x2 y2 跟踪演练 1 已知双曲线方程是 - =1,求以双曲线的右 8 9 顶点为焦点的抛物线的标准方程及抛物线的准线方程.
x2 y2 解 因为双曲线 - =1 的右顶点坐标为(2 2,0), 8 9 p 所以 =2 2,且抛物线的焦点在 x 轴正半轴上,所以, 2 所求抛物线方程为 y2=8 2x, 其准线方程为 x=-2 2.
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2.4.2
抛物线的简单几何性质
∴抛物线的标准方程为y2=12x或y2=-12x,
其准线方程分别为x=-3和x=3.
规律方法 (1)注意抛物线各元素间的关系:抛物线的焦点始 终在对称轴上,抛物线的顶点就是抛物线与对称轴的交点, 抛物线的准线始终与对称轴垂直,抛物线的准线与对称轴的 交点和焦点关于抛物线的顶点对称. (2)解决抛物线问题要始终把定义的应用贯彻其中,通过定义 的运用,实现两个距离之间的转化,简化解题过程.
y1- y2 6 ∵ y1+y2=2,∴ k= = =3, x1- x2 y1+y2 ∴直线的方程为 y- 1= 3(x-4),即 3x- y-11=0.
2 y = 6x, 由 得 y2- 2y- 22= 0, y= 3x- 11,
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抛物线的简单几何性质
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2.4.2
抛物线的简单几何性质
(2)设 A(x1,y1),B(x2,y2),由抛物线定义知 p p |AB|=|AF|+|BF|=x1+ +x2+ 2 2 =x1+x2+p=x1+x2+3=9, 所以 x1+x2=6,于是线段 AB 的中点 M 的横坐标是 3, 3 又准线方程是 x=- , 2 3 9 所以 M 到准线的距离等于 3+ = . 2 2
2 y = 4 x , 则 ⇒4x2-4x-m=0. y= 4x+ m
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[预习导引] 1.抛物线的几何性质 标准 方程 y2 = 2px(p>0)
2.4.2
抛物线的简单几何性质
y2 = x2= -2px(p>0) 2py(p>0)
x2= -2py(p>0)
图形
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抛物线的简单几何性质
范 x≥0, ∈R x ≥0 x∈R,y ≤0,∈R x∈R,y ≤0 ________y _____y ____ ____ 围
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2.4.2
抛物线的简单几何性质
1.以x轴为对称轴的抛物线的通径(过焦点且与x轴垂直的弦) 长为8,若抛物线的顶点在坐标原点,则其方程为 ( )
A.y2=8x
C.y2=8x或y2=-8x 答案 解析 C
B.y2=-8x
D.x2=8y或x2=-8y
设抛物线y2=2px或y2=-2px(p>0),p=4.
短轴所在的直线,抛物线焦点到顶点的距离为3,求抛物 线的方程及抛物线的准线方程. x2 y2 解 椭圆的方程可化为 + =1, 4 9 其短轴在 x 轴上, ∴抛物线的对称轴为 x 轴, ∴设抛物线的方程为 y2=2px 或 y2=-2px(p>0). p ∵抛物线的焦点到顶点的距离为 3,即 =3, 2 ∴p=6.
(2)设直线方程时要特别注意斜率不存在的直线应单独讨论.
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跟踪演练2
2.4.2
抛物线的简单几何性质
已知直线l经过抛物线y2=6x的焦点F,且与抛物
线相交于A、B两点. (1)若直线l的倾斜角为60°,求|AB|的值; (2)若|AB|=9,求线段AB的中点M到准线的距离. 解 (1)因为直线l的倾斜角为60°,
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要点二 例2 抛物线的焦点弦问题
2.4.2
抛物线的简单几何性质
已知抛物线y2=6x,过点P(4,1)引一条弦P1P2使它恰
好被点P平分,求这条弦所在的直线方程及|P1P2|. 解 设直线上任意一点坐标为(x, y), 弦两端点 P1(x1, y1), P2(x2,y2). ∵ P1,P2 在抛物线上,∴y12= 6x1,y22=6x2. 两式相减,得(y1+ y2)(y1- y2)= 6(x1- x2).
对 称 性 轴 质 顶 点 离 心 率
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Байду номын сангаас
x轴
x轴
(0,0) e= 1
y轴
y轴
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2.4.2
抛物线的简单几何性质
2.焦点弦 直线过抛物线 y2=2px(p>0)的焦点 F,与抛物线交于 A(x1, p y1)、B(x2,y2)两点,由抛物线的定义知,|AF|=x1+ ,|BF| 2 p x1+x2+p . =x2+ ,故|AB|=____________ 2
y-1=k(x+2), 由方程组 2 (*) y =4x,
可得 ky2-4y+4(2k+1)=0. (1)当 k=0 时,由方程①得 y=1. 1 把 y=1 代入 y2=4x,得 x= . 4 1 这时,直线 l 与抛物线只有一个公共点( ,1). 4
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①
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2.4.2
抛物线的简单几何性质
yB-yC k(xB-4)+2-[-k(xC-4)+2] ∴kBC= = xB-xC xB-xC 8k2+2 k(xB+xC-8) k( k2 -8) 1 = = =- . 4 xB-xC -8k k2 所以直线 BC 的斜率为定值.
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预习导学 高中数学 · 选修2-1· 人教A版
2.4.2
抛物线的简单几何性质
2.4.2 抛物线的简单几何性质
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2.4.2
抛物线的简单几何性质
[学习目标] 1.了解抛物线的范围、对称性、顶点、焦点、准线等几何 性质. 2.会利用抛物线的性质解决一些简单的抛物线问题.
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Δ =0时,直线与抛物线有___ 一个公共点;当Δ<0时,直线
没有 公共点.当k=0时,直线与抛物线的对称 与抛物线_____
平行或重合,此时直线与抛物线有___ 轴__________ 一 个公共点.
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2.4.2
抛物线的简单几何性质
要点一
抛物线的几何性质
例1
抛物线的顶点在原点,对称轴重合于椭圆9x2+4y2=36
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2.4.2
抛物线的简单几何性质
2.若抛物线y2=x上一点P到准线的距离等于它到顶点的距 离,则点P的坐标为
1 2 A.( ,± ) 4 4 1 2 C.( , ) 4 4 答案 B 1 2 B.( ,± ) 8 4 1 2 D.( , ) 8 4
(
)
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2.4.2
抛物线的简单几何性质
3.抛物线y=4x2上一点到直线y=4x-5的距离最短,则该点
坐标为
A.(1,2) 答案 C B.(0,0) 1 C.( ,1) 2
(
D.(1,4)
)
解析 因为 y=4x2 与 y=4x-5 不相交,设与 y=4x-5 平行的直线方程为 y=4x+m.
∵AB的方程是y=k(x-4)+2
y= k( x- 4)+ 2, 由方程组 2 y = x,
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2.4.2
抛物线的简单几何性质
消去 y 后,整理得 k2x2+(- 8k2+4k- 1)x+ 16k2- 16k+4= 0. ∵ A(4, 2), B(xB, yB)是上述方程组的解. 16k2- 16k+ 4 4k2- 4k+ 1 ∴ 4· xB= ,即 xB= . k2 k2 以- k 代换 xB 中的 k, 4k2+ 4k+ 1 得 xC= , k2
物线方程联立得到的方程组解的个数.注意直线斜率不存在
和得到的方程二次项系数为0的情况.
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跟踪演练3
2.4.2
抛物线的简单几何性质
如图,过抛物线y2=x上一点
A(4,2)作倾斜角互补的两条直线AB,AC 交抛物线于B,C两点,求证:直线BC的斜 率是定值. 证明 设kAB=k(k≠0), ∵直线AB,AC的倾斜角互补, ∴kAC=-k(k≠0),