2018-2019学年高中数学 第二章 圆锥曲线与方程 2.4.2 抛物线的几何性质课件 苏教版选修
2018-2019学年高中数学 第二章 圆锥曲线与方程 2.4 抛物线 2.4.1 抛物线及其标准方
『导师点睛』 抛物线的实际应用问题,关键 系,将题目中的已知条件转化为抛物线上点的坐 得抛物线方程,再把待求问题转化为抛物线的几
〔跟踪练习4〕 河上有一抛物线形拱桥,当水面距拱桥顶5 m 为8 m,一小船宽4 m,高2 m,载货后船露出水面 高0.75 m,则水面上涨到与抛物线形拱桥顶相距 小船开始不能通航? [思路分析] 建立平面直角坐标系得出抛物线 抛物线方程分析求解. [解析] 如图所示,以拱桥的拱顶为原点,
根据抛物线的定义,点M到准线的距离为4,
则点M的横坐标为3.
(2)如图,由抛物线的标准方程可知,焦点F(1 程x=-1.
由题设,直线AB的方程为:y=x-1.
代入抛物线方程y2=4x,整理得:x2-6x+1=
设A(x1,y1)、B(x2,y2),由抛物线定义可知, |AF|等于点A到准线x=-1的距离|AA′|, 即|AF|=|AA′|=x1+1,同理|BF|=x2+1, ∴|AB|=|AF|+|BF|=x1+x2+2=6+2=8.
『规律总结』 求抛物线标准方程的方法:
①直接法:直接利用题中已知条件确定焦参数
②待定系数法:先设出抛物线的方程,再根据 确定焦参数p.当焦点位置不确定时,应分类讨论或 方程为y2=mx或x2=my.
已知焦点坐标或准线方程可确定抛物线标准方 已知抛物线过某点不能确定抛物线标准方程的形 四种抛物线的图象及开口方向确定.
以过拱顶且平行于水面的直线为x轴,建立平
设抛物线方程为 x2=-2py(p>0),由题意可知点 B(4,-5)在 =85,得 x2=-156y.
当船面两侧和抛物线接触时,船不能通航, 设此时船面宽为 AA′,则 A(2,yA), 由 22=-156yA,得 yA=-54. 又知船面露出水面上的部分高为 0.75 m, 所以 h=|yA|+0.75=2(m). 所以水面上涨到与抛物线形拱桥顶相距 2 m 时,小船开始不
2018版高中数学第二章圆锥曲线与方程2.4.1抛物线的标准方程课件苏教版选修1_1
引申探究 若将本例(4)中条件改为y=ax2(a≠0),结果又如何? 解答
1 y=ax 可变形为 x =ay,
2 2
1 1 所以焦点坐标为(0,4a),准线方程为 y=-4a.
反思与感悟
如果已知抛物线的标准方程,求它的焦点坐标、准线方程时,首先要判
断抛物线的对称轴和开口方向.一次项的变量若为x(或y),则x轴(或y轴)
图形
标准方程 y2=2px(p>0) y2=-2px(p>0) x2=2py(p>0) x2=-2py(p>0)
焦点坐标
p , 0 2 ______
p - ,0 2 ________
p 0, 2 _________
答案
p 是抛物线的焦点到准线的距离,抛物线方程中一次项决定
开口方向.
思考 2
已知抛物线的标准方程,怎样确定抛物线的焦点位置和开口
方向? 答案 一次项变量为x(或y),则焦点在x轴(或y轴)上.若系数为正,
则焦点在正半轴上;若系数为负,则焦点在负半轴上.焦点
确定,开口方向也随之确定.
梳理
抛物线的标准方程有四种类型
p 3 2p=6,p=3,2=2, 3 3 所以焦点坐标为(-2,0),准线方程为 x=2.
(2)3x2+5y=0; 解答
5 将 3x +5y=0 变形为 x =-3y,
2 2
5 5 p 5 知抛物线开口向下,2p=3,p=6,2=12,
5 5 所以焦点坐标为(0,-12),准线方程为 y=12.
是抛物线的对称轴,一次项系数的符号决定开口方向.
跟踪训练2
若抛物线y2=2px的焦点坐标为(1,0),则p=____ 2 ,准线方
高中数学第二章圆锥曲线与方程2.4抛物线2.4.2第2课时抛物线方程及性质的应用a21
A.(1,2) 答案:C
B.(0,0)
C.12,1
D.(1,4)
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4.抛物线顶点在坐标原点,以y轴为对称轴,过焦 点且与y轴垂直的弦长为16,则抛物线方程为________.
解析:因为过焦点且与对称轴y轴垂直的弦长等于p 的2倍,所以所求抛物线方程为x2=±16y.
第二章 圆锥曲线 与方程 (yuán zhuī qǔ xiàn)
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第2课时 抛物线方程及性质的应用 [学习目标] 1.明确直线与抛物线的位置关系,掌握 直线与抛物线的位置关系的判定方法(重点). 2.会用方 程、数形结合的思想解决直线与抛物线的位置关系、弦 长及弦中点等问题(难点).
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则|MN2|2-|MN1|2=2a-a2+42-2a+a2=8, 即|MN2|2-|MN1|2为定值,定值为8.
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归纳升华 应用抛物线性质解题的常用技巧
1.在直线和抛物线的综合题中,经常遇到求定值、 过定点问题.解决这类问题的方法很多,如斜率法、方 程法、向量法、参数法等.解决这些问题的关键是代换 和转化.
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(1)若k≠0, 当Δ>0时,直线与抛物线相交,有两个交点; 当Δ=0时,直线与抛物线相切,有一个交点; 当Δ<0时,直线与抛物线相离,无交点. (2)若k=0,直线与抛物线只有一个交点,此时直线 平行于抛物线的对称轴或与对称轴重合. 因此直线与抛物线只有一个交点是直线与抛物线相 切的必要不充分条件.
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2018年高中数学 第二章 圆锥曲线与方程 2.4.2 抛物线的几何性质课件2 新人教B版选修2-1
BF
法一
解:设直线方程:y x p 2
y2 2 px
由
p 消去y得x 2
y x 2
3 px
p2 4
0
设A( x1 ,
y1 ) ,
B(x2 ,
y2 )则x1
3p
2 2
2p
3p 2
, x2
2
2p
AF
x1
p 2
2
yB
)
1 1 3 2
23 2 2
解: AF P 2 3cos 1 ,
法二
1 cos 1 cos
3
又 [0, ),sin
2
2 3
,
S AOB
p2
2 sin
3 2 2
当堂检测:
1.已知抛物线 y 2 8x 的焦点F,直线 y k(x 2)
与此抛物线相交于P,Q两点,则
11 FP FQ
过抛物线y2=2px(p>0)的焦点的一条直线与 这条抛物线相交于A,B两点,其中A在x轴
上方,设直线AB的倾斜角为 ,则有:
(用直线 AB的倾斜角 及p表示)
2p
|AB|= sin2
SAOB
p2
2 sin
过焦点的所有弦中,何 时最短? AOB的面积何时最小?
思考
• 若焦点在y轴,AB的弦长 和三角形AOB的面积如何 变化?
y
B
F
O
x
A
探究1.抛物线的焦半径的表示方法
过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的一条直线与这条 抛物线相交于A,B两点,其中A在x轴上方,设直
(浙江专版)2018-2019高中数学 第二章 圆锥曲线与方程 2.3.2 第1课时 抛物线及其标准
第1课时 双曲线的几何性质学习目标 1.了解双曲线的简单几何性质(范围、对称性、顶点、实轴长和虚轴长等).2.理解离心率的定义、取值范围和渐近线方程.3.能用双曲线的简单几何性质解决一些简单问题.知识点一 双曲线的性质标准方程x 2a 2-y 2b 2=1 (a >0,b >0)y 2a 2-x 2b 2=1 (a >0,b >0)图形性质范围 x ≥a 或x ≤-a y ≤-a 或y ≥a对称性 对称轴:坐标轴;对称中心:原点顶点坐标 A 1(-a,0),A 2(a,0)A 1(0,-a ),A 2(0,a )渐近线 y =±b axy =±a bx离心率e =ca,e ∈(1,+∞),其中c =a 2+b 2 a ,b ,c 间的关系c 2=a 2+b 2(c >a >0,c >b >0)知识点二 等轴双曲线思考 求下列双曲线的实半轴长、虚半轴长,并分析其共同点. (1)x 2-y 2=1;(2)4x 2-4y 2=1. 答案 (1)的实半轴长1,虚半轴长1 (2)的实半轴长12,虚半轴长12.它们的实半轴长与虚半轴长相等.梳理 实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线,其渐近线方程为y =±x ,离心率为 2.(1)双曲线x 2a 2-y 2b 2=1与y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)的形状相同.(√)(2)双曲线x 2a 2-y 2b 2=1与y 2a 2-x 2b2=1(a >0,b >0)的渐近线相同.(×)(3)等轴双曲线的渐近线方程与双曲线方程有关.(×) (4)离心率是2的双曲线为等轴双曲线.(√)类型一 双曲线的性质例1 求双曲线9y 2-4x 2=-36的顶点坐标、焦点坐标、实轴长、虚轴长、离心率和渐近线方程.考点 双曲线的简单几何性质题点 由双曲线方程求a ,b ,c 及渐近线 解 双曲线的方程化为标准形式是x 29-y 24=1,∴a 2=9,b 2=4,∴a =3,b =2,c =13. 又双曲线的焦点在x 轴上, ∴顶点坐标为(-3,0),(3,0), 焦点坐标为(-13,0),(13,0), 实轴长2a =6,虚轴长2b =4,离心率e =c a =133, 渐近线方程为y =±23x .引申探究求双曲线nx 2-my 2=mn (m >0,n >0)的实半轴长、虚半轴长、焦点坐标、离心率、顶点坐标和渐近线方程.解 把方程nx 2-my 2=mn (m >0,n >0)化为标准方程为x 2m -y 2n=1(m >0,n >0),由此可知,实半轴长a =m , 虚半轴长b =n ,c =m +n ,焦点坐标为(m +n ,0),(-m +n ,0), 离心率e =c a=m +nm=1+n m,顶点坐标为(-m ,0),(m ,0), 所以渐近线方程为y =±n mx ,即y =±mn m x .反思与感悟 由双曲线的方程研究几何性质的解题步骤 (1)把双曲线方程化为标准形式是解决本题的关键. (2)由标准方程确定焦点位置,确定a ,b 的值.(3)由c 2=a 2+b 2求出c 的值,从而写出双曲线的几何性质.跟踪训练1 求双曲线9y 2-16x 2=144的实半轴长和虚半轴长、焦点坐标、离心率、渐近线方程.考点 双曲线的简单几何性质题点 由双曲线方程求a ,b ,c 及渐近线 解 把方程9y 2-16x 2=144化为标准方程为y 242-x 232=1.由此可知,实半轴长a =4,虚半轴长b =3;c =a 2+b 2=42+32=5,焦点坐标是(0,-5),(0,5); 离心率e =c a =54;渐近线方程为y =±43x .类型二 由双曲线的性质求标准方程例 2 (1)已知双曲线的实轴长与虚轴长之和等于其焦距的2倍,且一个顶点的坐标为(0,2),则双曲线的标准方程为( ) A.x 24-y 24=1B.y 24-x 24=1C.x 28-y 24=1 D.y 28-x 24=1 考点 双曲线的简单几何性质题点 由双曲线方程求a ,b ,c 及渐近线 答案 B解析 由已知,得双曲线的焦点在y 轴上,从而可设双曲线的方程为y 2a 2-x 2b2=1(a >0,b >0).∵一个顶点为(0,2),∴a =2.又实轴长与虚轴长之和等于焦距的2倍, ∴2a +2b =22c . 又a 2+b 2=c 2,∴b 2=4,∴所求双曲线的方程为y 24-x 24=1.(2)求与双曲线x 216-y 29=1有共同的渐近线,并且经过点A (23,-3)的双曲线的方程.考点 双曲线的简单几何性质题点 由双曲线方程求a ,b ,c 及渐近线 解 双曲线x 216-y 29=1的渐近线方程为y =±34x .当所求双曲线的焦点在x 轴上时,设所求双曲线的方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0).因为b a =34,所以b =34a .①因为点A (23,-3)在所求双曲线上,所以12a 2-9b2=1.②联立①②得方程组无解. 当所求双曲线的焦点在y 轴上时,设所求双曲线的方程为y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0),因为a b =34,所以a =34b .③因为点A (23,-3)在所求双曲线上,所以9a 2-12b2=1.④由③④,得a 2=94,b 2=4,所以所求双曲线的方程为y 294-x 24=1.反思与感悟 (1)根据双曲线的某些几何性质求双曲线方程,一般用待定系数法转化为解方程(组),但要注意焦点的位置,从而正确选择方程的形式. (2)巧设双曲线方程的六种方法与技巧①焦点在x 轴上的双曲线的标准方程可设为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0).②焦点在y 轴上的双曲线的标准方程可设为y 2a 2-x 2b2=1(a >0,b >0).③与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1共焦点的双曲线方程可设为x 2a 2-λ-y 2b 2+λ=1(λ≠0,-b 2<λ<a 2).④与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1具有相同渐近线的双曲线方程可设为x 2a 2-y 2b2=λ(λ≠0).⑤渐近线为y=kx的双曲线方程可设为k2x2-y2=λ(λ≠0).⑥渐近线为ax±by=0的双曲线方程可设为a2x2-b2y2=λ(λ≠0).跟踪训练2 (1)求与双曲线y 24-x 23=1有共同的渐近线,且经过点M (3,-2)的双曲线的标准方程;(2)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率e =233,过点A (0,-b )和B (a,0)的直线与原点的距离为32,求此双曲线的标准方程. 考点 由双曲线的简单几何性质求方程题点 已知双曲线的焦距、渐近线求双曲线的方程 解 (1)设所求双曲线的方程为y 24-x 23=λ(λ≠0).∵点M (3,-2)在双曲线上, ∴44-93=λ,即λ=-2. ∴双曲线的标准方程为x 26-y 28=1.(2)∵e =233,∴c a =233,∴a 2+b 2a 2=43,∴a 2=3b 2.①又∵直线AB 的方程为bx -ay -ab =0, ∴d =|ab |a 2+b2=32,即4a 2b 2=3(a 2+b 2).② 解①②组成的方程组,得a 2=3,b 2=1. ∴双曲线的标准方程为x 23-y 2=1.类型三 求双曲线的离心率例3 已知F 1,F 2是双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的两个焦点,PQ 是经过F 1且垂直于x 轴的双曲线的弦,如果∠PF 2Q =90°,求双曲线的离心率. 考点 双曲线的离心率与渐近线 题点 求双曲线的离心率解 设F 1(c,0),将x =c 代入双曲线的方程得c 2a 2-y 2b 2=1,那么y =±b 2a.由|PF 2|=|QF 2|,∠PF 2Q =90°,知|PF 1|=|F 1F 2|,所以b 2a=2c ,所以b 2=2ac ,所以c 2-2ac -a 2=0,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫c a 2-2×c a-1=0, 即e 2-2e -1=0,所以e =1+2或e =1-2(舍去), 所以双曲线的离心率为1+ 2.反思与感悟 求双曲线离心率的三种方法: (1)若可求得a ,c ,则直接利用e =c a求解. (2)若已知a ,b ,可直接利用e =1+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a2求解.(3)若得到的是关于a ,c 的齐次方程pc 2+q ·ac +r ·a 2=0(p ,q ,r 为常数,且p ≠0),则转化为关于e 的方程pe 2+q ·e +r =0求解.跟踪训练3 设双曲线x 2a 2-y 2b2=1(b >a >0)的焦距为2c ,直线l 过点A (a,0),B (0,b )两点,已知原点到直线l 的距离为34c ,则双曲线的离心率为________. 考点 双曲线的离心率与渐近线 题点 求双曲线的离心率 答案 2解析 如图所示,在△OAB 中, |OA |=a ,|OB |=b ,|OE |=34c , |AB |=a 2+b 2=c .因为|AB |·|OE |=|OA |·|OB |, 所以c ·34c =ab ,即34(a 2+b 2)=ab , 两边同除以a 2,得34⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2-b a +34=0, 解得ba =3或b a =33(舍去), 所以e =ca =a 2+b 2a 2=1+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2=2.1.已知双曲线方程为x 2-8y 2=32,则( )A .实轴长为42,虚轴长为2B .实轴长为82,虚轴长为4C .实轴长为2,虚轴长为4 2D .实轴长为4,虚轴长为8 2 考点 双曲线的简单几何性质 题点 由双曲线方程求a ,b ,c 答案 B解析 双曲线方程x 2-8y 2=32化为标准方程为x 232-y 24=1,可得a =42,b =2,所以双曲线的实轴长为82,虚轴长为4.2.下列双曲线中,焦点在y 轴上且渐近线方程为y =±12x 的是( )A .x 2-y 24=1B .x 24-y 2=1C .y 24-x 2=1D .y 2-x 24=1考点 由双曲线的简单几何性质求方程题点 已知双曲线的焦距、渐近线求双曲线的方程 答案 D解析 从选项知,焦点在y 轴上的双曲线有y 24-x 2=1与y 2-x 24=1,而y 24-x 2=1的渐近线方程是y =±2x ,y 2-x 24=1的渐近线方程是y =±12x ,故选D.3.(2017·浙江余姚中学期中)设F 1,F 2分别是双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,P 是双曲线C 的右支上的点,射线PT 平分∠F 1PF 2,过原点O 作PT 的平行线交PF 1于点M ,若|MP |=13|F 1F 2|,则双曲线C 的离心率为( )A.32B .3C.2D. 3 答案 A4.与双曲线x 24-y 29=1共渐近线且经过点M (26,6)的双曲线的标准方程为__________.答案x 28-y 218=1 解析 设双曲线的标准方程为x 24-y 29=t (t ≠0),又经过点M (26,6), ∴244-369=t ,即t =2, 故所求双曲线的标准方程为x 28-y 218=1.5.已知F 是双曲线C :x 2-y 28=1的右焦点,P 是C 的左支上一点,A (0,66).当△APF 周长最小时,该三角形的面积为________. 考点 双曲线的简单几何性质 题点 由双曲线方程研究其他问题 答案 12 6解析 设左焦点为F 1,|PF |-|PF 1|=2a =2,∴|PF |=2+|PF 1|,△APF 的周长为|AF |+|AP |+|PF |=|AF |+|AP |+2+|PF 1|,△APF 周长最小即为|AP |+|PF 1|最小,当A ,P ,F 1在一条直线上时最小,过AF 1的直线方程为x -3+y66=1,与x 2-y 28=1联立,解得P 点坐标为(-2,26),此时S =-=12 6.1.随着x 和y 趋向于无穷大,双曲线将无限地与渐近线接近,但永远没有交点;由渐近线方程可确定a 与b 或b 与a 的比值,但无法确定焦点位置.2.求渐近线的方程,常把双曲线的方程右边的常数写成0,分解因式即得渐近线方程,若已知渐近线方程mx +ny =0,求双曲线的方程,常将双曲线的方程设为x 2n 2-y 2m2=λ(λ≠0)求解.3.与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)有共同渐近线的双曲线系的方程可设为x 2a 2-y 2b 2=λ(λ≠0,a >0,b >0).一、选择题1.双曲线2x 2-y 2=8的实轴长是( ) A .2B .22C .4D .4 2 考点 双曲线的简单几何性质题点 由双曲线方程求a ,b ,c 及渐近线 答案 C解析 将双曲线化成标准形式为x 24-y 28=1,得2a =4.2.若双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的离心率为3,则其渐近线方程为( )A .y =±2xB .y =±2xC .y =±12xD .y =±22x 考点 双曲线的离心率与渐近线 题点 渐近线与离心率的关系 答案 B 解析 由e =c a=1+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2=3,得⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2=2.故渐近线方程为y =±2x ,故选B.3.设F 1,F 2是双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的两个焦点,P 是C 上一点,若|PF 1|+|PF 2|=6a ,且△PF 1F 2的最小内角为30°,则C 的离心率为( ) A. 2B.32C. 3D.62考点 双曲线的简单几何性质 题点 求双曲线的离心率 答案 C解析 不妨设|PF 1|>|PF 2|,则|PF 1|-|PF 2|=2a , 又|PF 1|+|PF 2|=6a ,解得|PF 1|=4a ,|PF 2|=2a , 则∠PF 1F 2是△PF 1F 2的最小内角,为30°, ∴|PF 2|2=|PF 1|2+|F 2F 1|2-2|PF 1||F 2F 1|cos 30°, ∴(2a )2=(4a )2+(2c )2-2×4a ×2c ×32, 化为e 2-23e +3=0,解得e = 3.4.设双曲线x 2a +y 29=1的渐近线方程为3x ±2y =0,则a 的值为( )A .-4B .-3C .2D .1 考点 双曲线的简单几何性质题点 由双曲线方程求a ,b ,c 及渐近线 答案 A解析 ∵方程表示双曲线,∴a <0,标准方程为y 29-x 2-a=1, ∴渐近线方程为y =±3-a x , ∴3-a =32,解得a =-4. 5.等轴双曲线的一个焦点是F 1(-6,0),则其标准方程为( )A.x 29-y 29=1B.y 29-x 29=1C.y 218-x 218=1D.x 218-y 218=1 考点 由双曲线的简单几何性质求方程题点 已知双曲线的焦距求方程答案 D解析 ∵等轴双曲线的一个焦点为F 1(-6,0),∴c =6,∴2a 2=36,a 2=18,∴双曲线的标准方程为x 218-y 218=1. 6.(2017·浙江名校联盟联考)已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 2的直线l 与双曲线右支交于A ,B 两点(B 在第四象限),若△ABF 1是B 为直角顶点的等腰直角三角形,设该双曲线的离心率为e ,则e 2为( ) A .5-2 2 B .5+2 2 C .4+2 2 D .4-2 2 答案 A 7.设F 为双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点,过点F 且斜率为-1的直线l 与双曲线C 的两条渐近线分别交于A ,B 两点,若AB →=-3AF →,则双曲线C 的离心率e 等于( )A.103B.52C.5D.343 考点 双曲线的简单几何性质题点 求双曲线的离心率答案 D解析 设F (c,0),则过双曲线:x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点F 且斜率为-1的直线l 的方程为y =-(x -c ),而渐近线方程是y =±b ax , 由⎩⎪⎨⎪⎧ y =c -x ,y =-b a x ,得B ⎝ ⎛⎭⎪⎫ac a -b ,-bc a -b , 由⎩⎪⎨⎪⎧ y =c -x ,y =b ax ,得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫ac a +b ,bc a +b , AB →=⎝ ⎛⎭⎪⎫2abc a 2-b 2,-2abc a 2-b 2, AF →=⎝ ⎛⎭⎪⎫bc a +b ,-bc a +b , 由AB →=-3AF →,得⎝⎛⎭⎪⎫2abc a 2-b 2,-2abc a 2-b 2=-3⎝ ⎛⎭⎪⎫bc a +b ,-bc a +b , 则2abc a 2-b 2=-3·bc a +b, 即b =53a , 则c =a 2+b 2=343a , 则e =ca =343,故选D. 二、填空题8.(2017·嘉兴一中期末)双曲线C :x 2-4y 2=1的焦距是________,双曲线C 的渐近线方程是__________. 答案 5 y =±12x 9.已知双曲线y 2-x 2m=1(m >0)的离心率e ∈(1,2),则m 的取值范围是________. 考点 双曲线的离心率与渐近线题点 双曲线离心率的取值范围答案 (0,3)解析 由双曲线y 2-x 2m =1(m >0)知,a =1,b =m ,所以e =c a =1+m ,又e ∈(1,2),所以1<1+m <2,解得0<m <3. 10.(2017·金华一中月考)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的焦点到其渐近线的距离等于双曲线的实轴长,则该双曲线的渐近线方程为______________.答案 y =±2x11.过双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左焦点F (-c,0)(c >0)作圆x 2+y 2=a 24的切线,切点为E ,延长FE 交双曲线右支于点P ,若OE →=12(OF →+OP →),则双曲线的离心率为________. 考点 双曲线的简单几何性质题点 求双曲线离心率答案 102解析 如图,设双曲线的右焦点为M ,连接PM .∵OE ⊥PF ,∴在Rt △OEF 中,|EF |=c 2-a 24. 又OE →=12(OF →+OP →), ∴E 是PF 的中点,∴|PF |=2|EF |=2c 2-a 24, |PM |=2|OE |=a .由双曲线的定义知,|PF |-|PM |=2a ,∴2 c 2-a 24-a =2a , ∴e =c a =102. 三、解答题12.已知双曲线的一条渐近线为x +3y =0,且与椭圆x 2+4y 2=64有相同的焦距,求双曲线的标准方程.考点 由双曲线的简单几何性质求方程题点 已知双曲线的焦距、渐近线求双曲线的方程解 椭圆方程为x 264+y 216=1,可知椭圆的焦距为8 3.①当双曲线的焦点在x 轴上时,设双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0), ∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 2+b 2=48,b a =33,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 2=36,b 2=12.∴双曲线的标准方程为x 236-y 212=1;②当双曲线的焦点在y 轴上时,设双曲线方程为y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0),∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 2+b 2=48,a b =33, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=12,b 2=36.∴双曲线的标准方程为y 212-x 236=1.由①②可知,双曲线的标准方程为 x 236-y 212=1或y 212-x 236=1.13.已知点A (0,1),点P 在双曲线C :x 22-y 2=1上. (1)当|PA |最小时,求点P 的坐标;(2)过点A 的直线l 与双曲线C 的左、右两支分别交于M ,N 两点,O 为坐标原点,若△OMN 的面积为23,求直线l 的方程.考点 双曲线的简单几何性质题点 由双曲线方程研究其他问题解 (1)设P (x ,y ),则|PA |=x 2+(y -1)2 =2+2y 2+(y -1)2=3⎝ ⎛⎭⎪⎫y -132+83, 当y =13时,|PA |最小, 故所求点P 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫±253,13. (2)由题知直线l 的斜率存在,故可设l 的方程为y =kx +1,设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),与双曲线方程联立得(1-2k 2)x 2-4kx -4=0,则Δ=16(1-k 2)>0且-41-2k 2<0,即k 2<12. 由根与系数的关系得x 1+x 2=4k 1-2k 2,x 1x 2=-41-2k2, ∴|x 1-x 2|=(x 1+x 2)2-4x 1x 2=16(1-k )21-2k 2, S △OMN =12×1×|x 1-x 2|=12·16(1-k 2)1-2k2=23, 解得k 2=14或k 2=23(舍去),即k =±12, ∴l 的方程为x -2y +2=0或x +2y -2=0.四、探究与拓展 14.已知F 1,F 2分别是双曲线E :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,点M 在E 上,MF 1与x 轴垂直,sin ∠MF 2F 1=13,则E 的离心率为( ) A. 2B.32C. 3D .2考点 双曲线的简单几何性质题点 求双曲线的离心率答案 A解析 因为MF 1与x 轴垂直,所以|MF 1|=b 2a. 又sin ∠MF 2F 1=13,所以|MF 1||MF 2|=13, 即|MF 2|=3|MF 1|.由双曲线的定义,得2a =|MF 2|-|MF 1|=2|MF 1|=2b 2a, 所以b 2=a 2,所以c 2=b 2+a 2=2a 2,所以离心率e =c a = 2. 15.已知双曲线C :x 2a 2-y 2=1(a >0),直线l :x +y =1,双曲线C 与直线l 有两个不同交点A ,B ,直线l 与y 轴交点为P .(1)求离心率e 的取值范围;(2)若PA →=512PB →,求a 的值. 考点 双曲线的简单几何性质题点 由双曲线方程研究其他问题解 (1)由双曲线C 与直线l 相交于两个不同的点,得方程组⎩⎪⎨⎪⎧x 2a 2-y 2=1,x +y =1有两个不同的解, 消去y 并整理,得(1-a 2)x 2+2a 2x -2a 2=0,①∴⎩⎪⎨⎪⎧1-a 2≠0,Δ=4a 4+8a 2(1-a 2)>0, 解得-2<a <2且a ≠±1. 又∵a >0,∴0<a <2且a ≠1.∵双曲线的离心率e =1+a 2a =1a 2+1, ∵0<a <2且a ≠1,∴e >62且e ≠2,∴双曲线C 的离心率e 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫62, 2∪(2,+∞).(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),易得P (0,1). ∵PA →=512PB →, ∴(x 1,y 1-1)=512(x 2,y 2-1), 由此可得x 1=512x 2. ∵x 1,x 2都是方程①的根,且1-a 2≠0, ∴x 1+x 2=1712x 2=-2a21-a 2.x 1x 2=512x 22=-2a21-a 2,消去x 2得-2a 21-a 2=28960,即a 2=289169.又∵a >0,∴a =1713.。
2018-2019学年高中数学第二章圆锥曲线与方程2.1曲线与方程课件新人教A版选修2
B.在圆C上,但不在直线l上
C.既在圆C上,也在直线l上
D.既不在圆C上,也不在直线l上
C
2.方程(x-2)2+(y+2)2=0表示的图形是
()
3.已知直线:y=kx-k+1与曲线C:x2+2y2=m有公共
点,则m的取值范围是
A
()
A.m≥3
B.m≤3
C.m>3
D.m<3
4.8x已2+知2x+点8Oy2-(04,y0-),5=A0(1,-2),动点P满足|PA|=3|PO|,则
(1)曲线上点的坐标都是这个方程的解. 曲线(2的)以方程这个方程的解为坐方标程的的曲点线都是曲线上的点,那么, 这个方程叫做______________,这条曲线叫做 ______________.
1.已知圆C:(x-2)2+(y+1)2=4及直线l:x+2y-2=0,
C上,但在直线l上
(5)通过圆锥曲线的学习,进一步体会数形结合的思想.
本章重点
曲线与方程的概念;椭圆的定义、标准方程、几何性质; 双曲线的定义、标准方程、几何性质;抛物线的定义、标准 方程、几何性质;直线与圆锥曲线的位置关系.
本章难点
曲线方程的求法;三种曲线的定义、标准方程、几何性质 的综合应用;直线与圆锥曲线的位置关系.
〔跟踪练习 2〕 已知方程 x2+(y-1)2=10. (1)判断点 P(1,-2)、Q( 2,3)是否在此方程表示的曲线上; (2)若点 M(m2 ,-m)在此方程表示的曲线上,求 m 的值.
[思路分析] (1)只需判断点 P,Q 的坐标是否满足方程即可;(2)M 在曲线 C 上,则 M 点的坐标满足 C 的方程,代入建立 m 的方程解之即可.
[解析] (1)∵12+(-2-1)2=10,( 2)2+(3-1)2=6≠10, ∴点 P(1,-2)在方程 x2+(y-1)2=10 表示的曲线上, 点 Q( 2,3)不在方程 x2+(y-1)2=10 表示的曲线上. (2)∵点 M(m2 ,-m)在方程 x2+(y-1)2=10 表示的曲线上,∴x=m2 ,y=-m 适合上述方程, 即(m2 )2+(-m-1)2=10. 解之得 m=2 或 m=-158, ∴m 的值为 2 或-158.
高中数学《抛物线的简单几何性质》(导学案)
第二章 圆锥曲线与方程 2.3.2抛物线的简单几何性质一、学习目标1.掌握抛物线的性质、焦半径、焦点弦的应用. 2.掌握直线与抛物线位置关系的判断. 【重点难点】1.会用抛物线的性质解决与抛物线相关的综合问题.(重点)2.直线与抛物线的位置关系的应用.(难点) 二、学习过程 【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. 【导入新课】标准方程y 2=2px (p >0) y 2=-2px (p >0) x 2=2py(p >0)x 2=-2py(p >0)图形性质焦点 (p2,0) (-p2,0) (0,p2)(0,-p2)准线x =-p 2x =p 2y =-p 2y =p 2范围 x ≥0,y ∈R x ≤0,y ∈R________________对称轴 ____________顶点 ______ 离心率 ______ 开口方向向右 向左向上向下特征:1.2.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,为1. 【典型例题】例1. 已知抛物线的顶点在原点,对称轴重合于椭圆x 29+y 216=1短轴所在的直线,抛物线的焦点到顶点的距离为5,求抛物线的标准方程.例2 斜率为1的直线l 经过抛物线24y x 的焦点F ,且与抛物线相交于A,B 两点,求线段AB 的长.例3 求过点P(0,1)且与抛物线y2=2x只有一个公共点的直线方程.【变式拓展】1.已知抛物线的顶点在原点,对称轴为y轴,顶点到准线的距离为4,求该抛物线的方程并指出焦点坐标与准线方程.2.直线l:y=kx+1,抛物线C:y2=4x,当k为何值时,l与C有:(1)一个公共点;(2)两个公共点;(3)没有公共点.3.求顶点在原点,焦点在x轴上且截直线2x-y+1=0所得弦长为15的抛物线方程.三、总结反思(1)本节课我们学习了抛物线的几个简单几何性质:范围、对称性、顶点坐标、离心率等概念及其几何意义. (2)了解了研究抛物线的焦半径,焦点弦和通径这对我们解决抛物线中的相关问题有很大的帮助.(3)在对曲线的问题的处理过程中,我们更多的是从方程的角度来挖掘题目中的条件,认识并熟练掌握数与形的联系.在本节课中,我们运用了数形结合,待定系数法来求解抛物线方程,在解题过程中,准确体现了函数与方程以及分类讨论的数学思想.求抛物线弦长问题的方法:(1)一般弦长公式|AB|=|x1-x2|·1+k2=|y1-y2|·1+1k2.(2)焦点弦长设AB是抛物线y2=2px(p>0)的一条过焦点F的弦,A(x1,y1),B(x2,y2),则弦长:|AB|=|AF|+|BF|=x1+x2+p.即求抛物线的焦点弦长,通常是利用焦半径,把点点距转化为点线距(点到准线的距离)解决,这体现了抛物线的特殊性以及求抛物线焦点弦的便捷特点.四、随堂检测1.抛物线x2=-8y的通径为线段AB,O为抛物线的顶点,则AB长是( )A.2B.4C.8D.12.(2015·兰州高二检测)过抛物线y2=4x的焦点作直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,如果x1+x2=6,那么|AB|= ( )A.6B.8C.9D.103.(2015·阜新高二检测)已知直线l过抛物线C的焦点,且与C的对称轴垂直,l与C交于A,B两点,|AB|=12,点P为C的准线上一点,则△ABP的面积为( )A.18B.24C.36D.484.已知过抛物线y2=6x焦点的弦长为12,则该弦所在直线的倾斜角是( )A.错误!未找到引用源。
2018_2019学年高中数学二圆锥曲线与方程课件新人教A版
椭圆 x2 y2 y2 2+ 2 = 1 或 2 a b a
双曲线 x2 y2 y2 - =1 或 2 a2 b2 a
抛物线 y2=2px 或 y2= -2px 或 x2=2py 或 x2=- 2py(p>0)
标准 方程
2 x - 2=1(a>0, x2 b + 2=1(a>b>0) b b>0)
法二:设点 M 的坐标为(x,y),点 P 的坐标是(x0,y0), → → 由PD=2MD,得 x0=x,y0=2y,
2 因为点 P(x0,y0)在圆 x2+y2=4 上,所以 x2 + y 0 0=4,(*)
把 x0=x,y0=2y 代入(*)式,得 x2+4y2=4, x2 2 所以曲线 C 的方程为 +y =1. 4
答案:x2=4y
2.在圆 x2+y2=4 上任取一点 P,设点 P 在 x 轴上的正投影 → → 为点 D.当点 P 在圆上运动时,动点 M 满足PD=2MD,动点 M 形成的轨迹为曲线 C.求曲线 C 的方程.
→ → 解:法一:由PD=2MD,知点 M 为线段 PD 的中点,设点 M 的坐标为(x,y),则点 P 的坐标为(x,2y). 因为点 P 在圆 x2+y2=4 上, 所以 x2+(2y)2=4, x2 2 所以曲线 C 的方程为 +y =1. 4
2 c 则 a2=b2= =8.选项 B 符合. 2 【答案】 (1)C (2)B
求解离心率的方法 (1)定义法:由椭圆(双曲线)的标准方程可知,不论椭圆(双曲 线)的焦点在 x 轴上还是 y 轴上都有关系式 a2-b2=c2(a2+b2 c =c )以及 e= ,已知其中的任意两个参数,可以求其他的参 a
α (1)焦点三角形的面积 S=b tan . 2
(新)高中数学第二章圆锥曲线与方程2_4_2抛物线的几何性质学案新人教B版选修2-1
2.4.2 抛物线的几何性质学习目标 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.知识点一抛物线的范围思考观察下列图形,思考以下问题:(1)观察焦点在x轴的抛物线与双曲线及椭圆的图形,分析其几何图形存在哪些区别?(2)根据图形及抛物线方程y2=2px(p>0)如何确定横坐标x的范围?梳理抛物线y2=2px(p>0)中,x∈__________,y∈__________.抛物线y2=-2px(p>0)中,x∈__________,y∈__________.抛物线x2=2py(p>0)中,x∈__________,y∈__________.抛物线x2=-2py(p>0)中,x∈__________,y∈__________.知识点二四种形式的抛物线的几何性质标准方程y2=2px(p>0) y2=-2px(p>0) x2=2py(p>0) x2=-2py(p>0) 图形范围x≥0,y∈R x≤0,y∈R y≥0,x∈R y≤0,x∈R 对称轴x轴x轴y轴y轴焦点F(p2,0)F(-p2,0)F(0,p2)F(0,-p2)准线方程 x =-p 2x =p 2y =-p 2y =p 2顶点坐标 O (0,0) 离心率 e =1通径长 2p知识点三 直线与抛物线的位置关系直线y =kx +b 与抛物线y 2=2px (p >0)的交点个数决定于关于x 的方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +b ,y 2=2px解的个数,即二次方程k 2x 2+2(kb -p )x +b 2=0解的个数.当k ≠0时,若Δ>0,则直线与抛物线有______个不同的公共点;若Δ=0时,直线与抛物线有______个公共点;若Δ<0时,直线与抛物线________公共点.当k =0时,直线与抛物线的轴__________,此时直线与抛物线有______个公共点.类型一 依据抛物线的几何性质求标准方程例1 抛物线的顶点在原点,对称轴重合于椭圆9x 2+4y 2=36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. 引申探究将本例改为“若抛物线的焦点F 在x 轴上,直线l 过F 且垂直于x 轴,l 与抛物线交于A ,B 两点,O 为坐标原点,若△OAB 的面积等于4”,求此抛物线的标准方程.反思与感悟 用待定系数法求抛物线方程的步骤跟踪训练1 已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为x 轴,且与圆x 2+y 2=4相交于A ,B 两点,|AB |=23,求抛物线方程.类型二 抛物线的焦半径和焦点弦问题例2 (1)过抛物线y 2=8x 的焦点,倾斜角为45°的直线被抛物线截得的弦长为________. (2) 直线l 过抛物线y 2=4x 的焦点,与抛物线交于A ,B 两点,若|AB |=8,则直线l 的方程为________________.(3)过抛物线y 2=4x 的焦点作直线交抛物线于点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),若|AB |=7,则AB 的中点M 到抛物线准线的距离为________________.反思与感悟 (1)抛物线上任一点P (x 0,y 0)与焦点F 的连线得到的线段叫做抛物线的焦半径,对于四种形式的抛物线来说其焦半径的长分别为: ①抛物线y 2=2px (p >0),|PF |=|x 0+p 2|=p2+x 0;②抛物线y 2=-2px (p >0),|PF |=|x 0-p 2|=p2-x 0;③抛物线x 2=2py (p >0),|PF |=|y 0+p 2|=p2+y 0;④抛物线x 2=-2py (p >0),|PF |=|y 0-p2|=p2-y 0.(2)已知AB 是过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点的弦,F 为抛物线的焦点,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则:①y 1·y 2=-p 2,x 1·x 2=p 24;②|AB |=x 1+x 2+p =2psin 2θ(θ为直线AB 的倾斜角); ③S △ABO =p 22sin θ(θ为直线AB 的倾斜角);④1|AF |+1|BF |=2p ; ⑤以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切.(3)当直线经过抛物线的焦点,且与抛物线的对称轴垂直时,直线被抛物线截得的线段称为抛物线的通径,显然通径长等于2p .跟踪训练2 已知直线l 经过抛物线y 2=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.类型三 抛物线综合问题命题角度1 与抛物线有关的最值问题例3 抛物线y 2=4x 的焦点为F ,点P (x ,y )为该抛物线上的动点,若点A (-1,0),求|PF ||PA |的最小值.反思与感悟 (1)若曲线和直线相离,在曲线上求一点到直线的距离最小问题,可找到与已知直线平行的直线,使其与曲线相切,则切点为所要求的点.(2)以上问题一般转化为“两点之间线段最短”或“点到直线的垂线段最短”来解决. 跟踪训练3 已知直线l 1:4x -3y +6=0和直线l 2:x =-1,抛物线y 2=4x 上一动点P 到直线l 1和直线l 2的距离之和的最小值是( ) A .2 B .3 C.115 D.3716命题角度2 定值或定点问题例4 抛物线y 2=2px (p >0)上有两动点A ,B 及一个定点M ,F 为抛物线的焦点,若|AF |,|MF |,|BF |成等差数列.(1)求证:线段AB 的垂直平分线过定点Q ;(2)若|MF |=4,|OQ |=6(O 为坐标原点),求抛物线的方程.反思与感悟 在抛物线的综合性问题中,存在着许多定值问题,我们不需要记忆关于这些定值的结论,但必须牢牢掌握研究这些定值问题的基本方法,如设直线的点斜式方程、根与系数关系的利用、焦半径的转化等.跟踪训练4 在平面直角坐标系xOy 中,直线l 与抛物线y 2=4x 相交于不同的A ,B 两点,OA →·OB →=-4,求证:直线l 必过一定点.1.已知点A (-2,3)在抛物线C :y 2=2px 的准线上,记C 的焦点为F ,则直线AF 的斜率为( )A .-43B .-1C .-34D .-122.已知点P 是抛物线y 2=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( ) A.172 B .3 C. 5 D.923.过抛物线y 2=4x 的焦点作直线l 交抛物线于A ,B 两点,若线段AB 的中点的横坐标为3,则|AB |=________.4.已知过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 作倾斜角为45°的直线交抛物线于A ,B 两点,若线段AB 的长为8,则p =________.5.已知抛物线C :y 2=8x 的焦点为F ,准线与x 轴的交点为K ,点A 在抛物线C 上,且|AK |=2|AF |,则△AFK 的面积为________.1.抛物线的中点弦问题用点差法较简便.2.轴对称问题,一是抓住对称两点的中点在对称轴上,二是抓住两点连线的斜率与对称轴所在直线斜率的关系.3.在直线和抛物线的综合问题中,经常遇到求定值、过定点问题.解决这类问题的方法很多,如斜率法、方程法、向量法、参数法等.解决这些问题的关键是代换和转化.提醒:完成作业 第二章 2.4.2答案精析问题导学 知识点一思考 (1)抛物线与另两种曲线相比较,有明显的不同,椭圆是封闭曲线,有四个顶点,有两个焦点,有中心;双曲线虽然不是封闭曲线,但是有两支,有两个顶点,两个焦点,有中心;抛物线只有一条曲线,一个顶点,一个焦点,无中心.(2)由抛物线y 2=2px (p >0)有⎩⎪⎨⎪⎧2px =y 2≥0,p >0,所以x ≥0.所以抛物线x 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.梳理 [0,+∞) (-∞,+∞) (-∞,0] (-∞,+∞) (-∞,+∞) [0,+∞) (-∞,+∞) (-∞,0] 知识点三两 一 没有 平行或重合 一 题型探究例1 解 椭圆的方程可化为x 24+y 29=1,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y 2=2px 或y 2=-2px (p >0). ∵抛物线的焦点到顶点的距离为3, 即p2=3,∴p =6. ∴抛物线的标准方程为y 2=12x 或y 2=-12x , 其准线方程分别为x =-3或x =3. 引申探究解 由题意,设抛物线方程为y 2=2mx (m ≠0),焦点F (m 2,0),直线l :x =m2,所以A ,B 两点坐标为(m 2,m ),(m2,-m ),所以|AB |=2|m |. 因为△OAB 的面积为4,所以12·|m2|·2|m |=4,所以m =±2 2.所以抛物线的标准方程为y 2=±42x .跟踪训练1 解 由已知,抛物线的焦点可能在x 轴正半轴上,也可能在负半轴上. 故可设抛物线方程为y 2=ax (a ≠0).设抛物线与圆x 2+y 2=4的交点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). ∵抛物线y 2=ax (a ≠0)与圆x 2+y 2=4都关于x 轴对称, ∴点A 与B 关于x 轴对称, ∴|y 1|=|y 2|且|y 1|+|y 2|=23, ∴|y 1|=|y 2|=3,代入圆x 2+y 2=4, 得x 2+3=4,∴x =±1,∴A (±1,3)或A (±1,-3),代入抛物线方程,得(3)2=±a ,∴a =±3. ∴所求抛物线方程是y 2=3x 或y 2=-3x .例2 (1)16 (2)x +y -1=0或x -y -1=0 (3)72跟踪训练2 解 (1)因为直线l 的倾斜角为60°,所以其斜率k =tan 60°= 3.又F ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0,所以直线l 的方程为y =3⎝ ⎛⎭⎪⎫x -32. 联立⎩⎪⎨⎪⎧y 2=6x ,y =3⎝ ⎛⎭⎪⎫x -32,消去y 得x 2-5x +94=0.若设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=5, 而|AB |=|AF |+|BF |=x 1+p 2+x 2+p2=x 1+x 2+p ,所以|AB |=5+3=8.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由抛物线定义知|AB |=|AF |+|BF |=x 1+p 2+x 2+p2=x 1+x 2+p=x 1+x 2+3,所以x 1+x 2=6.于是线段AB 的中点M 的横坐标是3,又准线方程是x =-32,所以M 到准线的距离等于3+32=92.例3 解 抛物线y 2=4x 的准线方程为x =-1,如图,过点P 作PN 垂直x =-1于点N ,由抛物线的定义可知|PF |=|PN |, 连接PA , 在Rt△PAN 中,sin∠PAN =|PN ||PA |,当|PN ||PA |=|PF ||PA |最小时,sin∠PAN 最小,即∠PAN 最小,即∠PAF 最大,此时,PA 为抛物线的切线, 设PA 的方程为y =k (x +1), 联立⎩⎪⎨⎪⎧y =k x +1,y 2=4x ,得k 2x 2+(2k 2-4)x +k 2=0, 所以Δ=(2k 2-4)2-4k 4=0, 解得k =±1,所以∠PAF =∠NPA =45°, |PF ||PA |=|PN ||PA |=cos∠NPA =22. 跟踪训练3 A例4 (1)证明 设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (x 0,y 0), 则|AF |=x 1+p 2,|BF |=x 2+p2,|MF |=x 0+p2,x 0为已知值. 由题意得x 0=x 1+x 22,∴线段AB 的中点坐标可设为(x 0,t ), 其中t =y 1+y 22≠0(否则|AF |=|MF |=|BF |⇒p =0).而k AB =y 1-y 2x 1-x 2=y 1-y 212py 21-y 22=2p y 1+y 2=pt , 故线段AB 的垂直平分线的方程为y -t =-t p(x -x 0),即t (x -x 0-p )+yp =0,可知线段AB 的垂直平分线过定点Q (x 0+p ,0).(2)解 由|MF |=4,|OQ |=6,得x 0+p2=4,x 0+p =6,联立解得p =4,x 0=2.∴抛物线方程为y 2=8x .跟踪训练4 证明 设l :x =ty +b ,代入抛物线y 2=4x , 消去x 得y 2-4ty -4b =0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1+y 2=4t ,y 1y 2=-4b . 又∵OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2 =(ty 1+b )(ty 2+b )+y 1y 2 =t 2y 1y 2+bt (y 1+y 2)+b 2+y 1y 2 =-4bt 2+4bt 2+b 2-4b =b 2-4b , 又∵OA →·OB →=-4,∴b 2-4b =-4, 解得b =2,故直线过定点(2,0). 当堂训练1.C 2.A 3.8 4.2 5.8。
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
2018_2019学年高中数学第2章圆锥曲线与方程2.42.4.2抛物线的几何性质课件苏教版
[再练一题] 3. 斜率为 1 的直线经过抛物线 y2=4x 的焦点, 与抛物线相交于 A, B 两点, 求线段 AB 的长.
[解] 由题意知抛物线焦点为 F(1,0),kAB=1,所以 AB 的方程为 y=x-1, 代入 y2=4x 得(x-1)2=4x,即 x2-6x+1=0,Δ=32>0,∴设 A(x1,y1),B(x2, y2),则 x1+x2=6,AB=AF+FB=x1+x2+2=8,∴线段 AB 的长为 8.
[自主解答]
x2 y2 c (1)∵双曲线 C1:a2-b2=1(a>0,b>0)的离心率为 2,∴a=
a2+b2 a =2,∴b= 3a, ∴双曲线的渐近线方程为 3x± y=0,∴抛物线 C2:x2=2py(p>0)的焦点
p 0, 到双曲线的渐近线的距离为 2
p 3×0± 2 =2,∴p=8.∴所求的抛物线方程 2
5 AB 过焦点 F,AB=x1+x2+p=2p 求解.
p [自主解答] 由题意可知,抛物线 y =2px(p>0)的准线为 x=-2.
2
设 A(x1,y1),B(x2,y2),A,B 到抛物线准线的距离分别为 dA,dB. p p 由抛物线的定义,知 AF=dA=x1+2,BF=dB=x2+2, 5 3 于是 AB=x1+x2+p=2p,∴x1+x2=2p.
2.如何认识抛物线的焦点弦?
[提示] 如图,AB 是抛物线 y2=2px(p>0)过焦点 F 的一条弦,设 A(x1,y1), B(x2,y2),AB 的中点 M(x0,y0),相应的准线为 l.
(1)以 AB 为直径的圆必与准线 l 相切;
p (2)AB=2x0+2(焦点弦长与中点关系);
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
类比探索
结合抛物线y2=2px(p>0)的标准方程和图形,探索其 几何性质: (1)范围 x≥0,y∈R
(2)对称性 关于x轴对称,对称轴 又叫抛物线的轴. (3)顶点 抛物线和它的轴的交点.
(4)离心率
始终为常数1 |PF|=x0+p/2
y
方程
图 形 范围
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
y∈R
x∈R y≥0
x∈R y≤0
关于y轴对称
对称性 关于x轴对称 关于x轴对称 关于y轴对称
o
y1 x1 x1
tan 30 y
2 1
o
3 3
.
,
2p
y1 2 3 p . | AB | 2 y 1 4 3 p .
1、已知抛物线的顶点在原点,对称
轴为x轴,焦点在直线3x-4y-12=0上,那
么抛物线通径长是
16
.
2、一个正三角形的三个顶点,都在抛
物线 y
2
4 x 上,其中一个顶点为坐标
原点,则这个三角形的面积为 4 8 3 。
例2、已知直线l:x=2p与抛物线 y 2 =2px(p>0)交于A、B两点, y 求证:OA⊥OB. y2=2px A 证明:由题意得,A(2p,2p),B(2p,-2p) 所以
K OA
=1,K OB =-1
O
C(2p,0) B
2018-2019学年高中数学 第二章 圆锥曲线与方程章末整合提升优质课件 新人教A版选修2-1
典例 3 (1)若椭圆ax22+by22=1(a>b>0)的离心率为 23,则双曲
渐近线方程为
A.y=±12x
B.y=±2x
C.y=±4x
D.y=±14x
(2)(2017·天津理,5)已知双曲线ax22-by22=1(a>0,b>0)的左焦点为 若经过 F 和 P(0,4)两点的直线平行于双曲线的一条渐近线,则双曲
则x1+x2=-1+4km2k2, x1x2=21m+2-2k22 , m2<2k2+1,
即x1+x2=-1+4km2k2, x1·x2=21m+2-2k22 ,
所以 kMA·kNA=x1-y1 2·x2-y2 2=kx1x-1+m2·xk2x-2+m2=-12. 所以(2k2+1)x1x2+(2km- 2)(x1+x2)+2m2+2=0, 即 m2+ 2km=0⇒m=0 或 m=- 2k(舍去). 所以 MN:y=kx 过定点(0,0). 当 MN 斜率不存在时 M,N 为短轴两端点,显然也符合题意 恒过定点(0,0).
∴|OQ|=12|AF1|=a. ∴Q 点的轨迹是以原点 O 为圆心,半径为 a 的圆.
(2)设 F1、F2 分别为双曲线ax22-by22=1 的左、右焦点,A1、A 线的左、右顶点,P 为双曲线右支上的任一点,求证:以 A1A2 为 PF2 为直径的圆外切,又与以 PF1 为直径的圆内切.
[思路分析] 设 N、M 分别是 PF1、PF2 的中点,只要证明|O 并且|ON|=12|PF1|-a.因为点 P 在双曲线的右支上,F1、F2 是双曲 具备了运用定义解题的条件,故应从双曲线的定义入手去探索证
(1)求椭圆的方程; (2)过椭圆右顶点 A 的两条斜率乘积为-12的直线分别交椭圆于 问:直线 MN 是否过定点?若过定点,请求出此定点,若不过,
2018年高中数学 第二章 圆锥曲线与方程 2.4.2 抛物线的几何性质课件1 新人教B版选修2-1
6、 焦半径
连接抛物线任意一点与焦点的线段叫做抛物
线的焦半径。
y
焦半径公式:
P
|PF|=x0+p/2
O
F
x
二、新课讲解:
y2 2 p(x p 0)的几何性质
y
1.范围: x 0; y R
l
O Fx
2.对称轴:关于x轴对称
3.顶点:(0,0)
4.离心率:e 1 注:所有抛物线的离心率都为1
图形 准线
焦点
ly
O
F
x
x
p 2
F
(
p 2
,0)
yl
x F O
x
p 2
F
(
p 2
,0)
o
y
F
O
x
y
p 2
F
(0,
p 2
)
l
y
O
l
x
y
p 2
F
(0,
p 2
)
F
对称轴
x轴 x轴 y轴 y轴
抛物线形拱桥,当水面在l 时,拱顶离水面2米, 水面宽4米,水下降1米后,水面宽多少?
yOxຫໍສະໝຸດ 23B(2,-2)B′(x,-3)
4 ?
解:水抛以面物抛下线物降形线1拱拱米桥桥后所的B′在点最的坐高抛标点物为为线(坐x,标-标3)准原方点程,为x2=-2py 代根过入据原方已点程知垂中条直,件于得可水x知2平=水-2面(平-的3面)=直6的线B为点y坐轴标, 为(2,-2),
x代建入立方直6程角得坐:标26系2=不.-2合p(题-2)意,,p=舍1 去
5.通径: AB 2 p
6.焦半径公式:
(1)开口向右:MF
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本题法一利用传统的基本方法求出A、B两点坐标,再利用两 点间距离公式求出AB的长; 法二充分利用抛物线的定义,把过焦点的这一特殊的弦分成 两个焦半径的和,转化为到准线的距离的和,这是思维产生 质的飞跃的表现.
2.抛物线的顶点在原点,以x轴为对称轴,经过焦点且倾斜角为
135°的直线被抛物线所截得的弦长为8,试求抛物线方程.
解这个方程,得 x1=3+2 2,x2=3-2 2. 将 x1、x2 的值代入方程①中,得 y1=2+2 2, y2=2-2 2,即 A、B 的坐标分别是 (3+2 2,2+2 2)、(3-2 2,2-2 2).
∴AB= 4 22+4 22=8. 法二:根据抛物线的定义,AF 等于点 A 到准线 x=-1 的距 离,即 AF=x1+1,同理 BF=x2+1,于是得 AB=AF+BF =x1+x2+2. 由法一知,x2-6x+1=0,故 x1+x2=6. ∴AB=6+2=8.
故直线
OA
的方程为:y=tan
30°·x,即
y=
3 3 x.
y2=2x
由 y=
3 3x
,解得x=0 y=0
(舍)或x=6 y=2
3
,故 AB=2y=
4 3, 即正三角形的边长为 4 3.
抓住图形的对称是求解本题的关键.根据图形的性质,可以 直观地看出对称性,但解题时仍需合理地证明,不能只凭主 观判断而忽视推理证明.
Hale Waihona Puke 焦点弦AB长 AB=x1+x2+p AB=p-x1-x2 AB=y1+y2+p AB=p-y1-y2
1.圆心在抛物线y2=2x上,且与x轴和该抛物线的准线都相 切的圆的方程是___(_x_-__12_)_2+__(_y_±_1_)2_=__1____. 2.抛物线y2=2x上的两点A、B到焦点的距离之和是5,则线 段AB中点的横坐标是____2____.
抛物线的实际应用
某地政府为科技兴市,欲将如图所示的一块不规则的 非农业用地规划成一个矩形高科技工业园区.已知 AB⊥BC,OA∥BC且AB=BC=2AO=4 km,曲线段OC是以 点O为顶点且开口向右的抛物线的一段.
(1)建立适当的坐标系,求曲线段的方程; (2)如果要使矩形的相邻两边分别落在AB、BC上,且一个顶 点P落在OC上,设点P到AB的距离为2+y,试求矩形工业园 区的用地面积关于y的函数表达式. (链接教材P45例2、P46T8) [解] (1)以O为原点,OA所在直线为y轴建立直角坐标系(如 图),依题意可设抛物线方程为y2=2px(p>0),
物线y2=2x上,求这个三角形的边长. (链接教材P45例2)
[解] 如图,设正三角形 OAB 的顶点 A(x1,y1)、B(x2,y2),则 y21=2x1, y22=2x2,由 OA=OB,则 x21+y21 =x22+y22, ∴x21-x22+2x1-2x2=0,
即(x1-x2)(x1+x2+2)=0, ∵x1>0,x2>0, ∴x1=x2,即 A、B 关于 x 轴对称.
抛物线的焦点弦问题
斜率为1的直线经过抛物线y2=4x的焦点,与抛物线相交 于两点A、B,求线段AB的长. (链接教材P46T6) [解] 法一:如图,由抛物线的标准方程可知,抛物线的焦 点坐标为F(1,0),
所以直线 AB 的方程为 y=x-1,① 将方程①代入抛物线方程 y2=4x, 得(x-1)2=4x. 化简得 x2-6x+1=0.
线上任意一点P(x0,y0),焦点弦端点A(x1,y1),B(x2,y2), 则四种标准形式下的焦点弦、焦半径公式为:
标准方程
y2=2px (p>0)
y2=-2px (p>0)
x2=2py (p>0)
x2=-2py (p>0)
焦半径PF PF=x0+p2 PF=p2-x0 PF=y0+p2 PF=p2-y0
第2章 圆锥曲线与方程
2.4.2 抛物线的几何性质
第2章 圆锥曲线与方程
学习导航
1.了解抛物线的范围、对称性、顶点、焦点、准 学习 线等几何性质.(重点) 目标 2.会利用抛物线的性质解决一些简单的抛物线
问题.(难点) 结合椭圆和双曲线的几何性质,类比抛物线的性 学法 质,通过对抛物线的标准方程的讨论,进一步理 指导 解用代数方法研究几何性质的优越性,感受坐标 法和数形结合的基本思想.
解:若开口向右,设抛物线方程为 y2=2px(p>0),
焦点为p2,0,k=tan 135°=-1, ∴y=-x-p2,
∴y=-x+p2,代入 y2=2px, ∴x2-px+p42-2px=0,
∴x2-3px+ p42=0,∴x1+x2=3p,
∴8=x1+x2+p, ∴4p=8,∴p=2,∴y2=4x. 若开口向左,同理可求抛物线方程为 y2=-4x, 故所求抛物线方程为 y2=4x 或 y2=-4x.
3.已知抛物线y2=2px,以过焦点的弦为直径的圆与抛物线 准线的位置关系是___相__切___.
4.某桥的桥洞呈抛物线形,桥下水面宽16 m,当水面上涨2 m时,水面宽变为12 m,此时桥洞顶部距水面高度为
18 _________7__________ m.
抛物线几何性质的应用
正三角形的一个顶点位于坐标原点,另外两个顶点在抛
1.抛物线的几何性质
标准方程
范围
y2=2px(p>0) y2=-2px(p>0) x2=2py(p>0) x2=-2py(p>0)
x≥0 x≤0 y≥0 y≤0
对称性
顶点
开口 方向
关于x轴 对称
关于y轴 对称
向右
向左 原点
向上
向下
2.焦半径与焦点弦 抛物线上一点与焦点F的连线的线段叫做___焦__半__径_____,过 焦点的直线与抛物线相交所得弦叫做____焦__点__弦____,设抛物
1.已知焦点在x轴上的抛物线的通径(过焦点且与x轴垂直的
弦)长为4,求抛物线的标准方程,并求出它的焦点坐标及准
线方程.
解:由题意,设抛物线的标准方程为 y2=2px(p>0),则其焦点
坐标为p2,0,由通径长为 4,知点2p,2在抛物线上,故 22
=2p·p2,解得,p=2,故 y2=4x;同理 y2=-4x 也符合题意.故 所求的抛物线的标准方程为 y2=4x 或 y2=-4x,它们的焦点 坐标和准线方程分别为(1,0),x=-1 和(-1,0),x=1.