抛物线的焦点弦具有以下性质
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抛物线的焦点弦具有以下性质:
性质1:设P(x 1,y 1),Q(x 2,y 2),则y 1y 2=-p 2
. 4
2
21p x x =
例:设坐标原点为O ,抛物线y 2=2x 与过焦点的直线交于A 、B 两点,则 OA ∙OB = .
A 、
43 B 、-4
3 C 、3 D 、-3
解析:设弦的两个端点为A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),x 1 x 2=4
2
P , 221P y y -=,∴OA ∙OB =2121y y x x + =
4
2P -2
p =43432-=-p ,故答案选B 。 性质2:抛物线焦点弦的长度: )(21x x p AB ++==
2p
sin 2θ
. 证明:如图所示,分别做1AA 、1BB 垂直于准线l ,由抛物线定义有
=+=BF AF AB p x x p
x p x ++=+++
21212
2. 且有p AF AA AF +∙==αcos 1,αcos 1∙-==BF p BB BF ,
于是可得αcos 1-=
p AF , α
cos 1+=p
BF .
∴=+=BF AF AB αcos 1-p +αcos 1+p =α2cos 1-p =α
2
sin p
.故命题成立. 例已知圆M :x 2+y 2-4x=0及一条抛物线,抛物线顶点在O(0,0),焦点是圆M 的圆心F ,过F 作倾斜角为α的
直线l ,l 与抛物线及圆由上而下顺次交于A 、B 、C 、D 四点,若sin α= 5
5
,求|AB|+|CD|.
解:如图,方程x 2+y 2
-4x=0,表示的图的圆心为(2,0)即为抛物线的焦点,
∴抛物线的方程是y 2=8x(其中p=4),|AD|=2p sin 2α=8
1
5
=40,但圆的直径
|BC|=4, ∴|AB|+|CD|=|AD|-|BC|=40-4=36.
性质3:三角形OAB 的面积公式:θ
sin 22p S OAB
=∆ 证法一:当直线倾斜角θ为直角时,公式显然成立。
当直线倾斜角θ不是直角时,设焦点弦所在直线方程:)2
(p x k y -
= 由⎪⎩⎪⎨⎧=-=px y p
x k y 2)2(20222=--⇒p y k p y ⎪
⎩⎪⎨⎧
-==+⇒221212p
y y k p y y ||221||22121y p y p S OAB ⋅-⋅=∆||421y y p
-=212214)(4y y y y p -+=2224tan 44p p p +=θ
θsin 22
p = 性质4:以抛物线的焦点弦为直径的圆与抛物线的准线相切.
性质5:以抛物线y 2=2px(p >0),焦点弦PQ 端点向准线作垂线,垂足分别为M 、N ,则FM ⊥FN.(其中F 为焦点).
性质6:设抛物线y 2=2px(p >0),焦点为F ,焦点弦PQ ,则1|FP|+1|FQ|=2
p
(定值).
证法一:由P 、Q 向准线作垂线,垂足分别为M 、N ,作QA ⊥Ox 于A ,FB ⊥PM 于B ,准线与Ox 交于E ,
(如图5)由△AFQ ∽△BPF ,则|AF||QF|=|BP||FP|,即|EF|-|NQ||QF|=
|PM|-|EF|
|PF|
,
但由定义知|NQ|=|FQ|,|PM|=|PF|, ∴|EF|-|FQ||FQ|=|PF|-|EF||FP|,有|EF||FQ|﹣1=1﹣|EF||FP|即|EF||QF|+|EF||PF|
=2,
而|EF|=p,代入后即得1|FP|+1|FQ|=2
p
.
例:过抛物线)0(2>=a ax y 的焦点F 作一直线交抛物线于P 、Q 两点,若线段PF 与QF 的长分别是p,q ,则
q
p 1
1+等于( ) (A )2a (B )
a 21 (C )4a (D )a
4 性质7:以抛物线焦点弦在准线上的射影为直径的圆必与焦点弦相切于焦点。
证明:如图,设),2(),,2(2111y p B y p A --
, 则)2,2(211y y p M +-, 又p y y p p y y K FM 2222212
11
+-=--+=, 212
2
21212121222y y p
p
y p y y y x x y y K AB +=--=--=, ∴11-=∙FM AB K K ,即AB FM ⊥.
性质8:如图,A 、O 、B 1和B 、O 、A 1三点分别共线。
证明:因为1
2
111
122y p p
y y x y K OA ===,
p y p y K OB 2222
1-=-=,而2
21p y y -=,
所以1
22
2
22OB OA K p y y p p K =-=-=,
所以A 、O 、B 1三点共线。
同理可证,B 、O 、A 1三点分别共线.