抛物线地性质归纳及证明
《抛物线的几何性质》 讲义
《抛物线的几何性质》讲义一、抛物线的定义在平面内,到一个定点 F 和一条定直线 l(F 不在 l 上)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线。
点 F 叫做抛物线的焦点,定直线 l 叫做抛物线的准线。
我们可以这样来理解抛物线的定义:假如有一个点 M,它到定点 F的距离和到定直线 l 的距离总是相等,那么点 M 的运动轨迹就是一条抛物线。
二、抛物线的标准方程抛物线的标准方程有四种形式:1、\(y^2 = 2px (p > 0)\),焦点为\((\frac{p}{2}, 0)\),准线方程为\(x =\frac{p}{2}\)。
2、\(y^2 =-2px (p > 0)\),焦点为\((\frac{p}{2}, 0)\),准线方程为\(x =\frac{p}{2}\)。
3、\(x^2 = 2py (p > 0)\),焦点为\((0, \frac{p}{2})\),准线方程为\(y =\frac{p}{2}\)。
4、\(x^2 =-2py (p > 0)\),焦点为\((0, \frac{p}{2})\),准线方程为\(y =\frac{p}{2}\)。
这里的 p 表示焦点到准线的距离,它决定了抛物线的开口大小和方向。
例如,对于方程\(y^2 = 8x\),这里\(2p = 8\),所以\(p =4\),焦点为\((2, 0)\),准线方程为\(x =-2\)。
三、抛物线的几何性质1、范围对于\(y^2 = 2px (p > 0)\),因为\(y^2 \geq 0\),所以\(x \geq 0\),即抛物线在 x 轴的右侧。
对于\(y^2 =-2px (p > 0)\),同理可得\(x \leq 0\),抛物线在 x 轴的左侧。
对于\(x^2 = 2py (p > 0)\),\(x \in R\),\(y \geq0\),抛物线在 y 轴的上方。
对于\(x^2 =-2py (p > 0)\),\(x \in R\),\(y \leq 0\),抛物线在 y 轴的下方。
抛物线知识点与性质大全
抛物线与方程【知识讲解】 1、定义平面内,到定点的距离与到定直线距离相等的点的轨迹(定点不在定直线上).其中定点称为抛物线的焦点,定直线称为抛物线的准线.【注】若定点在直线上,则轨迹为过该点垂直于直线的一条直线.2、抛物线的方程及其简单性质3、通径过抛物线的焦点F 作直线⊥l x 轴,交抛物线22y px =于,A B 两点,弦长2=AB p ,此时的弦长称为通径,此为所有的焦点弦中最短的弦.4、焦点弦的性质(1)过抛物线()220y px p =>的焦点F 的直线交抛物线于()()1122,,,A x y B x y 两点,则①12p AF x =+,22p BF x =+;②12x x ⋅=定值24p ,12y y ⋅=定值2p -;③11||||FA FB +=定值2p ;④()1221122p x y x y y y +=-+. (2)过抛物线()220y px p =>的焦点F 作倾斜角为θ(斜率为k )的直线交抛物线于,A B (A 在B 上方)两点,则 ①1cos p A F θ=-上;②1cos p B F θ=+下;③2222s 1i 1n p k AB p θ⎛⎫+ =⎪⎝⎭=. (3)过抛物线()220y px p =>的焦点F 作直线1l 交抛物线于,A B 两点,分别过,A B 作准线l 的垂线,垂足分别为,P Q ,设AB 中点为M ,过M 作准线的垂线,垂足为N ,则①AN BN ⊥;②PF QF ⊥;③NF AB ⊥;④PF AN ⊥;⑤QF BN ⊥;⑥以AB 为直径的圆与准线相切,切点即为N ; ⑦以()AF BF 为直径的圆与y 轴相切;⑧24PQ AF BF =; 24PQF APF BQF S S S ∆∆∆=⋅;⑨232sin ABQPp S θ=四边形. (4)过抛物线()220y px p =>的焦点F 作直线1l 交抛物线于,A B 两点,分别过,A B 作准线l 的垂线,垂足分别为,P Q ,准线l 与x 轴交于H 点,O①AHF BHF ∠=∠; ②,,A O Q 三点共线; ③,,B O P 三点共线;(5)过抛物线()220y px p =>的焦点F 作直线1l 交抛物 线于,A B 两点,线段AB 的垂直平分线交x 轴于E 点,则12EF AB =. (6)过抛物线()220y px p =>的焦点F 作直线1l 交抛物线于,A B 两点,G 为准线上的一动点,且直线GA 、GF 、GB 的斜率均存在,则直线GA 、GF 、GB 的斜率成等差数列,即2GA GB GF k k k +=.5、过点()(),00M m m >的直线交抛物线()220y px p =>于()()1122,,,A x y B x y 两点,则 ①12x x ⋅=定值2m ;②12y y ⋅=定值2pm -; ③2OA OB m p ⊥⇔=;④m p =时,2211||||MA MB +=定值21p . 6、设点是抛物线()220y px p =>的焦点,12,,,n P P P 是抛物线上的n 个不同的点,若120n FP FP FP +++=,则12n FP FP FP np +++=.【典型例题】例1、已知动点M 的坐标满足方程3412x y +-,则动点M 的轨迹是( ) A .椭圆 B. 双曲线 C. 抛物线 D. 圆【变式】已知动点M 的坐标满足方程3412x y =+-,则动点M 的轨迹是( ) A .椭圆 B. 双曲线 C. 抛物线 D. 直线例2、点P 与点()20F ,的距离比它到直线40x +=的距离小2,则P 的轨迹方程为_______.【变式】动圆M 与定直线2y =相切且与定圆C :22(3)1x y ++=相外切,则动圆圆心M 的轨迹方程为_______.【变式2】到y 轴的距离比到点()2,0F 的距离小2的动点P 的轨迹方程为_______.例3、抛物线24y x =的焦点坐标为_______.【变式】1【2014上海】若抛物线22y px =的焦点与椭圆22195x y +=的右焦点重合,则该抛物线的准线方程为_______.【变式2】抛物线C 恒过定点()0,2A ,C 的准线为轴,则C 的顶点M 的轨迹方程为_______.例4、在抛物线24y x =上一点P ,使它到定点()2,2M 和焦点F 的距离之和最小,并求出距离之和的最小值.【变式1】设P 是抛物线28y x =上的一个动点,则点P 到直线4360x y -+=与点P 到y 轴的距离之和的最小值为________.【变式2】设P 是抛物线24y x =上的一个动点.(1)求点P 到点()1,1A -的距离与点P 到直线1x =-的距离之和的最小值; (2)求点P 到直线220x y ++=的距离d 与点P 到抛物线焦点F 距离之和的最小值.【变式3】已知FAB ∆,点F 的坐标为(1,0),点A 、B 分别在图中抛物线24y x =及圆22(1)4x y -+=的实线部分上运动,且AB 总是平行于x 轴,那么FAB ∆的周长的取值范围为 .例5、已知抛物线26y x =上存在三点,,A B C ,且ABC ∆的重心为抛物线的焦点为F ,则=FA FB FC ++_______.【变式】已知抛物线26y x =的焦点为F ,若该抛物线上存在四点123P P P 、、、4P ,满足1234=0FP FP FP FP +++,则1234=FP FP FP FP +++_______.例6、直线l 过()1,2A ,且与抛物线212y x =交于,M N 两点,且MA AN =,则直线l 的方程为_________;MN =_______.例7、抛物线24y x =的焦点为F ,若过F 点的直线与抛物线相交于,M N 两点,若4FM FN =-,则直线MN 的斜率为_______.【变式】【2014新课标】已知抛物线2:8C y x =的焦点为F ,准线为l ,P 是l 上一点,Q 是直线PF 与C 的一个交点,若4FP FQ =, 则QF =_______.例8、过抛物线x y 82=的焦点作弦AB ,点()11,A x y 、()22,B x y ,且1021=+x x ,则=AB _____.【变式1】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()02,M y ,若点M 到该抛物线焦点的距离为3,则OM =_____.【变式2】过抛物线x y 82=的焦点作弦AB ,点()11,A x y 、()22,B x y ,且10AB =,则ABO ∆重心的横坐标为_____.【变式3】过抛物线x y 82=的焦点作弦AB ,点()11,A x y 、()22,B x y ,且128y y +=,则=AB _____.例9、抛物线()220y px p =>的动弦AB 长为()2a a p ≥,求弦中点M 到y 轴的最短距离.【变式】抛物线()220y px p =>的动弦AB 长为()02a a p <<,求弦中点M 到y 轴的最短距离.例10、若抛物线2:1C y ax =-上存在关于直线20x y -=对称两点A 和B ,求实数a 的取值范围.例11、【2014四川】已知F 是抛物线2y x =的焦点,点A ,B 在该抛物线上且位于x 轴的两侧,2OA OB ⋅=(其中O 为坐标原点),则ABO ∆与AFO ∆面积之和的最小值是____.例12、已知抛物线()220y px p =>,过定点(),0p 作两条互相垂直的直线12l l 、,1l 与抛物线交于,P Q 两点,2l 与抛物线交于,M N 两点,设1l 的斜率为k ,若已知弦PQ 的中垂线在y 轴上的截距为32p pk k+,则弦MN 的中垂线在y 轴上的截距为__________.例13、设M 为抛物线2:4(0)C x py p =>准线上的任意一点,过点M 作曲线C 的两条切线,设切点为,A B .直线AB 是否过定点?如果是,求出该定点,如果不是,请说明理由.例14、过抛物线()220y px p =>的焦点F 作相互垂直的两条直线12,l l ,抛物线与1l 交于点12,,P P 与2l 交于点12,Q Q .证明:无论如何取直线12,l l ,都有121211PP Q Q +为一常数.例15、抛物线()2:20C y px p =>的焦点恰是椭圆22143x y +=的一个焦点,过点,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭的直线与抛物线C 交于点,A B . (1)求抛物线C 的方程;(2)O 是坐标原点,求AOB ∆的面积的最小值; (3)O 是坐标原点,证明:OA OB ⋅为定值.【变式1】已知定点(2,0)F ,直线:2l x =-,点P 为坐标平面上的动点,过点P 作直线l 的垂线,垂足为点Q ,且FQ PF PQ ⊥+().设动点P 的轨迹为曲线C .(1)求曲线C 的方程;(2)过点F 的直线1l 与曲线C 有两个不同的交点A 、B ,求证:111||||2AF BF +=; (3)记OA 与OB 的夹角为θ(O 为坐标原点,A 、B 为(2)中的两点),求cos θ的取值范围.11()22,B x y ,且OA OB ⊥.(1)证明21y y ⋅和12x x ⋅均为定值; (2)证明直线l 恒过定点P ; (3)求AB 的中点M 的轨迹方程;(4)过原点作AB 的垂线,垂足为N ,求N 的轨迹方程.(5)对于C 上除原点外的任意一定点()00,Q x y ,若仍有PA PB ⊥,请问是否还有直线l 恒过定点,若是,请求出定点'P ;若否,请说明理由.【变式3】设抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ,经过点F 的动直线交抛物线C 于点11(,)A x y ,22(,)B x y 且124y y =-.(1)求抛物线C 的方程;(2)若()2OE OA OB =+(O 为坐标原点),且点E 在抛物线C 上,求直线倾斜角. (3)若点M 是抛物线C 的准线上的一点,直线,,MF MA MB 的斜率分别为012,,k k k .求证: 当0k 为定值时,12k k +也为定值.例16、在平面直角坐标系xOy 中,点M 到点()1,0F 的距离比它到y 轴的距离多1,记点M 的轨迹为C .(1)求轨迹为C 的方程(2)设斜率为k 的直线过定点()2,1P -,求直线与轨迹C 恰好有一个公共点,两个公共点,三个公共点时k 的相应取值范围.11(1)当直线过点(),0M p 时,证明21y y ⋅为定值;(2)如果直线过点(),0M p ,过点M 再作一条与直线垂直的直线l '交抛物线C 于两个不同点D 、E .设线段AB 的中点为P ,线段DE 的中点为Q ,记线段PQ 的中点为N .问是否存在一条直线和一个定点,使得点N 到它们的距离相等?若存在,求出这条直线和这个定点;若不存在,请说明理由.例18、动圆C 过定点F ,02p ⎛⎫⎪⎝⎭,且与直线2p x =-相切,其中0p >.设圆心C 的轨迹Γ的程为()0,=y x F (1)求()0,=y x F ;(2)曲线Γ上的一定点()00,y x P (0y ≠0) ,方向向量()p y d -=,0的直线(不过P 点)与曲线Γ交与A 、B 两点,设直线PA 与PB 的斜率分别为PA k ,PB k ,计算PB PA k k +;(3)曲线Γ上的两个定点()000,y x P 、⎪⎭⎫ ⎝⎛''000,y x Q ,分别过点00,Q P 作倾斜角互补的两条直线N Q M P 00,分别与曲线Γ交于N M ,两点,求证直线MN 的斜率为定值.例19、已知抛物线()2:20C y px p =>和:M 228120x y x +-+=,过抛物线C 上一点()()000,0P x y y ≥作两条直线与M 相切与,A B 两点,圆心M 到抛物线准线的距离为92. (1)求抛物线C 的方程;(2)当P 点坐标为()2,2时,求直线AB 的方程;(3)设切线PA 与PB 的斜率分别为12,k k ,且1212k k ⋅=,求点()00,P x y 的坐标.例20、过抛物线()220y px p =>的对称轴上一点()(),00A a a >的直线与抛物线交于,M N 两点,自,M N 向直线:l x a =-作垂线,垂足分别为1M 、1N . (1)当2pa =时,求证:11AM AN ⊥; (2)记1AMM ∆、11AM N ∆、1ANN ∆的面积分别为123,,S S S ,是否存在实数λ,使得对任意的,都有2213S S S λ=成立,若存在,求出λ的值;若不存在,说明理由.。
(完整版)抛物线的性质归纳及证明
抛物线的常见性质及证明概念焦半径:抛物线上一点与其焦点的连线段;焦点弦:两端点在抛物线上且经过抛物线的焦点线段称为焦点弦.性质及证明过抛物线y 2=2px (p >0)焦点F 的弦两端点为),(11y x A ,),(22y x B ,倾斜角为α,中点为C(x 0,y 0), 分别过A 、B 、C 作抛物线准线的垂线,垂足为A ’、B ’、C ’. 1.求证:①焦半径αcos 12||1-=+=p p x AF ;②焦半径αcos 12||2+=+=pp x BF ; ③1| AF |+1| BF |=2p ; ④弦长| AB |=x 1+x 2+p =α2sin 2p ;特别地,当x 1=x 2(α=90︒)时,弦长|AB|最短,称为通径,长为2p ;⑤△AOB 的面积S △OAB =αsin 22p .证明:根据抛物线的定义,| AF |=| AD |=x 1+p 2,| BF |=| BC |=x 2+p2,| AB |=| AF |+| BF |=x 1+x 2+p如图2,过A 、B 引x 轴的垂线AA 1、BB 1,垂足为 A 1、B 1,那么| RF |=| AD |-| FA 1 |=| AF |-| AF |cos θ, ∴| AF |=| RF |1-cos θ=p1-cos θ同理,| BF |=| RF |1+cos θ=p1+cos θ∴| AB |=| AF |+| BF |=p 1-cos θ+p 1+cos θ=2psin 2θ.S △OAB =S △OAF +S △OBF =12| OF || y 1 |+12| OF || y 1 |=12·p2·(| y 1|+| y 1 |)∵y 1y 2=-p 2,则y 1、y 2异号,因此,| y 1 |+| y 1 |=| y 1-y 2 |∴S △OAB =p 4| y 1-y 2 |=p 4(y 1+y 2)2-4y 1y 2=p 44m 2p 2+4p 2=p 221+m 2=p 22sin θ.2.求证:①2124p x x =;②212y y p =-;③ 1| AF |+1| BF |=2p .当AB ⊥x 轴时,有 AF BF p ==,成立; 当AB 与x 轴不垂直时,设焦点弦AB 的方程为:2p y k x ⎛⎫=-⎪⎝⎭.代入抛物线方程: 2222p k x px ⎛⎫-= ⎪⎝⎭.化简得:()()222222014p k x p k x k -++=∵方程(1)之二根为x 1,x 2,∴1224k x x ⋅=.(122111212111111222x x p p pp AF BF AA BB x x x x +++=+=+=+++()()121222121222424x x p x x p p p p p p x x p x x ++++===+++++. 3.求证:=∠=∠'''FB A B AC Rt ∠.先证明:∠AMB =Rt ∠【证法一】延长AM 交BC 的延长线于E ,如图3,则△ADM ≌△ECM ,∴| AM |=| EM |,| EC |=| AD | ∴| BE |=| BC |+| CE |=| BC |+| AD | =| BF |+| AF |=| AB |∴△ABE 为等腰三角形,又M 是AE 的中点, ∴BM ⊥AE ,即∠AMB =Rt ∠ 【证法二】取AB 的中点N ,连结MN ,则| MN |=12(| AD |+| BC |)=12(| AF |+| BF |)=12| AB |,∴| MN |=| AN |=| BN |∴△ABM 为直角三角形,AB 为斜边,故∠AMB =Rt ∠.【证法三】由已知得C (-p 2,y 2)、D (-p 2,y 1),由此得M (-p 2,y 1+y 22).∴k AM =y 1-y 1+y 22x 1+p 2=y 1-y 22·y 212p +p =p (y 1-y 2)y 21+p 2=p (y 1--p 2y 1)y 21+p 2=p y 1,同理k BM =py 2 ∴k AM ·k BM =p y 1·p y 2=p 2y 1y 2=p 2-p 2=-1∴BM ⊥AE ,即∠AMB =Rt ∠.【证法四】由已知得C (-p 2,y 2)、D (-p2,y 1),由此得M (-p 2,y 1+y 22). ∴MA →=(x 1+p 2,y 1-y 22),MB →=(x 3+p 2,y 2-y 12)∴MA →·MB →=(x 1+p 2)(x 2+p 2)+(y 1-y 2)(y 2-y 1)4=x 1x 2+p 2(x 1+x 2)+p 24-(y 1-y 2)24=p 24+p 2(y 212p +y 222p )+p 24-y 21+y 22-2y 1y 24=p 22+y 1y 22=p 22+-p 22=0 ∴MA →⊥MB →,故∠AMB =Rt ∠.【证法五】由下面证得∠DFC =90 ,连结FM ,则FM =DM .又AD =AF ,故△ADM ≌△AFM ,如图4 ∴∠1=∠2,同理∠3=∠4∴∠2+∠3=12×180︒=90︒∴∠AMB =Rt ∠. 接着证明:∠DFC =Rt ∠【证法一】如图5,由于| AD |=| AF |,AD ∥RF ,故可设∠AFD =∠ADF =∠DFR =α, 同理,设∠BFC =∠BCF =∠CFR =β, 而∠AFD +∠DFR +∠BFC +∠CFR =180︒ ∴2(α+β)=180︒,即α+β=90︒,故∠DFC =90︒ 【证法二】取CD 的中点M ,即M (-p 2,y 1+y 22)由前知k AM =py 1,k CF =-y 2+p 2+p 2=-y 2p =p y 1∴k AM =k CF ,AM ∥CF ,同理,BM ∥DF ∴∠DFC =∠AMB =90︒.【证法三】∵DF →=(p ,-y 1),CF →=(p ,-y 2),∴DF →·CF →=p 2+y 1y 2=0 ∴DF →⊥CF →,故∠DFC =90︒.【证法四】由于| RF |2=p 2=-y 1y 2=| DR |·| RC |,即| DR || RF |=| RF || RC |,且∠DRF =∠FRC =90︒ ∴ △DRF ∽△FRC∴∠DFR =∠RCF ,而∠RCF +∠RFC =90︒ ∴∠DFR +∠RFC =90︒ ∴∠DFC =90︒4. C ’A 、C ’B 是抛物线的切线【证法一】∵k AM =p y 1,AM 的直线方程为y -y 1=p y 1(x -y 212p)图6与抛物线方程y 2=2px 联立消去x 得y -y 1=p y 1(y 22p -y 212p),整理得y 2-2y 1y +y 21=0可见△=(2y 1)2-4y 21=0,故直线AM 与抛物线y 2=2px 相切, 同理BM 也是抛物线的切线,如图8.【证法二】由抛物线方程y 2=2px ,两边对x 求导,(y 2)'x=(2px )'x , 得2y ·y 'x=2p ,y 'x =py,故抛物线y 2=2px 在点A (x 1,y 1)处的切线的斜率为k 切=y 'x | y =y 1=p y 1. 又k AM =py 1,∴k 切=k AM ,即AM 是抛物线在点A 处的切线,同理BM 也是抛物线的切线.【证法三】∵过点A (x 1,y 1)的切线方程为y 1y =p (x +x 1),把M (-p 2,y 1+y 22)代入左边=y 1·y 1+y 22=y 21+y 1y 22=2px 1-p 22=px 1-p 22,右边=p (-p 2+x 1)=-p 22+px 1,左边=右边,可见,过点A 的切线经过点M ,即AM 是抛物线的切线,同理BM 也是抛物线的切线.5. C ’A 、C ’B 分别是∠A ’AB 和∠B ’BA 的平分线. 【证法一】延长AM 交BC 的延长线于E ,如图9,则△ADM ≌△ECM ,有AD ∥BC ,AB =BE , ∴∠DAM =∠AEB =∠BAM ,即AM 平分∠DAB ,同理BM 平分∠CBA . 【证法二】由图9可知只须证明直线AB 的倾斜角α是直线AM 的倾斜角β的2倍即可,即α=2β. 且M (-p 2,y 1+y 22)图9∵tan α=k AB =y 2-y 1x 2-x 1=y 2-y 1 y 222p -y 212p=2py 1+y 2. tan β=k AM =y 1-y 1+y 22x 1+p 2=y 1-y 22·y 212p +p =p (y 1-y 2)y 21+p 2=p (y 1--p 2y 1)y 21+p 2=py 1. ∴tan 2β=2tan β1-tan 2β=2py 11-(p y 1)2=2py 1y 22-p 2=2py 1y 22+y 1y 2=2py 1+y 2=tan α ∴α=2β,即AM 平分∠DAB ,同理BM 平分∠CBA .6. AC ’、A ’F 、y 轴三线共点,BC ’、B ’F 、y 轴三线共点 【证法一】如图10,设AM 与DF 相交于点G 1,由以上证明知| AD |=| AF |,AM 平分∠DAF ,故AG 1也是DF 边上的中线, ∴G 1是DF 的中点.设AD 与y 轴交于点D 1,DF 与y 轴相交于点G 2, 易知,| DD 1 |=| OF |,DD 1∥OF , 故△DD 1G 2≌△FOG 2∴| DG 2 |=| FG 2 |,则G 2也是DF 的中点.∴G 1与G 2重合(设为点G ),则AM 、DF 、y 轴三线共点,同理BM 、CF 、y 轴也三线共点.【证法二】AM 的直线方程为y -y 1=p y 1(x -y 212p),令x =0得AM 与y 轴交于点G 1(0,y 12),又DF 的直线方程为y =-y 1p (x -p 2),令x =0得DF 与y 轴交于点G 2(0,y 12)∴AM 、DF 与y 轴的相交同一点G (0,y 12),则AM 、DF 、y 轴三线共点,同理BM 、CF 、y 轴也三线共点H .由以上证明还可以得四边形MHFG 是矩形.图107. A 、O 、B ’三点共线,B 、O 、A ’三点共线. 【证法一】如图11,k OA =y 1x 1=y 1 y 212p=2py 1,k OC =y 2 -p 2 =-2y 2p =-2py 2p 2=-2py 2-y 1y 2=2p y 1∴k OA =k OC ,则A 、O 、C 三点共线, 同理D 、O 、B 三点也共线.【证法二】设AC 与x 轴交于点O ',∵AD ∥RF ∥BC∴| RO ' || AD |=| CO ' || CA |=| BF || AB |,| O 'F || AF |=| CB || AB |, 又| AD |=| AF |,| BC |=| BF |,∴| RO ' || AF |=| O 'F || AF |∴| RO ' |=| O 'F |,则O '与O 重合,即C 、O 、A 三点共线,同理D 、O 、B 三点也共线.【证法三】设AC 与x 轴交于点O ',RF ∥BC ,| O 'F || CB |=| AF || AB |,∴| O 'F |=| CB |·| AF || AB |=| BF |·| AF || AF |+| BF |=1 1| AF |+1| BF |=p2【见⑵证】∴O '与O 重合,则即C 、O 、A 三点共线,同理D 、O 、B 三点也共线. 【证法四】∵OC →=(-p 2,y 2),OA →=(x 1,y 1),∵-p 2·y 1-x 1 y 2=-p 2·y 1-y 212p y 2=-py 12-y 1y 2y 12p =-py 12+p 2y 12p =0∴OC →∥OA →,且都以O 为端点∴A 、O 、C 三点共线,同理B 、O 、D 三点共线.【推广】过定点P (m ,0)的直线与抛物线y 2=2px (p >0)相交于点A 、B ,过A 、B 两点分别作直线l :x =-m 的垂线,垂足分别为M 、N ,则A 、O 、N 三点共线,B 、O 、M 三点也共线,如下图:图118. 若| AF |:| BF |=m :n ,点A 在第一象限,θ为直线AB 的倾斜角. 则cos θ=m -nm +n ;【证明】如图14,过A 、B 分别作准线l 的垂线,垂足分别为D ,C ,过B 作BE ⊥AD于E ,设| AF |=mt ,| AF |=nt ,则| AD |=| AF |,| BC |=| BF |,| AE |=| AD |-| BC |=(m -n )t ∴在Rt △ABE 中,cos ∠BAE =| AE || AB |= (m -n )t (m +n )t =m -nm +n∴cos θ=cos ∠BAE =m -nm +n.【例6】设经过抛物线y 2=2px 的焦点F 的直线与抛物线相交于两点A 、B ,且| AF |:| BF |=3:1,则直线AB 的倾斜角的大小为 .则E 的坐标为( p2+x 1 2,y 12),则点E 到y 轴的距离为d = p2+x 1 2=12| AF |故以AF 为直径的圆与y 轴相切, 同理以BF 为直径的圆与y 轴相切.【说明】如图15,设M 是AB 的中点,作MN ⊥准线l 于N ,则| MN |=12(| AD |+| BC |)=12(| AF |+| BF |)=12| AB |则圆心M 到l 的距离| MN |=12| AB |,故以AB 为直径的圆与准线相切. 10. MN 交抛物线于点Q ,则Q 是MN 的中点.【证明】设A (y 212p ,y 1),B (y 222p ,y 1),则C (-p 2,y 2),D (-p 2,y 1),M (-p 2,y 1+y 22),N (y 21+y 224p ,y 1+y 22),设MN 的中点为Q ',则Q ' ( -p 2+y 21+y 224p 2,y 1+y 22)∵ -p 2+y 21+y 224p 2= -2p 2+y 21+y 22 8p = 2y 1y 2+y 21+y 228p = ⎝⎛⎭⎫y 1+y 222 2p∴点Q ' 在抛物线y 2=2px 上,即Q 是MN 的中点.图16。
抛物线结论及证明
抛物线的常用结论抛物线中有一些常见、常用的结论,了解这些结论后在做选择题、填空题时可迅速解答相关问题,在做解答题时也可迅速打开思路.结论1.若AB 是抛物线22(0)y px p =>的焦点弦(过焦点的弦),且11(,)A x y ,22(,)B x y ,则:2124p x x =,212y y p =-.即12,,2p x x 成等比数列.证明:焦点坐标为F(2p,0).设直线AB 的方程为:2p x my =+2222202y px y pmy p p x my ⎫=⎪⇒--=⎬=+⎪⎭2222121212122()224y y y y y y p x x p p p ⇒=-⇒=⋅= 2222()44p p p -== 推广:结论2.若AB 是过定点(,0)(0)P t t ≠的抛物线2(0)y ax a =≠的弦,且11(,)A x y ,22(,)B x y ,则:212x x t =,12y y at =-.即12,,x t x 成等比数列.(注:点P 不一定在抛物线的内部,开口向上或向下的情形可与此类推)证明:设直线AB 的方程为:x my t =+22y ax y amy at x my t ⎫=⇒--=⎬=+⎭222221212121222()()y y y y at y y at x x t a a a a-⇒=-⇒=⋅=== 特别地,当t a =时,212y y a =-,212.x x a =故12120x x y y OA OB +=⇒⊥. 可用文字叙述为:结论3.(1)过抛物线内对称轴上到顶点的距离等于通径的定点的弦对着顶点处的角是直角.(2)若抛物线的弦对着顶点处的角是直角,则弦过定点,定点是抛物线内部对称轴上到顶点的距离等于通径的点.以上性质可叙述为:抛物线的定点弦,端点坐标积恒定.结论4.过抛物线的准线与轴的交点作两条切线,则两切线垂直.当开口向左或向右时,切点的横坐标等于焦点的横坐标. 当开口向上或向下时,切点的纵等于焦点的纵坐标.(注:对抛物线的方程是标准方程时适用)推广:结论5.过抛物线2y ax =外一点(,0)t ((0)at <作抛物线的两切切线,则切点横坐标为 -t.证明:设两条切线中的任一条的方程为:x my t =+,220y ax y amy at x my t ⎫=⇒--=⎬=+⎭(*) ∵直线与抛物线相切.∴△=2222()41()040(4)0am at a m at a am t --⨯-=⇒+=⇒+= ∵ a ≠ 0 ∴am 2+4t =024am t ⇒=-.由(*)知:切点的纵坐标为2am . 代入x my t =+,得切点横坐标为2422am tt t t -+=+=-. 结论6.过抛物线2(0)y ax a =≠上一点P 00(,)x y 的切线的方程是:00()2ay y x x =+. 设过点P 00(,)x y 的切线的方程为:00()x x m y y -=-,则00x my x my =+-把00x my x my =+-代入2y ax =并整理,得200()0y amy a x my ---=由直线与抛物线相切知:22200004()0()2(2)40a m a x my am am y ax ∆=+-=⇒-+=由于点00(,)P x y 在抛物线上,故200y ax =,于是2220002()2()(2)(2)0(2)0y am am y y am y m a-+=⇒-=⇒=切线方程为:220000000002()()222y a a a x x y y y y y x x y y x x y a -=-⇒-=-⇒=-+ 00000()222a a ay y x x ax y y x x =++⇒=+. 结论7.过抛物线2(0)y ax a =≠的处侧一点00(,)P x y 作两条切线,则过两切点的直线方程为:00()2ay y x x =+ 证明:设两个切点为111222(,),(,)T x y T x y . 过111(,)T x y 的切线1PT 的方程为:11()2ay y x x =+由于点00(,)P x y 在切线1PT 上,故1001()2a y y x x =+,即:0110()2ay y x x =+ ∴点111(,)T x y 在直线00()2ay y x x =+上.同理可证:点222(,)T x y 在直线00()2ay y x x =+ ∴过两切点的直线方程为:00()2ay y x x =+ 结论8.过抛物线的两切线交点和切点弦中点的直线平行于对称轴或与对称轴重合,弦在对称轴上的截距与两切线交点的一次坐标反号.下面就抛物线方程为2(0)y ax a =≠的情形加以证明.证明:过抛物线2(0)y ax a =≠的处侧一点00(,)P x y 作两条切线,则过两切点的直线方程为:0000()22a y y x x ax y y ax =+⇒=-,代入2y ax =并整理,得20020y y y ax -+= 设两个切点为111222(,),(,)T x y T x y .12120022y y y y y y ++=⇒=. ∴切点弦120TT y 的中点的纵坐标为,与点P 的纵坐标示相同,故切点12T T 的中点和点P 的直线平于对称轴x 轴或与x 轴重合.把当0y =代入00()2ay y x x =+解得:0x x =-.即切点弦在对称轴上的截距与点的一次字母坐标,即横坐标互为相反数.以抛物线2(0)y ax a =≠内部一点00(,)P x y 为中点的弦所在的直线的方程是:200022a a y y x y x -=-. 结论9.抛物线的顶点为O,焦点为 F,焦准距为p ,抛物线上任一点为P,设∠OFP=θ, 证明:|0||||cos(180)EF PF θ=+-||cos p PF θ=-(1cos )||PF p θ⇒+=||1cos pPF θ⇒=+由前面结论知:0||1cos(180)1cos p pJF θθ==+-- 故||||||1cos 1cos p p PJ PF JF θθ=+=++-=22221cos sin p pθθ==- 当090θ=时,2sin θ的最大值为1,22sin p θ有最小值22.1pp =焦点弦PJ 最短.这时的焦点弦称为通径.特别地,抛物线2(0)y ax a =≠的倾斜角为非直角θ的弦点弦长=22||||1tan 1a a kθ=++. 抛物线2(0)x ay a =≠的倾斜角为非直角θ的弦点弦长=2||(1tan )a θ+=2||(1)a k + 结论10.通径是最短的焦点弦.结论11 焦点弦和顶点围成的三角形的面积等于半通径的平方除以弦与轴的夹角的正弦的商的一半.结论12.抛物线22(0)y px p =>(p 是焦准距)的焦点的两端点为1122(,)(,)A x y B x y 和,则1||2p FA x =+,2||2pFB x =+, 12||AB p x x =++ 例:已知过抛物线29y x =的焦点的弦AB 长为12,则直线AB 倾斜角为 .解:12=29sin α(其中α为直线AB 的倾斜角),则sin 2α=±,所以直线AB 倾斜角为3π或23π. 结论13:三个相切:(1)以抛物线焦点弦为直径的圆与准线相切.(2)以焦点弦在准线上的射影为直径的圆和焦点弦相切. (3)以焦点弦为直径的圆和过顶点垂直于轴的直线相切.已知AB 是抛物线22(0)y px p =>的过焦点F 的弦,求证:(1)以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切.(2)分别过A 、B 做准线的垂线,垂足为M 、N ,求证:以MN 为直径的圆与直线AB 相切.证明:(1)设AB 的中点为Q,过A 、Q 、B 向准线l 作垂线, 垂足分别为M 、P 、N ,连结AP 、BP.由抛物线定义:AM AF =,,∴111()()222QP AM BN AF BF AB =+=+=, ∴以AB 为直径为圆与准线l 相切(2)作图如(1),取MN 中点P ,连结PF 、MF 、NF ,∵AM AF =,AM ∥OF ,∴∠AMF=∠AFM ,∠AMF=∠MFO ,∴∠AFM=∠MFO.同理,∠BFN=∠NFO , ∴∠MFN=12(∠AFM+∠MFO+∠BFN+∠NFO )=90°, ∴12MP NP FP MN === ∴∠PFM=∠FMP∴∠AFP=∠AFM+∠PFM=∠FMA+∠FMP=∠PMA=90°,∴FP ⊥AB ∴以MN 为直径为圆与焦点弦AB 相切. 第三个相切的证明省略.结论14.焦点弦在准线上的射影对焦点处的角是直角.结论15.一条焦点弦的两条焦半径的倒数为定值,定值等于焦准距倒数的2倍. 下面对特殊情形加以证明:已知直线AB 是过抛物线22(0)y px p =>焦点F ,求证:11AF BF+为定值.证明:设11(,)A x y ,22(,)B x y ,由抛物线的定义知:12p AF x =+,22pBF x =+,又AF +BF =AB ,所以1x +2x =AB -p ,且由结论一知:2124p x x =.则:212121211()()()2224AF BF AB AB p p p p AF BF AF BF x x x x x x ++===⋅+++++ =222()424AB p p p p AB p =+-+(常数) 练习:1. 过抛物线2(0)y ax a =>的焦点F 作一直线交抛物线于P Q ,两点,若线段PF 与FQ 的长分别是p q ,,则11p q+= 【解析:化为标准方程,得21(0)x y a a =>,从而12p a=.取特殊情况,过焦点F 的弦PQ 垂直于对BN BF =BAMNQP yxO FO A MNP yxF B称轴,则PQ 为通径,即12PQ p a ==,从而12p q a==,故114a p q +=】2.设抛物线22(0)y px p =>的焦点为F ,经过点F 的直线交抛物线于A B ,两点.点C 在抛物线的准线上,且BC x ∥轴.证明直线AC 经过原点O .【证明:抛物线焦点为02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,.设直线AB 的方程为2p x my =+,代入抛物线方程,得2220y pmy p --=.若设1122()()A x y B x y ,,,,则212y y p =-. BC x ∵∥轴,且点C 在准线12CO p k y =;又由2112y px =,得1112AO y p k x y ==, 故CO AO k k =,即直线AC 经过原点O .】 3.已知抛物线的焦点是(11)F ,,准线方程是20x y ++=,求抛物线的方程以及顶点坐标和对称轴方程.【解:设()P x y ,是抛物线上的任意一点,由抛物线的定义得=.整理,得222880x y xy x y +---=,此即为所求抛物线的方程.抛物线的对称轴应是过焦点(11)F ,且与准线20x y ++=垂直的直线,因此有对称轴方程y x =.设对称轴与准线的交点为M ,可求得(11)M --,,于是线段MF 的中点就是抛物线的顶点,坐标是(00),】 备选1.抛物线的顶点坐标是(10)A ,,准线l 的方程是220x y --=,试求该抛物线的焦点坐标和方程.解:依题意,抛物线的对称轴方程为220x y +-=.设对称轴和准线的交点是M ,可以求得6255M ⎛⎫- ⎪⎝⎭,.设焦点为F ,则FM 的中点是A ,故得焦点坐标为4255F ⎛⎫⎪⎝⎭,. 再设()P x y ,是抛物线上的任一点,根据抛物线的定义得化简整理得22444120x y xy x y ++--=,即为所求的方程. 例2已知A B ,为抛物线24x y =上两点,且OA OB ⊥,求线段AB 中点的轨迹方程.解析:设OA k t =,1OB OB OA k t ⊥⇒=-,据t 的几何意义,可得2244(44)A t t B t t ⎛⎫- ⎪⎝⎭,,,.设线段中点()P x y ,,则222214142214142.2x t t t t y t t t t ⎧⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎪⎨⎛⎫⎛⎫⎪=+=+ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎩,消去参数t 得P 点的轨迹方程为22(4)x y =-.抛物线焦点弦性质1.1224p x x ⋅=,122y y p ⋅=-;2. 123222()2sin p p AB x x p x α=++=+= 3. '90AC B ∠=o ,''90A FB ∠=o4. 以AB 为直径的圆与准线l 相切,以AF 和BF 为直径的圆都与y 轴相切;5.112AF BF p+=; 6. A 、O 、'B 三点共线;B 、O 、'A 三点共线;7. 22sin AOB P S α=V ,23()2AOB S PAB =V (定值);(8. 1cos P AF α=-,1cos P BF α=+,22||1cos p AB α==-9. 'BC 垂直平分'B F ,'AC 垂直平分'A F ;10.'C F AB ⊥;12.11'('')22CC AB AA BB ==+;13.AB 3=p k y ;14.1OA k 15.412111y y y =+;16.1212tan =22y y p p x x α=--;17A'B'4AF BF =⋅;18.1C'F A'B'2=.椭双抛遇到焦半径可转成点准距。
抛物线 标准方程、几何性质、经典大题归纳总结
一、 第一讲: 抛物线标准方程 二、 考点、热点回顾一、定义: 在平面内,及一个定点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抛物线.即:的轨迹是抛物线。
则点若M MNMF,1 三、 (定点F 叫做抛物线的焦点, 定直线l 叫做抛物线的准线。
)标准方程:设定点F 到定直线l 的距离为p(p 为已知数且大于0).取过焦点F 且垂直于准线l 的直线为x 轴, x 轴及l 交于K, 以线段KF 的垂直平分线为y 轴, 建立直角坐标系抛物线上的点M(x, y)到l的距离为d, 抛物线是集合p={M||MF|=d}.化简后得: y2=2px(p>0).由于焦点和准线在坐标系下的不同分布情况, 抛物线的标准方程有四种情形(列表如下):二、典型例题(2)例1.(1)已知抛物线的标准方程是y2=6x, 求它的焦点坐标和准线方程;已知抛物线的焦点坐标是F(0, -2), 求它的标准方程.方程是x2=-8y.例2.根据下列所给条件, 写出抛物线的标准方程:(1)焦点是F(3, 0);(3)焦点到准线的距离是2.答案是:(1)y2=12x;(2)y2=-x;(3)y2=4x, y2=-4x, x2=4y, x2=-4y.三、课堂练习1.抛物线y2=4x的焦点到准线的距离是________答案:2解析: 解析: 抛物线y2=4x的焦点F(1,0), 准线x=-1.∴焦点到准线的距离为2.2.分别求适合下列条件的抛物线的标准方程:(1)过点(-3,2);(2)焦点在直线x-2y-4=0上.答案:解析: 解: (1)设抛物线方程为y2=-2px或x2=2py(p>0), 则将点(-3,2)代入方程得2p=或2p=, 故抛物线方程为y2=-x或x2=y.(2)①令x=0, 由方程x-2y-4=0, 得y=-2.∴抛物线的焦点为F(0, -2).设抛物线方程为x2=-2py(p>0), 则由=2, 得2p=8. ∴所求抛物线方程为x2=-8y.②令y=0,由方程x-2y-4=0,得x=4.∴抛物线的焦点为F(4,0).设抛物线方程为y2=2px(p>0), 则由=4, 得2p=16.∴所求抛物线方程为y2=16x.综上, 所求抛物线方程为y2=16x或x2=-8y.3.已知抛物线的顶点在原点, 对称轴是x轴, 抛物线上的点M(-3, m)到焦点的距离等于5, 求抛物线的方程和m的值解法一: 由焦半径关系, 设抛物线方程为y2=-2px(p>0), 则准线方因为抛物线上的点M(-3, m)到焦点的距离|MF|及到准线的距离得p=4.因此, 所求抛物线方程为y2=-8x.又点M(-3, m)在此抛物线上, 故m2=-8(-3).解法二: 由题设列两个方程, 可求得p和m. 由学生演板. 由题意在抛物线上且|MF|=5, 故四、课后作业1.分别求适合下列条件的抛物线的标准方程:(1)过点(-3,2);(2)焦点在直线x-2y-4=0上.答案:解析: (1)设抛物线方程为y2=-2px或x2=2py(p>0), 则将点(-3,2)代入方程得2p=或2p=, 故抛物线方程为y2=-x或x2=y.(2)①令x=0, 由方程x-2y-4=0, 得y=-2.∴抛物线的焦点为F(0, -2).设抛物线方程为x2=-2py(p>0), 则由=2, 得2p=8. ∴所求抛物线方程为x2=-8y.②令y=0,由方程x-2y-4=0,得x=4.∴抛物线的焦点为F(4,0).设抛物线方程为y2=2px(p>0), 则由=4, 得2p=16.∴所求抛物线方程为y2=16x.综上, 所求抛物线方程为y2=16x或x2=-8y.2.若抛物线y2=-2px(p>0)上有一点M, 其横坐标为-9, 它到焦点的距离为10, 求抛物线方程和M点的坐标.解析: 解: 由抛物线的定义, 设焦点F(-, 0). 则准线为x=.设M到准线的距离为|MN|,则|MN|=|MF|=10, 即-(-9)=10, ∴p=2. 故抛物线方程为y2=-4x.将M(-9,y),代入抛物线方程得y=±6. 故M(-9,6)或M(-9,-6).3.已知抛物线C的焦点F在x轴的正半轴上, 点A(2, )在抛物线内. 若抛物线上一动点P到A.F两点距离之和的最小值为4, 求抛物线C的方程.解析: 解: 设抛物线方程为y2=2px(p>0), 其准线为x=-, 过P点作抛物线准线的垂线, 垂足为H(图略), 由定义知, |PH|=|PF|.∴|PA|+|PF|=|PA|+|PH|, 故当H、P、A三点共线时, |PA|+|PF|最小. ∴|PA|+|PF|的最小值为+2=4, p=4, 即抛物线C的方程为y2=8x.4.动圆M经过点A(3,0)且及直线l: x=-3相切, 求动圆圆心M的轨迹方程.解:设圆M及直线l相切于点N. ∵|MA|=|MN|, ∴圆心M到定点A(3,0)和定直线x=-3的距离相等.根据抛物线的定义, M在以A为焦点, l为准线的抛物线上.∵=3,∴p=6. ∴圆心M的轨迹方程为y2=12x.第二讲: 抛物线简单几何性质一、考点、热点回顾定义: 在平面内,及一个定点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抛物线.补充:1.通径: 通过焦点且垂直对称轴的直线, 及抛物线相交于两点, 连接这两点的线段叫做抛物线的通径。
初三数学抛物线的性质知识点归纳
初三数学抛物线的性质知识点归纳
1.抛物线是轴对称图形。
对称轴为直线x=-b/2a。
对称轴与抛物线唯一的交点为抛物线的顶点P。
特别地,当b=0时,抛物线的对称轴是y轴(即直线x=0)
2.抛物线有一个顶点P,坐标为:P(-b/2a,(4ac-b^2)/4a)当-
b/2a=0时,P在y轴上;当=b^2-4ac=0时,P在x轴上。
3.二次项系数a决定抛物线的开口方向和大小。
当a0时,抛物线向上开口;当a0时,抛物线向下开口。
|a|越大,那么抛物线的开口越小。
4.一次项系数b和二次项系数a共同决定对称轴的位置。
当a与b同号时(即ab0),对称轴在y轴左;
当a与b异号时(即ab0),对称轴在y轴右。
5.常数项c决定抛物线与y轴交点。
抛物线与y轴交于(0,c)
6.抛物线与x轴交点个数
=b^2-4ac0时,抛物线与x轴有2个交点。
=b^2-4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点。
=b^2-4ac0时,抛物线与x轴没有交点。
X的取值是虚数(x=-
bb^2-4ac的值的相反数,乘上虚数i,整个式子除以2a)。
抛物线及其性质知识点大全
抛物线及其性质1.抛物线定义:平面内到一定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹称为抛物线. 2.抛物线四种标准方程的几何性质:图形参数p 几何意义 参数p 表示焦点到准线的距离,p 越大,开口越阔.开口方向 右左上下 标 准方 程 22(0)y px p => 22(0)y px p =-> 22(0)x py p =>22(0)x py p =->焦 点位 置 X 正X 负Y 正Y 负焦 点坐 标 (,0)2p (,0)2p -(0,)2p(0,)2p -准 线方 程 2p x =-2p x =2p y =-2p y =范 围 0,x y R ≥∈0,x y R ≤∈0,y x R ≥∈0,y x R ≤∈对 称轴 X 轴X 轴Y 轴Y 轴顶 点坐 标 (0,0)离心率 1e =通 径 2p焦半径11(,)A x y 12p AF x =+12p AF x =-+12p AF y =+12p AF y =-+焦点弦长AB12()x x p ++ 12()x x p -++ 12()y y p ++ 12()y y p -++焦点弦长AB 的补充11(,)A x y22(,)B x y以AB 为直径的圆必与准线l 相切若AB 的倾斜角为α,22sin p AB α=若AB 的倾斜角为α,则22cos pAB α=2124p x x = 212y y p =-112AF BF AB AF BF AF BF AF BF p++===•• 3.抛物线)0(22>=p px y 的几何性质:(1)范围:因为p>0,由方程可知x ≥0,所以抛物线在y 轴的右侧, 当x 的值增大时,|y |也增大,说明抛物线向右上方和右下方无限延伸.(2)对称性:对称轴要看一次项,符号决定开口方向. (3)顶点(0,0),离心率:1=e ,焦点(,0)2p F ,准线2px -=,焦准距p . (4) 焦点弦:抛物线)0(22>=p px y 的焦点弦AB ,),(11y x A ,),(22y x B ,则p x x AB ++=21||. 弦长|AB|=x 1+x 2+p,当x 1=x 2时,通径最短为2p 。
抛物线几何性质(抛物线几何性质总结)
思考: “一条直线和抛物线 y2 2 px( p 0) 相交, 两个交点的纵坐标为 y1 、y2 ,且 y1 y2 p2 .则 这条直线过焦点.”成立吗?
例2. 求证: 以抛物线的焦点弦为直径的圆与
抛物线的准线相切.
证明:取AB的中点M, 过A、B、C点作准线的
垂线, 垂足为A1、B1、M1, 则
x+5=0的距离小1,求点M的轨迹方程.
分析:如图可知原条件等价于M点到F(4, 0)和到
x=-4距离相等,由抛物线的定义,
点M的轨迹是以F(4, 0)为焦点,x=-4为准
线的抛物线.
y
因为p/2=4, 所以p=8,
M(x , y)
所求方程是 y2=16x.
-5 -4
F(4,0) x
例2. M是抛物线y2 = 2px (p>0)上一点, 若点M的
2
∴直线 AB 的方程为 x
y cot
p
由
x
y cot
p 2
消去
x
并整理
2
y2 2 px
得 y2 2 py cot p2 0
∴ y1 y2 2 p cot , y1 y2 p2
( x1 , y1 )
( x2 , y2 )
与直线 的倾斜角 无关!
AB ( x1 x2 )2 ( y1 y2 )2 = (1 cot2 )( y1 y2很)2奇怪!
三角形,那么∠CFD的大小如何?
yA C
90°
OF
x
D
B
形成结论
过抛物线y2=2px的焦点F作直线交抛物线于A、 B两点,焦点弦AB具有如下性质.
1
AB
x1
x2
p
2p
抛物线的性质归纳证明
抛物线的性质归纳证明
抛物线是一条曲线,它可仨定位于二维坐标系中,曲线的形状通常是自“U”字形型
起伏或驼峰形,它满足一元二次方程。
$y=ax^2+bx+c(a≠0)$。
抛物线的特征有:有一
个轴对称中心C(x1,y1);抛物线的一条边界线,称为焦点F(x2,y2);它的方程中a、b、c都是常数;抛物线上任意一点(x,y)满足方程,以此可推出抛物线的性质。
(1)抛物线轴对称:抛物线的轴对称中心坐标为(x1,y1)。
根据抛物线的轴对称
的定义,存在一个特定的点(x1,y1)使得图形的曲线在该点处对称。
那么就可以得到,
任意一点(x, y)只要满足:
$x - x_1 = x_1 -x\ 且\ y-y_1=y_1-y, \\ 则\ (x, y) 就在抛物线上$
(2)抛物线焦点:抛物线的焦点坐标为(x2,y2),根据定义我们可以推出,任意
一点(x,y)满足:
(3)方程的系数常数:抛物线的方程为$y=ax^2+bx+c(a≠0)$,其中a、b、c都是
常数,抛物线的形状也就可以根据这3个系数来确定。
(4)定位判断:任意一点(x, y)只要满足:$y=ax^2+bx+c(a≠0)$ ,则该点就
在抛物线上。
(5)关于x的函数:因为抛物线的方程存在一个自变量x,所以抛物线是一条关于x
的函数,它描述了给定y时,x的变化情况。
例如,当方程为$y=x^2-2x$,当y=-1时,
抛物线上会有两个位置x=1和x=-1。
以上就是抛物线的性质归纳证明,可以看出,抛物线的个性性质,包括轴对称、焦点、系数常数、定位判断以及关于x的函数,使得它在平面几何中具有重要的地位。
抛物线经典性质总结30条
抛物线经典性质总结30条1.已知抛物线y=2px(p>0),AB是抛物线的焦点弦,点C 是AB的中点。
AA’垂直准线于A’,BB’垂直准线于B’,CC’垂直准线于C’,CC’交抛物线于点M,准线交x轴于点K。
证明:CC’是梯形AA’BB’的中位线,即|AB|=2|CC’|。
2.证明:|BF|=x^2/(2p)。
3.证明:CC’=AB=(AA’+BB’)/2.4.证明:以AB为直径的圆与准线L相切。
5.证明:∠A’FB’=90°。
6.证明:AA’FK,∴∠A’FK=∠FA’A;|AF|=|AA’|,∴∠AA’F=∠AFA’;同理可证∠B’FK=∠XXX,得证。
7.证明:C’F= A’B’=C’A’=C’B’。
8.证明:AC’平分∠A’AF,BC’平分∠B’BF,A’F平分∠AFK,B’F平分∠XXX。
9.证明:C’F垂直AB,即C’F⋅AB=0.10.证明:AF=(y+y1)/2p(1-cosα),BF=(y2-y)/(2p(1+cosα))。
11.证明:AF/BF=p/(1-cosα)。
12.证明:点A处的切线为y=y1+p(x+x1)。
1.证明y = 2px的两种方法:方法一:代入y = kx^2求解k,得到k = 2p,证毕。
方法二:对y = 2px两边求导得到2yy' = 2p,解出y' = p/x,证毕。
2.证明切线AC'和BC'交于焦点F:易证点A处的切线为y = px + py1,点B处的切线为y = px + py2,解得两切线的交点为C'(-p(y1-y2)。
(y1+y2)/2),证毕。
3.对于抛物线y^2 = 2px,过准线上任一点P(-2p。
t)作切线,证明过两切点Q1、Q2的弦必过焦点,且PQ1⊥PQ2:设切点为Q(x。
y),则有y' = p/x,代入y^2 = 2px得到x = y^2/(2p),进而得到Q1、Q2的坐标。
(完整版)抛物线的性质归纳及证明(最新整理)
抛物线的常见性质及证明概念焦半径:抛物线上一点与其焦点的连线段;焦点弦:两端点在抛物线上且经过抛物线的焦点线段称为焦点弦.性质及证明过抛物线y 2=2px (p >0)焦点F 的弦两端点为,,倾斜角为,中点为),(11y x A ),(22y x B αC(x 0,y 0), 分别过A 、B 、C 作抛物线准线的垂线,垂足为A’、B’、C’.1.求证:①焦半径;②焦半径;αcos 12||1-=+=p p x AF αcos 12||2+=+=pp x BF ③+=; ④弦长| AB |=x 1+x 2+p =;特别地,当x 1=x 2(1| AF |1| BF |2p α2sin 2p =90︒)时,弦长|AB|最短,称为通径,长为2p ;⑤△AOB 的面积S △OAB =.ααsin 22p 证明:根据抛物线的定义,| AF |=| AD |=x 1+,| BF |=| BC |=x 2+,p2p2| AB |=| AF |+| BF |=x 1+x 2+p如图2,过A 、B 引x 轴的垂线AA 1、BB 1,垂足为A 1、B 1,那么| RF |=| AD |-| FA 1 |=| AF |-| AF |cos θ,∴| AF |==| RF |1-cos θp1-cos θ同理,| BF |==| RF |1+cos θp1+cos θ∴| AB |=| AF |+| BF |=+=.p1-cos θp1+cos θ2psin 2θS △OAB =S △OAF +S △OBF =| OF || y 1 |+| OF || y 1 |=·121212p2·(| y 1 |+| y 1 |)∵y 1y 2=-p 2,则y 1、y 2异号,因此,| y 1 |+| y 1 |=| y 1-y 2 |∴S △OAB =| y 1-y 2 |====.p 4p4(y 1+y 2)2-4y 1y 2p44m 2p 2+4p 2p 221+m2p 22sin θ2.求证:①;②;③ +=.2124p x x =212y y p =-1| AF |1| BF |2p 当AB ⊥x 轴时,有成立;AF BF p ==,当AB 与x 轴不垂直时,设焦点弦AB 的方程为:.代入抛物线方程:2p y k x ⎛⎫=-⎪⎝⎭.化简得:2222p k x px ⎛⎫-= ⎪⎝⎭()()222222014p k x p k x k -++=∵方程(1)之二根为x 1,x 2,∴.1224k x x ⋅=111211111122p pAF BF AA BB x x +=+=+=++.()()121222121222424x x p x x p p p p p p x x p x x ++++===+++++3.求证:Rt ∠.=∠=∠'''FB A B AC 先证明:∠AMB =Rt ∠【证法一】延长AM 交BC 的延长线于E ,如图3,则△ADM ≌△ECM ,∴| AM |=| EM |,| EC |=| AD |∴| BE |=| BC |+| CE |=| BC |+| AD |=| BF |+| AF |=| AB |∴△ABE 为等腰三角形,又M 是AE 的中点,∴BM ⊥AE ,即∠AMB =Rt ∠【证法二】取AB 的中点N ,连结MN ,则| MN |=(| AD |+| BC |)=(| AF |+| BF |)=| AB |,∴| MN |=| AN |=| BN |121212∴△ABM 为直角三角形,AB 为斜边,故∠AMB =Rt ∠.【证法三】由已知得C (-,y 2)、D (-,y 1),由此得M (-,).p 2p 2p 2y 1+y 22∴k AM =====,同理k BM =y 1-y 1+y 22x 1+p2y 1-y 22·y 212p+pp (y 1-y 2)y 21+p 2p (y 1-\f(-p 2,y 1))y 21+p2py 1p y 2∴k AM ·k BM =·===-1p y 1p y 2p 2y 1y 2p 2-p 2∴BM ⊥AE ,即∠AMB =Rt ∠.【证法四】由已知得C (-,y 2)、D (-,y 1),由此得M (-p 2p2,).p 2y 1+y 22∴=(x 1+,),=(x 3+,)MA →p 2y 1-y 22MB → p 2y 2-y 12∴·=(x 1+)(x 2+)+MA → MB →p 2p 2(y 1-y 2)(y 2-y 1)4=x 1x 2+(x 1+x 2)+-p 2p 24(y 1-y 2)24=+(+)+-p 24p 2y 212p y 222p p 24y 21+y 22-2y 1y 24=+=+=0p 22y 1y 22p 22-p 22∴⊥,故∠AMB =Rt ∠.MA → MB →【证法五】由下面证得∠DFC =90 ,连结FM ,则FM =DM .又AD =AF ,故△ADM ≌△AFM ,如图4∴∠1=∠2,同理∠3=∠4∴∠2+∠3=×180︒=90︒12∴∠AMB =Rt ∠.接着证明:∠DFC =Rt ∠【证法一】如图5,由于| AD |=| AF |,AD ∥RF ,故可设∠AFD =∠ADF =∠DFR =α,同理,设∠BFC =∠BCF =∠CFR =β,而∠AFD +∠DFR +∠BFC +∠CFR =180︒∴2(α+β)=180︒,即α+β=90︒,故∠DFC =90︒【证法二】取CD 的中点M ,即M (-,)p 2y 1+y 22由前知k AM =,k CF ===p y 1-y 2+p 2+p 2-y 2p py1∴k AM =k CF ,AM ∥CF ,同理,BM ∥DF ∴∠DFC =∠AMB =90︒.【证法三】∵=(p ,-y 1),=(p ,-y 2),DF → CF →∴·=p 2+y 1y 2=0DF → CF →∴⊥,故∠DFC =90︒.DF → CF →【证法四】由于| RF |2=p 2=-y 1y 2=| DR |·| RC |,即| DR || RF |=,且∠DRF =∠FRC =90︒| RF || RC |∴ △DRF ∽△FRC∴∠DFR =∠RCF ,而∠RCF +∠RFC =90︒∴∠DFR +∠RFC =90︒∴∠DFC =90︒4. C ’A 、C ’B 是抛物线的切线图6【证法一】∵k AM =,AM 的直线方程为y -y 1=(x -)p y 1p y1y 212p 与抛物线方程y 2=2px联立消去x 得y -y 1=(-),整理得y 2-2y 1y +=0p y 1y 22p y 212py 2 1可见△=(2y 1)2-4=0,y21故直线AM 与抛物线y 2=2px 相切,同理BM 也是抛物线的切线,如图8.【证法二】由抛物线方程y 2=2px ,两边对x求导,=,(y 2)'x(2px )'x得2y ·=2p ,=,故抛物线y 2=2px 在点A (x 1,y 1)处的切线的斜率为k 切=| y 'x y ' x p y y 'x y =y 1=.py1又k AM =,∴k 切=k AM ,即AM 是抛物线在点A 处的切线,同理BM 也是抛物线的py1切线.【证法三】∵过点A (x 1,y 1)的切线方程为y 1y =p (x +x 1),把M (-,)代入p 2y 1+y 22左边=y 1·===px 1-,y 1+y 22y 21+y 1y 222px 1-p 22p 22右边=p (-+x 1)=-+px 1,左边=右边,可见,过点A 的切线经过点M ,p 2p 22即AM 是抛物线的切线,同理BM 也是抛物线的切线.5. C’A 、C’B 分别是∠A’AB 和∠B’BA 的平分线.【证法一】延长AM 交BC 的延长线于E ,如图9,则△ADM ≌△ECM ,有AD ∥BC ,AB =BE ,∴∠DAM =∠AEB =∠BAM ,E图8即AM 平分∠DAB ,同理BM 平分∠CBA .【证法二】由图9可知只须证明直线AB 的倾斜角α是直线AM 的倾斜角β的2倍即可,即α=2β. 且M (-,)p 2y 1+y 22∵tan α=k AB ===.y 2-y 1x 2-x 1y 2-y 1y 2 22p -y 212p 2py 1+y 2tan β=k AM =====.y 1-y 1+y 22x 1+p 2y 1-y 22·y 2 12p +pp (y 1-y 2)y 2 1+p 2p (y 1-\f(-p 2,y 1))y 2 1+p 2py 1∴tan 2β======tan α2tan β1-tan 2β2p y 11-(\f(p ,y 1))22py 1y 2 2-p 22py 1y 2 2+y 1y 22p y 1+y 2∴α=2β,即AM 平分∠DAB ,同理BM 平分∠CBA .6. AC’、A’F 、y 轴三线共点,BC’、B’F 、y 轴三线共点【证法一】如图10,设AM 与DF 相交于点G 1,由以上证明知| AD |=| AF |,AM 平分∠DAF ,故AG 1也是DF 边上的中线,∴G 1是DF 的中点.设AD 与y 轴交于点D 1,DF 与y 轴相交于点G 2,易知,| DD 1 |=| OF |,DD 1∥OF ,故△DD 1G 2≌△FOG 2∴| DG 2 |=| FG 2 |,则G 2也是DF 的中点.∴G 1与G 2重合(设为点G ),则AM 、DF 、y 轴三线共点,同理BM 、CF 、y 轴也三线共点.【证法二】AM 的直线方程为y -y 1=(x -),py 1y 212p图10令x =0得AM 与y 轴交于点G 1(0,),y 12又DF 的直线方程为y =-(x -),令x =0得DF 与y 轴交于点G 2(0,)y 1p p 2y 12∴AM 、DF 与y 轴的相交同一点G (0,),则AM 、DF 、y 轴三线共点,y 12同理BM 、CF 、y 轴也三线共点H .由以上证明还可以得四边形MHFG 是矩形.7. A 、O 、B’三点共线,B 、O 、A’三点共线.【证法一】如图11,k OA ===,y 1x 1y 1y 212p2py1k OC ==-=-=-=y 2-p22y 2p 2py 2p 22py 2-y 1y 22p y 1∴k OA =k OC ,则A 、O 、C 三点共线,同理D 、O 、B 三点也共线.【证法二】设AC 与x 轴交于点O ',∵AD ∥RF ∥BC∴==,=,| RO ' || AD || CO ' || CA || BF || AB || O 'F || AF || CB || AB |又| AD |=| AF |,| BC |=| BF |,∴=| RO ' || AF || O 'F || AF |∴| RO ' |=| O 'F |,则O '与O 重合,即C 、O 、A 三点共线,同理D 、O 、B 三点也共线.【证法三】设AC 与x 轴交于点O ',RF ∥BC ,=,| O 'F || CB || AF || AB |∴| O 'F |====【见⑵证】| CB |·| AF || AB || BF |·| AF || AF |+| BF |11| AF |+1| BF |p 2∴O '与O 重合,则即C 、O 、A 三点共线,同理D 、O 、B 三点也共线.【证法四】∵=(-,y 2),=(x 1,y 1),OC → p 2OA →∵-·y 1-x 1 y 2=-·y 1- y 2=--=-+=0p 2p2y 212p py 12y 1y 2y 12p py 12p 2y 12p图11∴∥,且都以O 为端点OC → OA →∴A 、O 、C 三点共线,同理B 、O 、D 三点共线.【推广】过定点P (m ,0)的直线与抛物线y 2=2px (p >0)相交于点A 、B ,过A 、B 两点分别作直线l :x =-m 的垂线,垂足分别为M 、N ,则A 、O 、N 三点共线,B 、O 、M 三点也共线,如下图:8. 若| AF |:| BF |=m :n ,点A 在第一象限,θ为直线AB 的倾斜角. 则cos θ=;m -nm +n【证明】如图14,过A 、B 分别作准线l 的垂线,垂足分别为D ,C ,过B 作BE ⊥AD于E ,设| AF |=mt ,| AF |=nt ,则| AD |=| AF |,| BC |=| BF |,| AE |=| AD |-| BC |=(m -n )t ∴在Rt △ABE 中,cos ∠BAE ===| AE || AB |(m -n )t (m +n )t m -nm +n∴cos θ=cos ∠BAE =.m -nm +n 【例6】设经过抛物线y 2=2px 的焦点F 的直线与抛物线相交于两点A 、B ,且| AF |:| BF |=3:1,则直线AB 的倾斜角的大小为.【说明】如图15,设E 是AF 的中点,则E 的坐标为(,),p2+x 12y 12则点E 到y 轴的距离为d ==| AF |p2+x 1212故以AF 为直径的圆与y 轴相切,同理以BF 为直径的圆与y 轴相切.【说明】如图15,设M 是AB 的中点,作MN ⊥准线l 于N ,则| MN |=(| AD |+| BC |)=(| AF |+| BF |)=| AB |121212则圆心M 到l 的距离| MN |=| AB |,12故以AB 为直径的圆与准线相切. 10. MN 交抛物线于点Q ,则Q 是MN 的中点.【证明】设A (,y 1),B (,y 1),则C (-,y 2),D (-,y 1),y 212p y 222p p 2p2M (-,),N (,),p 2y 1+y 22y 2 1+y 224p y 1+y 22设MN 的中点为Q ',则Q ' (,)-p 2+y 21+y 224p 2y 1+y 22∵ ===-p 2+y 21+y 224p 2-2p 2+y 2 1+y 2 28p 2y 1y 2+y 2 1+y 228p (y 1+y 22)22p图16∴点Q 在抛物线y2=2px上,即Q是MN的中点.。
抛物线知识点归纳总结
抛物线知识点归纳总结抛物线是高中数学中的一个重要概念,也是一种具有特殊性质的曲线。
在本文中,我们将对抛物线的定义、性质、方程及应用进行归纳总结。
一、定义抛物线是指平面上的一条曲线,它的几何定义是到定点距离与到定直线距离相等的点的轨迹。
具体来说,抛物线是以定点为焦点、定直线为准线的所有点的轨迹。
二、性质1. 对称性:抛物线关于准线对称。
2. 焦点和准线:焦点是抛物线上的凹点(开口向上的抛物线)或凸点(开口向下的抛物线),准线与抛物线相切于焦点。
3. 焦半径:抛物线上任意一点到焦点的距离称为焦半径,焦半径相等的点构成的线段称为焦径。
4. 直径:垂直于准线且通过焦点的线段称为直径。
5. 焦弦:与抛物线相交于两点且经过焦点的弦称为焦弦,焦弦的中点恰好是抛物线上的高点。
6. 切线:抛物线上任意一点处的切线与焦半径垂直。
7. 弦长公式:焦弦的弦长等于焦点到抛物线顶点的距离的两倍。
三、方程在平面直角坐标系中,一般式的抛物线方程形式为y=ax²+bx+c。
其中,参数a决定了抛物线的开口方向,当a大于0时,抛物线开口向上,当a小于0时,抛物线开口向下。
根据抛物线的特殊性质,我们可以得出以下常用的抛物线方程:1. 焦点在y轴上的抛物线方程:y²=4ax。
2. 焦点在x轴上的抛物线方程:x²=4ay。
3. 顶点在原点的抛物线方程:y²=4ax。
4. 顶点在坐标轴上的抛物线方程:x²=4ay。
四、应用抛物线在物理学、工程学、经济学等领域有广泛应用。
以下列举了几个常见的应用场景:1. 抛物线轨迹:在自然界中,很多物体的运动轨迹都可以用抛物线来描述,例如自由落体运动、抛射运动等。
2. 抛物天线:抛物面具有聚焦的特点,因此在通信工程中常用抛物天线来进行信号的发射和接收。
3. 抛物线反射:当光线或声波垂直照射到抛物面上时,会被反射到焦点上,因此抛物面常被用于反射镜和声学聚焦器的设计。
高中数学解析几何抛物线性质与定义(精)
抛物线抛物线也是圆锥曲线中的一种, 即圆锥面与平行于某条母线的平面相截而得的曲线。
抛物线是指平面内到一个定点和一条定直线 l 距离相等的点的轨迹。
1、抛物线的定义平面内到一个定点 F 和不过 F 的一条定直线 l 距离相等的点的轨迹 (或集合称之为抛物线。
F 称为 " 抛物线的焦点 ", l 称为 " 抛物线的准线 " 。
如图:设定点 F 到定直线 l 距离 FN 为 p , M为 x 轴,建立坐标系,设动点 M 的坐标为 (x,y 若 M 到直线 l 的距离与到定点 F 的距离相等, 则有:2222p x y p x +=+⎪⎭⎫⎝⎛-整理可得抛物线的标准形式为:px y 22= 对应的焦点坐标为( , 2p 对应的准线方程为 2p x -=对应的顶点坐标为(0, 0 离心率 e=1抛物线的形式一共有以下四种:2、抛物线的性质设抛物线的标准方程 y 2=2px (p >0 ,则(1 . 范围:则抛物线上的点 (x , y 的横坐标 x 的取值范围是x ≥0., 在轴右侧抛物线向右上方和右下方无限延伸。
(2 . 对称性:这个抛物线关于轴对称, 抛物线的对称轴叫做抛物线的轴 . 抛物线和它的轴的交点叫做抛物线的顶点 .(3 .顶点:抛物线和它的交点叫做抛物线的顶点,这个抛物线的顶点是坐标原点。
(4 .离心率;抛物线上的点与焦点的距离和它的准线的距离的比叫做抛物线的离心率, 其值为 1.(5 . 在抛物线 y 2=2px (p >0中,通过焦点而垂直于 x 轴的直线与抛物线两交点的坐标分别为 , 2(, , 2(p p p p -,连结这两点的线段叫做抛物线的通径,它的长为 2p .(6 . 平行于抛物线轴的直线与抛物线只有一个交点 . 但它不是双曲线的切线 . (7 焦点弦长公式:过焦点弦长 121222p p P Q x x x x p =+++=++抛物线和椭圆、双曲线的比较(1 . 抛物线的性质和椭圆、双曲线比较起来,差别较大 . 它的离心率等于 1;它只有一个焦点、一个顶点、一条对称轴、一条准线;它无中心,也没有渐近线 .(2 . 椭圆、双曲线都有中心,它们均可称为有心圆锥曲线 . 抛物线没有中心,称为无心圆锥曲线 .3. 习题讲解例 1(1 如图 5, 已知定直线 l 及定点 F , 定直线上有一动点 N , 过 N 垂直于 l 的直线与线段 N F 的垂直平分线相交于点 M ,则点 M 的轨迹是什么形状的曲线? (2 点 M 与 (4,0 F 的距离比它到直线 :50l x +=的距离小 1, 点 M 的轨迹是什么形状的曲线? (3 已知圆 22:(3 1C x y -+=, 动圆 M 与圆 C 外切且与 y 轴相切 (图 6 , M 的轨迹是什么形状的曲线?例 2. 过抛物线焦点 F 的直线与抛物线交于 A 、 B 两点,若 A 、 B 在抛物线准线上的射影分别为 A 1、 B 1,则∠ A1FB 1=__________。
抛物线30条经典性质及其证明
抛物线的30条经典性质及证明已知抛物线22(0)y px p =>,AB 是抛物线的焦点弦,点C 是AB 的中点.AA’垂直准线于A’,BB’垂直准线于B’,CC’垂直准线于C’,CC’交抛物线于点M ,准线交x 轴于点K.求证:1.12||,||,22p pAF x BF x =+=+2.11()22CC AB AA BB '''==+;3.以AB 为直径的圆与准线L 相切;证明:CC’是梯形AA’BB’的中位线,||||||||||2||2AB AF BF AA BB CC r'''=+=+==4.90AC B '∠=;(由1可证)5.90A FB ''∠= ;,,||||,,1,2AA FK A FK FA A AF AA AA F AFA A FK AFK '''∴∠=∠'''=∴∠=∠'∴∠=∠ 证明:同理:1,2B FK BFK '∠=∠得证.6.1C F A B 2'''=.证明:由90A FB ''∠=得证.7.AC '垂直平分A F ';BC '垂直平分B F ';证明:由1C F A B 2'''=可知,1||||||,2C F A B C A '''''==||||,.AF AA '=∴ 又得证同理可证另一个.8.AC '平分A AF '∠,BC '平分B BF '∠,A’F 平分AFK ∠,B’F 平分BFK ∠.证明:由AC '垂直平分A F '可证.9.C F 'AB ⊥;证明:122121(,)(,)2y y C F AB p x x y y +'⋅=-⋅-- 22222212211221()02222y y y y y y p x x --=-+=-+=10.1cos P AF α=-;1cos PBF α=+;证明:作AH 垂直x 轴于点H,则||||||||||cos ,||1cos pAF AA KF FH p AF AF αα'==+=+∴=-.同理可证另一个.11.112AF BF P+=;证明:由1cos P AF α=-;1cos PBF α=+;得证.12.点A 处的切线为11()y y p x x =+;证明:(方法一)设点A 处切线方程为11()y y k x x -=-,与22y px =联立,得21122()0,ky py p y kx -+-=由2110220,x k y k p ∆=⇒-+=解这个关于k 的一元二次方程(它的差别式也恰为0)得:111,2y pk x y ==得证.证法二:(求导)22y px =两边对x 求导得1122,,|x x p pyy p y y y y ='''==∴=得证.13.AC’是切线,切点为A;BC’是切线,切点为B;证明:易求得点A 处的切线为11()y y p x x =+,点B 处的切线为22()y y p x x =+,解得两切线的交点为12(,22y y p C +'-,得证.14.过抛物线准线上任一点P 作抛物线的切线,则过两切点Q 1、Q 2的弦必过焦点;并且12.PQ PQ ⊥证明:设点(,)()2pP t t R -∈为准线上任一点,过点P 作抛物线的切线,切点为2(,)2y Q y p ,22y px =两边对x 求导得22222,,,20,22PQ p p y tyy p y K y ty p y y y pp -''==∴==∴--=+显然22440,t p ∆=+>切点有两个,设为2221211221212(,),(,),2,,22y y Q y Q y y y t y y p p p+==-则1212122222221212222222FQ FQ y y py py k k y y y p y p pp p p ∴-=-=----1222121211221222220,py py p py y y y y y y y y y =-=-=++++所以Q 1Q 2过焦点.22222222121212*********(,)(,)()2222444y y y y y y p p p PQ PQ y t y t y y t y y tp p p +⋅=+-⋅+-=++-++ 22222222222121212()2420,242424y y y y y y p p p t p t t t ++-+=-+-=-+-=-+-=12.PQ PQ ∴⊥15.A 、O 、B '三点共线;B 、O 、A '三点共线;证明:A 、O 、B '三点共线2211212112.222OA OB y p pk k x y y y y y y p p '⇐=⇐=-⇐=-⇐=-同理可证:B 、O 、A '三点共线.16.122y y p ⋅=-;1224p x x ⋅=证明:设AB 的方程为(2py k x =-,与22y px =联立,得2220,ky py kp --=212122,,py y y y p k∴+==-224212122.2244y y p p x x p p p ∴=⋅==17.1222sin p AB x x p α=++=证明:1212,22p pAB AF FB x x x x p =+=+++=++||2AB p =222sin pα==得证.18.22sin AOBp S α∆=;证明:122AOB OFA OFB p S S S ∆∆∆=+=⋅⋅22sin p α==.19.322AOBS pAB∆⎛⎫= ⎪⎝⎭(定值);证明:由22sinpABα=、22sinAOBpSα∆=得证.20.22sinABCp Sα'∆=证明:11||||222 ABCS AB PF'∆=⋅=⋅22221(1)sinppkα==+=21.2AB p≥;证明:由22sinpABα=得证.22.122ABpky y=+;证明:由点差法得证.23.121222tanP Py yx xα==--;证明:作AA2垂直x轴于点A2,在2AA F∆中,2121tan,2AA yFA pxα==-同理可证另一个.24.2A B4AF BF''=⋅;证明:2212124||4()()22p pA B AF BF y y x x''=⋅⇔-=++2222121212121212242224y y y y x x px px p y y x x p⇔+-=+++⇔-=+,由122y y p⋅=-,1224px x⋅=得证.25.设CC’交抛物线于点M,则点M是CC’的中点;证明:12121212 (,),(),CC, 22224x x y y y y x x ppC C++++-''-∴中点横坐标为把122y yy+=代入22y px=,得2221212121222222,2,.444y y y y px px p x x ppx px x+++-+-=∴==所以点M的横坐标为12.4x x px+-=点M是CC’的中点.当弦AB 不过焦点时,设AB 交x 轴于点(,0)(0)D m m >,设分别以A 、B 为切点的切线相交于点P ,求证:26.点P 在直线x m =-上证明:设:,AB x ty m =+与22y px =联立,得21212220,2,2y pty pm y y pt y y pm --=∴+==-,又由221112121222:()(),,222:()PA y y p x x y y y y y y y y PB y y p x x =+⎧+-=-∴=⎨=+⎩,相减得代入11()y y p x x =+得,22112112,2,,22y y y y px y y px x m +=+∴=∴=-得证.27.设PC 交抛物线于点M ,则点M 是PC 的中点;证明:121212122(,),(,),,2224x x y y y y x x mC P m PC ++++--∴中点横坐标为把122y y y +=代入22y px =,得221212121212222422,2,2,.444y y y y px px pm x x mpx y y pm px x +++-+-==-∴== 所以点M 的横坐标为122.4x x mx +-=点M 是PC 的中点.28.设点A 、B 在准线上的射影分别是A 1,B 1,则PA 垂直平分A 1F ,PB 垂直平分B 1F ,从而PA 平分1A AF ∠,PB 平分1B BF∠证明:1111110()1,,()22PA A F y y p p k k PA A F y p p y p-⋅=⋅=⋅-=-∴⊥--又1||||AF AA =,所以PA 垂直平分A 1F.同理可证另一个.证法二:1112221112,,0,22AF AP AA y py pk k k y y y p p p ====--111tan tan 11AP AA AF APAF AP AP AA k k k k FAP PAA k k k k --∴∠-∠=-+⋅+⋅12222231111111222221111111122111202()022()101py p p p py y p y y p y y py p p p p ppy p y y y y p y p p y y p y y y p -----+=-==--=-+++⋅+⋅-11tan tan ,.FAP PAA FAP PAA ∴∠=∠∴∠=∠同理可证另一个29.PFA PFB∠=∠证明:11111,,,PAA PAF PFA PA A PFB PB B PA A PB B ∆≅∆⇒∠=∠∠=∠∴∠=∠同理:只需证易证:111111||||||,,PA PF PB PA B PB A ==∴∠=∠11,PA A PB B ∴∠=∠30.2||||||FA FB PF ⋅= 证明:22222212121212122||||()()(),2224444y y y y p p p p p AF BF x x x x x x p+⋅=++=+++=++1212(,),22y y y y P p + 22222222121212122||,222444y y y y y y y y p p PF p p ++⎛⎫⎛⎫∴=-+= ⎪ ⎝⎭⎝⎭得证.例1:(2007江苏高考第19题)如图,过C(0,c)(c>0)作直线与抛物线y=x 2相交于A、B 两点,一条垂直于x 轴的直线,分别与线段AB 和直线y+c=0交于P、Q。
完整版抛物线的性质归纳及证明
抛物线的常见性质及证明概念焦半径:抛物线上一点与其焦点的连线段;焦点弦:两端点在抛物线上且经过抛物线的焦点线段称为焦点弦性质及证明y 2= 2px (p >0)焦点F 的弦两端点为 A(x 1, y 1), B(x 2, y 2),倾斜角为 ,中点为时,弦长|AB|最短,称为通径,长为 鸟卩:⑤^ AOB 的面积S ^OAB =2sin证明:根据抛物线的定义,I AF |= I AD |= x i + p , I BF |= I BC |= X 2+号,| AB |= | AF 1+ | BF |= X 1 + X 2+P如图2,过A 、B 引X 轴的垂线AA i 、BB I ,垂足为A i 、B i ,那么 I RF |= | AD I —I FA 1 |= | AF |- | AF |cos ,•j AF = 1—o^=1—cos同理,I BF |=I RF I=―p—1 + cos 1 + cos•j AB =I AF I+ I BF=血 + 1 + cos = sin 2S5 = SS AF + &OBF = 2| OF II y i |+1OF || y i | =舟-p - (I y i1+1 y i I)■ yi y 2=—P 2,贝y y i 、y 2异号,因此,I y i |+ | y i |= | y i — y 2 |C(x o ,y 0), 1.求证: 分别过A 、B 、C 作抛物线准线的垂线,垂足为 A'、B'、C . ①焦半径I AF I X i 当 一p —:②焦半径|BF I X 2占 2 1 cos2 ③备 +帀十厂p ;④弦长I AB| = X i + X 2+ p =—;特别地,| AF | | BF 丨 psin 2_p_1 cos当 x i =X 2( =90 )过抛物线2p二SgAB = p| y i —y2 | =艸(y i + y2)2—4y i y2 =哲4m2p2+4p2=^p/ i+m2=2Sn32.求证:①XX2 P:②yy4当AB丄x轴时,有AF BF P,成立;当AB与x轴不垂直时,设焦点弦AB的方程为: •代入抛物线方程:k2X22 2PX.化简得: k2x2k22•••方程(1 )之二根为k2AF BFX1 X2 p 2P PX1 4 2 1X2X1 , X2, •-X1X2X1 X2BB1X13.求证:AC'BX2X2 X1X2P1 X2X1 X2 p2A'FB' Rt / .则先证明:/ AMB = Rt /•••△ ABE 为等腰三角形,又 M 是AE 的中点,••• BM 丄 AE ,即/ AMB = Rt / 【证法二】取 AB 的中点N ,连结MN ,则 | MN |= 2(| AD 汁 I BC |)= 2(1 AF |+ | BF |)=弓 AB |,A | MN |= | AN |= | BN |=齐瞪+i +臭沁4P!+ 迤=P!+» = 0•••MA 丄1M B ,故/ AMB = Rt / .【证法五】由下面证得/ DFC = 90,连结FM ,贝U FM = DM .又 AD = AF ,故△ ADMAFM ,如图 4•••/ 1 = / 2,同理/ 3 =/ 4•••△ ABM 为直角三角形,AB 为斜边,AMB = Rt / .【证法三】由已知得 C(— 2, y 2)、D( — 2, y i ).由此得M (—2,宁). --k AM =y i + y 2y i - 2 y i — y 2 p(y 1 — y 2) -P 2p(yi —=) y 1 X 1 + Py 2+p 22- S + p2 2卫=卫一=4 =— 1y 2+p 2 y ,,同理k BM =y • I_p --kAM - kBM = • P2,p p 2 (y 1 — y 2)2=X 1X 2 + 2(X 1 + X 2)+ 4 — —•••/ 2+/ 3 = 2X 180 = 90 •••/ AMB = Rt / .接着证明:/ DFC = Rt /【证法一】如图5,由于I AD |= | AF |, AD // RF,同理,设/ BFC =/ BCF = / CFR =, 而/ AFD + / DFR + /BFC +/ CFR = 180故可设/ AFD =/ ADF =/ DFR =••• 2( + ) = 180,即 + = 90,故/ DFC = 90 【证法二】取CD的中点M,即M(—2,豊产)由前知k AM=弗k cF =^—」—Ry i••• k AM = k CF, AM // CF,同理, BM // D F•••/ DFC =/ AMB = 90 .【证法三】••• "DF = (p, —y1), "C F=(P, -y2),• - DF • CF = p2+ y i y2 = 0•••"D F丄"C F,故/ DFC = 90 .【证法四】由于I RF 2= p2=—y i y2= I DR I - I RC |,即IR-j,且/ DRF = / FRC = 90••• △ DRF F RC•••/DFR = / RCF,而/ RCF+/ RFC = 90•••/ DFR + / RFC= 90•••/ DFC = 904. C ' A、C' B是抛物线的切线【证法一】••• k AM=y1,AM的直线方程为y- y1=y^与抛物线方程y2= 2px联立消去x得2 2y—y i=y i(2p―2p),整理得y2—2y i y+ y2= 0可见△= (2y i)2—4y2= 0,故直线AM与抛物线y2= 2px相切,同理BM也是抛物线的切线,如图8.【证法二】由抛物线方程y2= 2px,两边对x求导, 得2y • y x= 2p, y = p,故抛物线y2= 2px在点=yi = Py i(y2)x= (2p x)x,A(x i, y i)处的切线的斜率为k切=y x| y切线.又k AM =牛,• k切=K AM,即AM是抛物线在点A处的切线,同理BM也是抛物线的【证法三】•••过点A(x i, y i)的切线方程为y i y =p(x + x i),把M(—号,左边=y i •呼=y^=沁』=px i —^2,2右边=p(—p + x i)=—p + px i,左边=右边,可见,过点A的切线经过点M,即AM是抛物线的切线,同理BM也是抛物线的切线.5. C'A、C'B分别是/ A 'AB和/ B 'BA的平分线.【证法一】延长AM交BC的延长线于E,如图9,则^ ADM ECM,有AD // BC, AB= BE,•••/ DAM = / AEB = / BAM ,即AM平分/ DAB,同理BM平分/ CBA.【证法二】由图9可知只须证明直线AB的倾斜角是直线AM的倾斜角的2倍即可,即=2.且M( - p,宁)「tan =k AB=x 2—i= y ¥y 2.2p —环,即AM 平分/ DAB ,同理 BM 平分/ CBA.【证法一】如图10,设AM 与DF 相交于点G i ,由以上证明知I AD |= I AF I , AM 平分/ DAF ,故AG i 也是 • G i 是DF 的中点.设AD 与y 轴交于点D i , DF 与y 轴相交于点 易知,I DD i I = I OF I , DD i // OF ,故^ DD I G 2BA FOG 2 •••I DG 2 |= | FG 2 I ,则 G 2也是 DF 的中点.•- G i 与G 2重合(设为点 G ),贝U AM 、DF 、线共点,y i + y 2y i —tan = k AM =x i + P—P 2=p(yiF=p y 2+p 2 =y i + P 2 = y i••• tan 2=2ta n_ 1 —tan 22 y i— y 2p(y i — y 2) = 2 = 2・ 2■+ p2py i 2py i 2py i 2pi—(P )2 y 2— p y 2+ yi y 2 屮 + y 2 (y i ) =tan6. AC ' A '、 y 轴三线共点,BC ' B '、y 轴三线共点同理BM 、CF 、y 轴也三线共点.G 2(0 ,DF 边上的中线,••• 0与0重合,则即 C 、0、A 三点共线,同理 D 、0、B 三点也共线.【证法四】••• 0C = (-p2^y 2), 0A =(x i , y i ),p p y 2py i y i y 2y i—2 - y i — x i y 2= — 2 - y i — y 2 =—牙一 2p 叫血=02 2p••• OC // OA ,且都以0为端点••• A 、0、C 三点共线,同理 B 、0、D 三点共线.【推广】过定点 P(m , 0)的直线与抛物线 y 2= 2px ( p > 0) 相交于点A 、B ,过A 、B 两 点分别作直线I : x =- m 的垂线,垂足分别为 M 、N ,贝U A 、0、N 三点共线, B 、0、M三点也共线,如下图:7. A 、0、B '三点共线,B 、0、A '三点共线.=I C0 |= I BF I I 0F |= I CB I • I AD I = I CA I = I ABI , I AF | = | AB |,又I AD |= I AF I ,I BC |= I BF |,A 罟古辭共线.【证法三】设 AC 与x 轴交于点0,RF // BC ,I0^= ^TZ-*,1 CB 1 1 AB 1=I AF |+ I BF 1= 丄= 2【见⑵证】 I AF I I BF I【证法一】如图11, k 0A =2p =2py ik 0C ==—p 22y 22py 22py 2 = 2p —y 1y 2 y 1--k oA = k oc , A 、0、C 三点共线,同理D 、 0、 B 三点也共线.【证法二】设 AC 与 x 轴交于点 0 ,••• AD // RF // BC••• I R0 I = I OF I ,贝U 0与0重合,即C 、0、A 三点共线,同理 D 、0、 B 三点也...* 0 F *= I CB • I AF I I BF I • I AF |I AB I于 E ,设 I AF |= mt , | AF |= nt ,则| AD |= I AF I , I BC |= I BF |, | AE |= | AD |- | BC | = (m —n)t•••在 Rt △ ABE 中, cos / BAE =仏口 =血皿 吩 n/• cos = cos / BAE=m —nm + n【例6】设经过抛物线 y 2= 2px 的焦点F 的直线与抛物线相交于两点A 、B ,且I AF I : I BF |= 3: 1,则直线AB 的倾斜角的大小为8.若I AF I : I BF |= m : n , 点A 在第一象限,为直线AB 的倾斜角.则cosm + n【证明】如图14,过A 、B 分别作准线I 的垂线,垂足分别为 D ,C , 过B 作BE 丄ADI AB I (m + n)t m +n【答案】60或120 .9.以AF为直径的圆与y轴相切, 以BF为直径的圆与y轴相切;以AB为直径的圆与准线相切;A' B'为直径的圆与焦点弦A'y -—C' / / 1■bK B' 'O4-/X.IIA'.C'.【说明】如图15,设E是AF的中点,AB相切.11同理以BF 为直径的圆与y 轴相切.【说明】如图15,设M 是AB 的中点,作 MN 丄准线I 于N ,则1 1 11 MN |= 1(| AD 汁丨 BC |)= 1(| AF |+ | BF |)=刁 AB |2 【证法二】AM 的直线方程为y — y i =十(x —稽),令x = 0得AM 与y 轴交于点G i (0, y i ),又DF 的直线方程为y =— W (x — p),令x = 0得DF 与y 轴交于点p 2 ••• AM 、DF 与y 轴的相交同一点 G (0,罗),贝U AM 、DF 、8p y 1+ y 22 2pp 十X1 则E 的坐标为(勺一则点E 到y 轴的距离为故以AF 为直径的圆与 y 轴相切,1则圆心M 到I 的距离I MN | = 2| AB故以AB 为直径的圆与准线相切.10. MN 交抛物线于点 Q ,则Q 是MN 的中点.2 2【证明】设 A (21 , y 1), B (22, y 1),则 C (-2,y i ),M(-2,导 N<y 24p y 2 设MN 的中点为 Q ,则 Q ( y 1 + y 2)2 ), -2 . y 1 + y 2—2 十 4p 2 2y轴三线共点,同理BM、CF、y轴也三线共点H .由以上证明还可以得四边形MHFG_ - 2p2+ y2+ y2 2y1y2+ y i + y28p•••点Q在抛物线y2= 2px上,即Q是MN的中点.12。
抛物线及其性质知识点大全
抛物线及其性质1.抛物线定义:平面内到一定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹称为抛物线. 2.抛物线四种标准方程的几何性质:图形参数p 几何意义 参数p 表示焦点到准线的距离,p 越大,开口越阔。
开口方向 右左上下 标 准方 程 22(0)y px p => 22(0)y px p =-> 22(0)x py p =>22(0)x py p =->焦 点位 置 X 正X 负Y 正Y 负焦 点坐 标 (,0)2p (,0)2p -(0,)2p(0,)2p -准 线方 程 2p x =-2p x =2p y =-2p y =范 围 0,x y R ≥∈0,x y R ≤∈0,y x R ≥∈0,y x R ≤∈对 称轴 X 轴X 轴Y 轴Y 轴顶 点坐 标 (0,0)离心率 1e =通 径 2p焦半径11(,)A x y 12p AF x =+12p AF x =-+12p AF y =+12p AF y =-+焦点弦长AB12()x x p ++ 12()x x p -++ 12()y y p ++ 12()y y p -++焦点弦长AB 的补充11(,)A x y22(,)B x y以AB 为直径的圆必与准线l 相切若AB 的倾斜角为α,22sin p AB α=若AB 的倾斜角为α,则22cos pAB α=2124p x x = 212y y p =-112AF BF AB AF BF AF BF AF BF p++===•• 3.抛物线)0(22>=p px y 的几何性质:(1)范围:因为p 〉0,由方程可知x ≥0,所以抛物线在y 轴的右侧, 当x 的值增大时,|y |也增大,说明抛物线向右上方和右下方无限延伸.(2)对称性:对称轴要看一次项,符号决定开口方向. (3)顶点(0,0),离心率:1=e ,焦点(,0)2p F ,准线2px -=,焦准距p . (4) 焦点弦:抛物线)0(22>=p px y 的焦点弦AB ,),(11y x A ,),(22y x B ,则p x x AB ++=21||. 弦长|AB |=x 1+x 2+p ,当x 1=x 2时,通径最短为2p 。
抛物线知识点与性质大全
抛物线与方程【知识讲解】 1、定义平面,到定点的距离与到定直线距离相等的点的轨迹(定点不在定直线上).其中定点称为抛物线的焦点,定直线称为抛物线的准线.【注】若定点在直线上,则轨迹为过该点垂直于直线的一条直线.2、抛物线的方程与其简单性质3、通径过抛物线的焦点F 作直线⊥l x 轴,交抛物线22y px =于,A B 两点,弦长2=AB p ,此时的弦长称为通径,此为所有的焦点弦中最短的弦.4、焦点弦的性质(1)过抛物线()220y px p =>的焦点F 的直线交抛物线于()()1122,,,A x y B x y 两点,则①12p AF x =+,22p BF x =+;②12x x ⋅=定值24p ,12y y ⋅=定值2p -;③11||||FA FB +=定值2p ;④()1221122p x y x y y y +=-+. (2)过抛物线()220y px p =>的焦点F 作倾斜角为θ(斜率为k )的直线交抛物线于,A B (A 在B 上方)两点,则 ①1cos p A F θ=-上;②1cos p B F θ=+下;③2222s 1i 1n p k AB p θ⎛⎫+ =⎪⎝⎭=. (3)过抛物线()220y px p =>的焦点F 作直线1l 交抛物线于,A B 两点,分别过,A B 作准线l 的垂线,垂足分别为,P Q ,设AB 中点为M ,过M 作准线的垂线,垂足为N ,则①AN BN ⊥;②PF QF ⊥;③NF AB ⊥;④PF AN ⊥;⑤QF BN ⊥;⑥以AB 为直径的圆与准线相切,切点即为N ; ⑦以()AF BF 为直径的圆与y 轴相切;⑧24PQ AF BF =;24PQF APF BQF S S S ∆∆∆=⋅;⑨232sin ABQPp S θ=四边形. (4)过抛物线()220y px p =>的焦点F 作直线1l 交抛物线于,A B 两点,分别过,A B 作准线l 的垂线,垂足分别为,P Q ,准线l 与x 轴交于H 点,O①AHF BHF ∠=∠; ②,,A O Q 三点共线; ③,,B O P 三点共线;(5)过抛物线()220y px p =>的焦点F 作直线1l 交抛物 线于,A B 两点,线段AB 的垂直平分线交x 轴于E 点,则12EF AB =. (6)过抛物线()220y px p =>的焦点F 作直线1l 交抛物线于,A B 两点,G 为准线上的一动点,且直线GA 、GF 、GB 的斜率均存在,则直线GA 、GF 、GB 的斜率成等差数列,即2GA GB GF k k k +=.5、过点()(),00M m m >的直线交抛物线()220y px p =>于()()1122,,,A x y B x y 两点,则 ①12x x ⋅=定值2m ;②12y y ⋅=定值2pm -; ③2OA OB m p ⊥⇔=;④m p =时,2211||||MA MB +=定值21p . 6、设点是抛物线()220y px p =>的焦点,12,,,n P P P 是抛物线上的n 个不同的点,若120n FP FP FP +++=,则12n FP FP FP np +++=.【典型例题】例1、已知动点M 的坐标满足方程3412x y +-,则动点M 的轨迹是() A .椭圆B. 双曲线C. 抛物线D. 圆【变式】已知动点M 的坐标满足方程3412x y +-,则动点M 的轨迹是()A .椭圆B. 双曲线C. 抛物线D. 直线例2、点P 与点()20F ,的距离比它到直线40x +=的距离小2,则P 的轨迹方程为_______.【变式】动圆M 与定直线2y =相切且与定圆C :22(3)1x y ++=相外切,则动圆圆心M 的轨迹方程为_______.【变式2】到y 轴的距离比到点()2,0F 的距离小2的动点P 的轨迹方程为_______.例3、抛物线24y x =的焦点坐标为_______.【变式】1【2014】若抛物线22y px =的焦点与椭圆22195x y +=的右焦点重合,则该抛物线的准线方程为_______.【变式2】抛物线C 恒过定点()0,2A ,C 的准线为轴,则C 的顶点M 的轨迹方程为_______.例4、在抛物线24y x =上一点P ,使它到定点()2,2M 和焦点F 的距离之和最小,并求出距离之和的最小值.【变式1】设P 是抛物线28y x =上的一个动点,则点P 到直线4360x y -+=与点P 到y 轴的距离之和的最小值为________.【变式2】设P 是抛物线24y x =上的一个动点.(1)求点P 到点()1,1A -的距离与点P 到直线1x =-的距离之和的最小值; (2)求点P 到直线220x y ++=的距离d 与点P 到抛物线焦点F 距离之和的最小值.【变式3】已知FAB ∆,点F 的坐标为(1,0),点A 、B 分别在图中抛物线24y x =与圆22(1)4x y -+=的实线部分上运动,且AB 总是平行于x 轴,那么FAB ∆的周长的取值围为.例5、已知抛物线26y x =上存在三点,,A B C ,且ABC ∆的重心为抛物线的焦点为F ,则=FA FB FC ++_______.【变式】已知抛物线26y x =的焦点为F ,若该抛物线上存在四点123P P P 、、、4P ,满足1234=0FP FP FP FP +++,则1234=FP FP FP FP +++_______.例6、直线l 过()1,2A ,且与抛物线212y x =交于,M N 两点,且MA AN =,则直线l 的方程为_________;MN =_______.例7、抛物线24y x =的焦点为F ,若过F 点的直线与抛物线相交于,M N 两点,若4FM FN =-,则直线MN 的斜率为_______.【变式】【2014新课标】已知抛物线2:8C y x =的焦点为F ,准线为l ,P 是l 上一点,Q 是直线PF 与C 的一个交点,若4FP FQ =, 则QF =_______.例8、过抛物线x y 82=的焦点作弦AB ,点()11,A x y 、()22,B x y ,且1021=+x x ,则=AB _____.【变式1】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()02,M y ,若点M 到该抛物线焦点的距离为3,则OM =_____.【变式2】过抛物线x y 82=的焦点作弦AB ,点()11,A x y 、()22,B x y ,且10AB =,则ABO ∆重心的横坐标为_____.【变式3】过抛物线x y 82=的焦点作弦AB ,点()11,A x y 、()22,B x y ,且128y y +=,则=AB _____.例9、抛物线()220y px p =>的动弦AB 长为()2a a p ≥,求弦中点M 到y 轴的最短距离.【变式】抛物线()220y px p =>的动弦AB 长为()02a a p <<,求弦中点M 到y 轴的最短距离.例10、若抛物线2:1C y ax =-上存在关于直线20x y -=对称两点A 和B ,数a 的取值围.例11、【2014】已知F 是抛物线2y x =的焦点,点A ,B 在该抛物线上且位于x 轴的两侧,2OA OB ⋅=(其中O 为坐标原点),则ABO ∆与AFO ∆面积之和的最小值是____.例12、已知抛物线()220y px p =>,过定点(),0p 作两条互相垂直的直线12l l 、,1l 与抛物线交于,P Q 两点,2l 与抛物线交于,M N 两点,设1l 的斜率为k ,若已知弦PQ 的中垂线在y 轴上的截距为32p pk k+,则弦MN 的中垂线在y 轴上的截距为__________. 例13、设M 为抛物线2:4(0)C x py p =>准线上的任意一点,过点M 作曲线C 的两条切线,设切点为,A B .直线AB 是否过定点?如果是,求出该定点,如果不是,请说明理由.例14、过抛物线()220y px p =>的焦点F 作相互垂直的两条直线12,l l ,抛物线与1l 交于点12,,P P 与2l 交于点12,Q Q .证明:无论如何取直线12,l l ,都有121211PP Q Q +为一常数.例15、抛物线()2:20C y px p =>的焦点恰是椭圆22143x y +=的一个焦点,过点,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭的直线与抛物线C 交于点,A B . (1)求抛物线C 的方程;(2)O 是坐标原点,求AOB ∆的面积的最小值; (3)O 是坐标原点,证明:OA OB ⋅为定值.【变式1】已知定点(2,0)F ,直线:2l x =-,点P 为坐标平面上的动点,过点P 作直线l 的垂线,垂足为点Q ,且FQ PF PQ ⊥+().设动点P 的轨迹为曲线C .(1)求曲线C 的方程;(2)过点F 的直线1l 与曲线C 有两个不同的交点A 、B ,求证:111||||2AF BF +=; (3)记OA 与OB 的夹角为θ(O 为坐标原点,A 、B 为(2)中的两点),求cos θ的取值围.【变式2】已知抛物线()2:20C y px p =>,直线l 交此抛物线于不同的两个点()11,A x y 、()22,B x y ,且OA OB ⊥.(1)证明21y y ⋅和12x x ⋅均为定值;(2)证明直线l 恒过定点P ; (3)求AB 的中点M 的轨迹方程;(4)过原点作AB 的垂线,垂足为N ,求N 的轨迹方程.(5)对于C 上除原点外的任意一定点()00,Q x y ,若仍有PA PB ⊥,请问是否还有直线l 恒过定点,若是,请求出定点'P ;若否,请说明理由.【变式3】设抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ,经过点F 的动直线交抛物线C 于点11(,)A x y ,22(,)B x y 且124y y =-.(1)求抛物线C 的方程;(2)若()2OE OA OB =+(O 为坐标原点),且点E 在抛物线C 上,求直线倾斜角.(3)若点M 是抛物线C 的准线上的一点,直线,,MF MA MB 的斜率分别为012,,k k k .求证: 当0k 为定值时,12k k +也为定值.例16、在平面直角坐标系xOy 中,点M 到点()1,0F 的距离比它到y 轴的距离多1,记点M 的轨迹为C .(1)求轨迹为C 的方程(2)设斜率为k 的直线过定点()2,1P -,求直线与轨迹C 恰好有一个公共点,两个公共点,三个公共点时k 的相应取值围.例17、已知抛物线()2:20C y px p =>,直线交此抛物线于不同的两个点()11,A x y 、()22,B x y .(1)当直线过点(),0M p 时,证明21y y ⋅为定值;(2)如果直线过点(),0M p ,过点M 再作一条与直线垂直的直线l '交抛物线C 于两个不同点D 、E .设线段AB 的中点为P ,线段DE 的中点为Q ,记线段PQ 的中点为N .问是否存在一条直线和一个定点,使得点N 到它们的距离相等?若存在,求出这条直线和这个定点;若不存在,请说明理由.例18、动圆C 过定点F ,02p ⎛⎫⎪⎝⎭,且与直线2p x =-相切,其中0p >.设圆心C 的轨迹Γ的程为()0,=y x F (1)求()0,=y x F ;(2)曲线Γ上的一定点()00,y x P (0y ≠0) ,方向向量()p y d -=,0的直线(不过P 点)与曲线Γ交与A 、B 两点,设直线PA 与PB 的斜率分别为PA k ,PB k ,计算PB PA k k +;(3)曲线Γ上的两个定点()000,y x P 、⎪⎭⎫ ⎝⎛''000,y x Q ,分别过点00,Q P 作倾斜角互补的两条直线N Q M P 00,分别与曲线Γ交于N M ,两点,求证直线MN 的斜率为定值.例19、已知抛物线()2:20C y px p =>和:M 228120x y x +-+=,过抛物线C 上一点()()000,0P x y y ≥作两条直线与M 相切与,A B 两点,圆心M 到抛物线准线的距离为92. (1)求抛物线C 的方程;(2)当P 点坐标为()2,2时,求直线AB 的方程;(3)设切线PA 与PB 的斜率分别为12,k k ,且1212k k ⋅=,求点()00,P x y 的坐标.例20、过抛物线()220y px p =>的对称轴上一点()(),00A a a >的直线与抛物线交于,M N 两点,自,M N 向直线:l x a =-作垂线,垂足分别为1M 、1N . (1)当2pa =时,求证:11AM AN ⊥; (2)记1AMM ∆、11AM N ∆、1ANN ∆的面积分别为123,,S S S ,是否存在实数λ,使得对任意的,都有2213S S S λ=成立,若存在,求出λ的值;若不存在,说明理由.M。
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抛物线的常见性质及证明概念焦半径:抛物线上一点与其焦点的连线段;焦点弦:两端点在抛物线上且经过抛物线的焦点线段称为焦点弦.性质及证明过抛物线y 2=2px (p >0)焦点F 的弦两端点为),(11y x A ,),(22y x B ,倾斜角为α,中点为C(x 0,y 0), 分别过A 、B 、C 作抛物线准线的垂线,垂足为A ’、B ’、C ’. 1.求证:①焦半径αcos 12||1-=+=p p x AF ;②焦半径αcos 12||2+=+=pp x BF ; ③1| AF |+1| BF |=2p; ④弦长| AB |=x 1+x 2+p =α2sin 2p;特别地,当x 1=x 2(α=90)时,弦长|AB|最短,称为通径,长为2p ;⑤△AOB 的面积S △OAB =αsin 22p .证明:根据抛物线的定义,| AF |=| AD |=x 1+p 2,| BF |=| BC |=x 2+p2,| AB |=| AF |+| BF |=x 1+x 2+p 如图2,过A 、B 引x 轴的垂线AA 1、BB 1,垂足为A 1、B 1,那么| RF |=| AD |-| FA 1 |=| AF |-| AF|cos ,∴| AF |=| RF |1-cos =p1-cos同理,| BF |=| RF |1+cos =p1+cos∴| AB |=| AF |+| BF |=p 1-cos +p 1+cos =2psin2 .CDB (x 2,y 2)R A (x 1,y 1)xyOA 1B 1 F 图2S △OAB =S △OAF +S △OBF =12| OF || y 1 |+12| OF || y 1 |=12·p2·(| y 1 |+| y 1 |)∵y 1y 2=-p 2,则y 1、y 2异号,因此,| y 1 |+| y 1 |=| y 1-y 2 | ∴S △OAB =p 4| y 1-y 2 |=p4(y 1+y 2)2-4y 1y 2=p44m 2p 2+4p 2=p 221+m 2=p 22sin.2.求证:①2124p x x =;②212y y p =-;③ 1| AF |+1| BF |=2p .当AB ⊥x 轴时,有 AF BF p ==,成立; 当AB 与x 轴不垂直时,设焦点弦AB 的方程为:2p y k x ⎛⎫=-⎪⎝⎭.代入抛物线方程: 2222p k x px ⎛⎫-= ⎪⎝⎭.化简得:()()222222014p k x p k x k -++=∵方程(1)之二根为x 1,x 2,∴1224k x x ⋅=.()122111212121111112224x x p p pAF BF AA BB x x x x x x +++=+=+=+++++ ()()121222121222424x x p x x p p p p pp x x p x x ++++===+++++.3.求证:=∠=∠'''FB A B AC Rt ∠.先证明:∠AMB =Rt ∠CDB (x 2,y 2) RA (x 1,y 1)xyO F ENMxy C'CB'A'BO FK A【证法一】延长AM 交BC 的延长线于E ,如图3,则△ADM ≌△ECM ,∴| AM |=| EM |,| EC |=| AD | ∴| BE |=| BC |+| CE |=| BC |+| AD | =| BF |+| AF |=| AB |∴△ABE 为等腰三角形,又M 是AE 的中点, ∴BM ⊥AE ,即∠AMB =Rt ∠ 【证法二】取AB 的中点N ,连结MN ,则| MN |=12(| AD |+| BC |)=12(| AF |+| BF |)=12| AB |,∴| MN |=| AN |=| BN |∴△ABM 为直角三角形,AB 为斜边,故∠AMB =Rt ∠. 【证法三】由已知得C (-p 2,y 2)、D (-p 2,y 1),由此得M (-p 2,y 1+y 22).∴k AM =y 1-y 1+y 22x 1+p2=y 1-y 22·y 212p+p =p (y 1-y 2)y 21+p 2=p (y 1--p 2y 1)y 21+p 2=p y 1,同理k BM =py 2 ∴k AM ·k BM =p y 1·p y 2=p 2y 1y 2=p 2-p 2=-1∴BM ⊥AE ,即∠AMB =Rt ∠.【证法四】由已知得C (-p 2,y 2)、D (-p2,y 1),由此得M (-p 2,y 1+y 22).∴MA →=(x 1+p 2,y 1-y 22),MB →=(x 3+p 2,y 2-y 12)∴MA →·MB →=(x 1+p 2)(x 2+p 2)+(y 1-y 2)(y 2-y 1)4=x 1x 2+p 2(x 1+x 2)+p 24-(y 1-y 2)24=p 24+p 2(y 212p +y 222p )+p 24-y 21+y 22-2y 1y 24 =p 22+y 1y 22=p 22+-p 22=0 ∴MA →⊥MB →,故∠AMB =Rt ∠.【证法五】由下面证得∠DFC =90,连结FM ,则FM =DM .又AD =AF ,故△ADM ≌△AFM ,如图4 ∴∠1=∠2,同理∠3=∠4 ∴∠2+∠3=12×180=90∴∠AMB =Rt ∠. 接着证明:∠DFC =Rt ∠【证法一】如图5,由于| AD |=| AF |,AD ∥RF ,故可设∠AFD =∠ADF =∠DFR =,同理,设∠BFC =∠BCF =∠CFR =, 而∠AFD +∠DFR +∠BFC +∠CFR =180 ∴2(+)=180,即+=90,故∠DFC =90【证法二】取CD 的中点M ,即M (-p 2,y 1+y 22)由前知k AM =p y 1,k CF =-y 2+p 2+p 2=-y 2p =py 1∴k AM =k CF ,AM ∥CF ,同理,BM ∥DF ∴∠DFC =∠AMB =90.图5CDB (x 2,y 2)RA (x 1,y 1)x y OF ( p2,0)CDB (x 2,y 2)R A (x 1,y 1)xy O FM图6G HD 1【证法三】∵DF →=(p ,-y 1),CF →=(p ,-y 2),∴DF →·CF →=p 2+y 1y 2=0 ∴DF →⊥CF →,故∠DFC =90.【证法四】由于| RF |2=p 2=-y 1y 2=| DR |·| RC |,即| DR || RF |=| RF || RC |,且∠DRF =∠FRC =90∴ △DRF ∽△FRC∴∠DFR =∠RCF ,而∠RCF +∠RFC =90 ∴∠DFR +∠RFC =90 ∴∠DFC =904. C ’A 、C ’B 是抛物线的切线【证法一】∵k AM =p y 1,AM 的直线方程为y -y 1=py 1(x -y 212p)与抛物线方程y 2=2px 联立消去x 得y -y 1=p y 1(y 22p -y 212p),整理得y 2-2y 1y +y 21=0可见△=(2y 1)2-4y 21=0, 故直线AM 与抛物线y 2=2px 相切, 同理BM 也是抛物线的切线,如图8.【证法二】由抛物线方程y 2=2px ,两边对x 求导,(y 2)x=(2px )x ,得2y ·y x =2p ,y x =p y,故抛物线y 2=2px 在点A (x 1,y 1)处的切线的斜率为k 切=y x | y =y 1=p y 1.N 1 NMxyOF图7M 1l CDB (x 2,y 2)R A (x 1,y 1)xy OFM 图8D 1又k AM =py 1,∴k 切=k AM ,即AM 是抛物线在点A 处的切线,同理BM 也是抛物线的切线.【证法三】∵过点A (x 1,y 1)的切线方程为y 1y =p (x +x 1),把M (-p 2,y 1+y 22)代入左边=y 1·y 1+y 22=y 21+y 1y 22=2px 1-p 22=px 1-p 22,右边=p (-p 2+x 1)=-p 22+px 1,左边=右边,可见,过点A 的切线经过点M ,即AM 是抛物线的切线,同理BM 也是抛物线的切线.5. C ’A 、C ’B 分别是∠A ’AB 和∠B ’BA 的平分线.【证法一】延长AM 交BC 的延长线于E ,如图9,则△ADM ≌△ECM ,有AD ∥BC ,AB =BE , ∴∠DAM =∠AEB =∠BAM ,即AM 平分∠DAB ,同理BM 平分∠CBA .【证法二】由图9可知只须证明直线AB 的倾斜角是直线AM 的倾斜角的2倍即可,即=2. 且M (-p 2,y 1+y 22)∵tan =k AB =y 2-y 1x 2-x 1=y 2-y 1 y 222p -y 212p=2py 1+y 2. tan =k AM =y 1-y 1+y 22x 1+p 2=y 1-y 22·y 212p+p =p (y 1-y 2)y 21+p 2=p (y 1--p 2y 1)y 21+p 2=py 1. ∴tan 2=2tan1-tan2=2py 11-(p y 1)2=2py 1y 22-p 2=2py 1y 22+y 1y 2=2py 1+y 2=tan C DB (x 2,y 2) RA (x 1,y 1)xyO F E NM图9∴=2,即AM 平分∠DAB ,同理BM 平分∠CBA .6. AC ’、A ’F 、y 轴三线共点,BC ’、B ’F 、y 轴三线共点 【证法一】如图10,设AM 与DF 相交于点G 1,由以上证明知| AD |=| AF |,AM 平分∠DAF ,故AG 1也是DF 边上的中线, ∴G 1是DF 的中点.设AD 与y 轴交于点D 1,DF 与y 轴相交于点G 2, 易知,| DD 1 |=| OF |,DD 1∥OF , 故△DD 1G 2≌△FOG 2∴| DG 2 |=| FG 2 |,则G 2也是DF 的中点.∴G 1与G 2重合(设为点G ),则AM 、DF 、y 轴三线共点,同理BM 、CF 、y 轴也三线共点.【证法二】AM 的直线方程为y -y 1=py 1(x -y 212p ),令x =0得AM 与y 轴交于点G 1(0,y 12),又DF 的直线方程为y =-y 1p (x -p 2),令x =0得DF 与y 轴交于点G 2(0,y 12)∴AM 、DF 与y 轴的相交同一点G (0,y 12),则AM 、DF 、y 轴三线共点,同理BM 、CF 、y 轴也三线共点H .由以上证明还可以得四边形MHFG 是矩形. 7. A 、O 、B ’三点共线,B 、O 、A ’三点共线. 【证法一】如图11,k OA =y 1x 1=y 1 y 212p=2py 1, CDB (x 2,y 2)R A (x 1,y 1)xy O F CDB (x 2,y 2) R A (x 1,y 1)xy O FM 图10G HD 1k OC =y 2 -p 2=-2y 2p =-2py 2p 2=-2py 2-y 1y 2=2py 1∴k OA =k OC ,则A 、O 、C 三点共线, 同理D 、O 、B 三点也共线.【证法二】设AC 与x 轴交于点O ,∵AD ∥RF ∥BC∴| RO || AD |=| CO || CA |=| BF || AB |,| O F || AF |=| CB || AB |,又| AD |=| AF |,| BC |=| BF |,∴| RO || AF |=| O F || AF |∴| RO |=| O F |,则O 与O 重合,即C 、O 、A 三点共线,同理D 、O 、B 三点也共线.【证法三】设AC 与x 轴交于点O ,RF ∥BC ,| O F || CB |=| AF || AB |,∴| OF |=| CB |·| AF || AB |=| BF |·| AF || AF |+| BF |=1 1| AF |+1| BF |=p2【见⑵证】∴O 与O 重合,则即C 、O 、A 三点共线,同理D 、O 、B 三点也共线.【证法四】∵OC →=(-p 2,y 2),OA →=(x 1,y 1),∵-p2·y 1-x 1 y 2=-p2·y 1-y 212p y 2=-py 12-y 1y 2y 12p =-py 12+p 2y 12p=0∴OC →∥OA →,且都以O 为端点∴A 、O 、C 三点共线,同理B 、O 、D 三点共线.【推广】过定点P (m ,0)的直线与抛物线y 2=2px (p >0)相交于点A 、B ,过A 、B 两点分别作直线l :x =-m 的垂线,垂足分别为M 、N ,则A 、O 、N 三点共线,B 、O 、M 三点也共线,如下图:OyNMBAPx Oy NM BAPx8. 若| AF |:| BF |=m :n ,点A 在第一象限,为直线AB 的倾斜角. 则cos =m -nm +n; 【证明】如图14,过A 、B 分别作准线l 的垂线,垂足分别为D ,C ,过B 作BE ⊥AD 于E ,设| AF |=mt ,| AF |=nt ,则| AD |=| AF |,| BC |=| BF |,| AE |=| AD |-| BC |=(m -n )t∴在Rt △ABE 中,cos ∠BAE =| AE || AB |= (m -n )t (m +n )t =m -nm +n∴cos =cos ∠BAE =m -nm +n. 【例6】设经过抛物线y 2=2px 的焦点F 的直线与抛物线相交于两点A 、B ,且| AF |:| BF |=3:1,则直线AB 的倾斜角的大小为 . 【答案】60或120.C DBR Axy OEF 图14lxy M'A'MOFAxy C'CB'A'BO F K Axy C'CB'A'BO FK A【说明】如图15,设E 是AF 的中点,则E 的坐标为( p2+x 1 2,y 12),则点E 到y 轴的距离为d = p2+x 12=12| AF |故以AF 为直径的圆与y 轴相切, 同理以BF 为直径的圆与y 轴相切.【说明】如图15,设M 是AB 的中点,作MN ⊥准线l 于N ,则| MN |=12(| AD |+| BC |)=12(| AF |+| BF |)=12| AB |则圆心M 到l 的距离| MN |=12| AB |,故以AB 为直径的圆与准线相切. 10. MN 交抛物线于点Q ,则Q 是MN 的中点.【证明】设A (y 212p ,y 1),B (y 222p ,y 1),则C (-p 2,y 2),D (-p2,y 1),M (-p 2,y 1+y 22),N (y 21+y 224p ,y 1+y 22),设MN 的中点为Q ,则Q (-p 2+y 21+y 224p 2,y 1+y 22)∵ -p 2+y 21+y 224p 2= -2p 2+y 21+y 22 8p = 2y 1y 2+y 21+y 22 8p = ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 1+y 222 2p∴点Q 在抛物线y 2=2px 上,即Q 是MN 的中点.图16。