抛物线简单几何性质
抛物线的简单几何性质
抛物线的简单几何性质1.抛物线定义:平面内与一个定点F 和一条定直线l 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41,即242p = 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px 2±、左端为2y ;图形关于Y 轴对称时,X 为二次项,Y 为一次项,方程右端为py 2±,左端为2x (2)开口方向在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;开口在X 轴(或Y 轴)负向时,焦点在X 轴(或Y 轴)负半轴时,方程右端取负号 二:抛物线的几何性质 1.范围因为p >0,由方程()022>=p px y 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.对称性以-y 代y ,方程()022>=p px y 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()022>=p px y 中,当y=0时,x=0,因此抛物线()022>=p px y 的顶点就是坐标原点.4.离心率抛物线上的点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=1.1.直线与抛物线的位置关系: (1)位置关系的判定: 联立直线:l y k xm =+和抛物线22(0)y p x p =>消y 整理得:2222()0k x k m p x m +-+= 当0a ≠时0∆>⇔直线与抛物线相交,有两个不同公共交点 0∆=⇔直线与抛物线相切,只有一个公共交点 0∆<⇔直线与抛物线相离,没有公共交点 当0a =时,则直线是抛物线的对称轴或是和对称轴平行的直线,此时直线与抛物线相交,只有一个公共交点,但不能成为相切(2)若直线与抛物线相交于1122(,),(,)A x y B x y ,则弦长AB =AB =,特别注意解题是结合韦达定理来处理问题1. BM 1⊥AM 1(以抛物线的焦点弦为直径的圆,切于准线)2. B 1F ⊥A 1F(以A1B1为直径的圆,切于焦点弦)3.令过F直线斜率为k,F(p/2,0)A(X1,Y1) B(X2,Y2) 令∠BFX=θ则直线AB:y=k(x-p/2) ①y2=2px ②联立①②:k2x2-(pk2+2p)+k2p2/4=0由上式:⑴x1x2=p2/4 y1y2=-p2⑵1/AF+1/BF=2/P⑶AB=AF+BF=2P/(sinθ)2⑷S△AOB=p2/(2sinθ)。
抛物线的简单几何性质ppt课件
所以开口向左,焦点坐标为
1 2
,
0
,准线为
x
1 2
,对称轴为
x
轴,
即 D 正确,ABC 错误.
2.若抛物线 y2 4x 过焦点的弦被焦点分成长为 m 和 n 两部分,则 m 与 n 的关系式
为( C )
A. m n 4
B. mn 4
C. 1 1 1 mn
D. 1 1 2 mn
解析:令过焦点的弦为 x ky 1,与抛物线交点分别为 A、B,
下面介绍另一种方法——数形结合的方法
在图中,设 A x1, y1 , B x2, y2 .由抛物线的定义可知, AF 等于点 A 到准线的
距离 AA' .由 p
2, p 2
1 ,得 AA'
x1
BF
BB '
x2
p 2
x2 1 ,于是得 AB
p 2
x1
AF
1 .于是 AF x1 1 ,同理, BF =x1+x2 +p x1+x2 +2 .
4.已知抛物线 y2 8x 上一点 P 到准线的距离为 d1 ,到直线l : 4x 3y 12 0 的距离
D 为 d2 ,则 d1 d2 的最小值为( )
A.1
B.2
C.3
D.4
解析:由抛物线 y2 8x 知,焦点 F 2,0 ,准线方程为l : x 2 ,根据题意作图如下;
点 P 到直线 l : 4x 3y 12 0 的距离为 PA ,到准线l1 : x 2 的距离为 PB , 由抛物线的定义知: PB PF , 所以点 P 到直线 l : 4x 3y 12 0 和准线l1 : x 2 的距离之和为 PF PA ,
抛物线的简单几何性质
F
x 2 py ( p 0)
2
y
O F
l
x l
y0 y0
x
2、抛物线的焦半径公式:
| PF | d
点P ( x0 , y0 )在对应抛物线上 , p y 2 px ( p 0) :| PF | x0 ; 2
2
3、若A( x1 , y1 )、B( x2 , y2 )是y 2 px( p 0)的
y A
E
O D
M
F
B
x
对这个结论的再发现: 2 过抛物线 y 2 px( p 0) 的焦点的一条直 线和抛物线相交 , 两个交点的纵坐标为 y1 、y2 , 则 y1 y2 p .
2
|y1|· |y2|=p2
几何解释,就是
M
2
MK NK KF
K
N
3、若点A、B在此抛物线的准线上的射影分别为 A1、B1 , 则A1 FB1
y A
E
O D
M F
B x
课堂小结
1.抛物线有许多几何性质,探究抛物 线的几何性质,可作为一个研究性学 习课题,其中焦点弦性质中的有些结 论会对解题有一定的帮助. 2.焦点弦性质y1y2=-p2是对焦点在x 轴上的抛物线而言的,对焦点在y轴 上的抛物线,类似地有x1x2=-p2.
小结: 抛物线的焦点 弦有及其丰富的内涵, 有如下的一些结论: 2p (1) AB x1 x2 p sin 2 (为直线AB的倾斜角 ). 2 p 2 (2) y1 y2 p ; x1 x2 . 4
2
p y 2 px ( p 0) :| PF | x0 ; 2 p 2 x 2 py( p 0) :| PF | y0 ; 2 p 2 x 2 py( p 0) :| PF | y0 . 2
抛物线的简单几何性质
抛物线的简单几何性质抛物线是数学中一个经典的曲线,由于其独特的形状和广泛的应用,它被广泛研究和使用。
本文将介绍抛物线的一些简单的几何性质。
1. 抛物线的定义抛物线是指平面上的一类曲线,其定义为平面上离定点(焦点)距离与定直线(准线)距离相等的点的集合。
这个定义可以用数学表达式来描述,即:y = ax^2 + bx + c其中 a、b 和 c 是常数,a 不等于 0。
这个方程描述了平面上所有满足以上条件的点的集合,即抛物线。
2. 抛物线的对称性抛物线具有轴对称性,即它关于某一直线对称。
这条直线称为抛物线的对称轴。
对称轴与抛物线的顶点有关,顶点是抛物线的最高点或最低点。
对于抛物线的标准方程y = ax^2 + bx + c,对称轴的公式为x = -b/(2a)。
3. 抛物线的顶点抛物线的顶点是曲线的最高点或最低点,位于抛物线的对称轴上。
对于标准方程y = ax^2 + bx + c,顶点的 x 坐标可以通过-b/(2a)计算得出。
将其代入方程中得到对应的 y坐标。
4. 抛物线的焦点和准线在抛物线的定义中提到了焦点和准线。
焦点是一个点,位于抛物线的对称轴上,与抛物线上的所有点到准线的距离相等。
准线是一个直线,与抛物线不相交,且与焦点的距离相等。
焦点的计算可以使用以下公式:F(x, y) = (x, y),其中 x = -b/(2a),y = (1 - (b^2 - 4ac))/(4a)准线的方程为y = (1 - (b^2 - 4ac))/(4a)。
5. 抛物线的焦距和方向焦距是指焦点到准线的距离,也可以视为焦点到对称轴的垂直距离。
焦距的计算公式为f = 1/(4a)。
由此可见,焦点到对称轴的距离与 a 的值有关。
当 a 的值越小,焦距越大,抛物线会变得扁平;当 a 的值越大,焦距越小,抛物线会变得尖锐。
根据 a 的正负,抛物线的方向也会有所不同。
当 a 大于 0 时,抛物线开口朝上;当 a 小于 0 时,抛物线开口朝下。
抛物线的简单几何性质
x
直线与抛物线的关系
例3.已知抛物线y2=4x,过定点A(-2, 1)的
直线l的斜率为k,下列情况下分别求k的
取值范围:
1. l与抛物线有且仅有一个公共点;
2. l与抛物线恰有两个公共点;
3. l与抛物线没有公共点.
例 1 已知抛物线的方程为 y 4 x ,直线 l 过定点 P ( 2 , 1 ) ,斜率为 k , k 为何值时,直线 l 与抛物线 2 y 4 x :⑴只有一个公共点;⑵有两个公共点;⑶ 没有公共点?
l
y
(4) 离心率:
O
F
x
e =1
方程 图
y2 = 2px
(p>0)
y
l O F x
y2 = -2px
x2 = 2py
x2 = -2py
(p>0)
y
x
l l F x
(p>0)
y
F
O l
(p>0)
y
x
O F
形 范围
对称 性
O
x≥0 y∈R
x≤0 y∈R
x∈R y≥0
x∈R y≤0
关于x轴对称 (0,0) e=1
2
分析:直线与抛物 线有一个公共点 的情况有两种情 形:一种是直线 平行于抛物线的 对称轴; 另一种是直线与 抛物线相切.
归纳方法:
1.联立方程组,并化为关于x或y的一元方程;
2.考察二次项的系数是否为0,
①若为0,则直线与抛物线的对称轴平行, 直线与抛物线有且仅有一个交点; ②若不为0,则进入下一步. 3.考察判别式 ⊿<0 直线与抛物线相离. ⊿=0 直线与抛物线相切; ⊿>0 直线与抛物线相交;
第2课时抛物线的简单几何性质
第2课时 抛物线的简单几何性质一、抛物线的性质1.抛物线2y =2px(p>0)的简单几何性质(1)对称性:以-y 代y ,方程2y =2px(p>0)不变,因此这条抛物线是以x 轴为对称轴的轴对称图形.抛物线的对称轴叫做抛物线的轴,抛物线只有一条对称轴. (2)顶点:抛物线和它的轴的交点叫做抛物线的顶点.(3)离心率:抛物线上的点到焦点的距离和它到准线的距离的比,叫做抛物线的离心率, (4)通径:过焦点垂直于轴的弦称为抛物线的通径,其长为2p.(5)范围:由y2=2px ≥0,p>0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,这说明抛物线向右上方和右下方无限延伸,p 值越大,它开口越开阔. 2.焦半径抛物线上一点与焦点F 连接的线段叫做焦半径,设抛物线上任一点A(x0,y0),则四种标准方程形式下的焦半径公式为3.p 表示焦点到准线的距离,p >0.p 值越大,抛物线的开口越宽;p 值越小,抛物线的开口越窄。
4.焦点弦问题如图所示:AB 是抛物线y 2=2px (p >0)过焦点F 的一条弦,设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),AB 的中点M (x 0,y 0),抛物线的准线为l .(1)以AB 为直径的圆必与准线l 相切; (2)|AB |=2(x 0+p2)=x 1+x 2+p ;(3)A 、B 两点的横坐标之积、纵坐标之积为定值,即x 1·x 2=42p ,y 1·y 2=2p.题型一、抛物线的对称性例1、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y 2=2px (p >0)上,求这个正三角形的边长.[解析] 如图,设正三角形OAB 的顶点A 、B 在抛物线上,且它们坐标分别为(x 1,y 1)和(x 2,y 2)则:y 21=2px 1,y 22=2px 2.又|OA |=|OB |,∴x 21+y 21=x 22+y 22,即x 21-x 22+2px 1-2px 2=0,∴(x 1-x 2)(x 1+x 2+2p )=0. ∵x 1>0,x 2>0,2p >0,∴x 1=x 2, 由此可得|y 1|=|y 2|, 即线段AB 关于x 轴对称.由于AB 垂直于x 轴,且∠AOx =30°.∴y 1x 1=tan30°=33,而y 21=2px 1,∴ y 1=23p . 于是|AB |=2y 1=43p . 例2、等腰Rt △ABO 内接于抛物线2y =2px(p>0),O 为抛物线的顶点,OA ⊥OB ,则△ABO 的面积是()A .82pB .42p C .22pD .2p[答案] B题型二、抛物线焦点弦的性质例3、斜率为2的直线经过抛物线y 2=4x 的焦点,与抛物线相交于两点A 、B ,求线段AB 的长. 解∴|AB|=|AF|+|BF|=x1+x2+2=3+2=5. 例4、过抛物线2y =8x 的焦点作直线l ,交抛物线于A 、B 两点,若线段AB 中点的横坐标为3,则|AB|的值为_____________.[答案] 10 题型三、最值问题例5、设P 是抛物线y 2=4x 上的一个动点,F 为抛物线焦点.(1)求点P 到点A (-1,1)的距离与点P 到直线x =-1的距离之和的最小值; (2)若B (3,2),求|PB |+|PF |的最小值.[解析] (1)如图,易知抛物线的焦点为F (1,0),准线方程是x =-1,由抛物线的定义知:点P 到直线x =-1的距离等于点P 到焦点F 的距离.于是,问题转化为:在曲线上求一点P ,使点P 到点A (-1,1)的距离与点P 到F (1,0)的距离之和最小.显然,连AF 交抛物线于P 点,故最小值为22+12,即 5. (2)如图把点B 的横坐标代入y 2=4x 中,得y =±12,因为12>2,所以B 在抛物线内部,自B 作BQ 垂直准线于Q ,交抛物线于P 1.此时,由抛物线定义知: |P 1Q |=|P 1F |.那么|PB |+|PF |≥|P 1B |+|P 1Q | =|BQ |=3+1=4. 即最小值为4. 例6、定点M ⎪⎭⎫⎝⎛310,3与抛物线y 2=2x 上的点P 之间的距离为d 1,P 到抛物线准线l 的距离为d 2,则d 1+d 2取最小值时,P 点坐标为( )A .(0,0)B .(1,2)C .(2,2) D.⎪⎭⎫ ⎝⎛-21,81 [答案] C例7、设抛物线C :x 2=2py 的焦点为F ,准线为l ,A 为C 上一点,已知以F 为圆心,F A 为半径的圆F 交l 于B ,D 两点.(1)若∠BFD =90°,△ABD 的面积为42,求p 的值及圆F 的方程;(2)若A 、B 、F 三点在同一直线m 上,直线n 与m 平行,且n 与C 只有一个公共点,求坐标原点到m 、n 距离的比值.[正解] (1)由已知可得△BFD 为等腰直角三角形,当p >0时,|BD |=2p ,圆F 的半径|F A |=2p ,由抛物线定义可知A 到l 的距离d =|F A |=2p . 因为△ABD 的面积为42,所以12|BD |·d =42,即12·2p ·2p =42,解得p =2,所以F (0,1),圆F 的方程为x 2+(y -1)2=8. 当p <0时,同理可得p =-2,∴F (-1,0), ∴圆F 的方程为x 2+(y +1)2=8.(2)因为A 、B 、F 三点在同一直线m 上,所以AB 为圆F 的直径,∠ADB =90°,由抛物线定义知|AD |=|F A |=12|AB |.所以∠ABD =30°,m 的斜率为33或-33. 当m 的斜率为33时,由已知可设n :y =33x +b ,代入x 2=2py 得x 2-233px -2pb =0. 由于n 与C 只有一个公共点,故Δ=43p 2+8pb =0,解得b =-p 6.因为m 的截距b 1=p 2,|b 1||b |=3,所以坐标原点到m ,n 距离的比值为3. 当m 的斜率为-33时,由图形的对称性可知,坐标原点到m ,n 的距离的比值为3. 课后作业一、选择题1.过抛物线y 2=4x 的焦点作直线交抛物线于A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2)两点,若x 1+x 2=10,则弦AB 的长度为( )A .16B .14C .12D .10[答案] C[解析] 设抛物线的焦点为F ,则|AB |=|AF |+|BF |=x 1+1+x 2+1=x 1+x 2+2=10+2=12. 2.设O 是坐标原点,F 是抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,A 是抛物线上的一点,F A →与x 轴正向的夹角为60°,则|OA |为( )A.214pB.212pC.136p D.1336p [答案] B[解析] 设A (x 1,y 1),直线F A 的方程为y =3(x -p 2),由⎩⎪⎨⎪⎧ y 2=2px y =3(x -p 2),得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=32p y 1=3p. ∴|OA |=x 21+y 21=94p 2+3p 2=212p . 3.过抛物线焦点F 的直线与抛物线相交于A 、B 两点,若点A 、B 在抛物线准线上的射影分别为A 1,B 1,则∠A 1FB 1为( )A .45°B .60°C .90°D .120°[答案] C[解析] 设抛物线方为y 2=2px (p >0). 如图,∵|AF |=|AA 1|,|BF |=|BB 1|, ∴∠AA 1F =∠AF A 1,∠BFB 1=∠FB 1B .又AA 1∥Ox ∥B 1B ,∴∠A 1FO =∠F A 1A ,∠B 1FO =∠FB 1B ,∴∠A 1FB 1=12∠AFB =90°.4.抛物线y 2=2x 的焦点为F ,其准线经过双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左顶点,点M 为这两条曲线的一个交点,且|MF |=2,则双曲线的离心率为( ) A.102B .2 C. 5 D.52[答案] A[解析] F (12,0),l :x =-12,由题意知a =12.由抛物线的定义知,x M -(-12)=2,∴x M =32,∴y 2M =3,∵点(x M ,y M )在双曲线上,∴9414-3b 2=1,∴b 2=38,∴c 2=a 2+b 2=58,∴e 2=c 2a 2=58×4=52,∴e =102. 5.已知A 、B 在抛物线y 2=2px (p >0)上,O 为坐标原点,如果|OA |=|OB |,且△AOB 的垂心恰好是此抛物线的焦点F ,则直线AB 的方程是( ) A .x -p =0 B .4x -3p =0 C .2x -5p =0D .2x -3p =0[答案] C[解析] 如图所示:∵F 为垂心,F 为焦点,OA =OB ,∴OF 垂直平分AB . ∴AB 为垂直于x 轴的直线设A 为(2pt 2,2pt )(t >0),B 为(2pt 2,-2pt ), ∵F 为垂心,∴OB ⊥AF ,∴k OB ·k AF =-1, 即-(2pt )2(2pt 2-p 2)·2pt 2=-1,解得t 2=54∴AB 的方程为x =2pt 2=52p ,∴选C.二、填空题6.已知过抛物线y 2=6x 焦点的弦长为12,则此弦所在直线的倾斜角是__________________.[答案] π4或3π4[解析] 设直线的倾斜角为θ,由题意得12=2p sin 2θ=6sin 2θ,∴sin 2θ=12,∴sin θ=±22,∵θ∈[0,π),∴θ=π4或3π4.7.设抛物线y 2=8x 的焦点为F ,准线为l ,P 为抛物线上一点,P A ⊥l ,A 为垂足.如果直线AF 的斜率为-3,那么|PF |=__________________.[答案] 8[解析] 如图,k AF =-3,∴∠AFO =60°,∵|BF |=4,∴|AB |=43, 即P 点的纵坐标为43, ∴(43)2=8x ,∴x =6, ∴|P A |=8=|PF |. 三、解答题8.如图,有一张长为8,宽为4的矩形纸片ABCD ,按如图所示的方法进行折叠,使每次折叠后点B 都落在AD 边上,此时记为B ′(注:图中EF 为折痕,点F 也可落在CD 边上).过点B ′作B ′T ∥CD 交EF 于点T ,求点T 的轨迹方程.[解析] 如图,以边AB 的中点O 为原点,AB 所在的直线为y 轴建立平面直角坐标系,则B (0,-2).连结BT ,由折叠知|BT |=|B ′T |.∵B ′T ∥CD ,CD ⊥AD ,∴B ′T ⊥AD .根据抛物线的定义知,点T 的轨迹是以点B 为焦点,AD 所在直线为准线的抛物线的一部分.设T (x ,y ).∵|AB |=4.即定点B 到定直线AD 的距离为4,∴抛物线的方程为x 2=-8y .在折叠中,线段AB ′的长度|AB ′|在区间[0,4]内变化,而x =|AB ′|,∴0≤x ≤4,故点T 的轨迹方程为x 2=-8y (0≤x ≤4).9.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 中点到y 轴距离的最小值,并求出此时AB 中点M 的坐标.[解析] 如图,设F 是抛物线y 2=x 的焦点,A 、B 两点到准线的垂线分别是AC 、BD ,M 点到准线的垂线为MN ,N 为垂足,则|MN |=12(|AC |+|BD |),根据抛物线定义得|AC |=|AF |,|BD |=|BF |,∴|MN |=12(|AF |+|BF |)≥|AB |2=32.设M 点的横坐标为x ,则|MN |=x +14,∴x =|MN |-14≥32-14=54,等号成立的条件是弦AB 过点F , 由于|AB |>2p =1,∴AB 过焦点是可能的,此时M 点到y 轴的最短距离是54,即AB 的中点横坐标为54.当F 在AB 上时,设A 、B 的纵坐标分别为y 1、 y 2,则y 1y 2=-p 2=-14,从而(y 1+y 1)2=y 21+y 22+2y 1y 2=2×54-12=2,∴y 1+y 2=±2, ∴M 点的坐标为(54,±22)时,M 到y 轴距离的最小值为54.。
抛物线的简单几何性质 课件
判别式,则有:
Δ>0⇔直线与圆锥曲线相交于两点;
Δ=0⇔直线与圆锥曲线相切;
Δ<0⇔直线与圆锥曲线相离.
2.运用抛物线的定义解决问题
剖析:抛物线的离心率e=1,体现了抛物线上的点到焦点的距离等
于它到准线的距离,因此,涉及抛物线的焦点、过焦点的弦的问题,
求抛物线的方程.
分析:先确定抛物线方程的形式,再由条件用待定系数法求解.
=
解法一:由已知条件可知抛物线的对称轴为x轴,
则可设抛物线的方程为y2=2px或y2=-2px(p>0).
∵抛物线的焦点到顶点的距离为5,
∴ = 5, ∴ = 10.
2
∴所求抛物线的方程为y2=20x或y2=-20x.
解法二:由已知条件可知抛物线的对称轴为x轴.
=
2
, 1·y2=p·(-p)=-p2(定值).
4
(4)当 AB 与 x 轴不垂直时,由抛物线的定义,知
|AF|=x1+ , || = 2 + ,
2
2
2 + + 1 +
2
2
1 +
+
2 2 2
1
1
1
1
故
+
=
+
=
|| || +
+
1
2 2 2
1 + 2 +
1
+
|| ||
2
=
2
1
1
3.3.2抛物线简单几何性质 课件(共21张PPT)
2
y2
2
2
3 ,∴ 2 0 y 0 3 ∴y =2
1
2
的距离 d=1-(-
或 y =-6(舍去)
,∴x=
2
3
1
=
.
)
2
2
∵点 M 到抛物线焦点的距离等于点 M 到抛物线 y2=2x 的准线的距离,
3
∴点 M 到该抛物线焦点的距离为 2 .
y2
2
=1
7.设 P 是抛物线 y 2 4 x 上的一个动点,F 为抛物线的焦点.
(x2, y2)
即时巩固
过点M(2,0)作斜率为1的直线l,交抛物线y2=4x于两点A、B,求焦点,求|AB|.
解:设A(1 ,1 ), B(2 ,2 ),
直线l为 = − 2,代入抛物线方程,得x2-8x+4=0,
∴ 1 +2 =8, 1 2 =4
∴ =
1 + 2 ∙
线准线的距离等于(
A.2
B.1
C )
C.4
D.8
3.已知抛物线 y 2 2 px( p 0) 的准线与圆 ( x 3) 2 y 2 16 相切,则 p 的值为( C )
A.
1
2
B.1
C.2
D.4
4.抛物线 x 2 8 y 焦点为 F,准线为 l,P 为抛物线上一点, PA l ,A 为垂足,如果直线 AF 的倾
第一章
3.3
抛物线
3.3.2 抛物线的简单几何性质
学习目标
1.了解抛物线的简单几何性质.
2.能运用抛物线的几何性Байду номын сангаас解决相关问题.
抛物线的简单几何性质 课件
抛物线性质的综合应用
[探究问题] 1.若两条直线的斜率存在且倾斜角互补时,两条直线的斜率有什么关 系? 提示:两条直线的斜率互为相反数.
2.如何求抛物线 y=-x2 上的点到直线 4x+3y-8=0 的最小值?
提示:法一:设 A(t,-t2)为抛物线上的点, 则点 A 到直线 4x+3y-8=0 的距离 d=|4t-35t2-8|=|3t2-54t+8|=15 3t-232-43+8=153t-232+230=35t-232+43. ∴当 t=23时,d 有最小值43.
(2)①设出直线方程,直线方程与抛物线方程联立,根据焦点弦长公式求 解.
②根据(1)求出点 A、B 的坐标,设出点 C 的坐标,由O→C=O→A+λO→B,可 用 λ 表示点 C 的坐标,最后根据点 C 在抛物线上求出 λ 值.
[解] (1)法一:设以 Q 为中点的弦 AB 的端点坐标为 A(x1,y1),B(x2,y2), 则有 y21=8x1,y22=8x2,
(2)已知过抛物线 y2=2px(p>0)的焦点,斜率为 2 2的直线交抛物线于 A(x1,y1),B(x2,y2)(x1<x2)两点,且|AB|=9.
①求该抛物线的方程; ②O 为坐标原点,C 为抛物线上一点,若O→C=O→A+λO→B,求 λ 的值.
[思路探究] (1)法一:设 A(x1,y1),B(x2,y2),用点差法求 kAB;法二: 设直线 AB 的方程,建立方程求解.
则2p=3,从而抛物线方程为y2=3x或y2=-3x.
[答案] y2=3x或y2=-3x
(2)由已知得ac=2,所以a2+a2b2=4,解得ab= 3, 即渐近线方程为 y=± 3x. 而抛物线准线方程为 x=-p2, 于是 A-p2,- 23p,B-p2, 23p, 从而△AOB 的面积为21· 3p·p2= 3,可得 p=2.因为抛物线开口向右,所 以其标准方程为 y2=4x.
抛物线的几何性质
抛 物 线一、抛物线22(0)y px p =>的简单几何性质1、范围:因为0p >,由方程22y px =可知,这条抛物线上任意一点M 的坐标(),x y 满足不等式0x ≥,所以这条抛物线在y 轴的右侧;当x 的值增大时,y 也增大,这说明抛物线向上方和右下方无限延伸,它的开口向右.2、对称性:以y -代y ,方程22(0)y px p =>不变,因此这条抛物线是以x 轴为对称轴的轴对称图形.抛物线的对称轴叫作抛物线的轴3、顶点:抛物线和它的轴的焦点叫作抛物线的顶点.在方程22(0)y px p =>中,当0y =时,0x =,因此这条抛物线的顶点就是坐标原点.4、离心率:抛物线上的点到焦点的距离与到准线的距离的比,叫作抛物线的离心率,用e 表示.按照抛物线的定义,1e =知识剖析:抛物线的通径:过焦点且与焦点所在的轴垂直的直线与抛物线交于点12,M M ,线段12M M 叫作抛物线的通径,将02px =代入22y px =得y p =±,故抛物线22y px =的通径长为2p例1、已知点(),M x y 在抛物线28y x =上,则()22,129f x y x y x =-++的取值范围分析:本题的实质是将(),f x y 转化为关于x 的二次函数,求二次函数在区间[)0,+∞上的最值.()()22,812925f x y x x x x =-++=++,又[)0,x ∈+∞,所以当0x =时,(),f x y 取得最小值9,当[)0,x ∈+∞时,()()2,25f x y x =++,无最大值.故()22,129f x y x y x =-++的取值范围为[)9,+∞答案:[)9,+∞二、抛物线的四种标准方程相应的几何性质:知识剖析:(1)通过上表可知,四种形式的抛物线的顶点相同,均为()0,0O ,离心率均为1,它们都是轴对称图形,但是对称轴不同. (2)抛物线和椭圆、双曲线的几何性质的差异:①它们都是轴对称图形,但椭圆和双曲线又是中心对称图形,抛物线不是中心对称图形; ②顶点个数不同:椭圆有4个顶点、双曲线有2个顶点、抛物线只有1个顶点; ③焦点个数不同:椭圆和双曲线各有2个焦点,抛物线只有1个焦点;④离心率的取值范围不同:椭圆的离心率的取值范围是01e <<,双曲线离心率的取值范围是1e >,抛物线的离心率是1e =;⑤椭圆和双曲线都有两条准线,而抛物线只有一条准线;⑥椭圆是封闭式曲线,双曲线和抛物线都是非封闭式曲线,由于抛物线没有渐近线,因此在画抛物线时切忌将其画成双曲线例2、某抛物线的顶点是椭圆22169144x y +=的中心,而焦点为椭圆的左顶点,求此抛物线的标准方程.分析:因为该椭圆的中心在坐标原点,左顶点为()3,0-,所以可直接设抛物线的标准方程,求得p 后可得方程.答案:解:由22169144x y +=得:221169y x +=,所以椭圆的左顶点为()3,0-.由题意设所求抛物线的标准方程为()220y px p =->,由32p=,得6p =,故所求抛物线的标准方程为212y x =-.三、焦点弦问题及其应用 1、焦点弦如图,AB 是抛物线()220y px p =>过焦点F 的一条弦.设点()()1122,,,A x y B x y ,线段AB 的中点为()00,M x y ,过,,A B M 分别向抛物线的准线作垂线,垂足分别为111,,A B M ,则根据抛物线的定义有11AF BF AA BB +=+.又1MM 是梯形11AA B B 的中位线,1112AB AA BB MM ∴=+=.综上可得以下结论: ①121212,,2222p p p p AF x BF x AB x x x x p ⎛⎫⎛⎫=+=+∴=+++=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,其常被称作抛物线的焦点弦长公式.②022p AB x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(焦点弦长与中点的关系)③若直线AB 的倾斜角为α,则22sin pAB α=推导:12AB AF BF x x p =+=++由④的推导知,当AB 不垂直于x 轴时,()1220py y k k+=≠ 1212122222y y y y p p p x x p p k k k k+∴+=+++=+=+ 222212212tan sin p p AB p p k αα⎛⎫∴=+=+= ⎪⎝⎭当k 不存在时,即90α=时,22sin pAB α=亦成立 ④A B 、两点的横坐标之积、纵坐标之积为定值,即2124p x x =,212y y p =-分析:利用点斜式写出直线AB 的方程,与抛物线方程联立后进行证明.要注意直线斜率不存在的情况. 推导:焦点F 的坐标为,02p ⎛⎫⎪⎝⎭,当AB 不垂直于x 轴时,可设直线AB 的方程为:()02p y k x k ⎛⎫=-≠ ⎪⎝⎭,由222p y k x y px⎧⎛⎫=-⎪ ⎪⎝⎭⎨⎪=⎩,得:2220ky py kp --= ()2224212212121222,22444y y y y p p y y p x x p p p p ∴=-====当AB 垂直于x 轴时,直线AB 的方程为:2px =则222212121212,,224y y p y p y p y y p x x p p ==-⇒=-==⑤11AF BF +为定值2p推导:由焦半径公式知,12,22p pAF x BF x =+=+ ()12212121211112224x x p p pp p AF BF x x x x x x ++∴+=+=+++++又21212,4p x x x x AB p =+=-,代入上式得:()22112424AB p p p AF BFp AB p +==+-+为常数 故11AF BF +为定值2p. 2、抛物线中与焦点弦有关的一些几何图形的性质(1)抛物线以过焦点的弦为直径的圆和准线相切(2)抛物线()220y px p =>中,设AB 为焦点弦,M 为准线与x 轴的交点,则AMF BMF ∠=∠ (3)设AB 为抛物线的焦点弦.① 点A B 、在准线上的射影分别为点11A B 、,若P 为11A B 的中点,则PA PB ⊥;②O 为抛物线的顶点,若AO 的延长线交准线于点C ,连接BC ,则BC 平行于x 轴,反之,若过点B 作平行于x 轴的直线交准线于点C ,则,,A O C 三点共线. (4)通径是所有焦点弦(过焦点的弦)中最短的弦.例3、已知抛物线的顶点在原点,x 轴为对称轴,经过焦点且倾斜角为4π的直线,被抛物线所截得的弦长为6,求抛物线方程.解:当抛物线的焦点在x 轴正半轴上时,可设抛物线的标准方程为()220y px p =>,则焦点F的坐标为,02p ⎛⎫⎪⎝⎭,直线l 的方程为2p y x =-.设直线l 与抛物线的交点为()()1122,,,A x y B x y ,过点,A B 分别向抛物线的准线作垂线,垂足分别为点11A B 、,则有:111212+=622p p AB AF BF AA BB x x x x p ⎛⎫⎛⎫=+=+++=++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由222p y x y px⎧=-⎪⎨⎪=⎩,消去y ,得222p x px ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,即22304p x px -+= 123x x p ∴+=,代入①式得:336,2p p p +=∴= ∴所求抛物线的标准方程为23y x =当抛物线的焦点在x 轴负半轴上时,用同样的方法可求出抛物线的标准方程是:23y x =-例4、已知抛物线()220y px p =>的焦点为F ,点()()()111222333,,,P x y P x y P x y 、、在抛物线上,且2132x x x =+,则有( )123.A FP FP FP += 222123.B FP FP FP += 213.2C FP FP FP =+ 2213.D FPFP FP = 解析:123P P P 、、在抛物线上,且2132x x x =+,两边同时加上p ,得2132()222p p p x x x +=+++ 即2132FP FP FP =+ 答案:C例5、过抛物线24y x =的焦点作直线交抛物线于()()1122,,,A x y B x y 两点,如果126x x +=,那么AB =解析:由抛物线定义,得12628AB AF BF x x p =+=++=+=。
抛物线的简单几何性质
y
1 y2
k
(x 4x
2)
Y
可得ky2 4 y 4(2k 1) 0 (1)当k 0时,由方程得 y 1.
P·
把y 1代入y2 4x,得x 1 .
O
X
4
这时,直线l与抛物线只有一个公共点(1 ,1) 4
例1 已知抛物线的方程为y²=4x,直线l过定点P(-2,1),斜率为k,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?
(0,0)
e=1
x2 2 py ( p 0)
y 0, xR
关于y 轴 对称,无 对称中心
(0,0)
e=1
x2 2 py y 0,
关于y 轴 对称,无
(0,0) e=1
( p 0) x R 对称中心
例3 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(2,2 2),求它的标准方程。
(5)一次项系数的绝对值越大,开口越大
课堂小结
(1)抛物线的简单几何性质 (2)抛物线与椭圆、双曲线几何性质的不同点 (3)应用性质求标准方程的方法和步骤
小结:
1、抛物线的定义,标准方程类型与图象的对应 关系以及判断方法
2、抛物线的定义、标准方程和它 的焦点、准线、方程
3、注重数形结合的思想。
例5 过抛物线焦点F的直线交抛物线于A,B两点,通过点A和抛物线顶点的 直线交抛物线的准线于点D,求证:直线DB平行于抛物线的对称轴。
证明:以抛物线的对称轴为x轴,它的顶点为原点,
建立直角坐标系。设抛物线的方程为y2 2 px,
点A的坐标为(
y02 2p
,
y0
),则直线OA的方程为y
抛物线的准线是x p
抛物线的简单几何性质(综合)
外切
总结词
当抛物线的焦点在圆外,且圆心在抛物线上 时,抛物线与圆相切于两点,即外切。
详细描述
外切的情况发生在抛物线的焦点位于圆心所 在直线的另一侧时。此时,圆心到抛物线准 线的距离等于圆的半径,因此抛物线与圆相 切于两点。
相交
总结词
当抛物线的焦点在圆内或圆在抛物线上时, 抛物线与圆有两个交点,即相交。
抛物线的简单几何性质(综合)
目 录
• 抛物线的定义与基本性质 • 抛物线的对称性 • 抛物线的几何变换 • 抛物线与直线的交点 • 抛物线与圆的位置关系 • 抛物线的实际应用
01 抛物线的定义与Байду номын сангаас本性质
定义
01
抛物线是一种二次曲线,其方程为 $y = ax^2 + bx + c$,其中 $a, b, c$ 是常数,且 $a neq 0$。
关于原点的对称性
总结词
抛物线关于原点的对称性表现为,将抛物线绕原点旋转180度,其形状和位置 保持不变。
详细描述
当抛物线绕原点旋转180度时,抛物线的开口方向发生改变,顶点的位置也发生 改变,但抛物线的形状和位置保持不变,即关于原点对称。
03 抛物线的几何变换
平移
总结词
平移不改变抛物线的形状和开口方向,只是沿垂直或水平方向移动抛物线。
联立方程法
将抛物线的方程与直线的 方程联立,解出交点的坐 标。
判别式法
利用二次方程的判别式来 判断直线与抛物线是否有 交点,以及交点的个数。
参数方程法
利用抛物线的参数方程, 将参数表示为交点的坐标。
交点与弦长
弦长公式
根据抛物线与直线的交点坐标,利用弦长公式计算弦长。
抛物线的简单几何性质
P越大,开口越阔
利用抛物线的顶点、通径的两个端点可较准确画出 反映抛物线基本特征的草图。
补充(1)通径: (标准方程中2p的几何意义)
y
通径的长度:2P
P越大,开口越开阔
O
P ( x0 , y0 )
F
x
(2)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。
焦半径公式: |PF|=x +p/2 0
解完后回味一下,这是一个很好的解题习惯,利于提高!
2
问题: 倾斜角为 的直线经过抛物线 y 2 2 px ( p 0) 的 焦点,与抛物线相交于 A 、B ,求线段 AB 的长. p 解:设 A( x1 , y1 ) , B( x2 , y2 ) ,焦点 F ( , 0) M ( x1 , y1 ) 2
o
p F ( ,0 ) 2
x
下面请大家得出其余三种标准方程抛 物线的几何性质。
(二)归纳:抛物线的几何性质
图 形
y
l
O F
方程
焦点 准线 范围 顶点 对称轴
x≥0 y∈R x≤0 x轴
e
y2 = 2px p p F ( , 0 ) x x (p>0) 2 2
l
y
F O
y2 = -2px p p F ( ,0) x 2 x(p>0) 2 x2 = 2py p p F (0, ) y 2 2 x (p>0) x2
解完后回味一下,这是一个很好的解题习惯,利于提高!
2
一般地, 题目改为: 倾斜角为 的直线经过抛物线 y 2 2 px ( p 0) 的 焦点,与抛物线相交于 A 、B ,求,(1)求|AB|;(2)求|AB| 的最抛物线的焦点弦中最短的弦吗?
(完整版)抛物线的几何性质
抛 物 线一、抛物线22(0)y px p =>的简单几何性质1、范围:因为0p >,由方程22y px =可知,这条抛物线上任意一点M 的坐标(),x y 满足不等式0x ≥,所以这条抛物线在y 轴的右侧;当x 的值增大时,y 也增大,这说明抛物线向上方和右下方无限延伸,它的开口向右.2、对称性:以y -代y ,方程22(0)y px p =>不变,因此这条抛物线是以x 轴为对称轴的轴对称图形.抛物线的对称轴叫作抛物线的轴3、顶点:抛物线和它的轴的焦点叫作抛物线的顶点.在方程22(0)y px p =>中,当0y =时,0x =,因此这条抛物线的顶点就是坐标原点.4、离心率:抛物线上的点到焦点的距离与到准线的距离的比,叫作抛物线的离心率,用e 表示.按照抛物线的定义,1e =知识剖析:抛物线的通径:过焦点且与焦点所在的轴垂直的直线与抛物线交于点12,M M ,线段12M M 叫作抛物线的通径,将02px =代入22y px =得y p =±,故抛物线22y px =的通径长为2p例1、已知点(),M x y 在抛物线28y x =上,则()22,129f x y x y x =-++的取值范围? 分析:本题的实质是将(),f x y 转化为关于x 的二次函数,求二次函数在区间[)0,+∞上的最值. ()()22,812925f x y x x x x =-++=++,又[)0,x ∈+∞,所以当0x =时,(),f x y 取得最小值9,当[)0,x ∈+∞时,()()2,25f x y x =++,无最大值.故()22,129f x y x y x =-++的取值范围为[)9,+∞答案:[)9,+∞二、抛物线的四种标准方程相应的几何性质:知识剖析:(1)通过上表可知,四种形式的抛物线的顶点相同,均为()0,0O ,离心率均为1,它们都是轴对称图形,但是对称轴不同.(2)抛物线和椭圆、双曲线的几何性质的差异:①它们都是轴对称图形,但椭圆和双曲线又是中心对称图形,抛物线不是中心对称图形; ②顶点个数不同:椭圆有4个顶点、双曲线有2个顶点、抛物线只有1个顶点; ③焦点个数不同:椭圆和双曲线各有2个焦点,抛物线只有1个焦点;④离心率的取值范围不同:椭圆的离心率的取值范围是01e <<,双曲线离心率的取值范围是1e >,抛物线的离心率是1e =;⑤椭圆和双曲线都有两条准线,而抛物线只有一条准线;⑥椭圆是封闭式曲线,双曲线和抛物线都是非封闭式曲线,由于抛物线没有渐近线,因此在画抛物线时切忌将其画成双曲线例2、某抛物线的顶点是椭圆22169144x y +=的中心,而焦点为椭圆的左顶点,求此抛物线的标准方程.分析:因为该椭圆的中心在坐标原点,左顶点为()3,0-,所以可直接设抛物线的标准方程,求得p 后可得方程.答案:解:由22169144x y +=得:221169y x +=,所以椭圆的左顶点为()3,0-.由题意设所求抛物线的标准方程为()220y px p =->,由32p=,得6p =,故所求抛物线的标准方程为212y x =-.三、焦点弦问题及其应用 1、焦点弦如图,AB 是抛物线()220y px p =>过焦点F 的一条弦.设点()()1122,,,A x y B x y ,线段AB 的中点为()00,M x y ,过,,A B M 分别向抛物线的准线作垂线,垂足分别为111,,A B M ,则根据抛物线的定义有11AF BF AA BB +=+.又1MM 是梯形11AA B B 的中位线,1112AB AA BB MM ∴=+=.综上可得以下结论: ①121212,,2222p p p p AF x BF x AB x x x x p ⎛⎫⎛⎫=+=+∴=+++=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,其常被称作抛物线的焦点弦长公式.②022p AB x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(焦点弦长与中点的关系)③若直线AB 的倾斜角为α,则22sin pAB α= 推导:12AB AF BF x x p =+=++由④的推导知,当AB 不垂直于x 轴时,()1220py y k k+=≠1212122222y y y y p p p x x p p k k k k+∴+=+++=+=+ 222212212tan sin p p AB p p k αα⎛⎫∴=+=+= ⎪⎝⎭当k 不存在时,即90α=时,22sin pAB α=亦成立 ④A B 、两点的横坐标之积、纵坐标之积为定值,即2124p x x =,212y y p =-分析:利用点斜式写出直线AB 的方程,与抛物线方程联立后进行证明.要注意直线斜率不存在的情况. 推导:焦点F 的坐标为,02p ⎛⎫⎪⎝⎭,当AB 不垂直于x 轴时,可设直线AB 的方程为:()02p y k x k ⎛⎫=-≠ ⎪⎝⎭,由222p y k x y px⎧⎛⎫=-⎪ ⎪⎝⎭⎨⎪=⎩,得:2220ky py kp --= ()2224212212121222,22444y y y y p p y y p x x p p p p ∴=-==== 当AB 垂直于x 轴时,直线AB 的方程为:2px =则222212121212,,224y y p y p y p y y p x x p p ==-⇒=-==⑤11AF BF +为定值2p推导:由焦半径公式知,12,22p pAF x BF x =+=+ ()12212121211112224x x p p pp p AF BF x x x x x x ++∴+=+=+++++又21212,4p x x x x AB p =+=-,代入上式得:()22112424AB p p p AF BF p AB p +==+-+为常数 故11AF BF +为定值2p.2、抛物线中与焦点弦有关的一些几何图形的性质(1)抛物线以过焦点的弦为直径的圆和准线相切(2)抛物线()220y px p =>中,设AB 为焦点弦,M 为准线与x 轴的交点,则AMF BMF ∠=∠ (3)设AB 为抛物线的焦点弦.① 点A B 、在准线上的射影分别为点11A B 、,若P 为11A B 的中点,则PA PB ⊥;②O 为抛物线的顶点,若AO 的延长线交准线于点C ,连接BC ,则BC 平行于x 轴,反之,若过点B 作平行于x 轴的直线交准线于点C ,则,,A O C 三点共线. (4)通径是所有焦点弦(过焦点的弦)中最短的弦.例3、已知抛物线的顶点在原点,x 轴为对称轴,经过焦点且倾斜角为4π的直线,被抛物线所截得的弦长为6,求抛物线方程.解:当抛物线的焦点在x 轴正半轴上时,可设抛物线的标准方程为()220y px p =>,则焦点F的坐标为,02p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,直线l 的方程为2p y x =-.设直线l 与抛物线的交点为()()1122,,,A x y B x y ,过点,A B 分别向抛物线的准线作垂线,垂足分别为点11A B 、,则有:111212+=622p p AB AF BF AA BB x x x x p ⎛⎫⎛⎫=+=+++=++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由222p y x y px⎧=-⎪⎨⎪=⎩,消去y ,得222p x px ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,即22304p x px -+= 123x x p ∴+=,代入①式得:336,2p p p +=∴= ∴所求抛物线的标准方程为23y x =当抛物线的焦点在x 轴负半轴上时,用同样的方法可求出抛物线的标准方程是:23y x =-例4、已知抛物线()220y px p =>的焦点为F ,点()()()111222333,,,P x y P x y P x y 、、在抛物线上,且2132x x x =+,则有( )123.A FP FP FP += 222123.B FP FP FP += 213.2C FP FP FP =+ 2213.D FPFP FP =解析:123P P P 、、在抛物线上,且2132x x x =+,两边同时加上p ,得2132()222p p p x x x +=+++ 即2132FP FP FP =+ 答案:C例5、过抛物线24y x =的焦点作直线交抛物线于()()1122,,,A x y B x y 两点,如果126x x +=,那么AB =?解析:由抛物线定义,得12628AB AF BF x x p =+=++=+=。
抛物线的简单几何性质 课件
写出△OAB的面积,利用面积列方程解p → 得结果
【解】 由题意,抛物线方程为 y2=2px(p≠0), 焦点 Fp2,0,直线 l:x=p2, ∴A、B 两点坐标为p2,p,p2,-p,∴|AB|=2|p|. ∵△OAB 的面积为 4, ∴12·|p2|·2|p|=4,∴p=±2 2. ∴抛物线方程为 y2=±4 2x.
焦点弦问题
设 P(x0,y0)是抛物线 y2=2px(p>0)上一点,F 是 抛物线的焦点,则|PF|=x0+p2,这就是抛物线的 焦半径公式.利用这一公式可以解决过焦点的弦 长问题.
例2 过抛物线y2=4x的焦点作直线交抛物线于 点A(x1,y1),B(x2,y2),若|AB|=7,求AB的中 点M到抛物线准线的距离. 【思路点拨】 设抛物线的焦点为F,则|AB|= |AF|+|BF|,然后利用抛物线的定义求解.
而 y1y2<0,
∴y1y2=-4.
(3)证明:设 OM,ON 的斜率分别为 k1,k2, 则 k1=xy11,k2=xy22, 由(2)知,y1y2=-4,x1x2=4, ∴k1·k2=-44值或定值问题
(1)对抛物线中的定点、定值问题,往往采用设而 不求的方法,即方程中含有参数,不论怎样变化, 某直线过定点,代数式恒为某常数. (2)解决有关抛物线的最值问题,一种思路是合理 转化,用几何法求解;另一种思路是代数法,转 化为二次函数求最值.
则直线 OB 的方程为 y=-1kx,
y=kx, 由y2=2x,
解得xy==00,,
或x=k22, y=2k,
即 A 点的坐标为(k22,2k).同样由yy= 2=-2x1k,x,
解得 B 点的坐标为(2k2,-2k). ∴AB 所在直线的方程为 y+2k=k22k2-+22kk2(x-2k2), 化简并整理,得(1k-k)y=x-2. 不论实数 k 取任何不等于 0 的实数,当 x=2 时, 恒有 y=0.故直线过定点 P(2,0).
3.3.2抛物线的简单几何性质
2 (舍)故选:D
例题分析2
已知抛物线 y2 2 px( p 0) 的焦点为 F ,过 F 且倾斜角为 的直线l 与抛物线相交于 A, B 两
4 点, AB =8 ,过 A, B 两点分别作抛物线的切线,交于点 Q .下列说法不正确的是( )
A. QA QB
B. AOB ( O 为坐标原点)的面积为 2 2
【答案】D 【解析】由题设,令 AB 为 x ky p ,联立抛物线方程并整理得 y2 2kpy p2 0 ,
2
∴若 A(x1, y1), B(x2, y2 ) ,则 y1 y2 2kp , y1 y2 p2 ,又 AF 2 BF 易得| y1 | 2 | y2 | ,
∴
y1
4kp,
a2
y2 b2
1(a 0,b 0) 与抛物线
y2
4cx
(其中 c
a2 b2 )交于 A,B 两点,若
AB 4c ,则双曲线的离心率为( )
A. 3 B.B.2 C. 5 D. 2 1
【答案】D 【分析】
由 AB 4c ,求得 yA yB 2c ,代入抛物线方程求得 xA xB c ,然后把点的坐标代入双 曲线方程,即可解得离心率.
x ,因为 y
1 ,所以 kQA x
1
x1 , B x2, y2 在
y 2
x ,因为 y
1 ,所以 kQB x
1 x2 ,
所以 kQA kQB
1 x2
1 x1
1 x1 x2
1,QA QB
,故 A
正确;
由 y1 y2 x1 x2 x1 x2 2 4x1 x2 4 2 ,得
错误;
由 y2 41 得 y 2 ,所以 M 在抛物线内部,抛物线的准线方程为l : x 1,
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抛物线的简单几何性质一、要点精讲抛物线的的简单几何性质二、课前热身1.抛物线x y 102=的焦点到准线的距离是( )(A)2.5 (B)5 (C)7.5 (D) 102.抛物线px y 22=()0>P 上一点为()0,6y Q ,且Q 点到抛物线焦点F 的距离为10,则F 到准线l 的距离为(A)4 (B)8 (C) 12 (D)163.(15陕西)若抛物线22(0)y px p =>的准线经过双曲线221x y -=的一个焦点,则p= .4、(2016新课标Ⅱ) 设F 为抛物线C :y 2=4x 的焦点,曲线y =kx(k >0)与C 交于点P ,PF ⊥x 轴,则k = (A )12 (B )1 (C )32(D )2标准方程pxy 22=()0>Ppxy 22-=()0>P pyx 22=()0>P pyx 22-=()0>P图 形性质范围0≥x ,R y ∈0≤x ,R y ∈R x ∈,0≥y R x ∈,0≤y焦半径20px PF +=20px PF +-=20py PF +=20py PF +-=对称轴 x 轴y 轴顶点 ()0,0O离心率 1=e通径过焦点且与对称轴垂直的弦AB ,p AB 2=5.通过直线x y =与圆0622=++x y x 的交点, 且对称轴是坐标轴的抛物线方程是 .6.已知抛物线的顶点在原点,焦点在x 轴的正半轴上,通径为线段AB ,且4=∆AOB S (O 为坐标原点),求抛物线方程. 三、典例精析类型一:求抛物线的方程1、求顶点在原点,以x 轴为对称轴,且通径的长为8的抛物线的标准方程,并指出它的焦点坐标和准线方程.2. 如图,过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线交抛物线于点A ,B ,交其准线l 于点C ,若|BC |=2|BF |,且|AF |=3,则此抛物线的方程为( ) A .y 2=9x B .y 2=6x C .y 2=3x D .y 2=3x解:如图,分别过A ,B 作AA 1⊥l 于A 1, BB 1⊥l 于B 1,由抛物线的定义知,|AF |=|AA 1|, |BF |=|BB 1|,∵|BC |=2|BF |,∴|BC |=2|BB 1|,∴∠BCB 1=30°,∴∠AFx =60°.连接A 1F ,则△AA 1F 为等边三角形,过F 作FF 1⊥AA 1于F 1,则F 1为AA 1 的中点,设l 交x 轴于K ,则|KF |=|A 1F 1|=12|AA 1|=12|AF |,即p =32,∴抛物线方程为y 2=3x ,故选C.3、已知圆0922=-+x y x ,与顶点在原点O ,焦点在x 轴上的抛物线交于A,B 两点,△OAB 的垂心恰为抛物线的焦点,求抛物线的方程.4、已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为x 轴,且与圆422=+y x 相交的公共弦长等于32,求这个抛物线的方程.5、直线1l 和2l 相交于M ,1l ⊥2l ,点N ∈ 1l ,以A,B 为端点的曲线段C 上任一点到2l 的距离与到点N 的距离相等,若△AMN 为锐角三角形17=AM ,3=AN ,且6=BN ,建立适当坐标系,求曲线段C 的方程.6、已知抛物线C 的顶点在原点,焦点F 在x 轴正半轴上,设A,B 是抛物线C 上两个动点(AB 不垂直于x 轴),且8=+BF AF ,线段AB 的垂直平分线恒经过点Q(6,0).求此抛物线的方程.类型二:抛物线的几何性质7.如图,设抛物线y 2=4x 的焦点为F ,不经过焦点的直线上有三个不同的点A ,B ,C ,其中A ,B 在抛物线上,点C 在y 轴上,则△BCF 与△ACF 的面积之比是( ) A.|BF |-1|AF |-1 B.|BF |2-1|AF |2-1 C.|BF |+1|AF |+1 D.|BF |2+1|AF |2+1解析 由题可知抛物线的准线方程为x =-1.如图所示, 过A 作AA 2⊥y 轴于点A 2,过B 作BB 2⊥y 轴于点B 2,则ACF BCF S S ∆∆=|BC ||AC |=|BB 2||AA 2|=|BF |-1|AF |-1. 8.设M (x 0,y 0)为抛物线C :x 2=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y 0的取值范围是( )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 (x 0,y 0)为抛物线C :x 2=8y 上一点,所以r =|FM |=y 0+2>4,所以y 0>2.故选C.积为( ) A.22 B. 2 C.322D .2 2 解析 焦点F (1,0),设A ,B 分别在第一、四象限,则点A 到准线l :x =-1的距离为3,得A 的横坐标为 2,纵坐标为22,AB 的方程为y =22(x -1),与抛物线方程联立可得2x 2-5x +2=0,所以B 的横坐标为12,纵坐标为-2,S △AOB =12×1×(22+2)=322. 10.平面直角坐标系xOy 中,双曲线C 1:12222=-by a x (a >0,b >0)的渐近线与抛物线C 2:x 2=2py (p >0)交于点O ,A ,B .若△OAB 的垂心为C 2的焦点,则C 1的离心率为________.解析 由题意,双曲线的渐近线方程为y =±b a x ,抛物线的焦点坐标为F ⎪⎭⎫⎝⎛2,0p .不妨设点A 在第一象限,由⎩⎪⎨⎪⎧y =b a xx 2=2py,解得⎩⎨⎧x =2pb ay =2pb2a2或⎩⎪⎨⎪⎧x =0y =0,故A ⎝⎛⎭⎫2pb a ,2pb 2a 2.所以k AF =2pb 2a 2-p 22pb a=4b 2-a 24ab .由已知F 为△OAB的垂心,所以直线AF 与另一条渐近线垂直,故k AF ·⎪⎭⎫⎝⎛-a b =-1,即4b 2-a 24ab ×⎪⎭⎫ ⎝⎛-a b =-1,整理得b 2=54a 2,所以c 2=a 2+b 2=94a 2,故c =32a ,即e =c a =32.11.已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,准线为l ,过抛物线C 上的点A 作准线l 的垂线,垂足为M ,若 △AMF 与△AOF (其中O 为坐标原点)的面积之比为3∶1,则点A 的坐标为 ( )A .(2,22)B .(2,-22)C .(2,±2)D .(2,±22)解析 如图所示,由题意,可得|OF |=1,由抛物线的定义,得|AF |=|AM |, ∵△AMF 与△AOF (其中O 为坐标原点)的面积之比为3∶1,∴()3sin 21sin 21=∠-⨯∠⨯=∆∆MAF AF OF MAF AM AF S S AOF AMFπ,∴|AF |=|AM |=3,设A ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛020,4y y , ∴y 204+1=3,解得y 0=±2 2. ∴y 204=2,∴点A 的坐标是(2,±22).类型二:与抛物线有关的最值问题12. 已知点M (-3,2)是坐标平面内一定点,若抛物线y 2=2x 的焦点为F ,点Q 是该抛物线上的一动点,则|MQ |-|QF |的最小值是( )A.72 B .3 C.52D .2 解:抛物线准线方程为x =-12,当MQ ∥x 轴时,|MQ |-|QF |取得最小值,此时|QM |-|QF |=3-12=52,选C.13.已知P 为抛物线y 2=4x 上一个动点,Q 为圆x 2+(y -4)2=1上一个动点,那么点P 到点Q 的距离与点P 到抛物线准线的距离之和的最小值是________.解析 由题意知,圆x 2+(y -4)2=1的圆心为C (0,4),半径为1,抛物线的焦点为F (1,0).根据抛物线的定义,点P 到点Q 的距离与点P 到抛物线准线的距离之和即点P 到点Q 的距离与点P 到抛物线焦点的距离之和,因此|PQ |+|PF |≥|PC |+|PF |-1≥|CF |-1=17-1.14、若点P 在x y =2上,点Q 在()1322=+-y x 上,则PQ 的最小值为 ( )(A)13- (B)1210- ( C) 2 (D) 1211-点P 到点Q 的距离的最小值可用点P 到圆心距离的最小值减去圆的半径来求15.已知圆C :x 2+y 2+6x +8y +21=0,抛物线y 2=8x 的准线为l ,设抛物线上任意一点P 到直线l 的距离为m ,则m +|PC |的最小值为________.解析 由题意得圆C 的方程为(x +3)2+(y +4)2=4,圆心C 坐标为(-3,-4).由抛物线定义知,当m +|PC |最小时,为圆心与抛物线焦点间的距离,即(m +|PC |)min =-3-22+-42=41.16、在抛物线y 2=4x 上求一点P ,使点P 到直线y =x +3的距离最小. 该命题可转化为求一条平行于y=x+3的直线y=x+b 与抛物线y 2=4x 相切, 求出切点,此时点P 到直线y=x+3的距离最短,联立方程24y x b y x=+⎧⎨=⎩得x 2+(2b-4)x+b 2=0,令△=0,即(2b-4)2-4b 2=0,∴b=1,故x=1,y=2,P 为(1,2) ∴抛物线y 2=4x 上一点P (1,2),使得点P 到直线y=x+3的距离最短.17、AB 为抛物线2x y =上的动弦,且a AB =(a 为常数且1>a ),求弦AB 的中点M 离x 轴的最近距离.18、已知点P 为抛物线x y 22=上的动点,点P 在y 轴上的射影是M ,点A 的坐标是⎪⎭⎫⎝⎛4,27A ,则 PM PA +的最小值是( )(A) 211(B) 4 ( C) 29 (D) 519. 已知抛物线方程为y 2=4x ,直线l 的方程为x -y +4=0,在抛物线上有一动点P 到y 轴的距离为d 1,到直线l 的距离为d 2,则d 1+d 2的最小值为( )A.522+2B.522+1C.522-2D.522-1解析 因为抛物线的方程为y 2=4x ,所以焦点为F (1,0),准线方程为x =-1,因为点P 到y 轴的距离为d 1,所以到准线的距离为d 1+1,又d 1+1=|PF |,所以d 1+d 2=d 1+1+d 2-1=|PF |+d 2-1,焦点F 到直线l 的距离d =|1-0+4|2=52=522,而|PF |+d 2≥d =522,所以d 1+d 2=|PF |+d 2-1≥522-1,选D.20.已知直线1:4360l x y -+=和直线2:1l x =-,抛物线24y x =上一动点P 到直线1l 和直线2l 的距离之和的最小值是A.2B.3C.115D.3716解:如下图,由题意可知22|3106|234d ⨯-+==+21、(2016四川) 设O 为坐标原点,P 是以F 为焦点的抛物线22(p 0)y px => 上任意一点,M 是线段PF 上的点,且PM =2MF ,则直线OM 的斜率的最大值为(A )33 (B )23(C )22 (D )1 法一:设()()22,2,,P pt pt M x y (不妨设0t >),则22,2.2p FP pt pt ⎛⎫=-⎪⎝⎭由已知得13FM FP =,22,2362,3p p p x t pt y ⎧-=-⎪⎪∴⎨⎪=⎪⎩,22,332,3p p x t pt y ⎧=+⎪⎪∴⎨⎪=⎪⎩,221212121222OM t k t t t ∴==≤=++,()max2OM k ∴=,故选C.法二:⎪⎪⎫ ⎛y p y P ,22,则⎪⎪⎫ ⎛+3,362y p p y M ,后面同法一22. 设抛物线过定点A(2,0),且以直线x =-2为准线. (1) 求抛物线顶点的轨迹C 的方程;(2) 已知点B(0, -5),轨迹C 上是否存在满足0=⋅NB MB 的M, N 两点?证明你的结论.分析: 先判断直线与椭圆相交时的斜率的取值范围23、如图,A 、B 是抛物线y 2=2px (p >0)上的两点,且OA ⊥OB (O 为坐标原点). (1)求A 、B 两点的横坐标之积和纵坐标之积;(2)求证:直线AB 过定点.(3)求弦AB 中点P 的轨迹方程;解:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),中点P (x 0,y 0).(1)k OA =y 1x 1,k OB =y 2x 2. 因为OA ⊥OB ,所以k OA ·k OB =-1,所以x 1x 2+y 1y 2=0.因为y 21=2px 1,y 22=2px 2,所以y 212p ·y 222p+y 1y 2=0.因为y 1≠0,y 2≠0,所以y 1y 2=-412p 2.(2)证明:因为y 22-y 21=(y 2+y 1)(y 2-y 1)=2p (x 2-x 1),又x 1≠x 2,所以y 2-y 1x 2-x 1=2p y 1+y 2. 所以直线AB 的方程为y -y 1=2p y 1+y 2(x -x 1)=2p y 1+y 2(x -y 212p ),所以y =2p y 1+y 2x -y 21y 1+y 2+y 1=2p y 1+y 2x +y 1y 2y 1+y 2=2p y 1+y 2x -4p 2y 1+y 2=2p y 1+y 2(x -2p ).所以直线AB 过定点(2p,0).(3)设P (x ,y ),则122x x x +=,122y y y +=。