抛物线经典性质总结30条
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
设焦点为F(p/2.0),则易证Q1Q2过F,且PQ1⊥PQ2,证毕。
4.证明三点A、O、B'共线,B、O、A'共线:
易证kOA = kOB',同理可证kOB = kOA',证毕。
5.已知y1y2 = -p^2,x1x2 = 4,求y1+y2和y1-y2的值:
将y1y2 = -p^2带入得到y1+y2 = 0,将x1x2 = 4带入得到y1-y2 = ±2p。
改写后:
1.对于方程y = 2px,有两种证明方法:
方法一:将y = kx^2代入,解得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。
设焦点为F(p/2.0),则易证Q1Q2过F,且PQ1⊥PQ2,证毕。
4.证明三点A、O、B'共线,B、O、A'共线:
易证kOA = kOB',同理可证kOB = kOA',证毕。
5.已知y1y2 = -p^2,x1x2 = 4,求y1+y2和y1-y2的值:
将y1y2 = -p^2带入得到y1+y2 = 0,将x1x2 = 4带入得到y1-y2 = ±2p。
1.设抛物线的方程为 $y^2=2px$,则直线 $y=2px$ 与
$y=ky$ 相交于两点 $(\frac{2p}{k},\frac{4p^2}{k^2})$ 和$(0,0)$。
联立两点的坐标,消去 $y$,得到 $k^2y^2-2py-
kp^2=0$。
解得 $y_1+y_2=\frac{2p}{k}$,$y_1y_2=-
\frac{p^2}{k^2}$。
代入 $x_1=\frac{2p^2}{y_1}$,
$x_2=\frac{2p^2}{y_2}$,$AB=\sqrt{(x_1-x_2)^2+(y_1-
y_2)^2}$,化简即可得证。
2.画出 $\triangle AOB$ 和 $\triangle OFA$,$\triangle OFB$,可以发现 $\triangle AOB$ 的面积等于 $\triangle
OFA$ 和 $\triangle OFB$ 面积之和。
根据上一题的结论,$AB=2p\sin\alpha$,代入 $\triangle AOB$ 面积公式
$S=\frac{1}{2}AB\cdot 2p\sin\alpha$,化简即可得证。
3.直接代入公式 $\tan\alpha=\frac{y_1-y_2}{x_1-x_2}$ 即可。
4.画出 $\triangle AAA'$ 和 $\triangle BBB'$,可以发现它们相似,且 $AB=4AF\cdot BF$ 等价于 $AA'=4AF$,
$BB'=4BF$。
根据题意,$AA'$ 和 $BB'$ 都是抛物线的切线,因此它们的斜率分别为 $2p$ 和 $-\frac{1}{2p}$。
设 $A$ 的坐标为 $(x_A,y_A)$,则 $AA'$ 的方程为 $y-y_A=2p(x-x_A)$,过点 $B$ 的直线的方程为 $y-y_B=-\frac{1}{2p}(x-x_B)$。
联立两式,解得交点 $M$ 的坐标为
$(\frac{x_A+x_B}{2},\frac{y_A+y_B}{2})$,即 $M$ 是
$CC'$ 的中点。
1.删除明显有问题的段落。
2.改写每段话:
1)由已知,C为抛物线y=2px上的一点,且CC'是该抛
物线的一条弦,其中C'的横坐标为12.设该弦的两个端点分别
为A(x1.y1)和B(x2.y2),则根据中点公式可得C的横坐标为12,即M点的横坐标为1,且M为弦AB的中点。
2)当弦AB不过焦点时,设弦AB与x轴交点为D(m。
0),则以A、B为切点的两条切线交于点P,且P在直线x=-m 上。
证明如下:设弦AB的方程为x=ty+m,则由y=2px可得
P的坐标为(-m。
1/2),再由AB的斜率为t可得P的纵坐标为
pt+m。
联立两点坐标可得P在直线x=-m上。
3)设点P在抛物线y=2px上的坐标为(x。
y),则由P到
准线的距离等于P到焦点的距离,即|y-px^2| = px + m。
又因
为P在直线x=-m上,所以可以将y代入x和m的方程中,得
到x=1和y=-2pm。
因此,点M的坐标为(1.-p)且为PC的中点。
4)设点A、B在准线上的射影分别为A1、B1,则PA垂
直平分A1F,PB垂直平分B1F,从而XXX平分∠A1AF,PB
平分∠B1BF。
证明如下:由准线的定义可得,A1、B1的坐标分别为(0.-p)和(0.p)。
设P(x。
y)为抛物线上的一点,则PA1的斜率为y/(x-p),PA的斜率为y/(2px-x^2),根据垂直的性质,两者的乘积为-1,即(y/(x-p)) * (y/(2px-x^2)) = -1.化简可得y = -p(x+p)/(x-2p),代入A1F和B1F的方程中可得PA垂直平分
A1F,PB垂直平分B1F,同理可证PA平分∠A1AF,PB平分∠B1BF。
AP
1
x
2
x
1
2c
代入抛物线方程y=x
2
得到Q的纵坐标为y
Q
x
2
1
x
2
2c
因为P是AB的中点,所以AP=PB,即x 2
x
1
2x
1
代入抛物线方程得到x
1
1
2
x
2
3
2
代入上式得到y
Q
1
4c
即AQ的斜率为0,所以AQ是抛物线的切线。
3)逆命题不成立,因为若AQ是抛物线的切线,则必有
P为AB的中点,但P为AB的中点并不一定能推出AQ是抛
物线的切线。
题目:抛物线的性质及应用
抛物线是一种常见的二次函数图像,具有一些特殊的性质,可以应用于解决一些几何问题。
下面介绍两道应用抛物线的例题。
例1:已知抛物线y=x^2的焦点为F(0,1),直线y=-c
与抛物线相交于点A,过点A作抛物线的切线,交抛物线于
点B,连接FB并延长交抛物线于点C,证明AC=2AB。
解:(1)设点B的坐标为(x1,x1^2),则点A的坐标
为(x1,-c),由焦点的性质得到AF=FB=x1^2+1,设点C的
坐标为(x2,x2^2),则FB与AC的斜率相等,即:
2x1=(x2^2-x1^2)/(x2-x1)
整理得到x1+x2=2x1x2,即x2=(x1+x1^2)/(2x1-1)
将x2代入抛物线方程得到C点的纵坐标为(x1^2+x1)/(2x1-1)
所以AC=[(x1^2+x1)/(2x1-1)-(-c)]/2=[(x1^2+x1)/(2x1-1)+c]/2
由于点B在抛物线上,所以AB=FB-F(A)=x1^2+1+c
所以AC/AB=[(x1^2+x1)/(2x1-1)+c]/[x1^2+1+c]
化简得到AC/AB=2x1/(x1^2+1+c)
由于直线y=-c与抛物线有交点,所以c1,所以AC/AB<2
所以AC=2AB成立。
2)以上证明过程可以借助抛物线的一些性质,如焦点的性质、切线的斜率和方程等等,通过代数运算和化简来得出结论。
该题的难度适中,需要对抛物线的性质有一定的掌握。
例2:抛物线x^2=4y的焦点为F,A、B是抛物线上两动点,且AF=λFB,过A、B两点分别作抛物线的切线,设其交点为M。
1)证明:FM×AB为定值;
2)设△ABM的面积为S,写出S=f(λ)的表达式,并求出S的最小值。
解:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),F(0,1)
点A在抛物线上:4y1=x1^2
点B在抛物线上:4y2=x2^2
直线AB经过点F:(y1-1)/(x1-0)=(y2-1)/(x2-0)得到过点A的切线方程:2(y-y1)=x1(x-x1)
过点B的切线方程:2(y-y2)=x2(x-x2)
由(1)(2)(3)得x1x2=-4,y1y2=1.
由(4)、(5)得M坐标为(x1+x2/2,-1)。
所以FM×AB=[(x1+x2)/2)^2+1]×(x1-x2)
/2=(x1^2+x2^2)/4+1/2×(x1x2)/2=(x1^2+x2^2)/4-1
所以FM×AB为定值。
2)AF=λFB,即(0-x1,1-y1)=λ(x2,y2-1)
所以-x1=λx2,再由x1x2=-4,得λx2^2=4,即x2=2/λ,
x1=-8/λ
由FM×AB为定值可得AB=[(x1^2+x1)/(2x1-1)+c]-
x1^2-1-c=2(x1^2+1+c)
所以S=1/2×AB×FM=1/2×[2(x1^2+1+c)]×[(x1+x2)/2)
^2+1]×(x1-x2)/2=1/2×[2(x1^2+1+c)]×[(x1+x2)/2)^2+1]×
(x1-x2)/2=1/2×[2(x1^2+1+c)]×[(x1+x2)/2)^2+1]×(x1-x2)/2=1/2×[2(x1^2+1+c)]×[(x1+x2)/2)^2+1]×(x1-x2)/2
化简得到S=2/3×λ^3-2/3×λ+8/9
S'=2λ^2-2/3=0,解得λ=1/√3
带入得到Smin=8/3√3
以上解题过程需要用到抛物线的一些性质,如焦点的性质、切线的斜率和方程等等,通过代数运算和化简来得出结论。
该题的难度较大,需要对抛物线的性质有较深入的掌握。
1、已知抛物线C的方程为$x=4y$,焦点为F,准线为l,直线m交抛物线于两点A,B。
1)过点A的抛物线C的切线与y轴交于点D,求证:$AF=DF$;
2)若直线m过焦点F,分别过点A,B的两条切线相交
于点M,求证:$AM\perp BM$,且点M在直线l上.
2、对每个正整数n,$A_n(x_n,y_n)$是抛物线$x=4y$上的点,过焦点F的直线$FA_n$交抛物线于另一点$B_n(s_n,t_n)$。
1)试证:$x_n\cdot s_n=-4$($n\geq1$)
2)取$x_n=2$,并$C_n$为抛物线上分别以$A_n$与
$B_n$为切点的两条切线的交点,求证:
$FC_1+FC_2+\cdots+FC_n\geq4$。
改写后:
1、已知抛物线 $x=4y$,其焦点为 F,准线为 l,直线 m
与抛物线交于 A、B 两点。
1)过点A 的抛物线切线交y 轴于点D,证明$AF=DF$;
2)若直线 m 经过焦点 F,分别过点 A、B 的两条切线相
交于点 M,证明 $AM\perp BM$,且点 M 在直线 l 上。
2、对于每个正整数 n,设 $A_n(x_n,y_n)$ 为抛物线
$x=4y$ 上的点,过焦点 F 的直线 $FA_n$ 交抛物线于另一点$B_n(s_n,t_n)$。
1)证明 $x_n\cdot s_n=-4$($n\geq1$);
2)取 $x_n=2$,并设 $C_n$ 为抛物线上分别以 $A_n$、$B_n$ 为切点的两条切线的交点,证明
$FC_1+FC_2+\cdots+FC_n\geq4$。