高二数学 抛物线的定义-标准方程及几何性质(文) 人教实验B版
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高二数学抛物线的定义;标准方程及几何性质(文)人教实验B版【本讲教育信息】
一. 教学内容:
抛物线的定义;标准方程及几何性质
二. 本周学习目标
掌握抛物线的定义,标准方程,能根据条件利用待定系数法求抛物线的方程,掌握抛物线的几何性质。了解抛物线的参数方程,能根据方程讨论曲线的性质,掌握直线与抛物线的位置关系的判断方法,能够正确熟练地解决有关直线和抛物线的位置关系的一些问题。
三. 考点分析
(一)抛物线的定义:
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抛物线,定点F叫做抛物线的焦点,定直线l叫做抛物线的准线。
(二)
2. 抛物线标准方程中p的几何意义是:焦点到准线的距离,故p>0
3. 抛物线的标准方程中,一次项的变量决定对称轴,一次项的符号决定开口方向。
4. 弦长公式:(1)过焦点F (
2
p
,0)的弦长:x 1,x 2分别为弦AB 的端点的横坐标,y 1,y 2分别为弦AB 的端点的纵坐标,弦|AB|=x 1+x 2+p ,
p
BF AF 211=+,y 1y 2=-p 2 (2)一般的弦长公式:类似于椭圆,x 1,x 2分别为弦PQ 的横坐标,y 1,y 2分别为弦PQ 的纵坐标,弦PQ 所在的直线方程为y=kx+b,代入抛物线方程整理得Ax 2+Bx+C=0,则
PQ =A
AC
B k
x x k 21122
212-+=-+,若y 1,y 2分别为弦PQ 的纵坐标,则PQ =2121
1y y k
-+
5. 斜率为k 的弦的中点的轨迹方程是:y=
k
p
,一条平行于x 轴且不包括端点在抛物线内部的射线。
6. 与焦点弦有关的一些几何图形的性质: (1)以过焦点的弦为直径的圆和准线相切
(2)设AB 为焦点弦,端点在准线上的射影为A 1,B 1,M 为准线与x 轴的交点,则∠AMF =∠BMF
(3)若P 为A 1B 1的中点,则PA ⊥PB
(4)若AO 的延长线交准线于C ,则BC 平行于x 轴,反之,若过B 点平行于x 轴的直线交准线于C 点,则A ,O ,C 三点共线。
7. 过抛物线外一点总有三条直线和抛物线有且只有一个公共点:两条切线和一条平行于对称轴的直线。
【典型例题】
例1. 指出抛物线的焦点坐标、准线方程. (1)
(2)
分析:(1)先根据抛物线方程确定抛物线是四种中的哪一种,求出p ,再写出焦点坐标和准线方程。
(2)先把方程化为标准方程形式,再对a 进行讨论,确定是哪一种后,求p 及焦点坐标与准线方程.
解:(1)
,∴焦点坐标是(0,1),准线方程是:
(2)原抛物线方程为: ,
①当
时,
,抛物线开口向右,
∴焦点坐标是 ,准线方程是:
.
②当
时,
,抛物线开口向左,
∴焦点坐标是 ,准线方程是: .
综合上述,当
时,抛物线
的焦点坐标为
,准线方程是:
.
例2. 分别求满足下列条件的抛物线的方程。 过点B (-3,2); 焦点在直线240x y --=上
解:(1)依题意,设所求抛物线的方程为2
2
22(0)y px x py p =-=>或 ∵抛物线过点B (-3,2),代入2
2y px =-得2
3
p = 代入2
2x py =得94
p =
∴所求抛物线的方程为2
24932
y x x y =-
=或 (2)令02x y ==-得, 令04y ==得x ∴抛物线的焦点坐标为(0,-2)或(4,0)
当焦点坐标为(0,-2)时,抛物线的方程为2
8x y =- 当焦点坐标为(4,0)时,抛物线的方程为216y x =
反思:抛物线的开口方向有四种,相应的标准方程的形式也就有四种,因此,在解题时
要利用图形全面分析,防止遗漏符合题设条件的某个开口方向,从而防止遗漏符合题设条件的抛物线的标准方程。
例 3. 已知抛物线的顶点在原点,对称轴为
轴,抛物线上的点
到焦点的距
离等于5,求抛物线的方程和
的值。
解法一:设抛物线方程为
,则焦点为
,
由题设可得:
解得
或
故抛物线方程为
的值为
解法二:设抛物线方程为
,则焦点为
,准线方程为
.
根据抛物线定义, 到焦点的距离等于5,也就是 到准线的距离等于5,
则
因此抛物线方程为28y x =-.
又点
在抛物线上,于是
点评:解法二利用抛物线的定义把到焦点的距离转化为到准线的距离,既快捷又方便,要善于转化。
例4. 斜率为1的直线经过抛物线x 4y 2=的焦点,与抛物线相交于两点A 、B ,求线段。AB 的长。
由抛物线的标准方程可知,焦点为,准线方程为.
由题设,直线
的方程为:
.
代入抛物线方程
,整理得:
.
解法一:解上述方程得: ,
分别代入直线方程得:
即
坐标分别为
、
.
解法二:设
,
,则: