高三数学第一轮复习:抛物线
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2 1 动点,过 P 作直线 l 的垂线,垂足为 Q ,且 PQ FQ 2 QF .
(1) 试建立适当的平面直角坐标系,求动点 P 的轨迹 C 的方程;
解: 如图,以线段 FM 的中点为原点 O ,
y
以线段 FM 所在的直线为 y 轴, 建立直角坐标系 xOy , 则 F (0,1) .
设动点 P 的坐标为 x, y ,
p F ,0 2
y 0, x R
p F 0, 2 p y 2
y
y 0, x R
p 2
y
轴
(方程中一次项是对称轴)
2、抛物线的焦半径:
2 y 2 px( p 0) ,F 为其焦点, P( x0 , y0 ) 是抛物线上任 若抛物线方程为 p x 意一点,则线段 PF 叫抛物线的一条焦半径,且 PF 0 2 ;
解: 依题意知,动点
P 到定点 F (1,0) 的距离等于 P 到直线
x -1 的距离,
所以,曲线 C 是以原点为顶点、 F (1,0) 为焦点的抛物线
∴
2 y C 曲线 方程是 4 x 。
(2)若直线 l 经过点 F (1, 0) ,求 OA OB 的值;
解: 设 A( x1 , y1 ), B( x2 , y2 ) ,则 OA OB
设l : x
ty b
x ty b 联立 2 , y 4x
2 y 4ty 4b 0 消去x,得:
则y1 y2 4t , y1 y2 4b.
OA OB x1 x2 y1 y2 (ty1 b)(ty2 b) y1 y2
x1 x2 y1 y2
当 l 斜率不存在时,其方程为 x
x 1 1 ,由 2 A(1, 2) 、 B(1, 2) 解得 y 4 x
y k ( x 1) 2 联立 y 4x , 当 l 斜率存在时,设直线 l : y k ( x 1) ,
故点M的轨迹是以C点位焦点的抛物线。
2 x 动圆圆心 M 的轨迹方程 -12 y 。
【课堂小结】:
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.抛物线定义的应用。
例 2.(1)已知抛物线经过点 M (2,1) ,求抛物线的标准方程;
解: M ( 2,1) 在第二象限,
3、抛物线的焦点弦:
2 y 2 px( p 0) ,过焦点 F 弦 AB 叫抛物线的一条焦点 若抛物线方程为
弦,当 A( x1 , y1 )、B( x2 , y 2 ) 时, 4、抛物线的通径: 通径长 AB
AB x1 x2 p ;
2 y 2 px( p 0) 的 垂直于抛物线对称轴的焦点弦叫抛物线的通径, 抛物线
则动点 Q( x,1) , PF ( x,1 Байду номын сангаас)
o
x
PQ (0,1 y)
2 1 1 2 PQ FQ QF 2( y 1) ( x 4) x 2 4 y 2 2 2 x 可得轨迹 C 的方程为: 4 y .
(2)过点 F 的直线交轨迹 C 于
A、B
两点,交直线 l 于点 N ,
已知 NA 1 AF , NB 2 BF ,求证: 1 2 为定值.
解: 由题意可知直线 l 的斜率存在,
过 A、 B 两点分别作准线 l 的垂线, 垂足分别为 A1、B1 ,
A
y
B
NA 1 AF , NB 2 BF 1 2 0
2p
。
【小题检测】:
2 y 2 x 1.抛物线 的准线方程是(
D
)
1 x A、 2;
2 x 8 y 是
1 y B、 2;
;
2
1 x C、 8;
1 y D、 8
2. 设抛物线的顶点在原点,准线方程为 y 2 ,则抛物线的标准方程
3.抛物线
y x
的通径长是
1
;
【抛物线定义的应用】:
A( x1 , y1 )、B( x 2 , y 2 ) , 解: 设焦点弦的两个端点为
则 AB x1 x 2 p 5 , x1
x2 3
当焦点弦 AB 斜率不存在时, 通径 AB 2 p 4 5 ,不合;
当焦点弦AB斜率存在时, 设直线 AB 方程:
2 2 y k ( x 1) y k x 消 ,得: 2 联立 y 4 x ,
不妨令1 0, 2 0, 如图.
1 1 AA1 sin ANA AF
NA
N
F
O
A1
x
l B1
NA
2
1 BF BB1 sin ANA
NB
NB
1 2 0 (定值)
y k ( x 1) ,
2(k 2 2) x k 2 0
2 2 4 2 k 0 , 且 4 ( k 2 ) 4 k 16 k 16 0 , 此时
2( k 2 2 ) x x2 3 ,解得 k 2 , 2 由 1 k
所以,焦点弦所在的直线方程是 2 x
2 例 1 点 A(4,2) 是抛物线 y 8x 内一点,抛物线上的点 M 到 A 点的距
离与它到焦点的距离之和最小,求点 M 的坐标及最小距离。
解:
M
y
M
过点 A 作准线 l 的垂线,交抛物线于点 M, 则点 M 即为所求点。
由题意可设: M
A
l
N
F
O
x
x0 ,2
1 1 M ( ,2) 2 2
第48讲
抛物线
【知识点梳理 】:
定义 平面上到定点 F 的距离与到定直线 l 的距离 相等 的点的轨迹叫 抛物线,其中定点 F 叫抛物线的焦点,定直线 l 称为抛物线的准 线,点 F 在直线 l 外。 y 2 2 px( p 0) y 2 2 px( p 0) x 2 2 py( p 0) x 2 2 py( p 0)
2 2 x 2 py ( p 0 ) 或 y 2 px( p 0) 。 可设抛物线标准方程为: 1 点M坐标代入,得: p 2或p 4 1 2 2 抛物线标准方程是: x 4 y或y x 2 ( 2) 求顶点在原点, 焦点在直线 x 3 y 15 0 上的抛物线的标准方程;
解:
令y 0, 得x 15;
令x 0, 得y 5
2
所以,当焦点是 F (15,0) 时,抛物线标准方程是: y 60 x
- 5) 时,抛物线标准方程是: x 2 20 y 当焦点是 F (0,
2 y 4 x 的焦点弦长为 5,求焦点弦所在的直线方程; 例 3. 若抛物线
2 2 8 x0 x0 代入抛物线方程,得:
最小距离 AN 6
【知识迁移】:
2 设 P 是曲线 y 4 x 上的一个动点
(1) 求点 P 到点 A(1,1) 的距离为点 P 到直线 x 1 的距离之和的最小 值; (2) 若点 B(3,2) ,点 F 是抛物线的焦点,求 PB PF 的最小值。
2 2 2 2 k x (2 k 4) x k 0, 消 y 得: 2 2 4 2 k 0 , 且 4 ( k 2 ) 4 k 16 k 16 0 , 此时
OA OB =1 4= 3
2k 2 4 则有 x1 x2 1 , x1 +x2 k 2
2 2 y 2 C : x ( y 3 ) 1 外切,求 M 例 2 动圆 与定直线 相切,且与定圆
动圆圆心 M 的轨迹方程。
解: 记动圆 M 半径为 R,d 是点 M 到定直线
y 2 的距离。
MC R 1 dR
所以,点 M 到圆心 C(0,-3)的距离=点 M 到直线 y 3 的距离。
y 2 0。
例 4. 在 平 面 直 角 坐 标 系 中 , O 为 坐 标 原 点 . 已 知 曲 线 C 上 任 意 一 点
P( x , y ) (其中 x 0 )到定点 F (1, 0) 的距离比它到 y 轴的距离大 1,直
线 l 与曲线 C 相交于不同的 A, B 两点. (1)求曲线 C 的轨迹方程;
t 2 y1 y2 bt ( y1 y2 ) b 2 y1 y2
4bt 2 4bt 2 b 2 4b b 2 4b
由:b 2
4b 4, b 2 4b 4 0 b 2
∴直线 l 过定点(2,0) 。
例 5.如图,平面上定点 F 到定直线 l 的距离 FM 2 , P 为该平面上的
方程 图形
l
y
O F x
y
F O
p F ,0 2
l x
y
O
F x l
y
O
p F 0, 2
l
F
x
性 焦点 p p x x 质 准线 2 2 x 0, y R 范围 x 0, y R ( 0,0 ) 顶点 x轴 对称 (方程中一次项是对称轴) 轴
y1 y1 k 2 ( x1 1)( x2 1) k 2 x1 x2 ( x1 x2 ) 1
x1 x2 y1 y2 3 综上所述, OA OB 3 .
-4
(3)若 OA OB 4 ,证明直线 l 必过一定点,并求出该定点。
A( x1 , y1 ), B( x2 , y2 ) ,则 OA OB x1 x2 y1 y2 设 解:
(1) 试建立适当的平面直角坐标系,求动点 P 的轨迹 C 的方程;
解: 如图,以线段 FM 的中点为原点 O ,
y
以线段 FM 所在的直线为 y 轴, 建立直角坐标系 xOy , 则 F (0,1) .
设动点 P 的坐标为 x, y ,
p F ,0 2
y 0, x R
p F 0, 2 p y 2
y
y 0, x R
p 2
y
轴
(方程中一次项是对称轴)
2、抛物线的焦半径:
2 y 2 px( p 0) ,F 为其焦点, P( x0 , y0 ) 是抛物线上任 若抛物线方程为 p x 意一点,则线段 PF 叫抛物线的一条焦半径,且 PF 0 2 ;
解: 依题意知,动点
P 到定点 F (1,0) 的距离等于 P 到直线
x -1 的距离,
所以,曲线 C 是以原点为顶点、 F (1,0) 为焦点的抛物线
∴
2 y C 曲线 方程是 4 x 。
(2)若直线 l 经过点 F (1, 0) ,求 OA OB 的值;
解: 设 A( x1 , y1 ), B( x2 , y2 ) ,则 OA OB
设l : x
ty b
x ty b 联立 2 , y 4x
2 y 4ty 4b 0 消去x,得:
则y1 y2 4t , y1 y2 4b.
OA OB x1 x2 y1 y2 (ty1 b)(ty2 b) y1 y2
x1 x2 y1 y2
当 l 斜率不存在时,其方程为 x
x 1 1 ,由 2 A(1, 2) 、 B(1, 2) 解得 y 4 x
y k ( x 1) 2 联立 y 4x , 当 l 斜率存在时,设直线 l : y k ( x 1) ,
故点M的轨迹是以C点位焦点的抛物线。
2 x 动圆圆心 M 的轨迹方程 -12 y 。
【课堂小结】:
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.抛物线定义的应用。
例 2.(1)已知抛物线经过点 M (2,1) ,求抛物线的标准方程;
解: M ( 2,1) 在第二象限,
3、抛物线的焦点弦:
2 y 2 px( p 0) ,过焦点 F 弦 AB 叫抛物线的一条焦点 若抛物线方程为
弦,当 A( x1 , y1 )、B( x2 , y 2 ) 时, 4、抛物线的通径: 通径长 AB
AB x1 x2 p ;
2 y 2 px( p 0) 的 垂直于抛物线对称轴的焦点弦叫抛物线的通径, 抛物线
则动点 Q( x,1) , PF ( x,1 Байду номын сангаас)
o
x
PQ (0,1 y)
2 1 1 2 PQ FQ QF 2( y 1) ( x 4) x 2 4 y 2 2 2 x 可得轨迹 C 的方程为: 4 y .
(2)过点 F 的直线交轨迹 C 于
A、B
两点,交直线 l 于点 N ,
已知 NA 1 AF , NB 2 BF ,求证: 1 2 为定值.
解: 由题意可知直线 l 的斜率存在,
过 A、 B 两点分别作准线 l 的垂线, 垂足分别为 A1、B1 ,
A
y
B
NA 1 AF , NB 2 BF 1 2 0
2p
。
【小题检测】:
2 y 2 x 1.抛物线 的准线方程是(
D
)
1 x A、 2;
2 x 8 y 是
1 y B、 2;
;
2
1 x C、 8;
1 y D、 8
2. 设抛物线的顶点在原点,准线方程为 y 2 ,则抛物线的标准方程
3.抛物线
y x
的通径长是
1
;
【抛物线定义的应用】:
A( x1 , y1 )、B( x 2 , y 2 ) , 解: 设焦点弦的两个端点为
则 AB x1 x 2 p 5 , x1
x2 3
当焦点弦 AB 斜率不存在时, 通径 AB 2 p 4 5 ,不合;
当焦点弦AB斜率存在时, 设直线 AB 方程:
2 2 y k ( x 1) y k x 消 ,得: 2 联立 y 4 x ,
不妨令1 0, 2 0, 如图.
1 1 AA1 sin ANA AF
NA
N
F
O
A1
x
l B1
NA
2
1 BF BB1 sin ANA
NB
NB
1 2 0 (定值)
y k ( x 1) ,
2(k 2 2) x k 2 0
2 2 4 2 k 0 , 且 4 ( k 2 ) 4 k 16 k 16 0 , 此时
2( k 2 2 ) x x2 3 ,解得 k 2 , 2 由 1 k
所以,焦点弦所在的直线方程是 2 x
2 例 1 点 A(4,2) 是抛物线 y 8x 内一点,抛物线上的点 M 到 A 点的距
离与它到焦点的距离之和最小,求点 M 的坐标及最小距离。
解:
M
y
M
过点 A 作准线 l 的垂线,交抛物线于点 M, 则点 M 即为所求点。
由题意可设: M
A
l
N
F
O
x
x0 ,2
1 1 M ( ,2) 2 2
第48讲
抛物线
【知识点梳理 】:
定义 平面上到定点 F 的距离与到定直线 l 的距离 相等 的点的轨迹叫 抛物线,其中定点 F 叫抛物线的焦点,定直线 l 称为抛物线的准 线,点 F 在直线 l 外。 y 2 2 px( p 0) y 2 2 px( p 0) x 2 2 py( p 0) x 2 2 py( p 0)
2 2 x 2 py ( p 0 ) 或 y 2 px( p 0) 。 可设抛物线标准方程为: 1 点M坐标代入,得: p 2或p 4 1 2 2 抛物线标准方程是: x 4 y或y x 2 ( 2) 求顶点在原点, 焦点在直线 x 3 y 15 0 上的抛物线的标准方程;
解:
令y 0, 得x 15;
令x 0, 得y 5
2
所以,当焦点是 F (15,0) 时,抛物线标准方程是: y 60 x
- 5) 时,抛物线标准方程是: x 2 20 y 当焦点是 F (0,
2 y 4 x 的焦点弦长为 5,求焦点弦所在的直线方程; 例 3. 若抛物线
2 2 8 x0 x0 代入抛物线方程,得:
最小距离 AN 6
【知识迁移】:
2 设 P 是曲线 y 4 x 上的一个动点
(1) 求点 P 到点 A(1,1) 的距离为点 P 到直线 x 1 的距离之和的最小 值; (2) 若点 B(3,2) ,点 F 是抛物线的焦点,求 PB PF 的最小值。
2 2 2 2 k x (2 k 4) x k 0, 消 y 得: 2 2 4 2 k 0 , 且 4 ( k 2 ) 4 k 16 k 16 0 , 此时
OA OB =1 4= 3
2k 2 4 则有 x1 x2 1 , x1 +x2 k 2
2 2 y 2 C : x ( y 3 ) 1 外切,求 M 例 2 动圆 与定直线 相切,且与定圆
动圆圆心 M 的轨迹方程。
解: 记动圆 M 半径为 R,d 是点 M 到定直线
y 2 的距离。
MC R 1 dR
所以,点 M 到圆心 C(0,-3)的距离=点 M 到直线 y 3 的距离。
y 2 0。
例 4. 在 平 面 直 角 坐 标 系 中 , O 为 坐 标 原 点 . 已 知 曲 线 C 上 任 意 一 点
P( x , y ) (其中 x 0 )到定点 F (1, 0) 的距离比它到 y 轴的距离大 1,直
线 l 与曲线 C 相交于不同的 A, B 两点. (1)求曲线 C 的轨迹方程;
t 2 y1 y2 bt ( y1 y2 ) b 2 y1 y2
4bt 2 4bt 2 b 2 4b b 2 4b
由:b 2
4b 4, b 2 4b 4 0 b 2
∴直线 l 过定点(2,0) 。
例 5.如图,平面上定点 F 到定直线 l 的距离 FM 2 , P 为该平面上的
方程 图形
l
y
O F x
y
F O
p F ,0 2
l x
y
O
F x l
y
O
p F 0, 2
l
F
x
性 焦点 p p x x 质 准线 2 2 x 0, y R 范围 x 0, y R ( 0,0 ) 顶点 x轴 对称 (方程中一次项是对称轴) 轴
y1 y1 k 2 ( x1 1)( x2 1) k 2 x1 x2 ( x1 x2 ) 1
x1 x2 y1 y2 3 综上所述, OA OB 3 .
-4
(3)若 OA OB 4 ,证明直线 l 必过一定点,并求出该定点。
A( x1 , y1 ), B( x2 , y2 ) ,则 OA OB x1 x2 y1 y2 设 解: