典型例题:抛物线问题

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抛物线问题

典型例题一

例1 指出抛物线的焦点坐标、准线方程. (1)y x 42= (2))0(2≠=a ay x

分析:(1)先根据抛物线方程确定抛物线是四种中哪一种,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)2=p ,∴焦点坐标是(0,1),准线方程是:1-=y (2)原抛物线方程为:x a

y 1

2=,a p 12=∴

①当0>a 时,

a p 41

2=

,抛物线开口向右, ∴焦点坐标是)0,41(a ,准线方程是:a x 41

-=.

②当0

2-=,抛物线开口向左,

∴焦点坐标是)0,41(a ,准线方程是:a x 41

-=.

综合上述,当0≠a 时,抛物线2ay x =的焦点坐标为)0,41

(

a

,准线方程是:a

x 41-

=. 典型例题二

例2 若直线2-=kx y 与抛物线x y 82=交于A 、B 两点,且AB 中点的横坐标为2,求此直线方程.

分析:由直线与抛物线相交利用韦达定理列出k 的方程求解.另由于已知与直线

斜率及弦中点坐标有关,故也可利用“作差法”求k .

解法一:设),(11y x A 、),(22y x B ,则由:⎩⎨⎧=-=x y kx y 82

2可得:04)84(22=++-x k x k .

∵直线与抛物线相交,0≠∴k 且0>∆,则1->k . ∵AB 中点横坐标为:28

422

21=+=+∴

k k x x , 解得:2=k 或1-=k (舍去). 故所求直线方程为:22-=x y .

解法二:设),(11y x A 、),(22y x B ,则有22

212

188x y x y ==.

两式作差解:)(8))((212121x x y y y y -=+-,即

2

121218

y y x x y y +=--. 421=+x x 444)(22212121-=-+=-+-=+∴k x x k kx kx y y ,

4

48

-=

∴k k 故2=k 或1-=k (舍去). 则所求直线方程为:22-=x y .

典型例题三

例3 求证:以抛物线的焦点弦为直径的圆心与抛物线的准线相切. 分析:可设抛物线方程为)0(22>=p px y .如图所示,只须证明

12

MM AB =,则以AB 为直径的圆,必与抛物线准线相切.

证明:作l AA ⊥1于l BB A ⊥11,于1B .M 为AB 中点,作l MM ⊥1于1M ,则由抛物线的定义可知:BF BB AF AA ==11, 在直角梯形A A BB 11中:

AB BF AF BB AA MM 21

)(21)(21111=+=+=

AB MM 21

1=∴,故以AB 为直径的圆,必与抛物线的准线相切.

说明:类似有:以椭圆焦点弦为直径的圆与相对应的准线相离,以双曲线焦点弦为直径的圆与相应的准线相交.

典型例题四

例4(1)设抛物线x y 42=被直线k x y +=2截得的弦长为53,求k 值. (2)以(1)中的弦为底边,以x 轴上的点P 为顶点作三角形,当三角形的面积为9时,求P 点坐标.

分析:(1)题可利用弦长公式求k ,(2)题可利用面积求高,再用点到直线距离求P 点坐标.

解:(1)由⎩⎨⎧+==k

x y x y 242得:0)44(422=+-+k x k x

设直线与抛物线交于),(11y x A 与),(22y x B 两点.则有:4

,12

2121k x x k x x =⋅-=+

[][]

)

21(5)1(54)(5))(21(22212212212k k k x x x x x x AB -=--=-+=-+=∴

53)21(5,53=-∴=∴k AB ,即4-=k (2)9=∆S ,底边长为53,∴三角形高55

65

392=⨯=h ∵点P 在x 轴上,∴设P 点坐标是)0,(0x 则点P 到直线42-=x y 的距离就等于h ,即

5

5

6124022

20=

+--x 10-=∴x 或50=x ,即所求P 点坐标是(-1,0)或(5,0).

典型例题五

例5 已知定直线l 及定点A (A 不在l 上),n 为过A 且垂直于l 的直线,设N

为l 上任一点,AN 的垂直平分线交n 于B ,点B 关于AN 的对称点为P ,求证P 的轨迹为抛物线.

分析:要证P 的轨迹为抛物线,有两个途径,一个证明P 点的轨迹符合抛物线的定义,二是证明P 的轨迹方程为抛物线的方程,可先用第一种方法,由A 为定点,l 为定直线,为我们提供了利用定义的信息,若能证明PN PA =且l PN ⊥即可.

证明:如图所示,连结P A 、PN 、NB .

由已知条件可知:PB 垂直平分NA ,且B 关于AN 的对称点为P . ∴AN 也垂直平分PB .则四边形P ABN 为菱形.即有PN PA =.

..l PN l AB ⊥∴⊥

则P 点符合抛物线上点的条件:到定点A 的距离与到定直线的距离相等,所以P 点的轨迹为抛物线.

典型例题六

例6 若线段21P P 为抛物线)0(2:2>=p px y C 的一条焦点弦,F 为C 的焦点,求证:

p F P F

P 21121=+. 分析:此题证的是距离问题,如果把它们用两点间的距离表示出来,其计算量是很大的.我们可以用抛物线的定义,巧妙运用韦达定理,也可以用抛物线的定义与平面几何知识,把结论证明出来.

证法一:)0,2(p

F ,若过F 的直线即线段21P P 所在直线斜率不存在时,

则有p F P F P ==21,p p p F P F

P 2

111121=+=+∴

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