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高考数学抛物线经典例题讲解教案

古人云,工欲善其事,必先利其器。高中教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐,帮助高中教师提高自己的教学质量。你知道怎么写具体的高中教案内容吗?考虑到您的需要,小编特地编辑了“高考数学抛物线经典例题讲解教案”,仅供参考,希望能为您提供参考!

抛物线习题精选精讲
(1)抛物线——二次曲线的和谐线
椭圆与双曲线都有两种定义方法,可抛物线只有一种:到一个定点和一条定直线的距离相等的所有点的集合.其离心率e=1,这使它既与椭圆、双曲线相依相伴,又鼎立在圆锥曲线之中.由于这个美好的1,既使它享尽和谐之美,又生出多少华丽的篇章.
【例1】P为抛物线上任一点,F为焦点,则以PF为直径的圆与y轴()
相交相切相离位置由P确定
【解析】如图,抛物线的焦点为,准线是
.作PH⊥于H,交y轴于Q,那么,
且.作MN⊥y轴于N则MN是梯形PQOF的
中位线,.故以
PF为直径的圆与y轴相切,选B.
【评注】相似的问题对于椭圆和双曲线来说,其结论则
分别是相离或相交的.

(2)焦点弦——常考常新的亮点弦
有关抛物线的试题,许多都与它的焦点弦有关.理解并掌握这个焦点弦的性质,对破解这些试题是大有帮助的.
【例2】过抛物线的焦点F作直线交抛物线于两点,求证:
(1)(2)
【证明】(1)如图设抛物线的准线为,作

.两式相加即得:
(2)当AB⊥x轴时,有
成立;
当AB与x轴不垂直时,设焦点弦AB的方程为:.代入抛物线方程:
.化简得:
∵方程(1)之二根为x1,x2,∴.
.
故不论弦AB与x轴是否垂直,恒有成立.

(3)切线——抛物线与函数有缘
有关抛物线的许多试题,又与它的切线有关.理解并掌握抛物线的切线方程,是解题者不可或缺的基本功.
【例3】证明:过抛物线上一点M(x0,y0)的切线方程是:y0y=p(x+x0)
【证明】对方程两边取导数:
.由点斜式方程:
y0y=p(x+x0)

(4)定点与定值——抛物线埋在深处的宝藏
抛物线中存在许多不不易发现,却容易为人疏忽的定点和定值.掌握它们,在解题中常会有意想不到的收获.
例如:1.一动圆的圆心在抛物线上,且动圆恒与直线相切,则此动圆必过定点()
显然.本题是例1的翻版,该圆必过抛物线的焦点,选B.
2.抛物线的通径长为2p;
3.设抛物线过焦点的弦两端分别为,那么:
以下再举一例
【例4】设抛物线的焦点弦AB在其准线上的射影是A1B1,证明:以A1B1为直径的圆必过一定点
【分析】假定这条焦点弦就是抛物线的通径,那么A1B1=AB=2p,而A1B1与AB的距离为p,可知该圆必过抛物线的焦点.由此我们猜想:一切这样的圆都过抛物线的焦点.以下我们对AB的一般情形给于证明.
【证明】如图设焦点两端分别为,
那么:
设抛物线的准线交x轴于C,那么
.
这就说明:以A1B1为直径的圆必过该抛物线的焦点.

●通法特法妙法
(1)解析法——为对称问题解困排难
解析几何是用代数的方法去研究几何,所以它能解决纯几何方法不易解决的几何问题(如对称问题等).
【例5】(07.四川文科卷.10题)已知抛物线
y=-x2+3上存在关于直线x+y=0对称的相异两点
A、B,则|AB|等于()
A.3B.4C.3D.4
【分析】直线AB必与直线x+y=0垂直,且线段
AB的中点必在直线x+y=0上,因得解法如下.
【解析】∵点A、B关于直线x+y=0对称,∴设直线AB的方程为:.由
设方程(1)之两根为x1,x2,则.
设AB的中点为M(x0,y0),则.代入x+y=0:y0=.故有.
从而.直线AB的方程为:.方程(1)成为:.解得:
,从而,故得:A(-2,-1),B(1,2).,选C.

(2)几何法——为解析法添彩扬威
虽然解析法使几何学得到长足的发展,但伴之而来的却是难以避免的繁杂计算,这又使得许多考生对解析几何习题望而生畏.针对这种现状,人们研究出多种使计算量大幅度减少的优秀方法,其中最有成效的就是几何法.
【例6】(07.全国1卷.11题)抛物线的焦点为,准线为,经过且斜率为的直线与抛物线在轴上方的部分相交于点,,垂足为,则的面积()
A.B.C.D.
【解析】如图直线AF的斜率为时∠AFX=60°.
△AFK为正三角形.设准线交x轴于M,则
且∠KFM=60°,∴.选C.
【评注】(1)平面几何知识:边长为a的正三角形的
面积用公式计算.
(2)本题如果用解析法,需先列方程组求点A的坐标,,再计算正三角形的边长和面积.虽不是很难,但决没有如上的几何法简单.

(3)定义法——追本求真的简单一着
许多解析几何习题咋看起来很难.但如果返朴归真,用最原始的定义去做,反而特别简单.
【例7】(07.湖北卷.7题)双曲线
的左准线为,左焦点和右焦点分别为和;抛物线的线为,焦点为与的一个交点为,则等于()
A.B.C.D.
【分析】这道题如果用解析法去做,计算会特别繁杂,而平面几何知识又一时用不上,那么就从最原始的定义方面去寻找出路吧.
如图,我们先做必要的准备工作:设双曲线的半
焦距c,离心率为e,作,令
.∵点M在抛物线上,

这就是说:的实质是离心率e.
其次,与离心率e有什么关系?注意到:
.
这样,最后的答案就自然浮出水面了:由于.∴选A..

(4)三角法——本身也是一种解析
三角学蕴藏着丰富的解题资源.利用三角手段,可以比较容易地将异名异角的三角函数转化为同名同角的三角函数,然后根据各种三角关系实施“九九归一”——达到解题目的.
因此,在解析几何解题中,恰当地引入三角资源,常可以摆脱困境,简化计算.
【例8】(07.重庆文科.21题)如图,倾斜角为a的直线经过抛物线的焦点F,且与抛物线交于A、B两点。
(Ⅰ)求抛物线的焦点F的坐标及准线l的方程;
(Ⅱ)若a为锐角,作线段AB的垂直平分线m交
x轴于点P,证明|FP|-|FP|cos2a为定值,并求此定值。
【解析】(Ⅰ)焦点F(2,0),准线.
(Ⅱ)直线AB:
代入(1),整理得:
设方程(2)之二根为y1,y2,则.
设AB中点为
AB的垂直平分线方程是:.
令y=0,则

于是|FP|-|FP|cos2a=,故为定值.

(5)消去法——合理减负的常用方法.
避免解析几何中的繁杂运算,是革新、创新的永恒课题.其中最值得推荐的优秀方法之一便是设而不求,它类似兵法上所说的“不战而屈人之兵”.
【例9】是否存在同时满足下列两条件的直线:(1)与抛物线有两个不同的交点A和B;(2)线段AB被直线:x+5y-5=0垂直平分.若不存在,说明理由,若存在,求出直线的方程.
【解析】假定在抛物线上存在这样的两点
∵线段AB被直线:x+5y-5=0垂直平分,且
.
设线段AB的中点为.代入x+5y-5=0得x=1.于是:
AB中点为.故存在符合题设条件的直线,其方程为:

(6)探索法——奔向数学方法的高深层次
有一些解析几何习题,初看起来好似“树高荫深,叫樵夫难以下手”.这时就得冷静分析,探索规律,不断地猜想——证明——再猜想——再证明.终于发现“无限风光在险峰”.
【例10】(07.安徽卷.14题)如图,抛物线y=-x2+1与x轴的正半轴交于点A,将线段OA的n等分点从左至右依次记为P1,P2,…,Pn-1,过这些分点分别作x轴的垂线,与抛物线的交点依次为Q1,Q2,…,Qn-1,从而得到n-1个直角三角形△Q1OP1,△Q2P1P2,…,△Qn-1Pn-1Pn-1,当n→∞时,这些三角形的面积之和的极限为.
【解析】∵
设OA上第k个分点为
第k个三角形的面积为:
.
故这些三角形的面积之和的极限
抛物线定义的妙用
对于抛物线有关问题的求解,若能巧妙地应用定义思考,常能化繁为简,优化解题思路,提高思维能力。现举例说明如下。
一、求轨迹(或方程)
例1.已知动点M的坐标满足方程,则动点M的轨迹是()
A.椭圆B.双曲线C.抛物线D.以上都不对
解:由题意得:
即动点到直线的距离等于它到原点(0,0)的距离
由抛物线定义可知:动点M的轨迹是以原点(0,0)为焦点,以直线为准线的抛物线。
故选C。
二、求参数的值
例2.已知抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,抛物线上一点到焦点距离为5,求m的值。
解:设抛物线方程为,准线方程:
∵点M到焦点距离与到准线距离相等
解得:
∴抛物线方程为
把代入得:
三、求角
例3.过抛物线焦点F的直线与抛物线交于A、B两点,若A、B在抛物线准线上的射影分别为,则__________。
A.45°B.60°C.90°D.120°
图1
解:如图1,由抛物线的定义知:

由题意知:

故选C。
四、求三角形面积
例4.设O为抛物线的顶点,F为抛物线的焦点且PQ为过焦点的弦,若,。求△OPQ的面积。
解析:如图2,不妨设抛物线方程为,点、点
图2
则由抛物线定义知:
又,则
由得:

又PQ为过焦点的弦,所以

所以,
点评:将焦点弦分成两段,利用定义将焦点弦长用两端点横坐标表示,结合抛物线方程,利用韦达定理是常见的基本技能。
五、求最值
例5.设P是抛物线上的一个动点。
(1)求点P到点A(-1,1)的距离与点P到直线的距离之和的最小值;
(2)若B(3,2),求的最小值。
解:(1)如图3,易知抛物线的焦点为F(1,0),准线是
由抛物线的定义知:点P到直线的距离等于点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,连结AF交曲线于P点,则所求最小值为,即为。
图3
(2)如图4,自点B作BQ垂直准线于Q交抛物线于点,则
,则有
即的最小值为4
图4
点评:本题利用抛物线的定义,将抛物线上的点到准线的距离转化为该点到焦点的距离,从而构造出“两点间线段距离最短”,使问题获解。
六、证明
例6.求证:以抛物线过焦点的弦为直径的圆,必与此抛物线的准线相切。
证明:如图5,设抛物线的准线为,过A、B两点分别作AC、BD垂直于,垂足分别为C、D。取线段AB中点M,作MH垂直于H。
图5
由抛物线的定义有:
∵ABDC是直角梯形
即为圆的半径,而准线过半径MH的外端且与半径垂直,故本题得证。
抛物线与面积问题
抛物线与面积相结合的题目是近年来中考数学中常见的问题。解答此类问题时,要充分利用抛物线和面积的有关知识,重点把握相交坐标点的位置及坐标点之间的距离,得出相应的线段长或高,从而求解。
例1.如图1,二次函数的图像与x轴交于A、B两点,其中A点坐标为(-1,0)。点C(0,5)、点D(1,8)在抛物线上,M为抛物线的顶点。
图1
(1)求抛物线的解析式;
(2)求△MCB的面积。
解:(1)设抛物线的解析式为
,根据题意得
,解得
∴所求的抛物线的解析式为
(2)∵C点坐标为(0,5),∴OC=5
令,则,
解得
∴B点坐标为(5,0),OB=5
∵,
∴顶点M的坐标为(2,9)
过点M作MN⊥AB于点N,
则ON=2,MN=9

例2.如图2,面积为18的等腰直角三角形OAB的一条直角边OA在x轴上,二次函数的图像过原点、A点和斜边OB的中点M。
图2
(1)求出这个二次函数的解析式和对称轴。
(2)在坐标轴上是否存一点P,使△PMA中PA=PM,如果存在,写出P点的坐标,如果不存在,说明理由。
解:(1)∵等腰直角△OAB的面积为18,
∴OA=OB=6
∵M是斜边OB的中点,

∴点A的坐标为(6,0)
点M的坐标为(3,3)
∵抛物线
∴,解得
∴解析式为,
对称轴为
(2)答:在x轴、y轴上都存在点P,使△PAM中PA=PM。
①P点在x轴上,且满足PA=PM时,点P坐标为(3,0)。
②P点在y轴上,且满足PA=PM时,点P坐标为(0,-3)。
例3.二次函数的图像一部分如图3,已知它的顶点M在第二象限,且经过点A(1,0)和点B(0,1)。
图3
(1)请判断实数a的取值范围,并说明理由。
(2)设此二次函数的图像与x轴的另一个交点为c,当△AMC的面积为△ABC面积的倍时,求a的值。
解:(1)由图象可知:;图象过点(0,1),所以c=1;图象过点(1,0),则;
当时,应有,则
当代入
得,即
所以,实数a的取值范围为。
(2)此时函数,
要使

可求得。
例4.如图4,在同一直角坐标系内,如果x轴与一次函数的图象以及分别过C(1,0)、D(4,0)两点且平行于y轴的两条直线所围成的图形ABDC的面积为7。
图4
(1)求K的值;
(2)求过F、C、D三点的抛物线的解析式;
(3)线段CD上的一个动点P从点D出发,以1单位/秒的速度沿DC的方向移动(点P不重合于点C),过P点作直线PQ⊥CD交EF于Q。当P从点D出发t秒后,求四边形PQFC的面积S与t之间的函数关系式,并确定t的取值范围。
解:(1)∵点A、B在一次函数的图象上,


∵四边形ABDC的面积为7

∴。
(2)由F(0,4),C(1,0),D(4,0)得
(3)∵PD=1×t=t
∴OP=4-t

即。
抛物线
1已知抛物线D:y2=4x的焦点与椭圆Q:的右焦点F1重合,且点在椭圆Q上。(Ⅰ)求椭圆Q的方程及其离心率;(Ⅱ)若倾斜角为45°的直线l过椭圆Q的左焦点F2,且与椭圆相交于A,B两点,求△ABF1的面积。
解:(Ⅰ)由题意知,抛物线的焦点为(1,0)

∴椭圆Q的右焦点F1的坐标为(1,0)。∴①

又点在椭圆Q上,∴即②

由①②,解得∴椭圆Q的方程为∴离心离

(Ⅱ)由(Ⅰ)知F2(-1,0)∴直线l的方程为设
由方程组消y整理,得

又点F1到直线l的距离∴
2如图所示,抛物线y2=4x的顶点为O,点A的坐标为(5,0),倾斜角为的直线l与线段OA相交(不经过点O或点A)且交抛物线于M、N两点,求△AMN面积最大时直线l的方程,并求△AMN的最大面积
解法一由题意,可设l的方程为y=x+m,其中-5<m<0由方程组,消去y,得x2+(2m

-4)x+m2=0①∵直线l与抛物线有两个不同交点M、N,∴方程①的判别式Δ=(2m-4)2-

4m2=16(1-m)>0,解得m<1,又-5<m<0,∴m的范围为(-5,0)

设M(x1,y1),N(x2,y2)则x1+x2=4-2m,x1x2=m2,∴|MN|=4点A到直线l的距离为d=

∴S△=2(5+m),从而S△2=4(1-m)(5+m)2=2(2-2m)(5+m)(5+m)≤2()3=128

∴S△≤8,当且仅当2-2m=5+m,即m=-1时取等号故直线l的方程为y=x-1,△AMN的最大面
积为8

解法二由题意,可设l与x轴相交于B(m,0),l的方程为x=y+m,其中0<m<5

由方程组,消去x,得y2-4y-4m=0①∵直线l与抛物线有两个不同交点M、N,

∴方程①的判别式Δ=(-4)2+16m=16(1+m)>0必成立,设M(x1,y1),N(x2,y2)则y1+y2=4,y1y2=-4m,

∴S△==

4=4
∴S△≤8,当且仅当即m=1时取等号
故直线l的方程为y=x-1,△AMN的最大面积为8
3已知O为坐标原点,P()()为轴上一动点,过P作直线交抛物线于A、B两点,设S△AOB=,试问:为何值时,t取得最小值,并求出最小值。
解:交AB与轴不重叠时,设AB的方程为

合消y可得:

设AB则,交AB与x轴重叠

时,上述结论仍然成立

又∴

≥当时取“=”,综上当

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抛物线及其标准方程教案


一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,作为高中教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,帮助高中教师更好的完成实现教学目标。高中教案的内容要写些什么更好呢?为此,小编从网络上为大家精心整理了《抛物线及其标准方程教案》,仅供参考,欢迎大家阅读。

设计说明:学生在初中学习二次函数时知道二次函数的图象是一个抛物线,在物理的学习中也接触过抛物线(物体的运动轨迹)。因而对抛物线的认识比对前面学习的两种圆锥曲线椭圆和双曲线更多。所以学生学起来会轻松。但是要注意的是,现在所学的抛物线是方程的曲线而不是函数的图象。本节内容是在学习了椭圆和双曲线的基础上,利用圆锥曲线的第二定义统一进行展开的,因而对于抛物线的系统学习具有双重的目标性。
抛物线作为点的轨迹,其标准方程的推导过程充满了辨证法,处处是数与形之间的对照和相互转化。而要得到抛物线的标准方程,必须建立适当的坐标系,还要依赖焦点和准线的相互位置关系,这是抛物线标准方程有四种而不象椭圆和双曲线只有两种形式。因而抛物线的标准方程的推导也是培养辨证唯物主义观点的好素材。
利用圆锥曲线第二定义通过类比方法,引导学生观察和对比,启发学生猜想与概括,利用建立坐标系求出抛物线的四种标准方程,让每一个学生都能动手,动口,动脑参与教学过程,真正贯彻“教师为主导,学生为主体”的教学思想。对于标准方程中的参数及其几何意义,焦点坐标和准线方程与的关系是本节课的重点内容,必须让学生掌握如何根据标准方程求、焦点坐标、准线方程或根据后三者求抛物线的标准方程。特别对于一些有关距离的问题,要能灵活运用抛物线的定义给予解决。
当前素质教育的主流是培养学生的能力,让学生学会学习。本节课采用学生通过探索、观察、对比分析,自己发现结论的学习方法,培养了学生逻辑思维能力,动手实践能力以及探索的精神。

高二数学抛物线的性质教案7


8.6抛物线的简单几何性质
我们根据抛物线的标准方程
y2=2px(p>0)①
来研究它的几何性质.
1.范围
因为p>0,由方程①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①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①中,当y=0时,x=0,因此抛物线①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.
例1已知抛物线关于x轴对称,它的顶点在坐标原点,并且经过
解:因为抛物线关于x轴对称,它的顶点在原点,并且经过点M(2,
y2=2px(p>0).
因为点M在抛物线上,所以

p=2.
因此所求方程是
y2=4x.
的范围内几个点的坐标,得
描点画出抛物线的一部分,再利用对称性,就可以画出抛物线的另一部分(图8-23).
在本题的画图过程中,如果描出抛物线上更多的点,可以发现这条抛物线虽然也向右上方和右下方无限延伸,但并不能像双曲线那样无限地接近于某一直线,也就是说,抛物线没有渐近线.
这就是标准方程中2p的一种几何意义(图8-24).利用抛物线的几何性
抛物线基本特征的草图.
例2探照灯反射镜的轴截面是抛物线的一部分(图8-25(1)),光源位于抛物线的焦点处.已知灯口圆的直径为60cm,灯深40cm,求抛物线的标准方程和焦点的位置.
解:如图8-25(2),在探照灯的轴截面所在平面内建立直角坐标系,使反光镜的顶点(即抛物线的顶点)与原点重合,x轴垂直于灯口直径.
设抛物线的标准方程是y2=2px(p>0).由已知条件可得点A的坐标是(40,30),代入方程,得
302=2p×40,

练习
1.求适合下列条件的抛物线方程:
(1)顶点在原点,关于x轴对称,并且经过点M(5,-4);
(2)顶点在原点,焦点是F(0,5);
(3)顶点在原点,准线是x=4;
(4)焦点是F(0,-8),准线是y=8.
小结:
1、抛物线的几何性质
2、在解题过程中要注意利用数形结合的数学思想

作业:
课本P1231、2、3

抛物线的简单几何性质


俗话说,凡事预则立,不预则废。教师要准备好教案,这是教师工作中的一部分。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来,使教师有一个简单易懂的教学思路。那么如何写好我们的教案呢?以下是小编为大家收集的“抛物线的简单几何性质”大家不妨来参考。希望您能喜欢!

2.3.2抛物线的简单几何性质
(一)教学目标:
1.掌握抛物线的范围、对称性、顶点、离心率等几何性质;
2.能根据抛物线的几何性质对抛物线方程进行讨论,在此基础上列表、描点、画抛物线图形;
3.在对抛物线几何性质的讨论中,注意数与形的结合与转化.
(二)教学重点:抛物线的几何性质及其运用
(三)教学难点:抛物线几何性质的运用
(四)教学过程:
一、复习引入:(学生回顾并填表格)
1.抛物线定义:平面内与一个定点F和一条定直线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.
图形

方程

焦点

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,即.
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、左端为;图形关于y轴对称时,x为二次项,y为一次项,方程右端为,左端为.(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、讲解新课:
类似研究双曲线的性质的过程,我们以为例来研究一下抛物线的简单几何性质:
1.范围
因为p>0,由方程可知,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.在方程中,当y=0时,x=0,因此抛物线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.
对于其它几种形式的方程,列表如下:(学生通过对照完成下表)
标准方程图形顶点对称轴焦点准线离心率

注意强调的几何意义:是焦点到准线的距离.
思考:抛物线有没有渐近线?(体会抛物线与双曲线的区别)
三、例题讲解:
例1已知抛物线关于x轴为对称,它的顶点在坐标原点,并且经过点,求它的标准方程,并用描点法画出图形.
分析:首先由已知点坐标代入方程,求参数p.
解:由题意,可设抛物线方程为,因为它过点,
所以,即
因此,所求的抛物线方程为.
将已知方程变形为,根据计算抛物线在的范围内几个点的坐标,得
x01234…
y022.83.54…
描点画出抛物线的一部分,再利用对称性,就可以画出抛物线的另一部分
点评:在本题的画图过程中,如果描出抛物线上更多的点,可以发现这条抛物线虽然也向右上方和右下方无限延伸,但并不能像双曲线那样无限地接近于某一直线,也就是说,抛物线没有渐近线.
例2斜率为1的直线经过抛物线y2=4x的焦点,与抛物线交于两点A、B,求线段AB的长.
解法1:如图所示,由抛物线的标准方程可知,焦点F(1,0),准线方程x=—1.
由题可知,直线AB的方程为y=x—1
代入抛物线方程y2=4x,整理得:x2—6x+1=0
解上述方程得x1=3+2,x2=3—2
分别代入直线方程得y1=2+2,y2=2—2
即A、B的坐标分别为(3+2,2+2),(3—2,2—2)
∴|AB|=
解法2:设A(x1,y1)、B(x2,y2),则x1+x2=6,x1x2=1
∴|AB|=|x1—x2|
解法3:设A(x1,y1)、B(x2,y2),由抛物线定义可知,
|AF|等于点A到准线x=—1的距离|AA′|
即|AF|=|AA′|=x1+1
同理|BF|=|BB′|=x2+1
∴|AB|=|AF|+|BF|=x1+x2+2=8
点评:解法2是利用韦达定理根与系数的关系,设而不求,是解析几何中求弦长的一种普遍适用的方法;解法3充分利用了抛物线的定义,解法简洁,值得引起重视。
变式训练:过抛物线的焦点作直线,交抛物线于,两点,若,求。
解:,,。
点评:由以上例2以及变式训练可总结出焦点弦弦长:或。
四、达标练习:
1.过抛物线的焦点作直线交抛物线于,两点,如果,那么=()
(A)10(B)8(C)6(D)4
2.已知为抛物线上一动点,为抛物线的焦点,定点,则的最小值为()
(A)3(B)4(C)5(D)6
3.过抛物线焦点的直线它交于、两点,则弦的中点的轨迹方程是______
4.定长为的线段的端点、在抛物线上移动,求中点到轴距离的最小值,并求出此时中点的坐标.
参考答案:1.B2.B3.4.,M到轴距离的最小值为.
五、小结:抛物线的离心率、焦点、顶点、对称轴、准线、中心等.
六、课后作业:
1.根据下列条件,求抛物线的方程,并画出草图.
(1)顶点在原点,对称轴是x轴,顶点到焦点的距离等于8.
(2)顶点在原点,焦点在y轴上,且过P(4,2)点.
(3)顶点在原点,焦点在y轴上,其上点P(m,-3)到焦点距离为5.
2.过抛物线焦点F的直线与抛物线交于A、B两点,若A、B在准线上的射影是A2、B2,则∠A2FB2等于.
3.抛物线顶点在原点,以坐标轴为对称轴,过焦点且与y轴垂直的弦长为16,求抛物线方程.
4.以椭圆的右焦点,F为焦点,以坐标原点为顶点作抛物线,求抛物线截椭圆在准线所得的弦长.
5.有一抛物线型拱桥,当水面距拱顶4米时,水面宽40米,当水面下降1米时,水面宽是多少米?
习题答案:
1.(1)y2=±32x(2)x2=8y(3)x2=-8y
2.90°3.x2=±16y4.5.米
七、板书设计(略)

高考数学(理科)一轮复习抛物线学案附答案


学案53抛物线

导学目标:1.掌握抛物线的定义、几何图形和标准方程,知道它们的简单几何性质.2.理解数形结合的思想.
自主梳理
1.抛物线的概念
平面内与一个定点F和一条定直线l(Fl)距离______的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的__________,直线l叫做抛物线的________.
2.抛物线的标准方程与几何性质
标准方程y2=2px
(p0)y2=-2px
(p0)x2=2py
(p0)x2=-2py
(p0)
p的几何意义:焦点F到准线l的距离
图形

顶点O(0,0)
对称轴y=0x=0
焦点F(p2,0)
F(-p2,0)
F(0,p2)
F(0,-p2)

离心率e=1
准线方程x=-p2
x=p2
y=-p2
y=p2

范围x≥0,
y∈Rx≤0,
y∈Ry≥0,
x∈Ry≤0,
x∈R
开口方向向右向左向上向下

自我检测
1.(2010四川)抛物线y2=8x的焦点到准线的距离是()
A.1B.2C.4D.8
2.若抛物线y2=2px的焦点与椭圆x26+y22=1的右焦点重合,则p的值为()
A.-2B.2C.-4D.4
3.(2011陕西)设抛物线的顶点在原点,准线方程为x=-2,则抛物线的方程是()
A.y2=-8xB.y2=8x
C.y2=-4xD.y2=4x
4.已知抛物线y2=2px(p0)的焦点为F,点P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3)在抛物线上,且2x2=x1+x3,则有()
A.|FP1|+|FP2|=|FP3|
B.|FP1|2+|FP2|2=|FP3|2
C.2|FP2|=|FP1|+|FP3|
D.|FP2|2=|FP1||FP3|
5.(2011佛山模拟)已知抛物线方程为y2=2px(p0),过该抛物线焦点F且不与x轴垂直的直线AB交抛物线于A、B两点,过点A、点B分别作AM、BN垂直于抛物线的准线,分别交准线于M、N两点,那么∠MFN必是()
A.锐角B.直角
C.钝角D.以上皆有可能
探究点一抛物线的定义及应用
例1已知抛物线y2=2x的焦点是F,点P是抛物线上的动点,又有点A(3,2),求|PA|+|PF|的最小值,并求出取最小值时P点的坐标.

变式迁移1已知点P在抛物线y2=4x上,那么点P到点Q(2,-1)的距离与点P到抛物线焦点距离之和取得最小值时,点P的坐标为()
A.14,-1B.14,1
C.(1,2)D.(1,-2)
探究点二求抛物线的标准方程
例2(2011芜湖调研)已知抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,抛物线上一点M(m,-3)到焦点的距离为5,求m的值、抛物线方程和准线方程.

变式迁移2根据下列条件求抛物线的标准方程:
(1)抛物线的焦点F是双曲线16x2-9y2=144的左顶点;
(2)过点P(2,-4).

探究点三抛物线的几何性质
例3过抛物线y2=2px的焦点F的直线和抛物线相交于A,B两点,如图所示.
(1)若A,B的纵坐标分别为y1,y2,求证:y1y2=-p2;
(2)若直线AO与抛物线的准线相交于点C,求证:BC∥x轴.

变式迁移3已知AB是抛物线y2=2px(p0)的焦点弦,F为抛物线的焦点,A(x1,y1),B(x2,y2).求证:
(1)x1x2=p24;
(2)1|AF|+1|BF|为定值.

分类讨论思想的应用
例(12分)过抛物线y2=2px(p0)焦点F的直线交抛物线于A、B两点,过B点作其准线的垂线,垂足为D,设O为坐标原点,问:是否存在实数λ,使AO→=λOD→?
多角度审题这是一道探索存在性问题,应先假设存在,设出A、B两点坐标,从而得到D点坐标,再设出直线AB的方程,利用方程组和向量条件求出λ.
【答题模板】
解假设存在实数λ,使AO→=λOD→.
抛物线方程为y2=2px(p0),
则Fp2,0,准线l:x=-p2,
(1)当直线AB的斜率不存在,即AB⊥x轴时,
交点A、B坐标不妨设为:Ap2,p,Bp2,-p.
∵BD⊥l,∴D-p2,-p,
∴AO→=-p2,-p,OD→=-p2,-p,∴存在λ=1使AO→=λOD→.[4分]
(2)当直线AB的斜率存在时,
设直线AB的方程为y=kx-p2(k≠0),
设A(x1,y1),B(x2,y2),则D-p2,y2,x1=y212p,x2=y222p,
由y=kx-p2y2=2px得ky2-2py-kp2=0,∴y1y2=-p2,∴y2=-p2y1,[8分]
AO→=(-x1,-y1)=-y212p,-y1,OD→=-p2,y2=-p2,-p2y1,
假设存在实数λ,使AO→=λOD→,则-y212p=-p2λ-y1=-p2y1λ,解得λ=y21p2,∴存在实数λ=y21p2,使AO→=λOD→.
综上所述,存在实数λ,使AO→=λOD→.[12分]
【突破思维障碍】
由抛物线方程得其焦点坐标和准线方程,按斜率存在和不存在讨论,由直线方程和抛物线方程组成方程组,研究A、D两点坐标关系,求出AO→和OD→的坐标,判断λ是否存在.
【易错点剖析】
解答本题易漏掉讨论直线AB的斜率不存在的情况,出现错误的原因是对直线的点斜式方程认识不足.
1.关于抛物线的定义
要注意点F不在定直线l上,否则轨迹不是抛物线,而是一条直线.
2.关于抛物线的标准方程
抛物线的标准方程有四种不同的形式,这四种标准方程的联系与区别在于:
(1)p的几何意义:参数p是焦点到准线的距离,所以p恒为正数.
(2)方程右边一次项的变量与焦点所在坐标轴的名称相同,一次项系数的符号决定抛物线的开口方向.
3.关于抛物线的几何性质
抛物线的几何性质,只要与椭圆、双曲线加以对照,很容易把握,但由于抛物线的离心率等于1,所以抛物线的焦点弦具有很多重要性质,而且应用广泛.例如:
已知过抛物线y2=2px(p0)的焦点的直线交抛物线于A、B两点,设A(x1,y1),B(x2,y2),则有下列性质:|AB|=x1+x2+p或|AB|=2psin2α(α为AB的倾斜角),y1y2=-p2,x1x2=p24等.
(满分:75分)

一、选择题(每小题5分,共25分)
1.(2011大纲全国)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,直线y=2x-4与C交于A,B两点,则cos∠AFB等于()
A.45B.35
C.-35D.-45
2.(2011湖北)将两个顶点在抛物线y2=2px(p0)上,另一个顶点是此抛物线焦点的正三角形个数记为n,则()
A.n=0B.n=1
C.n=2D.n≥3
3.已知抛物线y2=2px,以过焦点的弦为直径的圆与抛物线准线的位置关系是()
A.相离B.相交C.相切D.不确定
4.(2011泉州月考)已知点A(-2,1),y2=-4x的焦点是F,P是y2=-4x上的点,为使|PA|+|PF|取得最小值,则P点的坐标是()
A.-14,1B.(-2,22)
C.-14,-1D.(-2,-22)
5.设O为坐标原点,F为抛物线y2=4x的焦点,A为抛物线上一点,若OA→AF→=-4,则点A的坐标为()
A.(2,±2)B.(1,±2)
C.(1,2)D.(2,2)
二、填空题(每小题4分,共12分)
6.(2011重庆)设圆C位于抛物线y2=2x与直线x=3所围成的封闭区域(包含边界)内,则圆C的半径能取到的最大值为________.
7.(2011济宁期末)已知A、B是抛物线x2=4y上的两点,线段AB的中点为M(2,2),则|AB|=________.
8.(2010浙江)设抛物线y2=2px(p0)的焦点为F,点A(0,2).若线段FA的中点B在抛物线上,则B到该抛物线准线的距离为________.
三、解答题(共38分)
9.(12分)已知顶点在原点,焦点在x轴上的抛物线截直线y=2x+1所得的弦长为15,求抛物线方程.

10.(12分)(2011韶关模拟)已知抛物线C:x2=8y.AB是抛物线C的动弦,且AB过F(0,2),分别以A、B为切点作轨迹C的切线,设两切线交点为Q,证明:AQ⊥BQ.

11.(14分)(2011济南模拟)已知定点F(0,1)和直线l1:y=-1,过定点F与直线l1相切的动圆圆心为点C.
(1)求动点C的轨迹方程;
(2)过点F的直线l2交轨迹C于两点P、Q,交直线l1于点R,求RP→RQ→的最小值.

学案53抛物线
自主梳理
1.相等焦点准线
自我检测
1.C
2.B[因为抛物线的准线方程为x=-2,所以p2=2,所以p=4,所以抛物线的方程是y2=8x.所以选B.]
3.B4.C5.B
课堂活动区
例1解题导引重视定义在解题中的应用,灵活地进行抛物线上的点到焦点的距离与到准线距离的等价转化,是解决抛物线焦点弦有关问题的重要途径.

将x=3代入抛物线方程
y2=2x,得y=±6.
∵62,∴A在抛物线内部.
设抛物线上点P到准线l:
x=-12的距离为d,由定义知
|PA|+|PF|=|PA|+d,
当PA⊥l时,|PA|+d最小,最小值为72,
即|PA|+|PF|的最小值为72,
此时P点纵坐标为2,代入y2=2x,得x=2,
∴点P坐标为(2,2).
变式迁移1A[
点P到抛物线焦点的距离等于点P到抛物线准线的距离,如图,|PF|+|PQ|=|PS|+|PQ|,故最小值在S,P,Q三点共线时取得,此时P,Q的纵坐标都是-1,点P的坐标为14,-1.]
例2解题导引(1)求抛物线方程时,若由已知条件可知所求曲线是抛物线,一般用待定系数法.若由已知条件可知所求曲线的动点的轨迹,一般用轨迹法;
(2)待定系数法求抛物线方程时既要定位(即确定抛物线开口方向),又要定量(即确定参数p的值).解题关键是定位,最好结合图形确定方程适合哪种形式,避免漏解;
(3)解决抛物线相关问题时,要善于用定义解题,即把|PF|转化为点P到准线的距离,这种“化斜为直”的转化方法非常有效,要注意领会和运用.
解方法一设抛物线方程为
x2=-2py(p0),
则焦点为F0,-p2,准线方程为y=p2.
∵M(m,-3)在抛物线上,且|MF|=5,
∴m2=6p,m2+-3+p22=5,解得p=4,m=±26.
∴抛物线方程为x2=-8y,m=±26,
准线方程为y=2.
方法二如图所示,
设抛物线方程为x2=-2py(p0),
则焦点F0,-p2,
准线l:y=p2,作MN⊥l,垂足为N.
则|MN|=|MF|=5,而|MN|=3+p2,
∴3+p2=5,∴p=4.∴抛物线方程为x2=-8y,
准线方程为y=2.由m2=(-8)×(-3),得m=±26.
变式迁移2解(1)双曲线方程化为x29-y216=1,
左顶点为(-3,0),由题意设抛物线方程为y2=-2px(p0)且-p2=-3,∴p=6.∴方程为y2=-12x.
(2)由于P(2,-4)在第四象限且对称轴为坐标轴,可设方程为y2=mx(m0)或x2=ny(n0),代入P点坐标求得m=8,n=-1,
∴所求抛物线方程为y2=8x或x2=-y.
例3解题导引解决焦点弦问题时,抛物线的定义有着广泛的应用,而且还应注意焦点弦的几何性质.焦点弦有以下重要性质(AB为焦点弦,以y2=2px(p0)为例):
①y1y2=-p2,x1x2=p24;
②|AB|=x1+x2+p.
证明(1)方法一由抛物线的方程可得焦点坐标为Fp2,0.设过焦点F的直线交抛物线于A,B两点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2).
①当斜率存在时,过焦点的直线方程可设为
y=kx-p2,由y=kx-p2,y2=2px,
消去x,得ky2-2py-kp2=0.(*)
当k=0时,方程(*)只有一解,∴k≠0,
由韦达定理,得y1y2=-p2;
②当斜率不存在时,得两交点坐标为
p2,p,p2,-p,∴y1y2=-p2.
综合两种情况,总有y1y2=-p2.
方法二由抛物线方程可得焦点Fp2,0,设直线AB的方程为x=ky+p2,并设A(x1,y1),B(x2,y2),
则A、B坐标满足x=ky+p2,y2=2px,
消去x,可得y2=2pky+p2,
整理,得y2-2pky-p2=0,∴y1y2=-p2.
(2)直线AC的方程为y=y1x1x,
∴点C坐标为-p2,-py12x1,yC=-py12x1=-p2y12px1.
∵点A(x1,y1)在抛物线上,∴y21=2px1.
又由(1)知,y1y2=-p2,∴yC=y1y2y1y21=y2,∴BC∥x轴.
变式迁移3证明(1)∵y2=2px(p0)的焦点Fp2,0,设直线方程为y=kx-p2(k≠0),
由y=kx-p2y2=2px,消去x,得ky2-2py-kp2=0.
∴y1y2=-p2,x1x2=y1y224p2=p24,
当k不存在时,直线方程为x=p2,这时x1x2=p24.
因此,x1x2=p24恒成立.
(2)1|AF|+1|BF|=1x1+p2+1x2+p2
=x1+x2+px1x2+p2x1+x2+p24.
又∵x1x2=p24,代入上式得1|AF|+1|BF|=2p=常数,
所以1|AF|+1|BF|为定值.
课后练习区
1.D[方法一由y=2x-4,y2=4x,得x=1,y=-2或x=4,y=4.
令B(1,-2),A(4,4),又F(1,0),
∴由两点间距离公式得|BF|=2,|AF|=5,|AB|=35.
∴cos∠AFB=|BF|2+|AF|2-|AB|22|BF||AF|=4+25-452×2×5
=-45.
方法二由方法一得A(4,4),B(1,-2),F(1,0),
∴FA→=(3,4),FB→=(0,-2),
∴|FA→|=32+42=5,|FB→|=2.
∴cos∠AFB=FA→FB→|FA→||FB→|=3×0+4×-25×2=-45.]
2.C[
如图所示,A,B两点关于x轴对称,F点坐标为(p2,0),设A(m,2pm)(m0),则由抛物线定义,
|AF|=|AA1|,
即m+p2=|AF|.
又|AF|=|AB|=22pm,
∴m+p2=22pm,整理,得m2-7pm+p24=0,①
∴Δ=(-7p)2-4×p24=48p20,
∴方程①有两相异实根,记为m1,m2,且m1+m2=7p0,m1m2=p240,
∴m10,m20,∴n=2.]
3.C
4.A[过P作PK⊥l(l为抛物线的准线)于K,则|PF|=|PK|,
∴|PA|+|PF|=|PA|+|PK|.
∴当P点的纵坐标与A点的纵坐标相同时,|PA|+|PK|最小,此时P点的纵坐标为1,把y=1代入y2=-4x,得x=-14,即当P点的坐标为-14,1时,|PA|+|PF|最小.]
5.B
6.6-1
解析如图所示,若圆C的半径取到最大值,需圆与抛物线及直线x=3同时相切,设圆心的坐标为(a,0)(a3),则圆的方程为(x-a)2+y2=(3-a)2,与抛物线方程y2=2x联立得x2+(2-2a)x+6a-9=0,由判别式Δ=(2-2a)2-4(6a-9)=0,得a=4-6,故此时半径为3-(4-6)=6-1.
7.42
解析由题意可设AB的方程为y=kx+m,与抛物线方程联立得x2-4kx-4m=0,线段AB中点坐标为(2,2),x1+x2=4k=4,得k=1.
又∵y1+y2=k(x1+x2)+2m=4,
∴m=0.从而直线AB:y=x,|AB|=2|OM|=42.
8.324
解析抛物线的焦点F的坐标为p2,0,线段FA的中点B的坐标为p4,1,代入抛物线方程得1=2p×p4,解得p=2,故点B的坐标为24,1,故点B到该抛物线准线的距离为24+22=324.
9.解设直线和抛物线交于点A(x1,y1),B(x2,y2),
(1)当抛物线开口向右时,设抛物线方程为y2=2px(p0),则y2=2pxy=2x+1,消去y得,
4x2-(2p-4)x+1=0,
∴x1+x2=p-22,x1x2=14,(4分)
∴|AB|=1+k2|x1-x2|
=5x1+x22-4x1x2
=5p-222-4×14=15,(7分)
则p24-p=3,p2-4p-12=0,解得p=6(p=-2舍去),
抛物线方程为y2=12x.(9分)
(2)当抛物线开口向左时,设抛物线方程为y2=-2px(p0),仿(1)不难求出p=2,
此时抛物线方程为y2=-4x.(11分)
综上可得,
所求的抛物线方程为y2=-4x或y2=12x.(12分)
10.证明因为直线AB与x轴不垂直,
设直线AB的方程为y=kx+2,A(x1,y1),B(x2,y2).
由y=kx+2,y=18x2,
可得x2-8kx-16=0,x1+x2=8k,x1x2=-16.(4分)
抛物线方程为y=18x2,求导得y′=14x.(7分)
所以过抛物线上A、B两点的切线斜率分别是
k1=14x1,k2=14x2,k1k2=14x114x2
=116x1x2=-1.(10分)
所以AQ⊥BQ.(12分)
11.解(1)由题设点C到点F的距离等于它到l1的距离,
所以点C的轨迹是以F为焦点,l1为准线的抛物线,
∴所求轨迹的方程为x2=4y.(5分)
(2)由题意直线l2的方程为y=kx+1,与抛物线方程联立消去y得x2-4kx-4=0.
记P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=4k,x1x2=-4.(8分)
因为直线PQ的斜率k≠0,易得点R的坐标为-2k,-1.(9分)
RP→RQ→=x1+2k,y1+1x2+2k,y2+1
=x1+2kx2+2k+(kx1+2)(kx2+2)
=(1+k2)x1x2+2k+2k(x1+x2)+4k2+4
=-4(1+k2)+4k2k+2k+4k2+4
=4k2+1k2+8,(11分)
∵k2+1k2≥2,当且仅当k2=1时取到等号.
RP→RQ→≥4×2+8=16,即RP→RQ→的最小值为16.(14分)

文章来源:http://m.jab88.com/j/56619.html

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