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1、新編人教版精品教學(xué)資料
2.3.2 拋物線的簡單幾何性質(zhì)
課時目標(biāo) 1.了解拋物線的幾何圖形,知道拋物線的簡單幾何性質(zhì),學(xué)會利用拋物線方程研究拋物線的幾何性質(zhì)的方法.2.了解拋物線的簡單應(yīng)用.
1.拋物線的簡單幾何性質(zhì)
設(shè)拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為y2=2px(p>0)
(1)范圍:拋物線上的點(diǎn)(x,y)的橫坐標(biāo)x的取值范圍是__________,拋物線在y軸的______側(cè),當(dāng)x的值增大時,|y|也________,拋物線向右上方和右下方無限延伸.
(2)對稱性:拋物線關(guān)于________對稱,拋物線的對稱軸叫做________________.
(3)頂點(diǎn):拋物線和它的軸
2、的交點(diǎn)叫做拋物線的________.拋物線的頂點(diǎn)為____________.
(4)離心率:拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離和它到準(zhǔn)線的距離的比,叫做拋物線的__________,用e表示,其值為______.
(5)拋物線的焦點(diǎn)到其準(zhǔn)線的距離為______,這就是p的幾何意義,頂點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為,焦點(diǎn)到頂點(diǎn)的距離為______.
2.直線與拋物線的位置關(guān)系
直線y=kx+b與拋物線y2=2px(p>0)的交點(diǎn)個數(shù)決定于關(guān)于x的方程
____________________的解的個數(shù).當(dāng)k≠0時,若Δ>0,則直線與拋物線有______個不同的公共點(diǎn);當(dāng)Δ=0時,直線與拋物線有______個公
3、共點(diǎn);當(dāng)Δ<0時,直線與拋物線________公共點(diǎn).當(dāng)k=0時,直線與拋物線的軸______________,此時直線與拋物線有______個公共點(diǎn).
3.拋物線的焦點(diǎn)弦
設(shè)拋物線y2=2px(p>0),AB為過焦點(diǎn)的一條弦,A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中點(diǎn)M(x0,y0),則有以下結(jié)論.
(1)以AB為直徑的圓與準(zhǔn)線相切.
(2)|AB|=2(x0+)(焦點(diǎn)弦長與中點(diǎn)坐標(biāo)的關(guān)系).
(3)|AB|=x1+x2+p.
(4)A、B兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)之積、縱坐標(biāo)之積為定值,即x1x2=,y1y2=-p2.
一、選擇題
1.頂點(diǎn)在原點(diǎn),對稱軸為坐標(biāo)軸的拋物線過點(diǎn)(-2
4、,3),它的方程是( )
A.x2=-y或y2=x
B.y2=-x或x2=y(tǒng)
C.y2=-x
D.x2=y(tǒng)
2.若拋物線y2=2px (p>0)上三個點(diǎn)的縱坐標(biāo)的平方成等差數(shù)列,那么這三個點(diǎn)到拋物線焦點(diǎn)F的距離的關(guān)系是( )
A.成等差數(shù)列
B.既成等差數(shù)列又成等比數(shù)列
C.成等比數(shù)列
D.既不成等比數(shù)列也不成等差數(shù)列
3.已知點(diǎn)P是拋物線y2=2x上的一個動點(diǎn),則點(diǎn)P到點(diǎn)(0,2)的距離與點(diǎn)P到該拋物線準(zhǔn)線的距離之和的最小值為( )
A.B.3C.D.
4.設(shè)斜率為2的直線l過拋物線y2=ax(a≠0)的焦點(diǎn)F,且和y軸交于點(diǎn)A,若△OAF(O為坐標(biāo)原點(diǎn))的面積
5、為4,則拋物線方程為( )
A.y2=±4xB.y2=±8x
C.y2=4xD.y2=8x
5.設(shè)直線l1:y=2x,直線l2經(jīng)過點(diǎn)P(2,1),拋物線C:y2=4x,已知l1、l2與C共有三個交點(diǎn),則滿足條件的直線l2的條數(shù)為( )
A.1B.2C.3D.4
6.過拋物線y2=ax (a>0)的焦點(diǎn)F作一直線交拋物線于P、Q兩點(diǎn),若PF與FQ的長分別為p、q,則+等于( )
A.2a B. C.4a D.
題 號
1
2
3
4
5
6
答 案
二、填空題
7.已知拋物線C的頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,直線y=x與拋物線C交于A
6、,B兩點(diǎn),若P(2,2)為AB的中點(diǎn),則拋物線C的方程為________.
8.已知F是拋物線C:y2=4x的焦點(diǎn),A、B是拋物線C上的兩個點(diǎn),線段AB的中點(diǎn)為M(2,2),則△ABF的面積等于________.
9.過拋物線x2=2py (p>0)的焦點(diǎn)F作傾斜角為30°的直線,與拋物線分別交于A、B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在y軸的左側(cè)),則=________.
三、解答題
10.設(shè)拋物線y=mx2 (m≠0)的準(zhǔn)線與直線y=1的距離為3,求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
11.過點(diǎn)Q(4,1)作拋物線y2=8x的弦AB,恰被Q所平分,求AB所在的直線方程.
能力提升
1
7、2.設(shè)拋物線y2=8x的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線為l,P為拋物線上一點(diǎn),PA⊥l,A為垂足,如果直線AF的斜率為-,那么|PF|等于( )
A.4B.8C.8D.16
13.已知直線l經(jīng)過拋物線y2=4x的焦點(diǎn)F,且與拋物線相交于A、B兩點(diǎn).
(1)若|AF|=4,求點(diǎn)A的坐標(biāo);
(2)求線段AB的長的最小值.
1.拋物線上一點(diǎn)與焦點(diǎn)的距離問題,可轉(zhuǎn)化為該點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離.
2.直線與拋物線的位置關(guān)系,可利用直線方程與拋物線方程聯(lián)立而成的方程組的解來判定;“中點(diǎn)弦”問題也可使用“點(diǎn)差法”.
2.3.2 拋物線的簡單幾何性質(zhì)
答案
知識梳理
1.(1)x≥0
8、 右 增大 (2)x軸 拋物線的軸
(3)頂點(diǎn) 坐標(biāo)原點(diǎn) (4)離心率 1 (5)p
2.k2x2+2(kb-p)x+b2=0 兩 一 沒有
平行或重合 一
作業(yè)設(shè)計
1.B [由題意知所求拋物線開口向上或開口向左,利用待定系數(shù)法可求得方程.]
2.A [設(shè)三點(diǎn)為P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3),
則y=2px1,y=2px2,y=2px3,
因?yàn)?y=y(tǒng)+y,所以x1+x3=2x2,
即|P1F|-+|P3F|-=2,
所以|P1F|+|P3F|=2|P2F|.]
3.A [
如圖所示,由拋物線的定義知,點(diǎn)P到準(zhǔn)線x=-的距離d等于點(diǎn)P
9、到焦點(diǎn)的距離|PF|.因此點(diǎn)P到點(diǎn)(0,2)的距離與點(diǎn)P到準(zhǔn)線的距離之和可轉(zhuǎn)化為點(diǎn)P到點(diǎn)(0,2)的距離與點(diǎn)P到點(diǎn)F的距離之和,其最小值為點(diǎn)M(0,2)到點(diǎn)F的距離,則距離之和的最小值為=.]
4.B [y2=ax的焦點(diǎn)坐標(biāo)為,過焦點(diǎn)且斜率為2的直線方程為y=2,令x=0得y=-.
∴××=4,∴a2=64,∴a=±8.]
5.C [∵點(diǎn)P(2,1)在拋物線內(nèi)部,且直線l1與拋物線C相交于A,B兩點(diǎn),∴過點(diǎn)P的直線l2在過點(diǎn)A或點(diǎn)B或與x軸平行時符合題意.∴滿足條件的直線l2共有3條.]
6.D [可采用特殊值法,設(shè)PQ過焦點(diǎn)F且垂直于x軸,則|PF|=p=xP+=+=,
|QF|=
10、q=,∴+=+=.]
7.y2=4x
解析 設(shè)拋物線方程為y2=ax.將y=x代入y2=ax,得x=0或x=a,∴=2.∴a=4.
∴拋物線方程為y2=4x.
8.2
解析 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
則y=4x1,y=4x2.
∴(y1+y2)(y1-y2)=4(x1-x2).
∵x1≠x2,∴==1.
∴直線AB的方程為y-2=x-2,即y=x.
將其代入y2=4x,得A(0,0)、B(4,4).
∴|AB|=4.又F(1,0)到y(tǒng)=x的距離為,
∴S△ABF=××4=2.
9.
解析 拋物線x2=2py (p>0)的焦點(diǎn)為F,則直線AB的方程為y=
11、x+,
由消去x,得12y2-20py+3p2=0,解得y1=,y2=.
由題意可設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由拋物線的定義,可知===.
10.解 由y=mx2 (m≠0)可化為x2=y(tǒng),
其準(zhǔn)線方程為y=-.
由題意知-=-2或-=4,
解得m=或m=-.
則所求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2=8y或x2=-16y.
11.解 方法一 設(shè)以Q為中點(diǎn)的弦AB端點(diǎn)坐標(biāo)為
A(x1,y1)、B(x2,y2),
則有y=8x1,①
y=8x2,②
∵Q(4,1)是AB的中點(diǎn),
∴x1+x2=8,y1+y2=2.③
①-②,得(y1+y2)(y1-y2)=8(x1-x2
12、).④
將③代入④得y1-y2=4(x1-x2),
即4=,∴k=4.
∴所求弦AB所在的直線方程為y-1=4(x-4),即4x-y-15=0.
方法二 設(shè)弦AB所在直線方程為y=k(x-4)+1.
由消去x,
得ky2-8y-32k+8=0,
此方程的兩根就是線段端點(diǎn)A、B兩點(diǎn)的縱坐標(biāo),由根與系數(shù)的關(guān)系和中點(diǎn)坐標(biāo)公式,
得y1+y2=,又y1+y2=2,∴k=4.
∴所求弦AB所在的直線方程為4x-y-15=0.
12.B
[如圖所示,直線AF的方程為y=-(x-2),與準(zhǔn)線方程x=-2聯(lián)立得A(-2,4).
設(shè)P(x0,4),代入拋物線y2=8x,得8x0=4
13、8,∴x0=6,
∴|PF|=x0+2=8,選B.]
13.解 由y2=4x,得p=2,其準(zhǔn)線方程為x=-1,焦點(diǎn)F(1,0).設(shè)A(x1,y1),
B(x2,y2).
分別過A、B作準(zhǔn)線的垂線,垂足為A′、B′.
(1)由拋物線的定義可知,|AF|=x1+,
從而x1=4-1=3.
代入y2=4x,解得y1=±2.
∴點(diǎn)A的坐標(biāo)為
(3,2)或(3,-2).
(2)當(dāng)直線l的斜率存在時,
設(shè)直線l的方程為y=k(x-1).
與拋物線方程聯(lián)立,
消去y,整理得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
因?yàn)橹本€與拋物線相交于A、B兩點(diǎn),
則k≠0,并設(shè)其兩根為x1,x2,則x1+x2=2+.
由拋物線的定義可知,
|AB|=x1+x2+p=4+>4.
當(dāng)直線l的斜率不存在時,直線l的方程為x=1,與拋物線相交于A(1,2),B(1,-2),此時|AB|=4,
所以,|AB|≥4,即線段AB的長的最小值為4.