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1、
專題9.7 拋物線
考 點
考綱內(nèi)容
5年統(tǒng)計
分析預測
拋物線
(1)了解圓錐曲線的實際背景,了解圓錐曲線在刻畫現(xiàn)實世界和解決實際問題中的作用.
(2)了解拋物線的定義、幾何圖形、標準方程及簡單性質(zhì).
(4)了解圓錐曲線的簡單應用.
(5)理解數(shù)形結(jié)合的思想.
20xx?新課標II. 10;
20xx?新課標I. 10;II.10;
20xx?新課標I. 5;
20xx?新課標I.20;II.5;
20xx?新課標I.20;II.12.
1.考查拋物線的定義;
2.考查拋物線的標準方程,結(jié)合拋物線的基本量之間的關系,利用待定系數(shù)法求解;
3.考查
2、拋物線的幾何性質(zhì);
4.考查拋物線與雙曲線、橢圓的綜合問題.
5.備考重點:
(1)掌握拋物線的定義、標準方程、幾何性質(zhì);
(2)熟練運用方程思想及待定系數(shù)法;
(3)利用數(shù)形結(jié)合思想,靈活處理綜合問題.
【知識清單】
1. 拋物線的標準方程及幾何性質(zhì)
圖形
標準方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
頂點
O(0,0)
范圍
x≥0,
x≤0,
y≥0,
y≤0,
對稱軸
x軸
y軸
焦點
離心率
e=1
準線方程
焦半
3、徑
對點練習:
【20xx高考新課標1卷】以拋物線C的頂點為圓心的圓交C于A、B兩點,交C的準線于D、E兩點.已知|AB|=,|DE|=,則C的焦點到準線的距離為( )
(A)2 (B)4 (C)6 (D)8
【答案】B
2. 拋物線的定義及應用
平面內(nèi)與一個定點和一條定直線(不經(jīng)過點)的距離相等的點的軌跡叫做拋物線,定點叫做拋物線的焦點,定直線叫做拋物線的準線.
對點練習:
【20xx山東,文15】在平面直角坐標系xOy中,雙曲線 的右支與焦點為F的拋物線交于A,B兩點,若|AF|+|BF|=4|OF|,則該雙曲線的漸
4、近線方程為 .
【答案】
【解析】
3. 直線和拋物線的位置關系
(1)將直線的方程與拋物線的方程y2=2px(p>0)聯(lián)立成方程組,消元轉(zhuǎn)化為關于x或y的一元二次方程,其判別式為Δ.
若,直線與拋物線的對稱軸平行或重合,直線與拋物線相交于一點;
若
①Δ>0 直線和拋物線相交,有兩個交點;
②Δ=0直線和拋物線相切,有一個公共點;
③Δ<0直線和拋物線相離,無公共點.
(2)直線與拋物線的相交弦
設直線交拋物線于點兩點,則
==
同理可得
這里的求法通常使用韋達定理,需作以下變形:
對點練習:
【20xx高考江蘇卷】如圖,在平
5、面直角坐標系xOy中,已知直線,拋物線
(1)若直線l過拋物線C的焦點,求拋物線C的方程;
(2)已知拋物線C上存在關于直線l對稱的相異兩點P和Q.
①求證:線段PQ的中點坐標為;
②求p的取值范圍.
【答案】(1)(2)①詳見解析,②
【解析】(1)拋物線的焦點為
由點在直線上,得,即
所以拋物線C的方程為
(2)設,線段PQ的中點
因為點P和Q關于直線對稱,所以直線垂直平分線段PQ,
于是直線PQ的斜率為,則可設其方程為
①由消去得
因為P 和Q是拋物線C上的相異兩點,所以
從而,化簡得.
方程(*)的兩根為,從而
因為在直線上,所以
6、因此,線段PQ的中點坐標為
②因為在直線上
所以,即
由①知,于是,所以
因此的取值范圍為
【考點深度剖析】
縱觀近幾年的高考試題,高考對拋物線的考查,主要考查以下幾個方面:一是考查拋物線的標準方程,結(jié)合拋物線的定義及拋物線的焦點,利用待定系數(shù)法求解;二是考查拋物線的幾何性質(zhì),較多地涉及準線、焦點、焦準距等;三是考查直線與拋物線的位置關系問題,綜合性較強,往往與向量結(jié)合,涉及方程組聯(lián)立,根的判別式、根與系數(shù)的關系、弦長問題等,其中,過焦點的直線較多.
選擇題或填空題與橢圓、雙曲線綜合趨勢較強,解答題增多.
【重點難點突破】
考點1 拋物線的標準方程及幾何性質(zhì)
【1-1】已
7、知是拋物線上任意一點,則當點到直線的距離最小時,點與該拋物線的準線的距離是( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】C
【解析】當直線與拋物線相切于點時,到直線的距離最小,把代入
得,由于相切得,因此,此點到準線的距離為.
【1-2】已知拋物線的頂點在原點,焦點在x軸的正半軸上,若拋物線的準線與雙曲線5x2-y2= 20的兩條漸近線圍成的三角形的面積等于,則拋物線的方程為( )
A.y2=4x B.y2=8x C.x2=4y D.x2=8y
【
8、答案】B
【1-3】已知拋物線的準線與圓相切,則的值為( ).
A. B.1 C.2 D.4
【答案】C
【解析】圓化為,與圓相切,,即.
【綜合點評】1. 在求拋物線方程時,由于標準方程有四種形式,易混淆,可先根據(jù)題目的條件作出草圖,確定方程的形式,再求參數(shù)p,若不能確定是哪一種形式的標準方程,應寫出四種形式的標準方程來,不要遺漏某一種情況;2. 標準方程中的參數(shù)p的幾何意義是指焦點到準線的距離;p>0恰恰說明定義中的焦點F不在準線上這一隱含條件;參數(shù)p的幾何意義在解題時常常用到,特別是具體的標準方程中應找到相當于p的值,才易于確定焦點坐
9、標和準線方程.
【領悟技法】
1.涉及拋物線幾何性質(zhì)的問題常結(jié)合圖形思考,通過圖形可以直觀地看出拋物線的頂點、對稱軸、開口方向等幾何特征,體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合思想解題的直觀性.
2.求拋物線方程應注意的問題
(1)當坐標系已建立時,應根據(jù)條件確定拋物線方程屬于四種類型中的哪一種;
(2)要注意把握拋物線的頂點、對稱軸、開口方向與方程之間的對應關系;
(3)要注意參數(shù)p的幾何意義是焦點到準線的距離,利用它的幾何意義來解決問題.
【觸類旁通】
【變式一】如圖,過拋物線y2=2px (p>0)的焦點F的直線l交拋物線于點A、B,交其準線于點C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,則此
10、拋物線方程為( )
A.y2=9x B.y2=6x
C.y2=3x D.y2=x
【答案】C
【變式二】【廣西欽州市高三上第一次檢測】拋物線的焦點為,點為該拋物線上的動點,點是拋物線的準線與坐標軸的交點,則的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由題意可知,拋物線的準線方程為x=﹣1,A(﹣1,0),
過P作PN垂直直線x=﹣1于N,
由拋物線的定義可知PF=PN,連結(jié)PA,當PA是拋物線的切線時,有最小值,則∠APN最大,即∠PAF最大,就是直線PA的斜率最大,
設在P
11、A的方程為:y=k(x+1),所以,
解得:k2x2+(2k2﹣4)x+k2=0,
所以△=(2k2﹣4)2﹣4k4=0,解得k=±1,
所以∠NPA=45°,
=cos∠NPA=.
故選B.
【綜合點評】1、拋物線的定義與方程的形式是解決拋物線幾何性質(zhì)問題時必須要考慮的兩個重要因素.
2、求動點的軌跡方程時,可用定義法列等量關系,化簡求解;也可判斷后,用類似于公式法的待定系數(shù)法求解,但要判斷準確,注意挖掘題目中的隱含條件,防止重、漏解.
考點2 拋物線的定義及應用
【2-1】過拋物線y 2=4x的焦點作直線,交拋物線于A(x1, y 1) ,B(x2, y 2)兩點,如果
12、x1+ x2=6,那么|AB|=( )
A.8 B.10 C.6 D.4
【答案】A
【解析】由于,因此,根據(jù)焦點弦公式.
【2-2】【浙江省溫州市高三第二次模擬】過拋物線的焦點的直線交該拋物線于,兩點.若(為坐標原點),則_______.
【答案】
【解析】設,則由拋物線的定義可得,則,故,故直線的方程為代入拋物線方程整理可得,則,則,所以,應填答案。
【2-3】【20xx課標II,文12】已知是拋物線的焦點,是上一點,的延長線交軸于點。若為的中點,則 。
【答案】6
【解析】如圖所示,不妨設點M位于第一象限
13、,設拋物線的準線與軸交于點,做與點,與點,
點評:拋物線的定義是聯(lián)系拋物線上的點到焦點距離和到準線距離的橋梁,解題時要注意合理轉(zhuǎn)化.
【綜合點評】
1.已知漸近線方程y=mx,若焦點位置不明確要分m=或m=討論,求離心率值,需要尋求的等式,求離心率取值范圍,需尋求關于的不等式關系,并結(jié)合求.
2.注意數(shù)形結(jié)合思想在處理漸近線夾角,離心率范圍求法中的應用.
【領悟技法】
1.拋物線上的點到焦點距離等于到準線距離,注意轉(zhuǎn)化思想的運用.
2.利用拋物線定義可以解決距離的最大和最小問題,該類問題一般情況下都與拋物線的定義有關.實現(xiàn)由點到點的距離與點到直線的距離的轉(zhuǎn)化.
(1)將拋物
14、線上的點到準線的距離轉(zhuǎn)化為該點到焦點的距離,構造出“兩點之間線段最短”,使問題得解.
(2)將拋物線上的點到焦點的距離轉(zhuǎn)化為到準線的距離,利用“與直線上所有點的連線中垂線段最短”原理解決.
【觸類旁通】
【變式1】【湖北省部分重點中學高三起點】拋物線的焦點為,過焦點傾斜角為的直線與拋物線相交于兩點兩點,若,則拋物線的方程為 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【變式2】【20xx高考浙江理數(shù)】若拋物線y2=4x上的點M到焦點的距離為10,則M到y(tǒng)軸的距離是_______.
【答案】
【解析】
【綜合點評】利用拋物線定義進行距
15、離轉(zhuǎn)化的同時,要注意平面幾何知識在其中的重大運用.
考點3 直線和拋物線的位置關系
【3-1】20xx課標II,文12】過拋物線的焦點,且斜率為的直線交于點(在軸上方), 為的準線,點在上且,則到直線的距離為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【3-2】【浙江省溫州市高三8月模擬】過拋物線的焦點的直線分別交拋物線于兩點,交直線于點,若,則______________.
【答案】0
【解析】直線是拋物線的準線,如圖設在直線上的射影分別是,,,,,因為,所以,,又,所以.
【3-3】【20xx課標1,文20】設A,B為曲線C:y=上兩點
16、,A與B的橫坐標之和為4.
(1)求直線AB的斜率;
(2)設M為曲線C上一點,C在M處的切線與直線AB平行,且AMBM,求直線AB的方程.
【答案】(1)1; (2).
【解析】
將代入得.
當,即時,.
從而.
由題設知,即,解得.
所以直線AB的方程為.
【綜合點評】在解決直線與拋物線位置關系的問題時,其方法類似于直線與橢圓的位置關系.在解決此類問題時,除考慮代數(shù)法外,還應借助平面幾何的知識,利用數(shù)形結(jié)合的思想求解.
【領悟技法】
.已知過拋物線的焦點F的直線交拋物線于A、B兩點。
設A(x1,y1),B(x2,y2),則:
①焦點弦長
②
③,其中|
17、AF|叫做焦半徑,
④焦點弦長最小值為2p。根據(jù)時,即AB垂直于x軸時,弦AB的長最短,最短值為2p。
【觸類旁通】
【變式一】【20xx北京,理18】已知拋物線C:y2=2px過點P(1,1).過點(0,)作直線l與拋物線C交于不同的兩點M,N,過點M作x軸的垂線分別與直線OP,ON交于點A,B,其中O為原點.
(Ⅰ)求拋物線C的方程,并求其焦點坐標和準線方程;
(Ⅱ)求證:A為線段BM的中點.
【答案】(Ⅰ)方程為,拋物線C的焦點坐標為(,0),準線方程為.(Ⅱ)詳見解析.
【解析】
試題分析:(Ⅰ)代入點求得拋物線的方程,根據(jù)方程表示焦點坐標和準線方程;(Ⅱ)設直線l的方
18、程為(),與拋物線方程聯(lián)立,得到根與系數(shù)的關系,直線ON的方程為,聯(lián)立求得點 的坐標,證明.
【變式2】【20xx課標3,文20】在直角坐標系xOy中,曲線與x軸交于A,B兩點,點C的坐標為.當m變化時,解答下列問題:
(1)能否出現(xiàn)AC⊥BC的情況?說明理由;
(2)證明過A,B,C三點的圓在y軸上截得的弦長為定值.
【答案】(1)不會;(2)詳見解析
【解析】試題分析:(1)設,由AC⊥BC得;由韋達定理得,矛盾,所以不存在(2)可設圓方程為,因為過,所以 ,令 得,即弦長為3.
令得,所以過A,B,C三點的圓在y軸上截得的弦長為,所以
所以過A,B,C三點的圓在y軸
19、上截得的弦長為定值
解法2:設過A,B,C三點的圓與y軸的另一個交點為D,
由可知原點O在圓內(nèi),由相交弦定理可得,
又,所以,
所以過A,B,C三點的圓在y軸上截得的弦長為,為定值.
【綜合點評】拋物線弦的中點坐標和方程的兩根之和的密切聯(lián)系是解決中點弦問題的關鍵,方程的思想也是解析幾何的核心思想.
【易錯試題常警惕】
易錯典例:求過點的直線,使它與拋物線僅有一個交點。
易錯分析:對直線和拋物線有一個交點理解有誤以及.
正確解析:1.當所求直線斜率不存在時,即直線垂直軸,因為過點,所以即軸,它正好與拋物線相切。
2.當所求直線斜率為零時,直線為y = 1平行軸,它正好與拋物線
20、只有一個交點。
3.一般地,設所求的過點的直線為,則,
令解得k = ,∴ 所求直線為
綜上,滿足條件的直線為:
溫馨提示:直線和拋物線有一個交點有兩種情況:相切以及平行于對稱軸.
【學科素養(yǎng)提升之思想方法篇】
數(shù)形結(jié)合百般好,隔裂分家萬事休——數(shù)形結(jié)合思想
我國著名數(shù)學家華羅庚曾說過:"數(shù)形結(jié)合百般好,隔裂分家萬事休。""數(shù)"與"形"反映了事物兩個方面的屬性。我們認為,數(shù)形結(jié)合,主要指的是數(shù)與形之間的一一對應關系。數(shù)形結(jié)合就是把抽象的數(shù)學語言、數(shù)量關系與直觀的幾何圖形、位置關系結(jié)合起來,通過"以形助數(shù)"或"以數(shù)解形"即通過抽象思維與形象思維的結(jié)合,可以使復雜問題簡單化,抽象問題
21、具體化,從而起到優(yōu)化解題途徑的目的.
數(shù)形結(jié)合的思想,其實質(zhì)是將抽象的數(shù)學語言與直觀的圖像結(jié)合起來,關鍵是代數(shù)問題與圖形之間的相互轉(zhuǎn)化,它可以使代數(shù)問題幾何化,幾何問題代數(shù)化.在運用數(shù)形結(jié)合思想分析和解決問題時,要注意三點:第一要徹底明白一些概念和運算的幾何意義以及曲線的代數(shù)特征,對數(shù)學題目中的條件和結(jié)論既分析其幾何意義又分析其代數(shù)意義;第二是恰當設參、合理用參,建立關系,由數(shù)思形,以形想數(shù),做好數(shù)形轉(zhuǎn)化;第三是正確確定參數(shù)的取值范圍.
【典例】【20xx浙江,21】如圖,已知拋物線,點A,,拋物線上的點.過點B作直線AP的垂線,垂足為Q.
(Ⅰ)求直線AP斜率的取值范圍;
(Ⅱ)求的最大值.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)
【解析】
(Ⅱ)聯(lián)立直線AP與BQ的方程
解得點Q的橫坐標是,因為|PA|==
|PQ|= ,所以|PA||PQ|=
令,因為,所以 f(k)在區(qū)間上單調(diào)遞增,上單調(diào)遞減,因此當k=時,取得最大值.