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1、2019版數(shù)學精品資料(人教版)
2.3.2 拋物線的簡單幾何性質(zhì)
課時目標 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用.
1.拋物線的簡單幾何性質(zhì)
設拋物線的標準方程為y2=2px(p>0)
(1)范圍:拋物線上的點(x,y)的橫坐標x的取值范圍是__________,拋物線在y軸的______側(cè),當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:拋物線關于________對稱,拋物線的對稱軸叫做________________.
(3)頂點:拋物
2、線和它的軸的交點叫做拋物線的________.拋物線的頂點為____________.
(4)離心率:拋物線上的點到焦點的距離和它到準線的距離的比,叫做拋物線的__________,用e表示,其值為______.
(5)拋物線的焦點到其準線的距離為______,這就是p的幾何意義,頂點到準線的距離為,焦點到頂點的距離為______.
2.直線與拋物線的位置關系
直線y=kx+b與拋物線y2=2px(p>0)的交點個數(shù)決定于關于x的方程
____________________的解的個數(shù).當k≠0時,若Δ>0,則直線與拋物線有______個不同的公共點;當Δ=0時,直線與拋物線有___
3、___個公共點;當Δ<0時,直線與拋物線________公共點.當k=0時,直線與拋物線的軸______________,此時直線與拋物線有______個公共點.
3.拋物線的焦點弦
設拋物線y2=2px(p>0),AB為過焦點的一條弦,A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中點M(x0,y0),則有以下結(jié)論.
(1)以AB為直徑的圓與準線相切.
(2)|AB|=2(x0+)(焦點弦長與中點坐標的關系).
(3)|AB|=x1+x2+p.
(4)A、B兩點的橫坐標之積、縱坐標之積為定值,即x1x2=,y1y2=-p2.
一、選擇題
1.頂點在原點,對稱軸為坐標軸的拋物線
4、過點(-2,3),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)上三個點的縱坐標的平方成等差數(shù)列,那么這三個點到拋物線焦點F的距離的關系是( )
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P是拋物線y2=2x上的一個動點,則點P到點(0,2)的距離與點P到該拋物線準線的距離之和的最小值為( )
A.B.3C.D.
4.設斜率為2的直線l過拋物線y2=ax(a≠0)的焦點F,且和y軸交于點A,若△OAF(O為坐標原
5、點)的面積為4,則拋物線方程為( )
A.y2=±4xB.y2=±8x
C.y2=4xD.y2=8x
5.設直線l1:y=2x,直線l2經(jīng)過點P(2,1),拋物線C:y2=4x,已知l1、l2與C共有三個交點,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F作一直線交拋物線于P、Q兩點,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的頂點為坐標原點,焦點在x軸上,直線y=x與拋物
6、線C交于A,B兩點,若P(2,2)為AB的中點,則拋物線C的方程為________.
8.已知F是拋物線C:y2=4x的焦點,A、B是拋物線C上的兩個點,線段AB的中點為M(2,2),則△ABF的面積等于________.
9.過拋物線x2=2py (p>0)的焦點F作傾斜角為30°的直線,與拋物線分別交于A、B兩點(點A在y軸的左側(cè)),則=________.
三、解答題
10.設拋物線y=mx2 (m≠0)的準線與直線y=1的距離為3,求拋物線的標準方程.
11.過點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
7、提升
12.設拋物線y2=8x的焦點為F,準線為l,P為拋物線上一點,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F,且與拋物線相交于A、B兩點.
(1)若|AF|=4,求點A的坐標;
(2)求線段AB的長的最小值.
1.拋物線上一點與焦點的距離問題,可轉(zhuǎn)化為該點到準線的距離.
2.直線與拋物線的位置關系,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;“中點弦”問題也可使用“點差法”.
2.3.2 拋物線的簡單幾何性質(zhì)
答案
知識梳理
1.(
8、1)x≥0 右 增大 (2)x軸 拋物線的軸
(3)頂點 坐標原點 (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 [設三點為P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3),
則y=2px1,y=2px2,y=2px3,
因為2y=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P到準線x=-的距離
9、d等于點P到焦點的距離|PF|.因此點P到點(0,2)的距離與點P到準線的距離之和可轉(zhuǎn)化為點P到點(0,2)的距離與點P到點F的距離之和,其最小值為點M(0,2)到點F的距離,則距離之和的最小值為=.]
4.B [y2=ax的焦點坐標為,過焦點且斜率為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,∴過點P的直線l2在過點A或點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PQ過焦點F且垂直于x軸,則|PF|=p=xP+=+=,
10、|QF|=q=,∴+=+=.]
7.y2=4x
解析 設拋物線方程為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)的焦點為F,則直線AB的
11、方程為y=x+,
由消去x,得12y2-20py+3p2=0,解得y1=,y2=.
由題意可設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=-.
則所求拋物線的標準方程為x2=8y或x2=-16y.
11.解 方法一 設以Q為中點的弦AB端點坐標為
A(x1,y1)、B(x2,y2),
則有y=8x1,①
y=8x2,②
∵Q(4,1)是AB的中點,
∴x1+x2=8,y1+y2=2.③
①-②,得(y1+y2)(y1-y2)=8(
12、x1-x2).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A、B兩點的縱坐標,由根與系數(shù)的關系和中點坐標公式,
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),與準線方程x=-2聯(lián)立得A(-2,4).
設P(x0,4),代入拋物線y2=8x,得
13、8x0=48,∴x0=6,
∴|PF|=x0+2=8,選B.]
13.解 由y2=4x,得p=2,其準線方程為x=-1,焦點F(1,0).設A(x1,y1),
B(x2,y2).
分別過A、B作準線的垂線,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A的坐標為
(3,2)或(3,-2).
(2)當直線l的斜率存在時,
設直線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,
因為直線與拋物線相交于A、B兩點,
則k≠0,并設其兩根為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.