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2、 1
第七節(jié) 拋 物 線
考點一
拋物線的定義及應用
[例1] 設P是拋物線y2=4x上的一個動點.
(1)求點P到點A(-1,1)的距離與點P到直線x=-1的距離之和的最小值;
(2)若B(3,2),求|PB|+|PF|的最小值.
[自主解答]
(1)如圖,易知拋物線的焦點為F(1,0),準線是x=-1.
由拋物線的定義知:點P
3、到直線x=-1的距離等于點P到焦點F的距離.
于是,問題轉化為:在曲線上求一點P,使點P到點A(-1,1)的距離與點P到F(1,0)的距離之和最?。@然,連接AF交曲線于點P,則所求的最小值為|AF|,即為.
(2)如圖,過點B作BQ垂直準線于Q,交拋物線于點P1,則|P1Q|=|P1F|.
則有|PB|+|PF|≥|P1B|+|P1Q|=|BQ|=4.即|PB|+|PF|的最小值為4.
【互動探究】
若將本例(2)中的B點坐標改為(3,4),求|PB|+|PF|的最小值.
解:由題意可知點(3,4)在拋物線的外部.∵|PB|+|PF|的最小值即為B,F(xiàn)兩點間的距離.
∴|P
4、B|+|PF|≥|BF|===2.即|PB|+|PF|的最小值為2.
【方法規(guī)律】
拋物線定義中的“轉化”法
利用拋物線的定義解決此類問題,應靈活地進行拋物線上的點到焦點的距離與到準線距離的等價轉化.“看到準線想到焦點,看到焦點想到準線”,這是解決拋物線焦點弦有關問題的有效途徑.
1.(20xx·天津模擬)已知動圓過定點F,且與直線x=-相切,其中p>0,則動圓圓心的軌跡E的方程為____________.
解析:依題意得,圓心到定點F的距離與到直線x=-的距離相等,再依拋物線的定義知,動圓圓心的軌跡E為拋物線,其方程為y2=2px.
答案:y2=2px
2.
5、過拋物線y2=4x的焦點F的直線交該拋物線于A,B兩點,若|AF|=3,則|BF|=________.
解析:因為拋物線y2=4x的焦點F(1,0).顯然,當AB垂直于x軸時,|AF|≠3,
所以AB的斜率k存在,設AB的方程為y=k(x-1),與拋物線y2=4x聯(lián)立,
消去y得k2x2-2k2x-4x+k2=0,即k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
設A(x1,y1),B(x2,y2).由根與系數(shù)的關系得
x1+x2==2+.又|AF|=3=x1+=x1+1,所以x1=2,
代入k2x2-2k2x-4x+k2=0,得k2=8,所以x1+x2=,x2=,
故|BF|=x2+1
6、=+1=.
答案:
考點二
拋物線的標準方程及性質
[例2] (1)(20xx·四川高考)拋物線y2=4x的焦點到雙曲線x2-=1的漸近線的距離是( )
A. B. C.1 D.
(2)(20xx·江西高考)拋物線x2=2py(p>0)的焦點為F,其準線與雙曲線-=1相交于A,B兩點,若△ABF為等邊三角形,則p=________.
[自主解答] (1)由拋物線y2=4x,有2p=4,p=2.其焦點坐標為(1,0),雙曲線x2-=1的漸近線方程為y=±x.不妨取其中一條x-y=0.由點到直線的距離公式有d==.
(2)
7、在等邊三角形ABF中,AB邊上的高為p,=p,所以B.又因為點B在雙曲線上,故-=1,解得p=6.
答案:(1)B (2)6
【方法規(guī)律】
1.求拋物線的標準方程的方法及流程
(1)方法:求拋物線的標準方程常用待定系數(shù)法,因為未知數(shù)只有p,所以只需一個條件確定p值即可.
(2)流程:因為拋物線方程有四種標準形式,因此求拋物線方程時,需先定位,再定量.
2.確定及應用拋物線性質的關鍵與技巧
(1)關鍵:利用拋物線方程確定及應用其焦點、準線等性質時,關鍵是將拋物線方程化成標準方程.
(2)技巧:要結合圖形分析,靈活運用平面幾何的性質以圖助解.
1.已知拋物線關于x軸對稱,
8、它的頂點在坐標原點O,并且經過點M(2,y0).若點M到該拋物線焦點的距離為3,則|OM|=( )
A.2 B.2 C.4 D.2
解析:選B 依題意,設拋物線方程是y2=2px(p>0),則有2+=3,得p=2,故拋物線方程是y2=4x,點M的坐標是(2,±2),|OM|==2.
2.(20xx·湖州模擬)已知雙曲線C1:-=1(a>0,b>0)的離心率為2.若拋物線C2:x2=2py(p>0)的焦點到雙曲線C1的漸近線的距離為2,則拋物線C2的方程為( )
A.x2=y(tǒng) B.x2=y(tǒng)
C.x2=8y
9、 D.x2=16y
解析:選D 雙曲線的漸近線方程為y=±x,由于= = =2,所以=,所以雙曲線的漸近線方程為y=±x.拋物線的焦點坐標為,所以=2,則p=8,所以拋物線方程為x2=16y.
高頻考點
考點三 直線與拋物線的位置關系
1.直線與拋物線的位置關系,是高考命題的熱點,多以解答題的形式出現(xiàn),試題難度較大,多為中、高檔題.
2.直線與拋物線的位置關系有以下幾個命題角度:
(1)已知拋物線方程及其他條件,求直線方程;
(2)證明直線過定點;
(3)求線段長度或線段之積(和)的最值;
(4)求定值.
[例3] (20xx·杭州模擬
10、)已知直線y=2x-2與拋物線x2=2py(p>0)交于M1,M2兩點,且|M1M2|=8.
(1)求p的值;
(2)設A是直線y=上一點,直線AM2交拋物線于另一點M3,直線M1M3交直線y=于點B,求的值.
[自主解答] (1)由整理得x2-4px+4p=0,
設M1(x1,y1),M2(x2,y2),則
∵|M1M2|=8,
∴=8,
即=8.
∴p2-p-12=0,解得p=4或p=-3(舍去),
且p=4滿足Δ>0,
∴p=4.
(2)由(1)知拋物線方程為x2=8y,
且x1+x2=16,
11、x1x2=16,M1,M2,
設M3,A(t,2),B(a,2),
由A,M2,M3三點共線得kM2M3=kAM2,∴=,即x+x2x3-t(x2+x3)=x-16,
整理得x2x3-t(x2+x3)=-16,?、?
由B,M3,M1三點共線,同理可得x1x3-a(x1+x3)=-16,?、?
②式兩邊同乘x2得x1x2x3-a(x1x2+x2x3)=-16x2,
即16x3-a(16+x2x3)=-16x2,?、?
由①得x2x3=t(x2+x3)-16,
代入③得16x3-16a-at(x2+x3)+16a=-16x2,
即16(x2+x3)=at(x2+x3),∴at=16.
12、
∴=at+4=20.
直線與拋物線的位置關系的常見類型及解題策略
(1)求直線方程.先尋找確定直線的兩個條件,若缺少一個可設出此量,利用題設條件尋找關于該量的方程,解方程即可.
(2)證明直線過定點.可依題設條件尋找該直線的方程,可依據(jù)方程中的參數(shù)及其他條件確定該直線過那個定點.
(3)求線段長度和線段之積(和)的最值.可依據(jù)直線與拋物線相交,依據(jù)弦長公式,求出弦長或弦長關于某個量的函數(shù),然后利用基本不等式或利用函數(shù)的知識,求函數(shù)的最值;也可利用拋物線的定義轉化為兩點間的距離或點到直線的距離.
(4)求定值.可借助于已知條件,將直線與拋物線聯(lián)立,尋找待定式子的表達式,化簡即可
13、得到.
(20xx·濰坊模擬)已知過點A(-4,0)的動直線l與拋物線G:x2=2py(p>0)相交于B,C兩點.當直線l的斜率是時,=4.
(1)求拋物線G的方程;
(2)設線段BC的中垂線在y軸上的截距為b,求b的取值范圍.
解:(1)設B(x1,y1),C(x2,y2),當直線l的斜率是時,
l的方程為y=(x+4),即x=2y-4,聯(lián)立消去x,得2y2-(8+p)y+8=0,y1+y2=,y1y2=4,由已知=4,∴y2=4y1,
由韋達定理及p>0可得y1=1,y2=4,p=2,∴拋物線G的方程為x2=4y.
(2)由題意知直線l的斜率存在,且不為0,設l:y=k(
14、x+4),BC中點坐標為(x0,y0),
由得x2-4kx-16k=0,
由Δ>0得k<-4或k>0,∴x0==2k,y0=k(x0+4)=2k2+4k,BC中垂線方程為y-2k2-4k=-(x-2k),∴b=2(k+1)2,∴b>2.故b的取值范圍為(2,+∞).
———————————[課堂歸納——通法領悟]————————————————
4個結論——直線與拋物線相交的四個結論
已知拋物線y2=2px(p>0),過其焦點的直線交拋物線于A,B兩點,設A(x1,y1),B(x2,y2),則有以下結論:
(1)|AB|=x1+x2+p或|AB|=(α為AB所在直線的傾斜角);
(2)x1x2=;
(3)y1y2=-p2;
(4)過拋物線焦點且與對稱軸垂直的弦稱為拋物線的通徑,拋物線的通徑長為2p.
3個注意點——拋物線問題的三個注意點
(1)求拋物線的標準方程時一般要用待定系數(shù)法求p的值,但首先要判斷拋物線是否為標準方程,若是標準方程,則要由焦點位置(或開口方向)判斷是哪一種標準方程.
(2)注意應用拋物線定義中距離相等的轉化來解決問題.
(3)直線與拋物線有一個交點,并不表明直線與拋物線相切,因為當直線與對稱軸平行(或重合)時,直線與拋物線也只有一個交點.