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- 2021-06-30 发布
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课标版
第七节 抛物线
1.抛物线的概念
平面内与一个定点
F
和一条定直线
l
(
l
不经过点
F
)距离①
相等
的点
的轨迹叫做抛物线.点
F
叫做抛物线的②
焦点
.直线
l
叫做抛物线的
③
准线
.
教材研读
2.抛物线的标准方程和几何性质
判断下列结论的正误(正确的打“√”,错误的打“
×
”)
(1)平面内与一个定点
F
和一条定直线
l
的距离相等的点的轨迹一定是抛
物线.
(
×
)
(2)抛物线
y
=4
x
2
的焦点坐标为(2,0).
(
×
)
(3)若一抛物线过点
P
(2,3),其标准方程可设为
y
2
=2
px
(
p
>0)或
x
2
=2
py
(
p
>0).
(√)
(4)抛物线既是中心对称图形,又是轴对称图形.
(
×
)
(5)过抛物线的焦点与抛物线对称轴垂直的直线被抛物线截得的线段叫
做抛物线的通径,那么抛物线
x
2
=-2
ay
(
a
>0)的通径长为2
a
.
(√)
1.若点
P
到点
F
(0,2)的距离比它到直线
y
+4=0的距离小2,则
P
的轨迹方程
为
( )
A.
y
2
=8
x
B.
y
2
=-8
x
C.
x
2
=8
y
D.
x
2
=-8
y
答案
C
P
到
F
(0,2)的距离比它到直线
y
+4=0的距离小2,因此
P
到
F
(0,2)
的距离与它到直线
y
+2=0的距离相等,故
P
的轨迹是以
F
为焦点,
y
=-2为准
线的抛物线,所以
P
的轨迹方程为
x
2
=8
y
.
2.抛物线
y
=2
x
2
的焦点坐标是
( )
A.
B.
C.
D.
答案
C 抛物线的标准方程为
x
2
=
y
,所以焦点坐标是
.
3.抛物线的顶点在原点,准线方程为
x
=-2,则抛物线方程是
( )
A.
y
2
=-8
x
B.
y
2
=-4
x
C.
y
2
=8
x
D.
y
2
=4
x
答案
C 由抛物线的顶点在原点,准线方程为
x
=-2,知
p
=4,且开口向右,
故抛物线方程为
y
2
=8
x
.
4.若抛物线
y
=4
x
2
上的一点
M
到焦点
F
的距离为1,则点
M
的纵坐标是
( )
A.
B.
C.
D.0
答案
B 抛物线的标准方程为
x
2
=
y
,
M
到准线的距离等于
M
到焦点的
距离,又准线方程为
y
=-
,
设
M
(
x
,
y
),则
y
+
=1,∴
y
=
.
5.已知抛物线关于
x
轴对称,它的顶点在坐标原点
O
,并且经过点
M
(2,
y
0
).
若点
M
到该抛物线焦点
F
的距离为3,则|
OM
|=
.
答案
2
解析
由题意可设抛物线方程为
y
2
=2
px
(
p
>0).
由|
MF
|=
+2=3得
p
=2,
∴抛物线方程为
y
2
=4
x
.
∴点
M
的坐标为(2,
±
2
),
∴|
OM
|=
=2
.
考点一 抛物线的标准方程及几何性质
典例1
(1)(2015陕西,3,5分)已知抛物线
y
2
=2
px
(
p
>0)的准线经过点(-1,1),
则该抛物线焦点坐标为
( )
A.(-1,0) B.(1,0) C.(0,-1) D.(0,1)
(2)若抛物线的顶点在原点,开口向上,
F
为焦点,
M
为准线与
y
轴的交点,
A
为抛物线上一点,且|
AM
|=
,|
AF
|=3,则此抛物线的标准方程为
.
答案
(1)B (2)
x
2
=8
y
或
x
2
=4
y
解析
(1)抛物线
y
2
=2
px
(
p
>0)的准线方程为
x
=-
,
由题设知-
=-1,即
=1,
考点突破
所以焦点坐标为(1,0).故选B.
(2)设所求抛物线的标准方程为
x
2
=2
py
(
p
>0),
A
(
x
1
,
y
1
),则
F
,
M
,
则
⇒
p
=4或
p
=2.
故所求抛物线的标准方程为
x
2
=8
y
或
x
2
=4
y
.
方法技巧
(1)
抛物线的标准方程有四种不同的形式
,
要掌握焦点到准线的距离
,
顶
点到准线、焦点的距离
,
通径长与标准方程中系数
2
p
的关系
.
(2)求标准方程要先确定形式,必要时要进行分类讨论,标准方程有时可
设为
y
2
=
mx
或
x
2
=
my
(
m
≠
0).
(3)焦点到准线的距离简称为焦准距,抛物线
y
2
=2
px
(
p
>0)上的点常设为
.
1-1
已知直线
l
过抛物线
C
的焦点,且与
C
的对称轴垂直,
l
与
C
交于
A
,
B
两
点,|
AB
|=12,
P
为
C
的准线上一点,则△
ABP
的面积为
( )
A.18 B.24 C.36 D.48
答案
C 不妨设抛物线方程为
y
2
=2
px
(
p
>0).
∵当
x
=
时,|
y
|=
p
,∴
p
=
=
=6.
又
P
到直线
AB
的距离为
p
,
∴
S
△
ABP
=
×
12
×
6=36.
1-2
若抛物线的焦点为直线3
x
-4
y
-12=0与坐标轴的交点,求抛物线的标
准方程.
解析
对于直线方程3
x
-4
y
-12=0,令
x
=0,得
y
=-3,令
y
=0,得
x
=4,所以抛物线
的焦点坐标为(0,-3)或(4,0).
当焦点坐标为(0,-3)时,设方程为
x
2
=-2
py
(
p
>0),则
=3,所以
p
=6,此时抛物
线的标准方程为
x
2
=-12
y
;
当焦点坐标为(4,0)时,设方程为
y
2
=2
px
(
p
>0),则
=4,
所以
p
=8,此时抛物线的标准方程为
y
2
=16
x
.
所以所求抛物线的标准方程为
x
2
=-12
y
或
y
2
=16
x
.
考点二 抛物线的定义及其应用
典例2
(1)(2016江西赣州模拟)若点
A
的坐标为(3,2),
F
是抛物线
y
2
=2
x
的
焦点,点
M
在抛物线上移动时,使|
MF
|+|
MA
|取得最小值的
M
的坐标为
( )
A.(0,0) B.
C.(1,
) D.(2,2)
(2)已知
M
是抛物线
x
2
=4
y
上一点,
F
为其焦点,点
A
在圆
C
:(
x
+1)
2
+(
y
-5)
2
=1
上,则|
MA
|+|
MF
|的最小值是
.
(3)已知直线
l
1
:4
x
-3
y
+6=0和直线
l
2
:
x
=-1,抛物线
y
2
=4
x
上一动点
P
到直线
l
1
和直线
l
2
的距离之和的最小值是
.
答案
(1)D (2)5 (3)2
解析
(1)过
M
点作准线的垂线,垂足是
N
,则|
MF
|+|
MA
|=|
MN
|+|
MA
|,
当
A
,
M
,
N
三点共线时,|
MF
|+|
MA
|取得最小值,此时
M
(2,2).
(2)依题意,由点
M
向抛物线
x
2
=4
y
的准线
l
:
y
=-1引垂线,垂足为
M
1
,则有|
MA
|
+|
MF
|=|
MA
|+|
MM
1
|,结合图形可知|
MA
|+|
MM
1
|的最小值等于圆心
C
(-1,5)
到
y
=-1的距离再减去圆
C
的半径,即等于6-1=5,因此|
MA
|+|
MF
|的最小值
是5.
(3)易知
l
2
:
x
=-1是抛物线
y
2
=4
x
的准线,设抛物线的焦点为
F
(1,0),则动点
P
到
l
2
的距离等于|
PF
|,则动点
P
到直线
l
1
和直线
l
2
的距离之和的最小值为焦
点
F
到直线
l
1
:4
x
-3
y
+6=0的距离,所以最小值是
=2.
方法指导
与抛物线有关的最值问题,一般情况下都与抛物线的定义有关.由于抛
物线的定义在运用上有较大的灵活性,因此此类问题也有一定的难度.
“看到准线想焦点,看到焦点想准线”,这是解决抛物线焦点弦有关问
题的重要途径.
2-1
(2014课标Ⅰ,10,5分)已知抛物线
C
:
y
2
=
x
的焦点为
F
,
A
(
x
0
,
y
0
)是
C
上一
点,|
AF
|=
x
0
,则
x
0
=
( )
A.1 B.2 C.4 D.8
答案
A 由
y
2
=
x
得2
p
=1,即
p
=
,因此焦点
F
,准线方程为
l
:
x
=-
,设
点
A
到准线的距离为
d
,由抛物线的定义可知
d
=|
AF
|,从而
x
0
+
=
x
0
,解得
x
0
=1,故选A.
2-2
已知点
P
是抛物线
y
2
=2
x
上的一个动点,则点
P
到点(0,2)的距离与点
P
到该抛物线准线的距离之和的最小值为( )
A.
B.3 C.
D.
答案
A 易知抛物线
y
2
=2
x
的焦点为
F
,由抛物线的定义知点
P
到
焦点
F
的距离等于它到准线的距离,因此要求点
P
到点(0,2)的距离与点
P
到抛物线的准线的距离之和的最小值,可以转化为求点
P
到点(0,2)的距
离与点
P
到焦点
F
的距离之和的最小值,结合图形不难得出相应的最小
值就等于焦点
F
到点(0,2)的距离.因此所求的最小值等于
=
,选A.
2-3
(2014湖南,15,5分)如图,正方形
ABCD
和正方形
DEFG
的边长分别
为
a
,
b
(
a
<
b
),原点
O
为
AD
的中点,抛物线
y
2
=2
px
(
p
>0)经过
C
,
F
两点,则
=
.
答案
1+
解析
由题意知|
OD
|=
,|
DE
|=
b
,|
DC
|=
a
,|
EF
|=
b
,
故
C
,
F
,
又抛物线
y
2
=2
px
(
p
>0)经过
C
、
F
两点,
∴
∴
∴
-2·
-1=0,
又
>1,
∴
=1+
.
考点三 焦点弦问题
典例3
已知过抛物线
y
2
=2
px
(
p
>0)的焦点,斜率为2
的直线交抛物线
于
A
(
x
1
,
y
1
),
B
(
x
2
,
y
2
)(
x
1
<
x
2
)两点,且|
AB
|=9.
(1)求该抛物线的方程;
(2)
O
为坐标原点,
C
为抛物线上一点,若
=
+
λ
,求
λ
的值.
解析
(1)直线
AB
的方程是
y
=2
,
与
y
2
=2
px
联立,从而有4
x
2
-5
px
+
p
2
=0,
所以
x
1
+
x
2
=
.由抛物线定义得|
AB
|=
x
1
+
x
2
+
p
=9,
所以
p
=4,从而抛物线方程是
y
2
=8
x
.
(2)由
p
=4,4
x
2
-5
px
+
p
2
=0可简化为
x
2
-5
x
+4=0,又
x
1
<
x
2
,
从而
x
1
=1,
x
2
=4,
y
1
=-2
,
y
2
=4
,
从而
A
(1,-2
),
B
(4,4
).
设
=(
x
3
,
y
3
)=(1,-2
)+
λ
(4,4
)=(4
λ
+1,4
λ
-2
),
又
=8
x
3
,
即[2
(2
λ
-1)]
2
=8(4
λ
+1),
即(2
λ
-1)
2
=4
λ
+1,解得
λ
=0或
λ
=2.
方法指导
求抛物线焦点弦的三种方法:
①定义法:|
AB
|=
x
1
+
x
2
+
p
;
②倾斜角法:|
AB
|=
(
θ
为
AB
的倾斜角);
③斜率法:|
AB
|=
×
2
p
(
k
为
AB
的斜率).
3-1
设抛物线
y
2
=2
px
(
p
>0)的焦点为
F
,经过点
F
的直线交抛物线于
A
、
B
两点,点
C
在抛物线的准线上,且
BC
∥
x
轴.证明:直线
AC
经过原点
O
.
证明
设
AB
:
x
=
my
+
,代入
y
2
=2
px
,
得
y
2
-2
pmy
-
p
2
=0.
由根与系数的关系,得
y
A
y
B
=-
p
2
,即
y
B
=-
.
∵
BC
∥
x
轴,且
C
在准线
x
=-
上,∴
C
,
则
k
OC
=
=
=
=
=
k
OA
,
∴直线
AC
经过原点
O
.
考点四 直线与抛物线的位置关系
典例4
已知抛物线
y
2
=2
px
(
p
>0),过点
C
(-2,0)的直线
l
交抛物线于
A
、
B
两
点,坐标原点为
O
,
·
=12.
(1)求抛物线的方程;
(2)当以|
AB
|为直径的圆与
y
轴相切时,求直线
l
的方程.
解析
(1)显然直线
l
的斜率存在.
设
l
:
x
=
my
-2,代入
y
2
=2
px
中,
得
y
2
-2
pmy
+4
p
=0.
(*)
设
A
(
x
1
,
y
1
),
B
(
x
2
,
y
2
),则
y
1
+
y
2
=2
pm
,
y
1
y
2
=4
p
,
则
x
1
x
2
=
=4.
因为
·
=12,所以
x
1
x
2
+
y
1
y
2
=12,即4+4
p
=12,
解得
p
=2,故抛物线的方程为
y
2
=4
x
.
(2)由(1)可得
y
1
+
y
2
=4
m
,
y
1
y
2
=8,设
AB
的中点为
M
,
则|
AB
|=2
x
M
=
x
1
+
x
2
=
m
(
y
1
+
y
2
)-4=4
m
2
-4,
①
又|
AB
|=
|
y
1
-
y
2
|=
,
②
由①②得(1+
m
2
)(16
m
2
-32)=(4
m
2
-4)
2
,
解得
m
2
=3,即
m
=
±
,
所以直线
l
的方程为
x
+
y
+2=0或
x
-
y
+2=0.
方法指导
(1)直线与抛物线的位置关系和直线与椭圆、双曲线的位置关系类似,
一般要用到根与系数的关系.
(2)有关直线与抛物线相交的弦长问题,要注意直线是否过抛物线的焦
点,若过抛物线的焦点,可直接使用公式|
AB
|=|
x
A
|+|
x
B
|+
p
或|
AB
|=|
y
A
|+|
y
B
|+
p
,
若不过焦点,则必须用一般弦长公式.
(3)涉及抛物线的弦长、中点、距离等相关问题时,一般利用根与系数
的关系采用“设而不求”“整体代入”等解法.
[提醒]涉及弦的中点、斜率时一般用“点差法”求解.
4-1
已知抛物线
y
2
=4
x
的焦点为
F
,过点
F
的直线交抛物线于
A
,
B
两点.
(1)若
=2
,求直线
AB
的斜率;
(2)设点
M
在线段
AB
上运动,原点
O
关于点
M
的对称点为
C
,求四边形
OACB
面积的最小值.
解析
(1)依题意知
F
(1,0),设直线
AB
的方程为
x
=
my
+1.
将直线
AB
的方程与抛物线的方程联立,消去
x
得
y
2
-4
my
-4=0.
设
A
(
x
1
,
y
1
),
B
(
x
2
,
y
2
),
所以
y
1
+
y
2
=4
m
,
y
1
y
2
=-4,
①
因为
=2
,
所以
y
1
=-2
y
2
.
②
联立①和②,消去
y
1
,
y
2
,得
m
=
±
.
所以直线
AB
的斜率是
±
2
.
(2)由点
C
与原点
O
关于点
M
对称,得
M
是线段
OC
的中点,
从而点
O
与点
C
到直线
AB
的距离相等,所以四边形
OACB
的面积等于2
S
△
AOB
.
因为2
S
△
AOB
=2
×
·|
OF
|·|
y
1
-
y
2
|=
=4
,所以当
m
=0时,四
边形
OACB
的面积最小,最小值为4.
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