(共51张PPT)
1.了解抛物线的范围、对称性、顶点、焦点、准线等几何性质.
2.会利用抛物线的几何性质解决一些简单的抛物线问题.
学习目标
XUE
XI
MU
BIAO
内
容
索
引
知识梳理
题型探究
随堂演练
课时对点练
1
知识梳理
PART
ONE
知识点一 抛物线的几何性质
标准方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
图形
?
?
?
?
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
对称轴
x轴
x轴
y轴
y轴
焦点
准线方程
顶点坐标
O(0,0)
离心率
e=1
知识点二 焦点弦
如图,抛物线y2=2px(p>0),焦点为F,直线l过焦点F,与抛物线交于A,B两点,设A(x1,y1),B(x2,y2).
①AB⊥x轴时,弦AB称为通径,通径长=|AB|=
;
②|AF|=
;
③|AB|=
.
2p
x1+x2+p
思考辨析
判断正误
SI
KAO
BIAN
XI
PAN
DUAN
ZHENG
WU
1.抛物线关于顶点对称.( )
2.拋物线只有一条对称轴,没有对称中心.( )
3.抛物线的离心率都相同.( )
4.拋物线的开口大小由p决定.( )
×
√
√
√
2
题型探究
PART
TWO
一、由抛物线的几何性质求标准方程
例1 (1)抛物线的顶点在原点,对称轴是x轴,抛物线上点(-5,m)到焦点的距离是6,则抛物线的方程是
A.y2=-2x
B.y2=-4x
C.y2=2x
D.y2=-4x或y2=-36x
√
解析 因为抛物线的顶点在原点,对称轴是x轴,抛物线上点(-5,m)到焦点的距离是6,
那么由抛物线定义知(-5,m)到焦点的距离是6,
即(-5,m)到准线的距离是6,
(2)已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为x轴,且与圆x2+y2=4相交于A,B两点,|AB|=
,求抛物线方程.
解 由已知,抛物线的焦点可能在x轴正半轴上,也可能在负半轴上.
故可设抛物线方程为y2=ax(a≠0).
设抛物线与圆x2+y2=4的交点A(x1,y1),B(x2,y2).
∵抛物线y2=ax(a≠0)与圆x2+y2=4都关于x轴对称,
∴点A与B关于x轴对称,
得x2+3=4,∴x=±1,
∴所求抛物线方程是y2=3x或y2=-3x.
反思感悟
用待定系数法求抛物线方程的步骤
跟踪训练1 设斜率为2的直线l过抛物线y2=ax(a<0)的焦点F,且和y轴交于点A,若△OAF(O为坐标原点)的面积为4,则抛物线方程为
A.y2=-16x
B.y2=-2x
C.y2=-4x
D.y2=-8x
√
解得a=-8或a=8(舍去),故选D.
二、由抛物线方程研究其几何性质
例2 已知抛物线y2=8x.
(1)求出该抛物线的顶点、焦点、准线方程、对称轴、变量x的范围;
解 抛物线y2=8x的顶点、焦点、准线方程、对称轴、变量x的范围分别为(0,0),(2,0),x=-2,x轴,x≥0.
(2)P是抛物线上一点,点Q(4,0),求|PQ|的取值范围;
当且仅当x0=0时,|PQ|min=4,
∴|PQ|的取值范围是[4,+∞).
(3)以坐标原点O为顶点,作抛物线的内接等腰三角形OAB,|OA|=|OB|,若焦点F是△OAB的重心,求△OAB的周长.
解 如图所示,由|OA|=|OB|可知AB⊥x轴,垂足为点M,
又焦点F是△OAB的重心,
所以M(3,0).
故设A(3,m),
代入y2=8x得m2=24;
反思感悟
把握三个要点确定抛物线的几何性质
(1)开口:由抛物线标准方程看图像开口,关键是看准二次项是x还是y,一次项的系数是正还是负.
(2)关系:顶点位于焦点与准线中间,准线垂直于对称轴.
(3)定值:焦点到准线的距离为p;过焦点垂直于对称轴的弦(又称为通径)长为2p;离心率恒等于1.
跟踪训练2 (1)已知椭圆E的中心为坐标原点,长轴长为8,椭圆E的右焦点与抛物线C:y2=8x的焦点重合,抛物线C的准线与椭圆E交于A,B两点,则|AB|等于
A.12
B.9
C.6
D.3
√
解析 由题意知,2a=8,故a=4,
抛物线C:y2=8x的焦点为(2,0),准线为x=-2,
故c=2,b2=12,
解得x=-2,y=±3.
故A(-2,3),B(-2,-3),所以|AB|=6.
(2)已知点A是抛物线y2=2px(p>0)上的一点,F为抛物线的焦点,O为坐标原点,当|AF|=4时,∠OFA=120°,则抛物线的准线方程是
A.x=-1
B.y=-1
C.x=-2
D.y=-2
√
解析 如图所示,过A作准线的垂线AC,过F作AC的垂线FB,垂足分别为C,B,
由题意,得∠BFA=∠OFA-90°=30°,点A到准线的距离为d=|AB|+|BC|=2+p=4,
解得p=2,则抛物线的准线方程是x=-1,故选A.
三、抛物线的焦点弦
例3 (1)如图所示,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线l交抛物线于A,B两点,交其准线于点C,若|BC|=
|BF|,且|AF|=4+2
,则p的值为
√
解析 过B作准线的垂线BB′,垂足为B′,
得直线l的倾斜角为45°.
(2)(多选)经过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于A,B两点,设A(x1,y1),B(x2,y2),则下列说法中正确的是
A.当AB与x轴垂直时,|AB|最小
B.
C.以弦AB为直径的圆与直线x=
相离
D.y1y2=-p2
√
√
√
解析 过抛物线y2=2px(p>0)焦点的弦AB有下列性质:①最短弦长为2p,此时AB⊥x轴;
③以AB为直径的圆与准线相切;
反思感悟
(2)过焦点的弦长的求解方法
设过抛物线y2=2px(p>0)的焦点的弦的端点为A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|=x1+x2+p,然后利用弦所在直线方程与抛物线方程联立、消元,由根与系数的关系求出x1+x2即可.
跟踪训练3 过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线l与抛物线相交于A,B两点,若点A,B在抛物线准线上的射影分别为A1,B1,则∠A1FB1等于
A.45°
B.60°
C.90°
D.120°
√
解析 如图,由抛物线的定义,知|AF|=|AA1|,|BF|=|BB1|,
所以∠AA1F=∠AFA1,∠BFB1=∠FB1B.
又AA1∥Ox∥B1B,所以∠A1FO=∠AA1F,∠B1FO=∠FB1B,
3
随堂演练
PART
THREE
1.顶点在坐标原点,对称轴为y轴,顶点到准线的距离为4的抛物线的标准方程是
A.x2=16y
B.x2=8y
C.x2=±8y
D.x2=±16y
√
1
2
3
4
5
解析 设抛物线的方程为x2=2py(p≠0),
依题意顶点到准线的距离为
=4,
∴p=±8,故所求抛物线方程为x2=±16y.
2.已知点A(-2,3)在抛物线C:y2=2px(p>0)的准线上,记C的焦点为F,则直线AF的斜率为
√
所以y2=8x,所以焦点F的坐标为(2,0),
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4
5
3.已知抛物线y2=2px(p>0)的准线经过点(-1,4),过抛物线的焦点F且与x轴垂直的直线交该抛物线于M,N两点,则|MN|等于
A.4
B.
C.2
D.1
√
解析 因为点(-1,4)在抛物线y2=2px的准线上,
则抛物线方程为y2=4x,焦点F(1,0),
当x=1时,y=±2,
则M(1,2),N(1,-2),所以|MN|=4.
1
2
3
4
5
4.已知点F为抛物线y2=4x的焦点,该抛物线上的点A到焦点F的距离为5,则直线AF的方程为_____________________________.
4x+3y-4=0或4x-3y-4=0
解析 设A(x0,y0),
∴y0=±4,
故点A的坐标为(4,4)或(4,-4).
即4x-3y-4=0.
即4x+3y-4=0.
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5
5.已知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F作倾斜角为45°的直线交抛物线于A,B两点,若线段AB的长为8,则p=_____.
2
解析 设点A,B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
易知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F,
得y2-2py-p2=0,
∴y1+y2=2p,y1y2=-p2.
即(2p)2-4×(-p2)=32.
又p>0,∴p=2.
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1.知识清单:
(1)抛物线的几何性质.
(2)抛物线的焦点弦.
2.方法归纳:数形结合、分类讨论.
3.常见误区:距离不能合理转化,焦点弦的长度求法不当.
课堂小结
KE
TANG
XIAO
JIE
4
课时对点练
PART
FOUR
基础巩固
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1.若抛物线y2=4x上一点P到x轴的距离为
,则点P到抛物线的焦点F的距离为
A.4
B.5
C.6
D.7
√
解析 由题意,知抛物线y2=4x的准线方程为x=-1,
∴点P到抛物线的准线的距离为3+1=4,
∴点P到抛物线的焦点F的距离为4.故选A.
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2.已知抛物线y2=2px(p>0)的准线与曲线x2+y2-4x-5=0相切,则p的值为
√
解析 曲线的标准方程为(x-2)2+y2=9,其表示圆心为(2,0),半径为3的圆,
3.若抛物线y2=x上一点P到准线的距离等于它到顶点的距离,则点P的坐标为
√
解析 由题意知,点P到焦点F的距离等于它到顶点O的距离,
因此点P在线段OF的垂直平分线上,
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4.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,其上的三个点A,B,C的横坐标之比为3∶4∶5,则以|FA|,|FB|,|FC|为边长的三角形
A.不存在
B.必是锐角三角形
C.必是钝角三角形
D.必是直角三角形
√
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解析 设A,B,C三点的横坐标分别为x1,x2,x3,x1=3k,x2=4k,x3=5k(k>0),
易知三者能构成三角形,|FC|所对角为最大角,
由余弦定理可证该角的余弦值为正数,故该三角形必是锐角三角形.
5.(多选)以x轴为对称轴的拋物线的通径(过焦点且与x轴垂直的弦)长为8,若拋物线的顶点在坐标原点,则其方程为
A.y2=8x
B.y2=-8x
C.y2=16x
D.y2=-16x
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√
√
解析 设拋物线方程为y2=2px或y2=-2px(p>0),
由题意知p=4,
∴拋物线方程为y2=8x或y2=-8x.
6.(多选)已知A,B两点均在焦点为F的抛物线y2=2px(p>0)上,若|AF|+|BF|=4,线段AB的中点到直线x=
的距离为1,则p的值为
A.1
B.2
C.3
D.6
√
√
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7.抛物线y2=12x上到焦点的距离等于6的点的坐标是________________.
(3,6)或(3,-6)
解析 抛物线y2=12x的准线方程为x=-3,
因为抛物线y2=12x上的点到焦点的距离等于6,
所以根据抛物线上的点到焦点的距离等于点到准线的距离,
设所求点的横坐标为x,
则x+3=6,可得x=3,代入抛物线方程,
可得y2=36,所以y=±6,
即所求点的坐标为(3,6)或(3,-6).
8.设A,B是抛物线x2=4y上两点,O为原点,若|OA|=|OB|,且△AOB的面积为16,则∠AOB=______.
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90°
解析 由|OA|=|OB|,知抛物线上点A,B关于y轴对称,
在△AOB中,|OA|2+|OB|2=|AB|2,
∴△AOB为等腰直角三角形,∠AOB=90°.
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9.已知抛物线y2=4x,焦点为F,过F的直线与抛物线交于A,B两点,若|AB|=8,求直线AB的方程.
解 ∵p=2,焦点F(1,0),
当直线AB的斜率不存在时,|AB|=2p=4≠8,不合题意,
故直线AB的斜率一定存在.
设直线AB的斜率为k且k≠0,
∴AB的方程为y=k(x-1),
即k2=1,∴k=±1,
∴直线AB的方程为x-y-1=0或x+y-1=0.
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10.求证:以抛物线的焦点弦为直径的圆必与抛物线的准线相切.
证明 如图,作AA′⊥l于点A′,BB′⊥l于点B′,M为AB的中点,作MM′⊥l于点M′,
则由抛物线定义可知|AA′|=|AF|,|BB′|=|BF|,
在直角梯形BB′A′A中,
即|MM′|等于以AB为直径的圆的半径.
故以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.
综合运用
√
解析 由抛物线的定义得,|PF|=|PA|,
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12.等腰直角三角形AOB内接于抛物线y2=2px(p>0),O为抛物线的顶点,OA⊥OB,则△AOB的面积是
A.8p2
B.4p2
C.2p2
D.p2
√
解析 因为抛物线的对称轴为x轴,内接△AOB为等腰直角三角形,
所以由抛物线的对称性知,直线AB与抛物线的对称轴垂直,
从而直线OA与x轴的夹角为45°.
所以A,B两点的坐标分别为(2p,2p),(2p,-2p).
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13.抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,M是抛物线C上的点,若△OFM的外接圆与抛物线C的准线相切,且该圆的面积为36π,则p等于
A.2
B.4
C.6
D.8
√
解析 ∵△OFM的外接圆与抛物线C的准线相切,
∴△OFM的外接圆的圆心到准线的距离等于圆的半径.
∵圆的面积为36π,∴圆的半径为6.
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14.已知点A(2,0),B(4,0),动点P在抛物线y2=-4x上运动,则
取得最小值时的点P的坐标是_______.
(0,0)
当且仅当y=0时取等号,此时点P的坐标为(0,0).
拓广探究
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解析 设抛物线准线交x轴于点F′,分别过A,B作准线的垂线,垂足为A′,B′,直线l交准线于点C,如图所示,
则|AA′|=|AF|=3,|BB′|=|BF|=1,|AB|=4,|FF′|=p,
所以抛物线方程为y2=3x.
16.已知抛物线y2=2x.
(1)设点A的坐标为
,求抛物线上距离点A最近的点P的坐标及相应的距离
|PA|;
解 设抛物线上任一点P(x,y),
x≥0,且在此区间上函数单调递增,
故距离点A最近的点P的坐标为(0,0).
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(2)在抛物线上求一点M,使M到直线x-y+3=0的距离最短,并求出距离的最小值.
解 设点M(x0,y0)是y2=2x上任一点,
则M到直线x-y+3=0的距离为
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