人教A版(2019)高中数学 选择性必修第一册 3.3.1 抛物线及其标准方程(课件+学案共2份打包)

文档属性

名称 人教A版(2019)高中数学 选择性必修第一册 3.3.1 抛物线及其标准方程(课件+学案共2份打包)
格式 zip
文件大小 2.3MB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2020-09-14 10:11:34

文档简介

(共54张PPT)
1.掌握抛物线的定义及其焦点、准线的概念.
2.会求简单的抛物线方程.
学习目标
XUE
XI
MU
BIAO




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 抛物线的定义
1.定义:平面内与一定点F和一条定直线l(不经过点F)
的点的轨迹.
2.焦点:定点F.
3.准线:定直线l.
距离相等
思考 抛物线的定义中,为什么要加条件l不经过点F?
答案 若点F在直线l上,点的轨迹是过点F且垂直于直线l的直线.
知识点二 抛物线的标准方程
图形
标准方程
焦点坐标
准线方程
?
____________
_______
________
?
______________
_______
________
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
?
____________
_______
________
?
______________
_______
________
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
思考 抛物线方程中p(p>0)的几何意义是什么?
答案 p的几何意义是焦点到准线的距离.
思考辨析
判断正误
SI
KAO
BIAN
XI
PAN
DUAN
ZHENG
WU
1.到定点的距离与到定直线的距离相等的点的轨迹是抛物线.(  )
2.抛物线的方程都是二次函数.(  )
3.抛物线y2=2px(p>0)中p是焦点到准线的距离.(  )
4.方程x2=2ay(a≠0)表示开口向上的抛物线.(  )
×
×

×
2
题型探究
PART
TWO
一、求抛物线的标准方程
例1 分别求符合下列条件的抛物线的标准方程.
(1)经过点(-3,-1);
解 因为点(-3,-1)在第三象限,
所以设所求抛物线的标准方程为y2=-2px(p>0)或x2=-2py(p>0).
若抛物线的标准方程为y2=-2px(p>0),
若抛物线的标准方程为x2=-2py(p>0),
解 对于直线方程3x-4y-12=0,
令x=0,得y=-3;令y=0,得x=4,
所以抛物线的焦点为(0,-3)或(4,0).
(2)焦点为直线3x-4y-12=0与坐标轴的交点.
此时抛物线的标准方程为x2=-12y;
此时抛物线的标准方程为y2=16x.
故所求抛物线的标准方程为x2=-12y或y2=16x.
反思感悟
用待定系数法求抛物线标准方程的步骤
注意:当抛物线的类型没有确定时,可设方程为y2=mx(m≠0)或x2=ny(n≠0),这样可以减少讨论情况的个数.
跟踪训练1 (1)若抛物线y2=2px(p>0)的焦点坐标为(1,0),则p=____,准线方程为________.
2
x=-1
解析 因为抛物线的焦点坐标为(1,0),
(2)求焦点在y轴上,焦点到准线的距离为5的抛物线的标准方程为__________________.
x2=10y和x2=-10y
解析 设方程为x2=2my(m≠0),由焦点到准线的距离为5,知|m|=5,m=±5,
所以满足条件的抛物线有两条,
它们的标准方程分别为x2=10y和x2=-10y.
二、抛物线定义的应用
例2 (1)已知抛物线C:y2=x的焦点为F,A(x0,y0)是C上一点,|AF|=
x0,则x0等于
A.1
B.2
C.4
D.8

(2)已知点P是抛物线y2=2x上的一个动点,求点P到点(0,2)的距离与P到该抛物线准线的距离之和的最小值.
解 由抛物线的定义可知,抛物线上的点到准线的距离等于它到焦点的距离.
由图可知,
延伸探究
1.若将本例(2)中的点(0,2)改为点A(3,2),求|PA|+|PF|的最小值.
所以点A在抛物线内部.
则|PA|+|PF|=|PA|+d.
解 如图,作PQ垂直于准线l于点Q,
|PA1|+|PQ|=|PA1|+|PF|≥|A1F|min.
即所求最小值为1.
反思感悟
抛物线定义的应用
实现距离转化.根据抛物线的定义,抛物线上任意一点到焦点的距离等于它到准线的距离,因此,由抛物线定义可以实现点点距与点线距的相互转化,从而简化某些问题.
跟踪训练2 (1)已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点F1,若点A(2,-4)在抛物线上,则点A到焦点的距离为______.
4
解析 把点(2,-4)代入抛物线y2=2px,得16=4p,即p=4,
从而抛物线的焦点为(2,0).
故点A到焦点的距离为4.
(2)设点A的坐标为(1,
),点P在抛物线y2=8x上移动,P到直线x=-1的距离为d,则d+|PA|的最小值为
A.1
B.2
C.3
D.4

解析 由题意知抛物线y2=8x的焦点为F(2,0),
点P到准线x=-2的距离为d+1,
于是|PF|=d+1,
所以d+|PA|=|PF|-1+|PA|的最小值为|AF|-1=4-1=3.
核心素养之数学建模
HE
XIN
SU
YANG
ZHI
SHU
XUE
JIAN
MO
抛物线的实际应用问题
典例 河上有一抛物线形拱桥,当水面距拱桥顶5
m时,水面宽为8
m,一小船宽4
m,高2
m,载货后船露出水面上的部分高0.75
m,问:水面上涨到与抛物线形拱桥拱顶相距多少m时,小船开始不能通航?
解 如图,以拱桥的拱顶为原点,以过拱顶且平行于水面的直线为x轴,建立平面直角坐标系.
设抛物线方程为x2=-2py(p>0),
由题意可知,点B(4,-5)在抛物线上,
当船面两侧和抛物线接触时,船开始不能通航,
设此时船面宽为AA′,则A(2,yA),
又知船面露出水面上的部分高为0.75
m,
所以h=|yA|+0.75=2(m).
所以水面上涨到与抛物线形拱桥拱顶相距2
m时,小船开始不能通航.
素养提升
首先确定与实际问题相匹配的数学模型.此问题中拱桥是抛物线型,故利用抛物线的有关知识解决此问题,操作步骤为
(1)建系:建立适当的坐标系.
(2)假设:设出合适的抛物线标准方程.
(3)计算:通过计算求出抛物线的标准方程.
(4)求解:求出需要求出的量.
(5)还原:还原到实际问题中,从而解决实际问题.
3
随堂演练
PART
THREE
1.设抛物线的顶点在原点,准线方程为x=-2,则抛物线的方程是
A.y2=-8x
B.y2=8x
C.y2=-4x
D.y2=4x

1
2
3
4
5
2.已知抛物线y=2px2过点(1,4),则抛物线的焦点坐标为

1
2
3
4
5
解析 由抛物线y=2px2过点(1,4),可得p=2,

1
2
3
4
5
4.一动圆过点(0,1)且与定直线l相切,圆心在抛物线x2=4y上,则l的方程为

1
2
3
4
5
解析 因为动圆过点(0,1)且与定直线l相切,
所以动圆圆心到点(0,1)的距离与它到定直线l的距离相等,
又因为动圆圆心在抛物线x2=4y上,且(0,1)为抛物线的焦点,
所以l为抛物线的准线,
所以l:y=-1.
5.若抛物线y2=-2px(p>0)上有一点M,其横坐标为-9,它到焦点的距离为10,则点M的坐标为__________________.
(-9,6)或(-9,-6)
故抛物线方程为y2=-4x.
由点M(-9,y)在抛物线上,得y=±6,
故点M的坐标为(-9,6)或(-9,-6).
1
2
3
4
5
1.知识清单:
(1)抛物线的定义.
(2)抛物线的标准方程的四种形式.
(3)抛物线定义的应用.
2.方法归纳:待定系数法、定义法、转化化归.
3.常见误区:混淆抛物线的焦点位置和方程形式.
课堂小结
KE
TANG
XIAO
JIE
4
课时对点练
PART
FOUR
解析 抛物线的标准方程为x2=-4y,则准线方程为y=1.

基础巩固
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
2.已知抛物线y2=2px(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)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
故焦点坐标为(1,0).故选B.
3.(多选)经过点P(4,-2)的抛物线的标准方程为
A.y2=x
B.y2=8x
C.y2=-8x
D.x2=-8y

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

解析 当开口向右时,设抛物线方程为y2=2p1x(p1>0),则(-2)2=8p1,
当开口向下时,
设抛物线方程为x2=-2p2y(p2>0),则42=4p2,p2=4,
所以抛物线方程为x2=-8y.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
A.2
B.3
C.4
D.8

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
6.已知双曲线
-y2=1的右焦点恰好是抛物线y2=8x的焦点,则m=____.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
解析 由题意得m+1=22,解得m=3.
7.在抛物线y2=-12x上,与焦点的距离等于9的点的坐标是________________
_____________.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
解析 由方程y2=-12x,知焦点F(-3,0),准线l:x=3.
设所求点为P(x,y),
则由定义知|PF|=3-x.
8.已知抛物线C:4x+ay2=0恰好经过圆M:(x-1)2+(y-2)2=1的圆心,则抛物线C的焦点坐标为______,准线方程为________.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
(1,0)
x=-1
解析 圆M的圆心为(1,2),代入4x+ay2=0得a=-1,
将抛物线C的方程化为标准方程得y2=4x,
故焦点坐标为(1,0),准线方程为x=-1.
9.已知抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,抛物线上一点M(m,-3)到焦点的距离为5,求m的值、抛物线方程和准线方程.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
解 方法一 如图所示,
设抛物线的方程为x2=-2py(p>0),
即p=4.所以抛物线方程为x2=-8y,准线方程为y=2.
∵M(m,-3)在抛物线上,且|MF|=5,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
10.花坛水池中央有一喷泉,水管O′P=1
m,水从喷头P喷出后呈抛物线状,先向上至最高点后落下,若最高点距水面2
m,点P距抛物线的对称轴1
m,则水池的直径至少应设计多少米?(精确到1
m)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
解 如图所示,建立平面直角坐标系.
设抛物线方程为x2=-2py(p>0).
故得抛物线方程为x2=-y.
即水池的直径至少应设计为5
m.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
11.已知抛物线y2=4x上一点P到焦点F的距离为5,则△PFO的面积为
A.1
B.2
C.3
D.4

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
综合运用
解析 由题意,知抛物线的焦点坐标为F(1,0),准线方程为x=-1.
因为抛物线y2=4x上的一点P到焦点的距离为5,
由抛物线的定义可知,点P到准线x=-1的距离是5,则点P到y轴的距离是4,
所以P(4,±4),
解析 设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),又F(1,0).
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
6
即x1+x2+x3=3,
13.已知抛物线y2=2px(p>0)上一点M(1,m)到其焦点的距离为5,双曲线x2-
=1的左顶点为A,若双曲线的一条渐近线与直线AM垂直,则实数a=_____.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
不妨取M(1,4),又A(-1,0),则直线AM的斜率为2,
14.已知直线l1:4x-3y+6=0和直线l2:x=-1,抛物线y2=4x上一动点P到直线l1和直线l2的距离之和的最小值是____.
2
解析 如图所示,
动点P到l2:x=-1的距离可转化为到点F的距离,
由图可知,距离和的最小值,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
15.对标准形式的抛物线,给出下列条件:
①焦点在y轴上;
②焦点在x轴上;
③抛物线上横坐标为1的点到焦点的距离等于6;
④由原点向过焦点的某直线作垂线,垂足坐标为(2,1).
其中满足抛物线方程为y2=10x的是________.(要求填写适合条件的序号)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
拓广探究
②④
解析 抛物线y2=10x的焦点在x轴上,②满足,①不满足;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
若由原点向该直线作垂线,垂足为(2,1)时,
则k=-2,此时存在,所以④满足.
16.设P是抛物线y2=4x上的一个动点,F为抛物线的焦点.
(1)若点P到直线x=-1的距离为d,A(-1,1),求|PA|+d的最小值;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
解 依题意,抛物线的焦点为F(1,0),准线方程为x=-1.
由抛物线的定义,知|PF|=d,
于是问题转化为求|PA|+|PF|的最小值.
如图,连接AF,交抛物线于点P,
(2)若B(3,2),求|PB|+|PF|的最小值.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
自点B作BQ垂直准线于点Q,交抛物线于点P1(如图).
由抛物线的定义,知|P1Q|=|P1F|,
则|PB|+|PF|≥|P1B|+|P1Q|=|BQ|=3+1=4.
即|PB|+|PF|的最小值为4.