人教B版(2019)高中数学 选择性必修第一册 2.7.1 抛物线的标准方程(课件共74张PPT+学案)

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名称 人教B版(2019)高中数学 选择性必修第一册 2.7.1 抛物线的标准方程(课件共74张PPT+学案)
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资源类型 教案
版本资源 人教B版(2019)
科目 数学
更新时间 2021-07-14 11:51:57

文档简介

§2.7 抛物线及其方程
2.7.1 抛物线的标准方程
学习目标 1.掌握抛物线的定义及焦点、准线的概念.2.掌握抛物线的标准方程及其推导.3.明确抛物线标准方程中p的几何意义,并能解决简单的求抛物线标准方程的问题.
导语
同学们,数学家华罗庚曾经说过:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,生活之谜,日月之繁,无处不用数学”,比如足球射门时那条美丽的弧线,天空中那一道道美丽的彩虹,广场上那五彩斑斓的喷泉,运动场上那些跳跃运动,哪怕是一个小朋友轻轻投掷一块石子,都会产生一道与众不同的弧线,所以我们说生活中充满了数学,数学就在我们周围.
一、抛物线的定义
问题1 同学们对抛物线有了哪些认识?
提示 在物理中,抛物线被认为是抛射物体的运行轨道;在数学中,抛物线是二次函数的图像.
问题2 在二次函数中研究抛物线有什么特征?
提示 它的对称轴垂直于x轴,开口向上或向下.但如果其对称轴不垂直于x轴,那就不能作为二次函数图像来研究了,如今,我们要突破这个限制,从更一般的意义上来研究抛物线.
如图所示,在画板上画一条直线l,使l与画板左侧的边线平行;再在直线l外画一个定点F.取一个丁字尺靠紧画板左侧外沿,丁字尺和直线l垂直且相交于点P,在丁字尺的另一端取一点Q,将一条长度等于|PQ|的细绳,一端固定在点Q,另一端固定在点F,用笔尖靠着丁字尺边缘并扣紧细绳,然后上下平移丁字尺,笔尖作出的曲线是抛物线的一部分.
知识梳理
一般地,设F是平面内的一个定点,l是不过点F的一条定直线,则平面上到F的距离与到l的距离相等的点的轨迹称为抛物线,其中定点F称为抛物线的焦点,定直线l称为抛物线的准线.
注意点:
(1)“一动三定”:一动点M;一定点F(即焦点);一定直线l(即准线);一定值1(即动点M到定点F的距离与到定直线l的距离之比为1).
(2)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.
例1 在平面内,到直线x=-2与到定点P(2,0)的距离相等的点的轨迹是(  )
A.抛物线
B.双曲线
C.椭圆
D.直线
答案 A
解析 动点到定点P(2,0)的距离与到定直线l:x=-2的距离相等,所以点的轨迹是以点P为焦点,直线l为准线的抛物线.
反思感悟 理解抛物线的定义是解决问题的关键,要抓住平面内的点到定点与到定直线的距离相等这一重要特征,但要注意的是定点不在定直线上.
跟踪训练1 在平面内,“点P到某定点的距离等于其到某条定直线的距离”是“点P的轨迹为抛物线”的(  )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
答案 B
解析 若点P的轨迹为抛物线,则点P到某定点的距离等于其到某条定直线的距离,但若点P到某定点的距离等于其到某条定直线的距离,且该定点在该定直线上,则点P的轨迹就不是抛物线,故应为必要不充分条件.
二、求抛物线的标准方程
问题3 比较椭圆、双曲线标准方程的建立过程,你认为如何建立坐标系,可能使所求抛物线的方程形式简单?
提示 我们取经过点F且垂直于直线l的直线为x轴,垂足为K,并使原点与线段KF的中点重合,建立平面直角坐标系Oxy.设|KF|=p(p>0),那么焦点F的坐标为,准线l的方程为x=-.
设M(x,y)是抛物线上任意一点,
则M到F的距离为|MF|=,M到直线l的距离为,
所以=,
将上式两边平方并化简,得y2=2px(p>0).
知识梳理
图形
标准方程
焦点坐标
准线方程
y2=2px(p>0)
x=-
y2=-2px(p>0)
x=
x2=2py(p>0)
y=-
x2=-2py(p>0)
y=
注意点:
(1)p的几何意义是焦点到准线的距离.
(2)标准方程的结构特征:顶点在坐标原点、焦点在坐标轴上.
(3)抛物线的开口方向:抛物线的开口方向取决于一次项变量(x或y)的系数及其符号.
例2 分别求符合下列条件的抛物线的标准方程.
(1)经过点(-3,-1);
(2)焦点为直线3x-4y-12=0与坐标轴的交点.
解 (1)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),
则由(-1)2=-2p×(-3),解得p=;
若抛物线的标准方程为x2=-2py(p>0),
则由(-3)2=-2p×(-1),解得p=.
故所求抛物线的标准方程为y2=-x或x2=-9y.
(2)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).
当焦点为(0,-3)时,=3,所以p=6,
此时抛物线的标准方程为x2=-12y;
当焦点为(4,0)时,=4,所以p=8,
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2 (1)若抛物线y2=2px(p>0)的焦点坐标为(1,0),则p=________,准线方程为________.
答案 2 x=-1 
解析 因为抛物线的焦点坐标为(1,0),所以=1,p=2,准线方程为x=-=-1.
(2)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____________.
答案 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.
三、抛物线定义的应用
例3 (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
答案 A
解析 ∵+x0=x0,∴x0=1.
(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,点P,点(0,2)和抛物线的焦点F?三点共线时距离之和最小,
所以最小距离d==.
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.
解 将x=3代入y2=2x,
得y=±.
所以点A在抛物线内部.
设点P为其上一点,点P到准线(设为l)x=-的距离为d,
则|PA|+|PF|=|PA|+d.
由图可知,当PA⊥l时,|PA|+d最小,最小值是.
即|PA|+|PF|的最小值是.
2.若将本例(2)中的点(0,2)换为直线l1:3x-4y+=0,求点P到直线3x-4y+=0的距离与P到该抛物线的准线的距离之和的最小值.
解 如图,作PQ垂直于准线l于点Q,
|PA1|+|PQ|=|PA1|+|PF|≥|A1F|min.
|A1F|的最小值为点F到直线3x-4y+=0的距离d==1.
即所求最小值为1.
反思感悟 
抛物线定义的应用
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3 (1)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
答案 C
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.
(2)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________.
答案 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.
1.知识清单:
(1)抛物线的定义.
(2)抛物线的标准方程及图形.
(3)抛物线定义的应用.
2.方法归纳:数形结合、分类讨论.
3.常见误区:抛物线的标准方程有四种情况,解题要分清焦点位置,必要时要讨论焦点的位置.
1.抛物线y=-x2的准线方程是(  )
A.x=
B.x= C.y=2
D.y=4
答案 C
解析 将y=-x2化为标准方程x2=-8y,由此可知准线方程为y=2.
2.已知抛物线y=2px2过点(1,4),则该抛物线的焦点坐标为(  )
A.(1,0)
B.
C.
D.(0,1)
答案 C
解析 由抛物线y=2px2过点(1,4),可得p=2,
∴抛物线的标准方程为x2=y,
则焦点坐标为,故选C.
3.已知P为抛物线y2=4x上一个动点,Q为圆x2+(y-4)2=1上一个动点,则点P到点Q的距离与点P到抛物线的准线的距离之和的最小值是(  )
A.5
B.
C.-1
D.+1
答案 C
解析 点P到抛物线的准线的距离等于点P到抛物线焦点F(1,0)的距离.圆心坐标是(0,4),圆心到抛物线焦点的距离为,即圆上的点Q到抛物线焦点的距离的最小值是-1,这个值即为所求.故选C.
4.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________.
答案 (-9,6)或(-9,-6)
解析 由抛物线方程y2=-2px(p>0),得其焦点坐标为F,准线方程为x=.设点M到准线的距离为d,则d=|MF|=10,即-(-9)=10,得p=2,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).
课时对点练
1.关于抛物线x=4y2,下列描述正确的是(  )
A.开口向上,焦点坐标为(0,1)
B.开口向上,焦点坐标为
C.开口向右,焦点坐标为(1,0)
D.开口向右,焦点坐标为
答案 D
解析 由x=4y2得y2=x,∴开口向右,焦点坐标为.
2.准线与x轴垂直,且经过点(1,-)的抛物线的标准方程是(  )
A.y2=-2x
B.y2=2x
C.x2=2y
D.x2=-2y
答案 B
解析 由题意可设抛物线的标准方程为y2=2px(p>0),
则(-)2=2p,
解得p=1,因此抛物线的标准方程为y2=2x.
3.过点A(3,0)且与y轴相切的圆的圆心轨迹为(  )
A.圆
B.椭圆
C.直线
D.抛物线
答案 D
解析 由题意可知,动圆的圆心到点A的距离与到y轴的距离相等,满足抛物线的定义,故应选D.
4.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(  )
A.2
B.3
C.
D.
答案 A
解析 易知直线l2:x=-1恰为抛物线y2=4x的准线,
如图所示,动点P到l2:x=-1的距离可转化为PF的长度,
其中F(1,0)为抛物线y2=4x的焦点.由图可知,距离和的最小值即F到直线l1的距离d==2.
5.(多选)以双曲线16x2-9y2=144的顶点为焦点的抛物线的标准方程为(  )
A.y2=12x
B.x2=16y
C.y2=-12x
D.x2=-16y
答案 AC
解析 双曲线方程可化为-=1,a=3,b=4,c=5,
顶点坐标为(±3,0),∴抛物线的标准方程为y2=±12x.
6.(多选)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,则m的值为(  )
A.2
B.-2
C.2
D.-2
答案 CD
解析 设所求抛物线方程为x2=-2py(p>0),
则焦点为F?.
∵M(m,-3)在抛物线上,且|MF|=5,
∴解得
∴m=±2.
7.抛物线y=4x2上的一点M到焦点的距离为1,则点M的纵坐标为________.
答案 
解析 抛物线方程化为x2=y,准线为y=-,由于点M到焦点的距离为1,所以M到准线的距离也为1,所以M点的纵坐标等于1-=.
8.设抛物线y2=8x的焦点为F,准线为l,P为抛物线上的一点,PA⊥l,A为垂足,如果直线AF的斜率为-,那么|PF|=________.
答案 8
解析 如图,∠AFE=60°,
因为F(2,0),所以E(-2,0),
则=tan
60°,
即|AE|=4,
所以点P的坐标为(6,4),
故|PF|=|PA|=6+2=8.
9.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为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,故p=,得x2=-y.
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),
由22=-yA,得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.
10.已知抛物线C:x2=2py(p>0)上两点A,B且AB⊥y轴,OA⊥OB,△AOB的面积为16,求抛物线C的方程.
解 不妨设点A在第一象限且A(m,n),
则B(-m,n),可得m2=2pn,
AB⊥y轴,且OA⊥OB,
即△AOB为等腰直角三角形,
则OA的斜率为1,即m=n,
由△AOB的面积为16,可得·2m·n=16,
解得m=n=4,p=2,
所以抛物线C的方程为x2=4y.
11.已知P为抛物线y=x2上的动点,A,B(1,2),则|PA|+|PB|的最小值为(  )
A.
B.
C.
D.
答案 C
解析 由题意知,A为抛物线的焦点.
设点P到准线y=-的距离为d,
则|PA|+|PB|=d+|PB|,d+|PB|的最小值为B到准线的距离,
故最小值为2+=.
当PB垂直于准线时取最小值.
12.已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,准线为l,P是l上一点,Q是直线PF与C的一个交点,若=4,则|QF|等于(  )
A.
B.
C.3
D.2
答案 C
解析 过点Q作QQ′⊥l于点Q′,如图.
∵=4,
∴|PQ|∶|PF|=3∶4,
又焦点F到准线l的距离为4,
∴|QF|=|QQ′|=3.
13.等轴双曲线C的中心在原点,焦点在x轴上,等轴双曲线C与抛物线y2=8x的准线交于A,B两点,且|AB|=2,则等轴双曲线C的实轴长为(  )
A.1
B.2
C.4
D.8
答案 B
解析 设等轴双曲线C的方程为x2-y2=λ,①
因为抛物线y2=8x,2p=8,p=4,
所以=2,
所以抛物线的准线方程为x=-2,
设等轴双曲线与抛物线的准线x=-2有两个交点A(-2,y),B(-2,-y)(y>0),
则|AB|=|y-(-y)|=2y=2,
所以y=,
将x=-2,y=代入①,得(-2)2-()2=λ,
所以λ=1,所以等轴双曲线C的方程为x2-y2=1,
所以等轴双曲线C的实轴长为2.
14.抛物线的焦点F在x轴上,直线y=-3与抛物线交于点A,|AF|=5,则抛物线的标准方程为____________.
答案 y2=±2x或y2=±18x
解析 设焦点在x轴上的抛物线的标准方程为y2=2px(p≠0),A(m,-3),
由抛物线的定义,得5=|AF|=,
又(-3)2=2pm,所以p=±1或p=±9,
故所求抛物线的标准方程为y2=±2x或y2=±18x.
15.如果P1,P2,…,Pn是抛物线C:y2=4x上的点,它们的横坐标依次为x1,x2,…,xn,F是抛物线C的焦点,若x1+x2+…+xn=10,则|P1F|+|P2F|+…+|PnF|等于(  )
A.n+10
B.n+20
C.2n+10
D.2n+20
答案 A
解析 由抛物线的方程y2=4x可知其焦点为(1,0),准线为x=-1,由抛物线的定义可知|P1F|=x1+1,|P2F|=x2+1,…,|PnF|=xn+1,所以|P1F|+|P2F|+…+|PnF|=x1+1+x2+1+…+xn+1=(x1+x2+…+xn)+n=n+10.
16.如图所示,抛物线C的顶点为坐标原点O,焦点F在y轴上,准线l与圆x2+y2=1相切.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若点A,B都在抛物线C上,且=2,求点A的坐标.
解 (1)依题意,可设抛物线C的方程为x2=2py(p>0),其准线l的方程为y=-.
∵准线l与圆x2+y2=1相切,
∴圆心(0,0)到准线l的距离d=0-=1,
解得p=2.故抛物线C的方程为x2=4y.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),

由题意得F(0,1),
∴=(x2,y2-1),=(x1,y1),
∵=2,∴(x2,y2-1)=2(x1,y1)=(2x1,2y1),
即代入②得4x=8y1+4,即x=2y1+1,
又x=4y1,所以4y1=2y1+1,
解得y1=,x1=±,
即点A的坐标为或.(共74张PPT)
第二章 §2.7 抛物线及其方程
2.7.1 抛物线的标准方程
学习目标
1.掌握抛物线的定义及焦点、准线的概念.
2.掌握抛物线的标准方程及其推导.
3.明确抛物线标准方程中p的几何意义,并能解决简单的求抛物线标准
方程的问题.
导语
同学们,数学家华罗庚曾经说过:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,生活之谜,日月之繁,无处不用数学”,比如足球射门时那条美丽的弧线,天空中那一道道美丽的彩虹,广场上那五彩斑斓的喷泉,运动场上那些跳跃运动,哪怕是一个小朋友轻轻投掷一块石子,都会产生一道与众不同的弧线,所以我们说生活中充满了数学,数学就在我们周围.
随堂演练
课时对点练
一、抛物线的定义
二、求抛物线的标准方程
三、抛物线定义的应用
内容索引
一、抛物线的定义
问题1 同学们对抛物线有了哪些认识?
提示 在物理中,抛物线被认为是抛射物体的运行轨道;
在数学中,抛物线是二次函数的图像.
问题2 在二次函数中研究抛物线有什么特征?
提示 它的对称轴垂直于x轴,开口向上或向下.但如果其对称轴不垂直于x轴,那就不能作为二次函数图像来研究了,
如今,我们要突破这个限制,从更一般的意义
上来研究抛物线.
如图所示,在画板上画一条直线l,使l与画板左
侧的边线平行;再在直线l外画一个定点F.取一
个丁字尺靠紧画板左侧外沿,丁字尺和直线l垂直且相交于点P,在丁字尺的另一端取一点Q,将一条长度等于|PQ|的细绳,一端固定在点Q,另一端固定在点F,用笔尖靠着丁字尺边缘并扣紧细绳,然后上下平移丁字尺,笔尖作出的曲线是抛物线的一部分.
知识梳理
一般地,设F是平面内的一个定点,l是不过点F的一条定直线,则平面上到F的距离与到l的距离
的点的轨迹称为抛物线,其中定点F称为抛物线的
,定直线l称为抛物线的
.
相等
焦点
准线
注意点:
(1)“一动三定”:一动点M;一定点F(即焦点);一定直线l(即准线);一定值1(即动点M到定点F的距离与到定直线l的距离之比为1).
(2)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.
例1 在平面内,到直线x=-2与到定点P(2,0)的距离相等的点的轨迹是
A.抛物线
B.双曲线
C.椭圆
D.直线

解析 动点到定点P(2,0)的距离与到定直线l:x=-2的距离相等,
所以点的轨迹是以点P为焦点,直线l为准线的抛物线.
反思感悟 理解抛物线的定义是解决问题的关键,要抓住平面内的点到定点与到定直线的距离相等这一重要特征,但要注意的是定点不在定直线上.
跟踪训练1 在平面内,“点P到某定点的距离等于其到某条定直线的距离”是“点P的轨迹为抛物线”的
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件

解析 若点P的轨迹为抛物线,
则点P到某定点的距离等于其到某条定直线的距离,但若点P到某定点的距离等于其到某条定直线的距离,且该定点在该定直线上,
则点P的轨迹就不是抛物线,
故应为必要不充分条件.
二、求抛物线的标准方程
问题3 比较椭圆、双曲线标准方程的建立过程,你认为如何建立坐标系,可能使所求抛物线的方程形式简单?
提示 我们取经过点F且垂直于直线l的直线为x轴,垂足为K,并使原点与线段KF的中点重合,建立平面直角坐标系Oxy.设|KF|=p(p>0),那么焦
设M(x,y)是抛物线上任意一点,
将上式两边平方并化简,得y2=2px(p>0).
图形
标准方程
焦点坐标
准线方程
?
____________
______
_______
?
______________
_________
______
知识梳理
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
?
____________
______
_______
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_______________
________
______
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
注意点:
(1)p的几何意义是焦点到准线的距离.
(2)标准方程的结构特征:顶点在坐标原点、焦点在坐标轴上.
(3)抛物线的开口方向:抛物线的开口方向取决于一次项变量(x或y)的系数及其符号.
例2 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),
(2)焦点为直线3x-4y-12=0与坐标轴的交点.
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).
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2 (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)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.
三、抛物线定义的应用
例3 (1)已知抛物线C:y2=x的焦点为F,A(x0,y0)是C上一点,|AF|=
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.
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.
解 将x=3代入y2=2x,
所以点A在抛物线内部.
则|PA|+|PF|=|PA|+d.
2.若将本例(2)中的点(0,2)换为直线l1:3x-4y+
=0,求点P到直线3x-4y+
=0的距离与P到该抛物线的准线的距离之和的最小值.
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
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3 (1)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.
(2)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________.
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.
4
课堂小结
1.知识清单:
(1)抛物线的定义.
(2)抛物线的标准方程及图形.
(3)抛物线定义的应用.
2.方法归纳:数形结合、分类讨论.
3.常见误区:抛物线的标准方程有四种情况,解题要分清焦点位置,必要时要讨论焦点的位置.
随堂演练
1.抛物线y=
的准线方程是

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由此可知准线方程为y=2.

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2.已知抛物线y=2px2过点(1,4),则该抛物线的焦点坐标为
解析 由抛物线y=2px2过点(1,4),可得p=2,

3.已知P为抛物线y2=4x上一个动点,Q为圆x2+(y-4)2=1上一个动点,则点P到点Q的距离与点P到抛物线的准线的距离之和的最小值是
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解析 点P到抛物线的准线的距离等于点P到抛物线焦点F(1,0)的距离.
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4.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)
解析 由抛物线方程y2=-2px(p>0),
设点M到准线的距离为d,
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).
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课时对点练
1.关于抛物线x=4y2,下列描述正确的是
A.开口向上,焦点坐标为(0,1)
B.开口向上,焦点坐标为
C.开口向右,焦点坐标为(1,0)
D.开口向右,焦点坐标为
基础巩固

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2.准线与x轴垂直,且经过点(1,-
)的抛物线的标准方程是
A.y2=-2x
B.y2=2x
C.x2=2y
D.x2=-2y
解析 由题意可设抛物线的标准方程为y2=2px(p>0),

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解得p=1,因此抛物线的标准方程为y2=2x.
解析 由题意可知,动圆的圆心到点A的距离与到y轴的距离相等,满足抛物线的定义,故应选D.
3.过点A(3,0)且与y轴相切的圆的圆心轨迹为
A.圆
B.椭圆
C.直线
D.抛物线

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4.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

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解析 易知直线l2:x=-1恰为抛物线y2=4x的准线,
如图所示,动点P到l2:x=-1的距离可转化为PF的长度,
其中F(1,0)为抛物线y2=4x的焦点.
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5.(多选)以双曲线16x2-9y2=144的顶点为焦点的抛物线的标准方程为
A.y2=12x
B.x2=16y
C.y2=-12x
D.x2=-16y

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顶点坐标为(±3,0),
∴抛物线的标准方程为y2=±12x.
6.(多选)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,则m的值为


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解析 设所求抛物线方程为x2=-2py(p>0),
∵M(m,-3)在抛物线上,且|MF|=5,
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7.抛物线y=4x2上的一点M到焦点的距离为1,则点M的纵坐标为_______.
由于点M到焦点的距离为1,所以M到准线的距离也为1,
8.设抛物线y2=8x的焦点为F,准线为l,P为抛物线上的一点,PA⊥l,A为垂足,如果直线AF的斜率为-
,那么|PF|=_____.
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解析 如图,∠AFE=60°,
因为F(2,0),所以E(-2,0),
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故|PF|=|PA|=6+2=8.
9.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为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?
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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),
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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.
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10.已知抛物线C:x2=2py(p>0)上两点A,B且AB⊥y轴,OA⊥OB,△AOB的面积为16,求抛物线C的方程.
解得m=n=4,p=2,
所以抛物线C的方程为x2=4y.
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解 不妨设点A在第一象限且A(m,n),
则B(-m,n),可得m2=2pn,
AB⊥y轴,且OA⊥OB,
即△AOB为等腰直角三角形,
则OA的斜率为1,即m=n,
综合运用

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解析 由题意知,A为抛物线的焦点.
则|PA|+|PB|=d+|PB|,d+|PB|的最小值为B到准线的距离,
当PB垂直于准线时取最小值.
12.已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,准线为l,P是l上一点,Q是直线PF

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解析 过点Q作QQ′⊥l于点Q′,如图.
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∴|PQ|∶|PF|=3∶4,
又焦点F到准线l的距离为4,
∴|QF|=|QQ′|=3.
13.等轴双曲线C的中心在原点,焦点在x轴上,等轴双曲线C与抛物线
y2=8x的准线交于A,B两点,且|AB|=2
,则等轴双曲线C的实轴长为
A.1
B.2
C.4
D.8

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解析 设等轴双曲线C的方程为x2-y2=λ,

因为抛物线y2=8x,2p=8,p=4,
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所以抛物线的准线方程为x=-2,
设等轴双曲线与抛物线的准线x=-2有两个交点A(-2,y),B(-2,-y)
(y>0),
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所以λ=1,所以等轴双曲线C的方程为x2-y2=1,
所以等轴双曲线C的实轴长为2.
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14.抛物线的焦点F在x轴上,直线y=-3与抛物线交于点A,|AF|=5,则抛物线的标准方程为____________________.
y2=±2x或y2=±18x
解析 设焦点在x轴上的抛物线的标准方程为y2=2px(p≠0),A(m,-3),
又(-3)2=2pm,所以p=±1或p=±9,
故所求抛物线的标准方程为y2=±2x或y2=±18x.
15.如果P1,P2,…,Pn是抛物线C:y2=4x上的点,它们的横坐标依次为x1,x2,…,xn,F是抛物线C的焦点,若x1+x2+…+xn=10,则|P1F|+|P2F|+…+|PnF|等于
A.n+10
B.n+20
C.2n+10
D.2n+20
解析 由抛物线的方程y2=4x可知其焦点为(1,0),准线为x=-1,
由抛物线的定义可知|P1F|=x1+1,|P2F|=x2+1,…,|PnF|=xn+1,
所以|P1F|+|P2F|+…+|PnF|=x1+1+x2+1+…+xn+1=(x1+x2+…+xn)+n=n+10.
拓广探究

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解得p=2.故抛物线C的方程为x2=4y.
解 依题意,可设抛物线C的方程为x2=2py(p>0),
∵准线l与圆x2+y2=1相切,
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16.如图所示,抛物线C的顶点为坐标原点O,焦点F在
y轴上,准线l与圆x2+y2=1相切.
(1)求抛物线C的方程;
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解 设A(x1,y1),B(x2,y2),
由题意得F(0,1),
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