2019年湘教版数学选修2-1讲义+精练:2.3.2 抛物线的简单几何性质(含解析)
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1、23.2 抛物线的简单几何性质第一课时 抛物线的简单几何性质读教材填要点抛物线的几何性质类型 y22px( p0) y22px( p0) x22py( p0) x22py (p0)图象焦点F(p2,0)F( p2,0)F(0,p2)F(0, p2)准线xp2xp2yp2yp2范围 x0, yR x0 ,yR xR,y0 xR,y0对称轴 x 轴 y 轴顶点 O(0,0)离心率 e1性质开口方向 向右 向左 向上 向下小问题大思维1抛物线 y22px (p0)有几条对称轴?是否是中心对称图形?提示:有一条对称轴,即 x 轴,不是中心对称图形2抛物线上一点与焦点 F 的连线的线段叫作焦半径,过焦点
2、的直线与抛物线相交所得弦叫作焦点弦,若 P(x0,y 0)是抛物线上任意一点,焦点弦的端点为 A(x1,y 1),B(x 2,y 2),根据上述定义,你能完成以下表格吗?标准方程 y2 2px(p0) y2 2px(p0)x2 2py(p0) x2 2py(p0)焦半径|PF|PF|_ |PF|_ |PF|_ |PF|_焦点弦 |AB|_ |AB|_ |AB|_ |AB|_|AB|提示:标准方程 y2 2px(p0) y22px(p0)x2 2py(p0)x22py(p0)焦半径|PF|PF|x 0p2 |PF| p2x 0|PF|y 0p2 |PF| y0p2焦点弦|AB|AB|x 1x 2
3、p|AB| p x1x 2|AB|y 1y 2p|AB|py 1y 2抛物线方程及其几何性质已知顶点在原点,以 x 轴为对称轴,且过焦点垂直于 x 轴的弦 AB 的长为 8,求出抛物线的方程,并指出它的焦点坐标和准线方程自主解答 当焦点在 x 轴的正半轴上时,设方程为 y22px (p0)当 x 时,yp,p2由|AB| 2p8,得 p4.故抛物线方程为 y28x ,焦点坐标为(2,0),准线方程为 x2.当焦点在 x 轴的负半轴上时,设方程 y22px (p0)由对称性知抛物线方程为 y28x,焦点坐标为(2,0),准线方程为 x2.用待定系数法求抛物线的标准方程,其主要步骤为:1已知抛物线
4、的焦点 F 在 x 轴上,直线 l 过 F 且垂直于 x 轴,l 与抛物线交于 A,B两点,O 为坐标原点,若OAB 的面积等于 4,求此抛物线的标准方程解:由题意,抛物线方程为 y22px(p0),焦点 F ,直线 l:x ,(p2,0) p2A,B 两点坐标为 , .(p2,p) (p2, p)|AB|2|p|.OAB 的面积为 4, 2|p|4.12|p2|p 2 .2抛物线方程为 y24 x.2抛物线几何性质的应用已知 A,B 是抛物线 y22px(p0) 上两点,O 为坐标原点,若|OA|OB|,且AOB 的垂心恰是此抛物线的焦点,求直线 AB 的方程自主解答 |OA| OB|,设
5、A,B 坐标分别为 A(x0, y0),B (x0,y 0)AOB 的垂心恰是此抛物线的焦点 F,kFAkOB1,即 1,y0x0 p2( y0x0)y x0 2px 0(x00,p0)20 (x0 p2)x0 p.直线 AB 的方程为 x p.52 52若将“AOB 的垂心恰是此抛物线的焦点”改为“OA OB”,求| AB|的值解:由题意知,AOB 为等腰直角三角形,且 A,B 两点关于 x 轴对称如图,设 A(x0,y 0),则 kOA 1 且 y 2px 0,y0x0 20x0 y02p,|AB|2y 04p.抛物线的几何性质在解与抛物线有关的问题时具有广泛的应用,但是在解题的过程中又容
6、易忽视这些隐含条件本题的关键是根据抛物线的对称性可知线段 AB 垂直于 x轴故求直线 AB 的方程时求出 A 的横坐标即可2已知 A,B 是抛物线 y22px (p0)上两点,O 为坐标原点,若 OAOB,且 OA 的方程为 y2x,| AB|5 ,求抛物线的方程3解: OAOB, AOB 为直角三角形OA 所在直线为 y2x ,OB 所在直线方程为 y x.12由Error!得 A 点坐标 .(p2,p)由Error!得 B 点坐标为(8p, 4p)|AB|5 ,3 5 .p 4p2 (p2 8p)2 3p0,解得 p ,23913所求抛物线方程为 y2 x.43913抛物线中过焦点的弦长问
7、题过抛物线 y24x 的焦点作直线交抛物线于点 A(x1,y 1),B(x 2,y 2),若|AB|7 ,求 AB 的中点 M 到抛物线准线的距离自主解答 抛物线的焦点为 F(1,0),准线方程为 x1.由抛物线定义知|AB| AF|BF|x 1 x 2 x 1x 2p,p2 p2即 x1x 227,得 x1x 25,于是弦 AB 的中点 M 的横坐标为 ,52因此点 M 到抛物线准线的距离为 1 .52 72抛物线 y22px(p0)的过焦点的弦长|AB |x 1x 2p,其中 x1,x 2 分别是点 A,B 横坐标的绝对值;抛物线 x22py (p0)的过焦点的弦长|AB| y 1y 2p
8、,其中 y1,y 2 分别是点 A,B 纵坐标的绝对值3已知直线 l:y 4x6 与抛物线 y26x 交于 A,B 两点,求|AB|.解:设点 A,B 的坐标分别是(x 1,y 1),( x2,y 2)联立Error!消去 y 得8x227x180,则 x1,x 2 是方程的两根,x1 x2 .278y 4x64 过抛物线的焦点 ,(x 32) (32,0)|AB|x 1x 23 3 .278 518解题高手 妙解题 什么是智慧,智慧就是简单、高效、不走弯路已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为 x 轴,且与圆 x2y 24 相交于 A,B 两点,|AB|2 ,求抛物线方程3巧思 抛物线与圆相交
9、,根据已知可设抛物线方程为 y2ax(a0),由圆和抛物线的对称性,可判断 A 与 B 关于 x 轴对称,结合| AB|2 可得 A,B 坐标,从而求出方程3妙解 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 y2ax (a0)设抛物线与圆 x2y 24 的交点 A(x1,y 1),B(x 2,y 2)抛物线 y2ax(a0)与圆 x2y 24 都关于 x 轴对称,点 A 与 B 关于 x 轴对称|y1| y2|且|y 1|y 2|2 .3|y1| y2| .3代入圆 x2y 24 得 x234 ,解得 x1,A(1, )或 A(1, )3 3代入抛物线方程,得
10、( )2a, a3.3所求抛物线方程是 y23x 或 y23x.1顶点在原点,焦点为 F 的抛物线的标准方程是( )(32,0)Ay 2 x By 23x32Cy 2 6x Dy 26x解析:抛物线的焦点为 ,(32,0)p 3,且抛物线开口向右,抛物线的标准方程为 y26x.答案:C2抛物线 y28x 上的点 P 到焦点的距离的最小值是( )A2 B4C6 D8解析:设抛物线上的点 P 的坐标为(x 0,y 0),则 P 点到焦点的距离 d|x 0| ,故p2dmin 2.p2答案:A3边长为 1 的等边三角形 OAB,O 为原点,ABx 轴,以 O 为顶点且过 A,B 的抛物线方程为( )
11、Ay 2 x By 2 x36 36Cy 2 x Dy 2 x36 33解析:由题意可知,抛物线的对称轴为 x 轴,当抛物线开口向右时,设抛物线方程为y22px( p0),且 A 为 x 轴上方的点,则易求 A ,(32,12) p.p .14 3 312抛物线方程为 y2 x.36同理,当抛物线开口向左时,抛物线方程为 y2 x.36答案:C4已知 AB 是抛物线 2x2y 的焦点弦,若|AB| 4,则 AB 的中点的纵坐标为_解析:设 AB 的中点为 P(x0,y 0),分别过 A,P,B 三点作准线的垂线,垂足分别为A,Q ,B .由题意得|AA | BB|AB| 4,|PQ| 2.又|
12、PQ|y 0 ,|AA | |BB |2 18所以 y0 2,解得 y0 .18 158答案:1585抛物线 y2x 上到其准线和顶点距离相等的点的坐标为_解析:设所求点(x 0,y 0),则 x y 2,20 20 (x0 14)又 y x 0,20x0 .y0 .18 24答案: (18, 24)6已知过抛物线 y24x 的焦点 F 的弦长为 36,求弦所在的直线的方程解: 抛物线 y24x 的焦点为 F(1,0),过焦点 F,垂直于 x 轴的弦长为 436.弦所在直线斜率存在,由题意可设弦所在的直线的斜率为 k,且与抛物线交于 A(x1,y 1),B(x 2,y 2)两点设直线方程为 y
13、k(x1)由Error!消去 y,整理得 k2x2(2k 24)xk 20,x1 x2 .2k2 4k2|AB|AF| BF|x 1x 22 2.2k2 4k2又|AB| 36, 236.2k2 4k2k .24故所求直线的方程为 y x1 或 y x1.24 24一、选择题1设抛物线的焦点到顶点的距离为 3,则抛物线上的点到准线的距离的取值范围是( )A(6,) B6,)C(3,) D3 ,)解析:抛物线的焦点到顶点的距离为 3, 3,即 p6.p2又抛物线上的点到准线的距离的最小值为 ,p2抛物线上的点到准线的距离的取值范围为3,)答案:D2过抛物线的焦点且垂直于其对称轴的弦是 AB,抛物
14、线的准线交 x 轴于点 M,则AMB 是( )A锐角 B直角C钝角 D锐角或钝角解析:由题意可得|AB|2p.又焦点到准线距离|FM |p,F 为 AB 中点,|FM| |AB|.12AMB 为直角三角形且 AMB90.答案:B3已知抛物线 y24x 的焦点为 F,准线 l 交 x 轴于 R,过抛物线上点 P(4,4)作PQl 于 Q,则梯形 PQRF 的面积是( )A18 B16C14 D12解析:由题意知 PQRF 为一直角梯形,其中 PQRF,且| PQ|415,|RF|2,SPQRF 414.5 22答案:C4设 M(x0,y 0)为抛物线 C:x 28y 上一点,F 为抛物线 C 的
15、焦点,以 F 为圆心、|FM|为半径的圆和抛物线 C 的准线相交,则 y0 的取值范围是 ( )A(0,2) B0,2C(2,) D2 ,)解析:圆心到抛物线准线的距离为 p,即 4,根据已知只要|FM |4 即可根据抛物线定义,|FM |y 02,由 y024,解得 y02,故 y0 的取值范围是(2,)答案:C二、填空题5以原点为顶点,x 轴为对称轴且焦点在 2x4y 30 上的抛物线方程是_解析:由题意知,抛物线的焦点为 F ,( 32,0)抛物线方程是 y26x.答案:y 26x6若抛物线 y2mx 与椭圆 1 有一个共同的焦点,则 m_.x29 y25解析:椭圆的焦点为(2,0)当抛
16、物线焦点为(2,0)时,m8,当抛物线焦点为(2,0) 时,m8.答案:87对于抛物线 y24x 上任意一点 Q,点 P(a,0)都满足|PQ |a|,则 a 的取值范围是_解析:设点 Q 的坐标为 .(y204,y0)由|PQ|a| ,得| PQ|2a 2,即 y 2a 2,20 (y204 a)整理,得 y (y 168a)0.20 20y 0, y 168a0.即 a2 恒成立20 20y208而 2 的最小值为 2,a2.y208答案:(,28已知顶点与原点 O 重合,准线为直线 x 的抛物线上有两点 A(x1,y 1)和14B(x2,y 2),若 y1y21,则AOB 的大小是_解析
17、:由已知得抛物线方程为 y2x,因此 x 1x2y 1y2y y y 1y2OA OB 212(1) 2(1)0. .OA OB AOB90.答案:90三、解答题9若抛物线的顶点是双曲线 16x29y 2144 的中心,准线过双曲线的左顶点,且垂直于坐标轴,求抛物线的标准方程解:双曲线方程 16x29y 2144,化为标准形式为 1,中心为原点,左顶点为x29 y216(3,0),故抛物线顶点在原点,准线为 x3.由题意可设抛物线的标准方程为y22px( p0),可得 3,故 p6.因此,所求抛物线的标准方程为 y212x.p210证明:以抛物线的焦点弦为直径的圆与抛物线的准线相切证明:如图,
18、设抛物线方程 y22px(p0),准线为 l,AB 为抛物线的焦点弦,点 P 为 AB 的中点,P 为以 AB 为直径的圆的圆心,AMl,BNl,PQl,垂足分别为 M,N,Q.则|AB| |AF| |BF|AM|BN| 2|PQ|,即|PQ| |AB|,12所以以 AB 为直径的圆必与准线相切即得证第二课时 直线与抛物线的位置关系读教材填要点直线与抛物线的位置关系设直线 l:ykxm,抛物线:y 22px (p0),将直线方程与抛物线方程联立整理成关于 x 的方程:ax 2bx c0,(1)若 a0,当 0 时,直线与抛物线 相交,有两个交点;当 0 时,直线与抛物线 相切,有一个交点;当
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- 2019 年湘教版 数学 选修 讲义 精练 2.3 抛物线 简单 几何 性质 解析
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