
1.掌握拋物線的幾何性質.
2.會利用拋物線的性質解決一些簡單的拋物線問題.
在上一節(jié)中,我們已經學習了拋物線的定義及其標準方程,這一節(jié)我們利用方程研究拋物線的幾何性質.
問題 類比用方程研究橢圓、雙曲線幾何性質的過程與方法,你認為應研究拋物線y2=2px(p>0)的哪些幾何性質,如何研究這些性質?
提示1.范圍當x>0時,拋物線y2=2px(p>0)在y軸的右側,開口向右,這條拋物線上的任意一點M的坐標(x,y)的橫坐標滿足不等式x≥0;當x的值增大時,|y|的值也增大,這說明拋物線向右上方和右下方無限延伸.拋物線是無界曲線.
2.對稱性觀察圖象,不難發(fā)現(xiàn),拋物線y2=2px(p>0)關于x軸對稱,我們把拋物線的對稱軸叫做拋物線的軸.拋物線只有一條對稱軸.
3.頂點拋物線和它的軸的交點叫做拋物線的頂點.拋物線的頂點坐標是坐標原點(0,0).4.離心率拋物線上的點M到焦點的距離和它到準線的距離的比,叫做拋物線的離心率.用e表示,e=1.
只有焦點在坐標軸上,頂點是原點的拋物線的方程才是標準方程.
拋物線的頂點在原點,對稱軸重合于橢圓9x2+4y2=36短軸所在的直線,拋物線焦點到頂點的距離為3,求拋物線的方程及拋物線的準線方程.
∴拋物線的對稱軸為x軸,∴設拋物線的方程為y2=2px(p>0)或y2=-2px(p>0).∵拋物線的焦點到頂點的距離為3,
∴拋物線的標準方程為y2=12x或y2=-12x,其準線方程分別為x=-3和x=3.
把握三個要點確定拋物線的簡單幾何性質(1)開口:由拋物線的標準方程看圖象開口,關鍵是看準一次項是x還是y,一次項的系數(shù)是正還是負.(2)關系:頂點位于焦點與準線中間,準線垂直于對稱軸.(3)定值:焦點到準線的距離為p;過焦點垂直于對稱軸的弦(又稱為通徑)長為2p;離心率恒等于1.
邊長為1的等邊△AOB,O為坐標原點,AB⊥x軸,以O為頂點且過A,B的拋物線方程是
設拋物線方程為y2=ax(a≠0).
拋物線的幾何性質的應用
(1)已知正△AOB的一個頂點O位于坐標原點,另外兩個頂點A,B在拋物線y2=2px(p>0)上,求這個三角形的邊長.
如圖所示,設A(x1,y1),B(x2,y2),
又|OA|=|OB|,
整理得(x1-x2)(x1+x2+2p)=0.因為x1>0,x2>0,2p>0,
所以x1=x2,由此可得|y1|=|y2|,即線段AB關于x軸對稱,由此得∠AOx=30°,
(2)已知A,B是拋物線y2=2px(p>0)上兩點,O為坐標原點,若|OA|=|OB|,且△AOB的垂心恰是此拋物線的焦點,求直線AB的方程.
如圖,設點A(x0,y0),由題意可知點B(x0,-y0),
∴AF⊥OB,∴kAF·kOB=-1,
利用拋物線的性質可以解決的問題(1)對稱性:解決拋物線的內接三角形問題.(2)焦點、準線:解決與拋物線的定義有關的問題.(3)范圍:解決與拋物線有關的最值問題.(4)焦點弦:解決焦點弦問題.
(1)(多選)設拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點為F,點M在拋物線C上,|MF|=5,若y軸上存在點A(0,2),使得 =0,則p的值可以為A.2 B.4 C.6 D.8
由題意可得,以MF為直徑的圓過點(0,2),
因為圓心是MF的中點,所以根據(jù)中點坐標公式可得,
據(jù)此可知該圓與y軸相切于點A(0,2),故圓心縱坐標為2,則M點縱坐標為4,
代入拋物線方程得p2-10p+16=0,解得p=2或p=8.
(2)拋物線y2=4x的焦點為F,準線為l,點A是拋物線上一點,且∠AFO=120°(O為坐標原點),AK⊥l,垂足為K,則△AKF的面積是_______.
由拋物線方程可知F(1,0),準線l的方程為x=-1.如圖,設A(x0,y0),過A作AH⊥x軸于H,在Rt△AFH中,|FH|=x0-1,由∠AFO=120°得∠AFH=60°,
1.知識清單: (1)拋物線的幾何性質. (2)拋物線的幾何性質的應用.2.方法歸納:待定系數(shù)法、數(shù)形結合法.3.常見誤區(qū):求拋物線方程時焦點的位置易判斷失誤.
2.(多選)以y軸為對稱軸的拋物線的通徑(過焦點且與對稱軸垂直的弦)長為8,若拋物線的頂點在坐標原點,則其方程為A.y2=8x B.y2=-8xC.x2=8y D.x2=-8y
設拋物線方程為x2=2py(p>0)或x2=-2py(p>0),2p=8,p=4.∴拋物線方程為x2=8y或x2=-8y.
4.已知拋物線y2=2px(p>0),直線x=m與拋物線交于A(x1,y1),B(x2,y2)兩點,則y1+y2=______.
因為拋物線y2=2px(p>0)關于x軸對稱,x=m與x軸垂直,故y1=-y2,即y1+y2=0.
由題意知,線段AB所在的直線方程為x=1,
2.已知點(x,y)在拋物線y2=4x上,則z=x2+ y2+3的最小值是A.2 B.3 C.4 D.0
因為點(x,y)在拋物線y2=4x上,所以x≥0,
所以當x=0時,z最小,最小值為3.
4.若拋物線y2=4x上一點P到x軸的距離為 ,則點P到拋物線的焦點F的距離為A.4 B.5 C.6 D.7
由題意,知拋物線y2=4x的準線方程為x=-1,
∴點P到拋物線的準線的距離為3+1=4,∴點P到拋物線的焦點F的距離為4.
曲線的方程可化為(x-2)2+y2=9,其表示圓心為(2,0),半徑為3的圓,
因為點M(1,1)到拋物線y=ax2的準線的距離為2,
7.已知點A(-2,3)在拋物線C:y2=2px(p>0)的準線上,記拋物線C的焦點為F,則直線AF的斜率為________.
∵點A(-2,3)在拋物線C的準線上,
∴拋物線的方程為y2=8x,則焦點F的坐標為(2,0).又A(-2,3),
8.已知F是拋物線C:y2=8x的焦點,M是C上一點,F(xiàn)M的延長線交y軸于點N.若M是FN的中點,則|FN|=_____.
如圖,過點M作MM′⊥y軸,垂足為M′,|OF|=2,∵M為FN的中點,|MM′|=1,
∴|MF|=3,∴|FN|=6.
9.若拋物線的頂點在原點,開口向上,F(xiàn)為焦點,M為準線與y軸的交點,A為拋物線上一點,且|AM|= ,|AF|=3,求此拋物線的標準方程.
設所求拋物線的標準方程為x2=2py(p>0),
所以所求拋物線的標準方程為x2=4y或x2=8y.
10.已知拋物線C的頂點在原點,焦點F在x軸的正半軸上,設A,B是拋物線C上的兩個動點(AB不垂直于x軸),且|AF|+|BF|=8,線段AB的垂直平分線恒經過點Q(6,0),求拋物線的方程.
設拋物線的方程為y2=2px(p>0),
∵|AF|+|BF|=8,
∵Q(6,0)在線段AB的中垂線上,∴|QA|=|QB|,
∴(x1-x2)(x1+x2-12+2p)=0.∵AB與x軸不垂直,∴x1≠x2.故x1+x2-12+2p=8-p-12+2p=0,即p=4.從而拋物線方程為y2=8x.
12.已知P是拋物線C:y2=2px(p>0)上的一點,F(xiàn)是拋物線C的焦點,O為坐標原點,若|PF|=2,∠PFO= ,則拋物線C的方程為A.y2=6x B.y2=2xC.y2=x D.y2=4x
過P向x軸作垂線,設垂足為Q(圖略),
將P點的坐標代入y2=2px,得p=3,故拋物線C的方程為y2=6x.
14.拋物線x2=2py(p>0)的焦點為F,其準線與雙曲線 =1相交于A,B兩點,若△ABF為等邊三角形,則p=_____.
解得p2=36,p=6.
15.在內壁光滑的拋物線型容器內放一個球,其通過中心軸的縱剖面圖如圖所示,圓心在y軸上,拋物線頂點在坐標原點,已知拋物線方程是x2=4y,圓的半徑為r,當圓的大小變化時,圓上的點無法觸及拋物線的頂點O,則圓的半徑r的取值范圍是A.(2,+∞) B.(1,+∞)C.[2,+∞) D.[1,+∞)
設圓心為P(0,a)(a>0),半徑為r,Q(x,y)是拋物線上任意一點,|PQ|2=x2+(y-a)2=4y+(y-a)2=(y-a+2)2+4a-4,
因此當r>2時,圓無法觸及拋物線的頂點O.
若|PQ|2的最小值不在O(0,0)處取得,則圓P不過原點,
拋物線y2=8x的頂點、焦點、準線方程、對稱軸、變量x的范圍分別為(0,0),(2,0),x=-2,x軸,x≥0.
16.已知拋物線y2=8x.(1)求出該拋物線的頂點、焦點、準線方程、對稱軸、變量x的范圍;
(2)以坐標原點O為頂點,作拋物線的內接等腰△OAB,|OA|=|OB|,若焦點F是△OAB的重心,求△OAB的周長.
如圖所示,由|OA|=|OB|可知AB⊥x軸,垂足為點M,又焦點F是△OAB的重心,
所以M(3,0).故設A(3,m),代入y2=8x得m2=24,
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