
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
【自主學(xué)習(xí)】
1.拋物線的幾何性質(zhì)
2.焦點弦
直線過拋物線y2=2px(p>0)的焦點F,與拋物線交于A(x1,y1)、B(x2,y2)兩點,由拋物線的定義知,|AF|=x1+eq \f(p,2),|BF|=x2+eq \f(p,2),故|AB|= .
3.直線與拋物線的位置關(guān)系
直線與拋物線有三種位置關(guān)系: 、 和 .
設(shè)直線y=kx+m與拋物線y2=2px(p>0)相交于A(x1,y1),B(x2,y2)兩點,將y=kx+m代入y2=2px,消去y并化簡,得k2x2+2(mk-p)x+m2=0.
①k=0時,直線與拋物線只有 交點;
②k≠0時,Δ>0?直線與拋物線 ?有 公共點.
Δ=0?直線與拋物線 ?只有 公共點.
Δ<0?直線與拋物線 ? 公共點.
【小試牛刀】
1.拋物線關(guān)于頂點對稱.( )
2.拋物線只有一個焦點,一條對稱軸,無對稱中心.( )
3.拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程雖然各不相同,但是其離心率都相同.( )
4.拋物線y2=2px過焦點且垂直于對稱軸的弦長是2p.( )
5.拋物線y=-eq \f(1,8)x2的準(zhǔn)線方程為x=eq \f(1,32).( )
【經(jīng)典例題】
題型一 拋物線性質(zhì)的應(yīng)用
把握三個要點確定拋物線的簡單幾何性質(zhì)
(1)開口:由拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程看圖象開口,關(guān)鍵是看準(zhǔn)二次項是x還是y,一次項的系數(shù)是正還是負(fù).
(2)關(guān)系:頂點位于焦點與準(zhǔn)線中間,準(zhǔn)線垂直于對稱軸.
(3)定值:焦點到準(zhǔn)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.
例1 (1)已知拋物線的頂點在坐標(biāo)原點,對稱軸為x軸且與圓x2+y2=4相交的公共弦長等于2eq \r(3),則拋物線的方程為________.
(2)如圖,過拋物線y2=2px(p>0)的焦點F的直線依次交拋物線及準(zhǔn)線于點A,B,C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=4,求拋物線的方程.
[跟蹤訓(xùn)練]1 已知拋物線y2=8x.
(1)求出該拋物線的頂點、焦點、準(zhǔn)線方程、對稱軸、變量x的范圍;
(2)以坐標(biāo)原點O為頂點,作拋物線的內(nèi)接等腰三角形OAB,|OA|=|OB|,若焦點F是△OAB的重心,求△OAB的周長.
題型二 直線與拋物線的位置關(guān)系
直線與拋物線交點問題的解題思路
(1)判斷直線與拋物線的交點個數(shù)時,一般是將直線與拋物線的方程聯(lián)立消元,轉(zhuǎn)化為形如一元二次方程的形式,注意討論二次項系數(shù)是否為0.若該方程為一元二次方程,則利用判別式判斷方程解的個數(shù).
(2)直線與拋物線有一個公共點時有兩種情形:(1)直線與拋物線的對稱軸重合或平行;(2)直線與拋物線相切.
例2 已知直線l:y=kx+1,拋物線C:y2=4x,當(dāng)k為何值時,l與C:只有一個公共點;有兩個公共點;沒有公共點.
[跟蹤訓(xùn)練]2若拋物線y2=4x與直線y=x-4相交于不同的兩點A,B,求證OA⊥OB.
題型三 中點弦及弦長公式
“中點弦”問題解題方法
例3 已知拋物線方程為y2=2px(p>0),過此拋物線的焦點的直線與拋物線交于A,B兩點,
[跟蹤訓(xùn)練]3 過點Q(4,1)作拋物線y2=8x的弦AB,恰被點Q所平分,求AB所在直線的方程.
題型四 拋物線的綜合應(yīng)用
例4 求拋物線y=-x2上的點到直線4x+3y-8=0的最小距離.
[跟蹤訓(xùn)練]4 如圖所示,拋物線關(guān)于x軸對稱,它的頂點為坐標(biāo)原點,點P(1,2),A(x1,y1),B(x2,y2)均在拋物線上.
(1)求拋物線的方程及其準(zhǔn)線方程;
(2)當(dāng)PA與PB的斜率存在且傾斜角互補(bǔ)時,證明:直線AB的斜率為定值.
【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】
1.在拋物線y2=16x上到頂點與到焦點距離相等的點的坐標(biāo)為( )
A.(4eq \r(2),±2) B.(±4eq \r(2),2)
C.(±2,4eq \r(2))D.(2,±4eq \r(2))
2.以x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(biāo)原點,則其方程為( )
A.y2=8x B.y2=-8x
C.y2=8x或y2=-8x D.x2=8y或x2=-8y
3.若拋物線y2=2x上有兩點A、B且AB垂直于x軸,若|AB|=2eq \r(2),則拋物線的焦點到直線AB的距離為( )
A.eq \f(1,2) B.eq \f(1,4) C.eq \f(1,6) D.eq \f(1,8)
4.設(shè)O為坐標(biāo)原點,F(xiàn)為拋物線y2=4x的焦點,A是拋物線上一點,若eq \(OA,\s\up8(→))·eq \(AF,\s\up8(→))=-4,則點A的坐標(biāo)是( )
A.(2,±2eq \r(2))B.(1,±2)
C.(1,2)D.(2,2eq \r(2))
5.過點P(0,1)與拋物線y2=x有且只有一個交點的直線有( )
A.4條 B.3條
C.2條 D.1條
6.過拋物線y2=4x的焦點作直線交拋物線于A(x1,y1),B(x2,y2)兩點,如果x1+x2=6,則|AB|=________.
7.已知AB是過拋物線2x2=y(tǒng)的焦點的弦,若|AB|=4,則AB的中點的縱坐標(biāo)是________.
8.已知拋物線x=-y2與過點(-1,0)且斜率為k的直線相交于A,B兩點,O為坐標(biāo)原點,當(dāng)△AOB的面積等于eq \r(10)時,求k的值.
9.已知y=x+m與拋物線y2=8x交于A,B兩點.
(1)若|AB|=10,求實數(shù)m的值;
(2)若OA⊥OB,求實數(shù)m的值.
10.已知拋物線的頂點在原點,x軸為對稱軸,經(jīng)過焦點且傾斜角為eq \f(π,4)的直線l被拋物線所截得的弦長為6,求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
【參考答案】
【自主學(xué)習(xí)】
x=-eq \f(p,2) x=eq \f(p,2) y=-eq \f(p,2) y=eq \f(p,2) x軸 y軸 (0,0) 1 x1+x2+p 相離 相切 相交
一個 相交 兩個 相切 一個 相離 沒有
【小試牛刀】
× √ √ √ ×
【經(jīng)典例題】
例1 (1)y2=3x或y2=-3x [根據(jù)拋物線和圓的對稱性知,其交點縱坐標(biāo)為±eq \r(3),交點橫坐標(biāo)為±1,則拋物線過點(1,eq \r(3))或(-1,eq \r(3)),設(shè)拋物線方程為
y2=2px或y2=-2px(p>0),則2p=3,從而拋物線方程為y2=3x或y2=-3x.]
(2)[解] 如圖,分別過點A,B作準(zhǔn)線的垂線,分別交準(zhǔn)線于點E,D,
設(shè)|BF|=a,則由已知得:|BC|=2a,
由定義得:|BD|=a,故∠BCD=30°,在Rt△ACE中,∵|AF|=4,|AC|=4+3a,
∴2|AE|=|AC|,∴4+3a=8,從而得a=eq \f(4,3),∵BD∥FG,∴eq \f(\f(4,3),p)=eq \f(2,3),p=2.因此拋物線的方程是y2=4x.
[跟蹤訓(xùn)練]1 解 (1)拋物線y2=8x的頂點、焦點、準(zhǔn)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.
(2)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,則|OF|=eq \f(2,3)|OM|.
因為F(2,0),所以|OM|=eq \f(3,2)|OF|=3,所以M(3,0).
故設(shè)A(3,m),代入y2=8x得m2=24;所以m=2eq \r(6)或m=-2eq \r(6),
所以A(3,2eq \r(6)),B(3,-2eq \r(6)),所以|OA|=|OB|=eq \r(33),所以△OAB的周長為2eq \r(33)+4eq \r(6).
例2 解 聯(lián)立eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=kx+1,,y2=4x,))消去y,得k2x2+(2k-4)x+1=0.(*)當(dāng)k=0時,(*)式只有一個解x=eq \f(1,4),∴y=1,∴直線l與C只有一個公共點eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4),1)),此時直線l平行于x軸.
當(dāng)k≠0時,(*)式是一個一元二次方程,Δ=(2k-4)2-4k2=16(1-k).
①當(dāng)Δ>0,即k0),則由點P(1,2)在拋物線上,得22=2p×1,解得p=2,
故所求拋物線的方程是y2=4x,準(zhǔn)線方程是x=-1.
(2)證明:因為PA與PB的斜率存在且傾斜角互補(bǔ),所以kPA=-kPB,即eq \f(y1-2,x1-1)=-eq \f(y2-2,x2-1).
又A(x1,y1),B(x2,y2)均在拋物線上,所以x1=eq \f(y\\al(2,1),4),x2=eq \f(y\\al(2,2),4),從而有eq \f(y1-2,\f(y\\al(2,1),4)-1)=-eq \f(y2-2,\f(y\\al(2,2),4)-1),即eq \f(4,y1+2)=-eq \f(4,y2+2),得y1+y2=-4,故直線AB的斜率kAB=eq \f(y1-y2,x1-x2)=eq \f(4,y1+y2)=-1.
【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】
1.D [拋物線y2=16x的頂點O(0,0),焦點F(4,0),設(shè)P(x,y)符合題意,則有
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y2=16x,,x2+y2=?x-4?2+y2))?eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y2=16x,,x=2))?eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=2,,y=±4\r(2).))所以符合題意的點為(2,±4eq \r(2)).]
2. C解析 設(shè)拋物線方程為y2=2px或y2=-2px(p>0),
依題意得x=eq \f(p,2),代入y2=2px或y2=-2px得|y|=p,∴2|y|=2p=8,p=4.
∴拋物線方程為y2=8x或y2=-8x.
3.A [線段AB所在的直線方程為x=1,拋物線的焦點坐標(biāo)為eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),0)),則焦點到直線AB的距離為1-eq \f(1,2)=eq \f(1,2).]
4.B [由題意知F(1,0),設(shè)Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(y\\al(2,0),4),y0)),則eq \(OA,\s\up8(→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(y\\al(2,0),4),y0)),eq \(AF,\s\up8(→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(y\\al(2,0),4),-y0)),由eq \(OA,\s\up8(→))·eq \(AF,\s\up8(→))=-4得y0=±2,∴點A的坐標(biāo)為(1,±2),故選B.]
5. B解析 當(dāng)直線垂直于x軸時,滿足條件的直線有1條;
當(dāng)直線不垂直于x軸時,滿足條件的直線有2條,故選B.
6. 8解析 因為直線AB過焦點F(1,0),所以|AB|=x1+x2+p=6+2=8.
7.eq \f(15,8) [設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由拋物線2x2=y(tǒng),可得p=eq \f(1,4).
∵|AB|=y(tǒng)1+y2+p=4,∴y1+y2=4-eq \f(1,4)=eq \f(15,4),故AB的中點的縱坐標(biāo)是eq \f(y1+y2,2)=eq \f(15,8).]
8.解 過點(-1,0)且斜率為k的直線方程為y=k(x+1)(k≠0),
由方程組eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=-y2,,y=k?x+1?,))消去x整理得ky2+y-k=0,Δ=1+4k2>0,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由根與系數(shù)之間的關(guān)系得y1+y2=-eq \f(1,k),y1·y2=-1.
設(shè)直線與x軸交于點N,顯然N點的坐標(biāo)為(-1,0).
∵S△OAB=S△OAN+S△OBN=eq \f(1,2)|ON||y1|+eq \f(1,2)|ON||y2|=eq \f(1,2)|ON||y1-y2|,
∴S△AOB=eq \f(1,2)×1×eq \r(?y1+y2?2-4y1y2)=eq \f(1,2)×eq \r(\f(1,k2)+4)=eq \r(10),
解得k=±eq \f(1,6).
9.解 由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=x+m,,y2=8x,))得x2+(2m-8)x+m2=0.
由Δ=(2m-8)2-4m2=64-32m>0,得m
這是一份高中數(shù)學(xué)人教A版 (2019)選擇性必修 第一冊第三章 圓錐曲線的方程3.3 拋物線優(yōu)秀學(xué)案,共10頁。學(xué)案主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo),學(xué)習(xí)過程等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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這是一份數(shù)學(xué)選擇性必修 第一冊3.3 拋物線精品第1課時學(xué)案設(shè)計,共12頁。學(xué)案主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo),自主學(xué)習(xí),小試牛刀,經(jīng)典例題,跟蹤訓(xùn)練,當(dāng)堂達(dá)標(biāo),參考答案等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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