选修1-1:抛物线(新人教A版)
人教A版高中数学选修1-1《二章 圆锥曲线与方程 2.3 抛物线 圆锥曲线的光学性质及其应用》优质课教案_3

高中数学人教A版2003课标版选修1-1第二章圆锥曲线与方程→2.3抛物线→阅读与思考圆锥曲线的光学性质及其应用《圆锥曲线的光学性质及其应用》的教学设计第一课时抛物线的光学性质及其应用一、教学目标1.理解抛物线的光学性质,并会应用数学推理得出抛物线的光学性质,并会应用它解决数学问题。
2.会用数学建模的思想将实际生活问题数学化,也会用数学建模的思想将数学问题生活化。
二、教学重点理解抛物线的光学性质并会推导。
三、教学难点数学建模思想的应用。
四、教学过程(一)课题引入问题一:手电筒一只很小的灯泡发出的光,会分散地射向各方,但把它装在圆柱形手电筒里,经过适当调节,就能射出一束比较强的平行光线。
这是为什么呢?设计意图:从生活中的一个例子出发,提出问题,引发学生的求知欲,从而提出课题。
(二)课题提出抛物线的光学性质:从抛物线的焦点发出的光,经过抛物线反射后,反射光线都平行于抛物线的轴。
抛物线这种聚焦特性,成为聚能装置或定向发射装置的最佳选择.例如探照灯、汽车大灯等反射镜面的纵剖线是抛物线,把光源置于它的焦点处,经镜面反射后能成为平行光束,使照射距离加大,并可通过转动抛物线的对称轴方向,控制照射方向.卫星通讯像碗一样接收或发射天线,一般也是以抛物线绕对称轴旋转得到的,把接收器置于其焦点,抛物线的对称轴跟踪对准卫星,这样可以把卫星发射的微弱电磁波讯号射线,最大限度地集中到接收器上,保证接收效果;反之,把发射装置安装在焦点,把对称轴跟踪对准卫星,则可以使发射的电磁波讯号射线能平行地到达卫星的接收装置,同样保证接收效果.最常见的太阳能热水器,它也是以抛物线镜面聚集太阳光,以加热焦点处的贮水器的.问题二:生活问题数学化要探究抛物线的光学性质,首先必须将这样一个光学实际问题,转化为数学问题,进行解释论证,那么我们如何用数学语言阐述并证明抛物线的光学性质?设计意图:提出抛物线的光学性质,并通过列举它在生活中的大量应用,让学生感知数学无处不在,并有将生活问题数学化的欲望。
(选修1-1)《抛物线及其标准方程》教案

《抛物线及其标准方程》教案第一课时教学目的:1.使学生掌握抛物线的定义,标准方程及其推导过程;2.根据定义画出抛物线的草图3.使学生能熟练地运用坐标,进一步提高学生“应用数学”的水平教学重点:抛物线的定义教学难点:抛物线标准方程的不同形式授课类型:新授课课时安排:1课时教具:多媒体、实物投影仪内容分析:“抛物线及其标准方程”是教材第八章第五节的内容,也是本章介绍的最后一种圆锥知识学好本节对于完整地掌握二次曲线,有着不可替代的作用作为教学大纲规定的重点内容,高考必考的考点,这节教材继续着力于教会学生运用坐标法解题以及培养学生的对立统一的思想观点。
本节教材与前面的内容和结构都有相似之处但抛物线的确定过程中只有一个定点,所以这里要从对e值的讨论来导入新课。
教材利用教具演示引出抛物线定义,这种直观形象的过程类似于椭圆、双曲线定义引出过程,同学们已有一定的经验但这三者毕竟有着各自的特征,尤其是抛物线形成中依赖于一点一线而非两点,所以演示操作时除了讲出教材上的话之外还要适当与前面的椭圆、双曲线相关内容进行对比说明。
像椭圆和双曲线一样,抛物线的标准方程不只一种形式,而是共有4种形式之多为此应注意两点:一是要对四种方程形式进行列表对比,对其中的图形特征(如开口方向、顶点、对称轴等)也须作特别说明;二是要指出不能把抛物线当成双曲线的一支当抛物线上的点趋向于无穷远时,抛物线没有渐近线;而双曲线上的点趋于无穷远时,它有渐近线本节内容分为两课时第一课时主要内容为抛物线的定义、标准方程及其推导、课本中的例一第二课时的主要内容是课本中的例二、例三教学过程:一、复习引入:1. 椭圆的第二定义:一动点到定点的距离和它到一条定直线l 的距离的比是一个)1,0(内的常数e ,那么这个点的轨迹叫做椭圆 其中定点叫做焦点,定直线叫做准线,常数e 就是离心率2. 双曲线的第二定义:一动点到定点F 的距离与到一条定直线l 的距离之比是一个),1(+∞内的常数e ,那么这个点的轨迹叫做双曲线 其中定点叫做双曲线的焦点,定直线叫做双曲线的准线 常数e 是双曲线的离心率3.问题:到定点距离与到定直线距离之比是定值e 的点的轨迹,当0<e<1时是椭圆,当e>1时是双曲线。
2.3.1抛物线及其标准方程 课件(人教A版选修1-1)

寻找:区别与联系
二、四种形式标准方程的区别
y 2 px y 2 2 px x 2 2 py x 2 2 py p 0 p 0 p 0 p 0
2
1、一次项(X或Y)定焦点 2、一次项系数符号定开口方向. 正号朝正向,负号朝负向。
课前探究学习 课堂讲练互动 活页规范训练
做抛物线的焦点,直线L叫做抛物线的准线.
课前探究学习
课堂讲练互动
活页规范训练
三、抛物线的标准方程
▲抛物线标准方程的四种形式的识别方法
抛物线:看一次项 椭 圆:看分母大小 双曲线:看符号
6.p(p>0)的几何意义:
焦点到准线的距离|KF|.
课前探究学习
课堂讲练互动
活页规范训练
课前探究学习
课堂讲练互动
P 由题意得 2 ,即p=4 2
∴所求的标准方程为x2= -8y
课前探究学习 课堂讲练互动 活页规范训练
2、求下列抛物线的焦点坐标和准线方程:
(1) y 2 20x;
1 ( 2) x y ; 2
2
F(5,0),x=-5
(3)2 y 5x 0;
2
(4) x 2 8 y 0;
2 . 解:因为点(-8,8)在第二象限,所以 抛物线开口向上或者开口向左,设抛 物线方程为y2=-2P1x或x2=2P2y,由x=-8时, y=8得:P1=4,P2=4, 所以:所求抛物线方程为: y2= - 8x 或
课前探究学习
x2= 8y
课堂讲练互动 活页规范训练
1 . 抛物线的定义 :
平面内与一个定点F和一条定直线L的 距离相等的点的轨迹叫做 抛物线 .点F叫
活页规范训练
人教版高中数学选修1-1 抛物线 PPT课件

解法三:以过F且垂直于 l 的直线为x轴,垂足为K.以F,K的
中点O为坐标原点建立直角坐标系xoy.
设 M ( x , y ) , FK p , p p 则焦点 F ( , 0) ,准线 l : x 2 2
y
M(x,y) K o F
依题意得 ( x p )2 y 2 | x p |
2 2
两边平方,整理得
x
y 2 2 px( p 0)
比较探究结果:
y
●
M(x,y)
M(x,y)
y
y
K o
M(x,y)
F
K
o F
x
K
F
x
x
y
2
2 px
p
2
y
2
2 px
p
2
y 2 px
2
【思考】以上建系方式中,哪种形式得到的方程最简单, 方程最简洁 抛物线的标准方程 应选择哪种建系方式作为抛物线标准方程的建系方式?
3.抛物线的标准方程
方程 y2 = 2px(p>0)表示抛物 线,其焦点F位于x轴的正半轴上, y 其准线交于x轴的负半轴
P
即焦点F ( 准线l:x =
2 P
P的几何意义是:焦点到准线的距离 (焦准距),故此p 为正常数
4.探究抛物线的标准方程的其它成员 抛物线的标准 方程还有哪些 形式?
其它形式的抛 物线的焦点与 准线呢?
学好数学的方法就是观察、再观察,思考、再思考。------华罗庚
y l y
方 案 三
F
方 案 一
x l
F
o
o
x
y
l
方 案 四
人教新课标版(A)高二选修1-1 2.3.2抛物线及其标准方程(二)同步练习题

人教新课标版(A )高二选修1-1 2.3.2 抛物线及其标准方程(二)同步练习题【基础演练】题型一:抛物线的基本运算 因为抛物线中的基本量之间存在着内在联系,所以从方程的角度来讲,可以已知一部分求另一部分,请根据以上知识解决以下1~4题。
1. 对抛物线ay 4x 2=(0a ≠),下列说法中正确的是A. 若0a >,焦点为(0,a ),若0a <,焦点为(0,-a )B. 若0a >,焦点为⎪⎭⎫ ⎝⎛2a ,0;若0a <,焦点为⎪⎭⎫ ⎝⎛-2a ,0C. 不论0a >,还是0a <,焦点都是(0,a )D. 不论a 0>,还是0a <,焦点都是⎪⎭⎫⎝⎛2a ,02. 已知椭圆14y 5x 22=+的中心为A ,右准线为l ,那么A 为顶点,l 为准线的抛物线方程为A. x 20y 2-=B. x 20y 2=C. x 10y 2-=D. x 10y 2=3. 已知P (8,a )在抛物线px 4y 2=上,且P 到焦点的距离为10,则焦点到准线的距离为 A. 2 B. 4 C. 8 D. 164. 对于顶点在原点的抛物线,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抛物线的通径的长为5;⑤由原点向过焦点的某条直线作垂线,垂足坐标为(2,1),能使此抛物线方程为x 10y 2=的条件是___________。
(要求填写合适条件的序号)。
题型二:求抛物线的方程 求抛物线方程的常用方法有:待定系数法、直译法、定义法、相关点法、几何法等,请根据以上知识解决以下5~7题。
5. 如图2-3-1所示,在正方体1111D C B A ABCD -中,P 是侧面C C BB 11内一动点,若P 到直线BC 与直线11D C 的距离相等,则动点P 的轨迹所在的曲线是A. 直线B. 圆C. 双曲线D. 抛物线6. 已知点A (-2,0)、B (3,0),动点P (x ,y )满足2x PB PA =⋅,则点P 的轨迹是 A. 圆 B. 椭圆 C. 双曲线 D. 抛物线7. 已知抛物线C 的顶点在坐标原点,对称轴为x 轴,直线AB 交抛物线C 于A 、B 两点,交x 轴的正半轴于点M (m ,0),A 、B 到x 轴的距离之积为2m ,求抛物线C 的方程。
高中数学 2.3.2 抛物线的简单几何性质(2)(含解析)新人教A版高二选修1-1数学试题

课时作业20 抛物线的简单几何性质(2)知识点一直线与抛物线的交点问题1.过点(2,4)作直线与抛物线y 2=8x 只有一个公共点,这样的直线有( ) A.1条 B.2条 C.3条 D.4条答案 B解析 由题意知,点(2,4)在抛物线y 2=8x 上,所以过点(2,4)与抛物线y 2=8x 只有一个公共点的直线有两条,一条是抛物线的切线,另一条与抛物线的对称轴平行.故选B.2.已知直线l :y =kx +1,抛物线C :y 2=4x ,当k 为何值时,直线l 与抛物线C 有: (1)一个公共点? (2)两个公共点? (3)没有公共点?解 将直线l 和抛物线C 的方程联立得⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1,y 2=4x ,消去y ,得k 2x 2+(2k -4)x +1=0.(*)当k =0时,方程(*)只有一个解,为x =14,此时y =1.∴直线l 与抛物线C 只有一个公共点⎝ ⎛⎭⎪⎫14,1,此时直线l 平行于x 轴. 当k ≠0时,方程(*)为一元二次方程,Δ=(2k -4)2-4k 2,①当Δ>0,即k <1且k ≠0时,直线l 与抛物线C 有两个公共点,此时直线l 与抛物线C 相交;②当Δ=0,即k =1时,直线l 与抛物线C 有一个公共点,此时直线l 与抛物线C 相切; ③当Δ<0,即k >1时,直线l 与抛物线C 没有公共点,此时直线l 与抛物线C 相离. 综上所述,(1)当k =1或k =0时,直线l 与抛物线C 有一个公共点; (2)当k <1且k ≠0时,直线l 与抛物线C 有两个公共点; (3)当k >1时,直线l 与抛物线C 没有公共点. 知识点二中点弦问题3.已知抛物线C 的顶点在坐标原点,焦点为F (1,0),直线l 与抛物线C 相交于A ,B 两点,若AB 中点为(2,2),则直线l 的方程为__________.答案 y =x解析 由题意知,抛物线C 的方程为y 2=4x ,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),把A ,B 代入抛物线方程得⎩⎪⎨⎪⎧ y 21=4x 1,y 22=4x 2,①②①-②得(y 1+y 2)(y 1-y 2)=4(x 1-x 2).又y 1+y 2=4, ∴y 1-y 2x 1-x 2=4y 1+y 2=1. ∴直线l 的方程为y -2=x -2,即y =x . 知识点三直线与抛物线位置关系的综合应用4.过抛物线y 2=2px 的焦点F 的直线与抛物线交于A ,B 两点,若A ,B 在准线上的射影为A 1,B 1,则∠A 1FB 1等于( )A.45°B.90°C.60°D.120°答案 B解析 如图,由抛物线定义知 |AA 1|=|AF |,|BB 1|=|BF |, 所以∠AA 1F =∠AFA 1. 又∠AA 1F =∠A 1FO , 所以∠AFA 1=∠A 1FO . 同理∠BFB 1=∠B 1FO .于是∠AFA 1+∠BFB 1=∠A 1FO +∠B 1FO =∠A 1FB 1.故∠A 1FB 1=90°.故选B. 5.已知点P 在直线x +y +5=0上,点Q 在抛物线y 2=2x 上,求|PQ |的最小值. 解 设与直线x +y +5=0平行且与抛物线y 2=2x 相切的直线方程是x +y +m =0,则由⎩⎪⎨⎪⎧x +y +m =0,y 2=2x ,消去x 得y 2+2y +2m =0,令Δ=4-8m =0,得m =12,因此|PQ |的最小值等于直线x +y +5=0与x +y +12=0间的距离,即等于⎪⎪⎪⎪⎪⎪5-122=924.一、选择题1.直线y =kx -2交抛物线y 2=8x 于A ,B 两点,若AB 中点的横坐标为2,则k =( ) A.2或-2B.1或-1C.2D.3答案 C解析 由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=8x ,y =kx -2,得k 2x 2-4(k +2)x +4=0.又由Δ=42(k +2)2-16k 2>0,得k>-1.则由4k +2k 2=4,得k =2.故选C. 2.已知抛物线y 2=8x ,过点P (3,2)引抛物线的一弦,使它恰在点P 处被平分,则这条弦所在的直线l 的方程为( )A.2x -y -4=0B.2x +y -4=0C.2x -y +4=0D.2x +y +4=0答案 A解析 设l 交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,则y 21=8x 1,y 22=8x 2,两式相减,得(y 1+y 2)·(y 1-y 2)=8(x 1-x 2).又P (3,2)是AB 的中点,∴y 1+y 2=4.又直线l 的斜率存在,∴直线l 的斜率k =y 1-y 2x 1-x 2=2,∴直线l 的方程为2x -y -4=0,故选A. 3.过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点作一条直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,则y 1y 2x 1x 2的值为( )A.4B.-4C.p 2D.-p 2答案 B解析 解法一:设过焦点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0的直线方程为x =my +p 2.联立⎩⎪⎨⎪⎧x =my +p 2,y 2=2px ,得y2-2pmy -p 2=0.由根与系数的关系,得y 1y 2=-p 2.又x 1=y 212p ,x 2=y 222p ,所以x 1x 2=y 21y 224p 2=p 24.于是y 1y 2x 1x 2=-p 2p 24=-4.故选B. 解法二:采用特例法,当直线与x 轴垂直时,易得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,p ,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,-p ,y 1y 2x 1x 2=-4.故选B.4.设抛物线y 2=8x 的准线与x 轴交于点Q ,若过点Q 的直线l 与抛物线有公共点,则直线l 的斜率的取值X 围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,12B.[-2,2]C.[-1,1]D.[-4,4]答案 C解析 设直线方程为y =k (x +2),与抛物线方程联立,得⎩⎪⎨⎪⎧y 2=8x ,y =k x +2,消去x 得到关于y 的方程ky 2-8y +16k =0.当k =0时,直线与抛物线有一个交点; 当k ≠0时,令Δ=64-64k 2≥0, 解得-1≤k <0或0<k ≤1. 故-1≤k ≤1.故选C.5.已知抛物线C :y 2=8x 与点M (-2,2),过C 的焦点且斜率为k 的直线与C 交于A ,B 两点,若MA →·MB →=0,则k =( )A.12B.22C. 2D.2答案 D解析 本题主要考查直线与抛物线的位置关系,平面向量的坐标运算等知识.由题意可知抛物线的焦点坐标为(2,0),则直线方程为y =k (x -2),与抛物线方程联立,消去y 化简得k 2x 2-(4k 2+8)x +4k 2=0,设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=4+8k2,x 1x 2=4,所以y 1+y 2=k (x 1+x 2)-4k =8k,y 1y 2=k 2[x 1x 2-2(x 1+x 2)+4]=-16,因为MA →·MB →=0,所以(x 1+2)(x 2+2)+(y 1-2)(y 2-2)=0(*),将上面各个量代入(*),化简得k 2-4k +4=0,所以k =2,故选D.二、填空题6.已知直线x -y +1=0与抛物线y =ax 2有两个公共点,则a 的取值X 围是________. 答案 a >-14且a ≠0解析 由⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1=0,y =ax 2,得ax 2-x -1=0.由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a ≠0,Δ=-12-4×a ×-1>0,解得a >-14且a ≠0.7.抛物线y =x 2上到直线2x -y -4=0的距离最短的点的坐标是__________. 答案 (1,1)解析 把直线2x -y -4=0平移至与抛物线y =x 2相切时,切点即为所求.设此时直线方程为2x -y +b =0,联立y =x 2,得x 2-2x -b =0,由题意得Δ=4+4b =0,b =-1.即x 2-2x +1=0,解x =1,y =1.8.O 为坐标原点,F 为抛物线C :y 2=42x 的焦点,P 为抛物线C 上一点,若|PF |=42,则△POF 的面积为________.答案 2 3解析 由y 2=42x 知:焦点F (2,0),准线x =- 2.设P 点坐标为(x 0,y 0), 则x 0+2=42,∴x 0=32, ∴y 20=42×32=24, ∴|y 0|=26,∴S △POF =12×2×26=2 3.三、解答题9.已知y =x +m 与抛物线y 2=8x 交于A 、B 两点. (1)若|AB |=10,某某数m 的值; (2)若OA ⊥OB ,某某数m 的值.解 由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +m ,y 2=8x ,得x 2+(2m -8)x +m 2=0.Δ>0解得m <2,设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),则x 1+x 2=8-2m ,x 1x 2=m 2,y 1y 2=m (x 1+x 2)+x 1x 2+m 2=8m . (1)因为|AB |=1+k2x 1+x 22-4x 1x 2=2·64-32m =10,所以m =716.(2)因为OA ⊥OB ,所以x 1x 2+y 1y 2=m 2+8m =0,解得m =-8,m =0(舍去).10.已知△AOB 的一个顶点为抛物线y 2=2x 的顶点,点A ,B 都在抛物线上,且∠AOB =90°,证明:直线AB 必过一定点.证明 设OA 所在直线的方程为y =kx ,则直线OB 的方程为y =-1kx ,由题意知k ≠0.由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx ,y 2=2x ,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =0或⎩⎪⎨⎪⎧x =2k 2,y =2k ,即点A 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2k2,2k ,同样由⎩⎪⎨⎪⎧y =-1k x ,y 2=2x ,解得点B 的坐标为(2k 2,-2k ).故AB 所在直线的方程为y +2k =2k+2k2k2-2k2(x -2k 2),化简并整理,得⎝ ⎛⎭⎪⎫1k-k y =x -2.不论实数k 取任何不等于0的实数, 当x =2时,恒有y =0. 故直线过定点P (2,0).。
人教A版选修1-1教案:抛物线及其标准方程(含答案)

§2.3.1 拋物線及其標準方程【學情分析】:學生已經學習過橢圓和雙曲線,掌握了橢圓和雙曲線的定義。
經歷了根據橢圓和雙曲線的幾何特徵,建立適當的直角坐標系,求橢圓和雙曲線標準方程的過程。
【教學目標】:(1)知識與技能:掌握拋物線定義和拋物線標準方程的概念;能根據拋物線標準方程求焦距和焦點,初步掌握求拋物線標準方程的方法。
(2)過程與方法:在進一步培養學生類比、數形結合、分類討論和化歸的數學思想方法的過程中,提高學生學習能力。
(3)情感、態度與價值觀:培養學生科學探索精神、審美觀和理論聯繫實際思想。
【教學重點】:拋物線的定義和拋物線的標準方程。
【教學難點】:(1)拋物線標準方程的推導;(2)利用拋物線的定義及其標準方程的知識解決實際問題。
【課前準備】:Powerpoint或投影片【教學過程設計】:教學環節教學活動設計意圖一、復習引入拋物線的定義 1. 橢圓的定義:平面內與兩定點F1、F2的距離的和等於常數2a(122F F a<)的點的軌跡. 2.雙曲線的定義:平面內與兩定點F1、F2的距離的差的絕對值等於常數2a(122F F a>)的點的軌跡.3.思考:與一個定點的距離和一條定直線的距離的比是常數e的點的軌跡,當0<e<1時是橢圓,當e>1 時是雙曲線.那麼,當e=1時它是什麼曲線呢?拋物線的定義:平面內與一個定點和一條定直線l的距離相等的點的軌跡。
點F叫做拋物線的焦點,直線l叫做拋物線的准線.學生已經學過橢圓和雙曲線是如何形成的。
通過類似的方法,讓學生瞭解拋物線的形成,從而理解並掌握拋物線的定義。
二、建立拋物線的標準方程如圖,建立直角坐標系xOy,使x軸經過點F且垂直於直線l,垂足為K,並使原點與線段KF的中點重合.設(0)KF p p=>,則焦點F的座標為(2p,0),准線的方程為2px=-.設點M(x,y)是拋物線上任意一點,點M到l的距離為d.由拋物線的定義,拋物線就是點的集合{}P M MF d==.∵MF=222px y⎛⎫-+⎪⎝⎭;d=2px+.∴2222p px y x⎛⎫-++⎪⎝⎭=.化簡得:22(0)y px p=>.注:22(0)y px p=>叫做拋物線的標準方程.它表示的拋物線的焦點在x軸的正半軸,座標是2p⎛⎫⎪⎝⎭,,准線方程是2px=-.探究:拋物線的標準方程有哪些不同的形式?請探究之後填寫下表。
最新人教版高中数学选修1-1《抛物线的简单几何性质》教材梳理

庖丁巧解牛知识·巧学1.范围:抛物线y 2=2px(p >0)上的点M 的坐标(x ,y)满足不等式x≥0,所以这条抛物线在y 轴的右侧;当x 的值增大时,|y|也增大,这说明抛物线向右上方和右下方无限延伸. 方法点拨 通过图形的分析找出双曲线与抛物线上的点的性质差异,当抛物线上的点趋向于无穷远时,抛物线在这一点的切线斜率接近于对称轴所在直线的斜率,也就是说接近于和对称轴所在直线平行,而双曲线上的点趋向于无穷远时,它的切线斜率接近于其渐近线的斜率.2.对称性:抛物线y 2=2px(p >0)关于x 轴对称,我们把抛物线的对称轴叫做抛物线的轴.3.顶点:抛物线和它的轴的交点叫做抛物线的顶点.抛物线y 2=2px(p >0)的顶点是坐标原点.4.离心率:抛物线上的点M 与焦点的距离和它到准线的距离的比,叫做抛物线的离心率,用e 表示.由抛物线的定义可知,e=1.误区警示 抛物线不是双曲线的一支,抛物线不存在渐近线.5.抛物线的焦半径:抛物线上任意一点M 与抛物线焦点F 的连线段,叫做抛物线的焦半径.抛物线y 2=2px(p >0)的焦半径公式为|PF|=|x 0+2p |=2p +x 0; 抛物线y 2=-2px(p >0)的焦半径公式为|PF|=|x 0-2p |=2p -x 0; 抛物线x 2=2py(p >0)的焦半径公式为|PF|=|y 0+2p |=2p +y 0; 抛物线x 2=-2py(p >0)的焦半径公式为|PF|=|y 0-2p |=2p -y 0. 6.直线与抛物线的相关关系(1)位置关系:直线与抛物线可以相交,这时直线与抛物线有两个公共点;直线与抛物线也可以相离,这时直线与抛物线没有公共点;直线与抛物线还可以相切,这时直线与抛物线只有一个公共点.知识拓展 下面分别就公共点的个数进行讨论:对于y 2=2px(p >0),当直线为y=y 0,即k=0,直线平行于对称轴时,与抛物线只有唯一的交点;当k≠0,设l:y=kx+b ,将l:y=kx+b 代入y 2=2px(p >0),消去y ,得到关于x 的二次方程ax 2+bx+c=0.若Δ>0,直线与抛物线相交;Δ=0,直线与抛物线相切;Δ<0,直线与抛物线相离.(2)相交弦长:弦长公式为d=21||k a +∆,其中a 和Δ分别是ax 2+bx+c=0(*)中二次项系数和判别式,k 为直线l:y=kx+b 的斜率.当代入消元消掉的是y 时,得到ay 2+by+c=0,此时弦长公式相应的变为:d=211||ka +∆. (3)焦点弦:过焦点的直线割抛物线所成的相交弦为焦点弦.设两交点A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),当抛物线焦点在x 轴上时,焦点弦只和两焦点的横坐标有关: 抛物线y 2=2px(p >0),|AB|=p+(x 1+x 2);抛物线y 2=-2px(p >0),|AB|=p-(x 1+x 2).当抛物线焦点在y 轴上时,焦点弦只和两焦点的纵坐标有关:抛物线x 2=2py(p >0),|AB|=p+(y 1+y 2);抛物线x 2=-2py(p >0),|AB|=p-(y 1+y 2).(4)通径:过焦点且垂直于对称轴的相交弦为通径.显然通径d=2p.7.抛物线的法线:过抛物线上一点可以作一条切线,过切点所作垂直于切线的直线叫做抛物线在这点的法线.经过抛物线上一点作一直线平行于抛物线的轴,那么经过这一点的法线平分这条直线和这点与焦点连线的夹角.知识拓展 抛物线的这一性质在技术上有着广泛的应用.例如,在光学上,如果把光源放在抛物镜的焦点F 处,射出的光线经过抛物镜的反射,变成了平行光线,汽车前灯、探照灯、手电筒就是利用这个光学性质设计的.反过来,也可以把射来的平行光线集中于焦点处,太阳灶就是利用这个原理设计的.问题·探究问题 类比椭圆、双曲线的几何性质,你认为应讨论抛物线的哪些几何性质?结合图象请你思考y 2=2px 与x 2=2py(p>0)的范围一样吗?探究:在前面我们学习椭圆和双曲线时都讨论了他们的范围、对称性、顶点、离心率等性质,此外双曲线还有渐进线.因此对于抛物线的性质我们也可以从这几个角度入手考虑.经过研究可以发现抛物线没有渐进线,因此我们只需要考虑它的范围、对称性、顶点、离心率等性质即可.画出y 2=2px 与x 2=2py(p>0)的图象后,我们从图象上可以看出这两个函数的范围是不一样的.典题·热题例1已知抛物线关于坐标轴对称,顶点为坐标原点,并且经过点M(32,3-),请问这样的抛物线有几条?并求出其方程.思路分析:本题考查抛物线性质及标准方程的求法.根据题目意思:抛物线关于坐标轴对称,顶点为坐标原点,此时符合条件的抛物线有4条,再由条件这条抛物线经过定点,因此其范围被缩小到2条.解:因为抛物线关于坐标轴对称,顶点为坐标原点,所以应分两种情况:焦点在x 轴上,可设其方程为y 2=2px(p≠0);焦点在y 轴上,可设其方程为x 2=2my(m≠0).又抛物线经过点M(32,3-),∴(32-)2=2p(3)或(3)2=2m(32-);∴p=32,m=43-.即所求方程为y 2=34x 或x 2=23-y. 故这样的抛物线共两条,一条开口向右,一条开口向下.其方程分别为y 2=34x 或x 2=23-y. 方法点拨 在求解抛物线方程时,若不知抛物线开口方向时,可设参数p≠0;而不知对称轴为何轴时,研究方程应分两种情形.例2已知抛物线的顶点在原点,它的准线过双曲线2222by a x -=1的一个焦点,且这条准线与双曲线的两个焦点连线互相垂直,又抛物线与双曲线交于点(x 6,23),求抛物线和双曲线的方程. 思路分析:本题主要考查利用抛物线的性质求抛物线的标准方程以及抛物线与双曲线的综合应用.本题中抛物线的准线过双曲线的焦点即是两者之间的一个重要联系点.解:设抛物线的方程为y 2=2px(p>0),根据点(x 6,23)在抛物线上可得(6)2=2p·23,解之得p=2;故所求抛物线方程为y 2=4x ,抛物线准线方程为x=-1.又双曲线的左焦点在抛物线的准线上,∴c=1,即a 2+b 2=1. 故双曲线方程为22221a y a x --=1. 又点(6,23)在双曲线上,∴221649a a --=1, 解得a 2=41,同时b 2=43. 因此所求双曲线的方程为434122y x -=1. 方法归纳 用待定系数法解决问题是常用的求轨迹方程的方法;当已知双曲线的c 或e 时,设方程时,建议用一个字母(如a)表示.例3给定抛物线y 2=2x ,设A(a ,0)(a>0),P 是抛物线上的一点,且|PA|=d ,试求d 的最小值. 思路分析:本题考查抛物线几何性质的综合应用.抛物线上某点到定点的距离我们可以根据距离公式设出来,然后根据题给条件求最值.解:设P(x 0,y 0)(x 0≥0),则y 02=2x 0,∴d=|PA|=12)]1([2)()(20202020-+-+=+-=+-a a x x a x y a x∵a>0,x 0≥0,∴当0<a <1时,1-a>0,此时当x 0=0时,d min =12)1(2-+-a a =a. 当a≥1时,1-a≤0,此时当x 0=a-1时,d min =12-a. 误区警示 虽然d 的目标函数f(x 0)是根号下关于x 0的二次函数,但由于x 0和a 都有限制条件,必须分类讨论求最小值,否则会出错.例4过抛物线y 2=2px(p>0)的焦点作倾斜角为θ的直线l ,设l 交抛物线于A 、B 两点,(1)求|AB|;(2)求|AB|的最小值.思路分析:本题考查抛物线的焦点弦及通径问题.经过抛物线的焦点的直线方程我们可以设出来,然后联立该方程与抛物线的方程得到一个方程组,即可解得其关系.解:(1)当θ=90°时,直线AB 的方程为x=2p .由⎪⎩⎪⎨⎧==,2,22p x px y得A(2p ,-p)、B(2p ,p).∴|AB|=2p. 当θ≠90°时,直线AB 的方程为y=(x-2p )tanθ.由⎪⎩⎪⎨⎧=-=,2,tan )2(2px y p x y θ 得tan 2θ·x 2-(2p+ptan 2θ)x+42p ·tan 2θ=0. 设A(x 1,y 1)、B(x 2,y 2),则x 1+x 2=θθ22tan tan 2p p +, ∴|AB|=x 1+2p +x 2+2p =p+θθ22tan tan 2p p +=θ2sin 2p . (2)由(1)知,当θ=90°时,|AB|最小值为2p.深化升华 求过抛物线焦点的弦长问题,一般是把弦分成两条焦半径,利用焦半径公式结合韦达定理来求,过焦点的最短弦(与对称轴垂直)是抛物线的通径.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2.3.1抛物线的定义和标准方程
教教学学目目标标::
根据课程标准的要求,本节教材的特点及所教学生的认知情况,把教学目标拟定如下:
1、 知知识识目目标标::理理解解抛物线的的定定义义;;明明确确焦焦点点、、准线的的概概念念;;了了解解用用抛物线的定定义
义推推导导开口向右的抛物线的标准方程的推导过程进一步得出开口向左、向上、向下的抛物线的标准方程,并熟练掌握抛物线的四种标准方程及其所对应的开口方向、焦点坐标、准线方程之间的关系;
2、能力目标:让学生感知数学知识与实际生活的普遍联系,培养学生类比、数形结合的数学思想方法,提高学生的学习能力,同时培养学生运动、变化的辨证唯物主义观点;
3情感目标:培养学生不怕困难、勇于探索的优良作风,增强学生审美体验,提高学生的数学思维的情趣,给学生以成功的体验,形成学习数学知识的积极态度。
教学重点和难点:
重点:抛物线的定义;根据具体条件求出抛物线的标准方程;根据抛物线的标准
方程求出焦点坐标、准线方程。
难点:抛物线的标准方程的推导。
关键:创设具体的抛抛物物线线的直观情景,结合建立坐标系的一般原则,从“对称美”和“简洁美”出发作必要的点拨。
教学方法
启发、探索
教学手段
运用多媒体和实物辅助教学
教教具具准准备备
三三角角板板
教学过程:
一、新课引入:
1、实例引入:观察生活中的几个实例(1)截面图;(2)卫星接收天线(观
察其轴截面);(3)太阳灶(观察其轴截面);(4)探照灯(观察其
轴截面);(5)投球时球的运行轨迹(播放动画演示其轨迹)
2、复习引入:在平面内到一定点的距离和到一条定直线距离的比是常数e 的
点的轨迹,
当0〈e < 1时是什么图形?(椭圆)
当e > 1时是什么图形?(双曲线)
当e = 1时它又是什么图形呢?(让学生大胆猜想,猜想后用几何画板演示动画,让学生认真观察动点所满足的条件,让学生对抛物线由感性认识上升到理性认识)
教师指出:画出的曲线叫抛物线。
(类比:使学生看到曲线上任一点到定点和到定直线的距离之比等于常数是圆锥曲线的一个共同的本质属性,明确抛物线与椭圆、双曲线之间的联系)
二、新课讲授:
(一)定义:(提问学生,由学生归纳出抛物线定义)
平面内到一定点和到一条不过此点的定直线的距离相等的点的轨迹叫做抛物线。
定点叫做抛物线的焦点,定直线叫做抛物线的准线。
概念理解:
平面内有—— (1) 一定点F——焦点
(2) 一条不过此点(给出的定点)的定直线l ——准线
探究:若定点F在定直线l 上,那么动点的轨迹是什么图形?
(是过F点与直线l 垂直的一条直线——直线MF,不是抛物线)
(3) 动点到定点的距离 |MF|
(4) 动点到定直线的距离 d
(5) | MF| = d
满足以上条件的动点M的轨迹——抛物线
(二)推导抛物线的标准方程(开口向右)(重点):
1、要把抛物线上的点M的集合P={M| |MF|=d}表示为集合Q={(x,y)|f(x,y)=0}。
首先要建立坐标系,为了使推导出的方程尽量简化,
应如何选择坐标系?
[教师引导]建立适当的直角坐标系应遵循的两点原则:
①若曲线是轴对称图形,则可选它的对称轴为坐标轴;
②曲线上的特殊点,可选作坐标系的原点。
]
过焦点F作准线l 的垂线交l 于点K,启发学生思考回答问题:
(1)如何确定x轴(或y轴)?
(以对称轴为坐标轴)
由抛物线的几何特征知KF是抛物线的对称轴。
(2)如何确定坐标原点?
(曲线上的特殊点,可作为坐标系的原点)
因为线段KF的中点适合条件——到点F的距离等于到直线l 的距离,所以它又在抛物线上——以线段KF的中点为坐标原点。
(3)怎样建立坐标系才使方程的推导简化?
[教师引导]通过不同位置的二次函数解析式的对比,联想抛物线如何建
系。
让学生大胆发言,谈谈自己的观点(教师要积极鼓励学生引导学生)
取经过焦点F且垂直于准线l的直线为x轴,x轴与l 相交于点K,以线段KF的垂直平分线为y 轴,建立直角坐标系。
2、开口向右的抛物线标准方程的推导:(教师引导得出结论)
步骤:(投影展示)
过焦点F 且垂直于准线l 的直线为x 轴,x 轴与直线l 相交于点K ,
以线段KF的垂直平分线为y 轴,建立直角坐标系。
设焦点到准线的距离|KF|= p (p>0)那么,焦点F的坐标为
(p / 2,0),准线l 的方程为x = - p / 2.
设抛物线上的任一点 M(x,y ),点M到直线l 的距离为d 根据定
义,抛物线就是点的集合
P={M| |MF|=d} 因为22
2y p x MF +⎪⎭⎫ ⎝⎛-=,2p x d +=,所以 2222
p x y p x +=+⎪⎭⎫ ⎝⎛- 将上式两边平方并化简,得
)0(22>=p px y (1)
方程(1)的推导过程表明,抛物线上的点的坐标都是这个方程式
的解。
还可以证明,以方程(1)的解为坐标的点都在此抛物线上。
我们把方程)0(22>=p px y 叫做抛物线的标准方程。
3、(引导分析)标准方程y 2 = 2px (p>0)的特点:(用代数方法——几何问题)
p 的几何意义:焦点到准线的距离
焦 点:(p/2 ,0)在x 轴的正半轴上
准 线:x = - p/2
顶 点:坐标原点(0,0)
开口方向:向右
4、让同学们类比写出不同位置的抛物线的标准方程、焦点坐标、准线方
程
5、让学生对这抛物线和它们的标准方程进行对比分析,辨认异同:
相同点:
1、原点在抛物线上;
2、对称轴为坐标轴;
3、p值的意义:(重点)
(1)表示焦点到准线的距离;
(2)p>0为常数;
(3)p值等于一次项系数绝对值的一半;
4、准线与对称轴垂直,垂足与焦点关于原点对称,它们与原点的距离等于一次项系数的绝对值的1/4,即2p/4=p/2.
不同点:
三、例题讲解:
例1.(1)已知抛物线的标准方程是y 2 =6x,求它的焦点坐标和准线方程;
(2)已知抛物线的焦点是F(0,-2),求它的标准方程
(解题过程教师要板书,注意版面条理,简洁,做好起到示范作用)
解:(1)p =3,所以抛物线的焦点坐标是(3/2,0),准线方程是 x =-
3/2.
(2)因为抛物线的焦点在轴的负半轴上,且4,22
=∴=p p , 所以抛物线的标准方程是y x 82-=
例2.求分别满足下列条件的抛物线的标准方程:
(1)焦点坐标是F (-5,0)
(2)经过点A (2,-3)
解:(1)焦点在x 轴负半轴上, =5,所以所求抛物线
的标准议程是x y 202-=.
(2)经过点A (2,-3)的抛物线可能有两种标准形式:
py x px y 2,222-==
点A (2,-3)坐标代入,即9=4p ,得2p =2
9
点A (2,-3)坐标代入x 2=-2py ,即4=6p ,得2p =
34 ∴所求抛物线的标准方程是y 2=
34x 或x 2=-29y 。
四、课堂练习:
1、根据下列条件,写出抛物线的标准方程:(投影展示)
(1)焦点是F (3,0);
(2)准线方程 是x = 4
1 ; (3)焦点到准线的距离是2。
2、根据下列抛物线的焦点坐标和标准方程、准线方程:(投影展示)
(1)y 2=20x (2)x 2=1/2y (3) 2y 2+5x=0 (4) x 2+8y=0
向学生指出,本题是求抛物线的标准方程,所求抛物线的顶点在原点,对称轴是坐标轴
总结:要确定抛物线的标准方程,关键在于确定p 值及抛物线开口方向;反之亦然。
五、课堂小结:(提学生归纳总结)
1.椭圆、双曲线与抛物线的定义的联系及其区别;
2.会运用抛物线的定义、标准方程求它的焦点坐标、准线方程;
3.注重类比及数形结合的思想。
六、作业布置:
课本 P64 1、2
●●板板书书设设计计
●●教教学学后后记记
抛物线及其标准方程这一节的教学设计,引导学生从感性认识进一步上升到理性认识,对比椭圆、双曲线、抛物线的区别与联系,最重要的是引导学生类比开口向右、向左、向上、向下四种抛物线的标准方程、图形焦点坐标,准线方程,引导学生运用类比和数形结合的思想解决数学问题,对学生进行辩证唯物主义教育和数学美育教育。