(整理)抛物线的概念性质几何意义
高中抛物线知识点总结

高中抛物线知识点总结抛物线是高中数学中的一个重要概念,它有着广泛的应用和深厚的理论基础。
在高中数学中,我们学习了抛物线的方程、性质、图像以及与二次函数、解析几何等知识的关联。
本文将对高中抛物线的相关知识进行总结和梳理,以帮助我们更好地理解和应用这一概念。
一、抛物线的定义和基本性质抛物线是指平面上到定点距离与到定直线距离相等的动点所形成的轨迹。
其方程通常表示为y=ax^2+bx+c,其中a、b、c为常数,a≠0。
抛物线具有以下基本性质:1. 它的对称轴是与x轴垂直的直线,过顶点。
2. 它的顶点是抛物线的最低点或最高点。
3. 它开口的方向取决于a的值,当a>0时,抛物线开口向上;当a<0时,抛物线开口向下。
4. 它的图像关于对称轴对称。
二、抛物线的图像与方程通过对抛物线的方程进行分析,我们可以得到一些关于抛物线图像的信息。
1. 抛物线的顶点坐标可以通过求解方程y=ax^2+bx+c的极值点(即导数为0的点)得到。
顶点的横坐标为x=-b/(2a),纵坐标为y=f(x)。
2. 当a>0时,抛物线的图像开口向上,极值点是最低点;当a<0时,抛物线的图像开口向下,极值点是最高点。
3. 当抛物线的方程为y=ax^2+bx+c时,通过对y的值进行分析我们可以得到抛物线的开口大小和位置信息。
三、抛物线与二次函数的关系抛物线是二次函数的特殊图像,二次函数的一般形式为y=ax^2+bx+c。
通过对比抛物线与二次函数的方程,我们可以得到它们之间的关系。
1. 抛物线与二次函数的图像形状相同,二次函数可以表示抛物线的图像;2. 二次函数告诉我们抛物线的方程形式,可以通过方程的系数判断抛物线打开的方向和大小,掌握二次函数的性质有助于理解和研究抛物线。
四、抛物线与解析几何的关系抛物线在解析几何中有重要的应用和意义,特别是在平面直角坐标系中。
抛物线的方程可以表示平面上的曲线,通过解析几何的相关知识我们可以分析抛物线的性质和特点。
抛物线的几何性质的应用

y
A
y 2 px( p 0)
2
O
F B
x
由已知条件可得点A的坐标是 (40,30),代入方程可得
302 2 p 40
45 p 4
25 所求的标准方程为y x 2 45 焦点坐标为 ( , 0) 8
抛物线的几何 性质应用
一、复习
(一) 抛物线的定义
平面内与一个 定 点F和一条 定 直线l(l不经过
点F)的距离 相等 的点的轨迹叫做抛物线.
其中:F叫做抛物线的 焦 点,l叫做抛物线的 准 线.
(二) 抛物线的标准方程
(1)开口向右 y2 = 2px (p>0) (2)开口向左 y2 = -2px (p>0) (3)开口向上 x2 = 2py (p>0) (4)开口向下 x2 = -2py (p>0) 其中p的几何意义为焦点到准ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的距离.
y
x F
一 判断直线与抛物线位置关系
把直线方程代入抛物线方程
得到一元一次方程 直线与抛物线的 对称轴平行 相交(一个交点)
得到一元二次方程 计算判别式 >0 =0 <0
相交
相切
相离
例 1 已知抛物线的方程为 y 4 x ,直线 l 过定点 P (2,1) , 斜率为 k , k 为何值时 ,直线 l 与抛物线 y 2 4 x :⑴只有一个公共点;⑵有两个公共点;⑶ 没有公共点?
1 解得k 1,或k . 2 1 即当k 1或k 时,方程组没有实数解, 2 即直线与抛物线没有公共点。
抛物线的概念性质几何意义

抛物线的概念性质几何意义抛物线是数学中重要的曲线之一,具有许多独特的概念性质和几何意义。
在本文中,我们将探讨抛物线的这些性质,并详细解释其几何意义。
首先,抛物线可以通过以下的数学定义来描述:抛物线是一个平面曲线,其点到焦点的距离等于点到准线的距离。
这个定义可以形式化为抛物线的标准方程:y = ax^2 + bx + c,其中a、b和c是实数,并且a不等于0。
几何意义上,抛物线具有以下性质:1.对称性:抛物线是关于焦点所在的直线(称为对称轴)对称的。
这意味着,如果我们选择抛物线上的一个点P,并且通过对称轴绘制一条垂直于对称轴的线,那么这条线将穿过抛物线的两个点,其中一个是P的镜像。
这种对称性使得抛物线在几何和物理问题中具有重要的应用。
2.焦点和准线:抛物线的焦点是其特殊的点,它位于对称轴上。
焦点的几何意义是,对于通过焦点的任意直线,该直线与抛物线的两个切点之间距离相等。
这个性质被广泛应用于抛物物镜、卫星天线和汽车大灯等设计中。
3.方程的系数:抛物线方程的系数a、b和c对其形状产生影响。
如果a的值大于0,抛物线将开口向上;如果a的值小于0,抛物线将开口向下。
同时,a的绝对值决定了抛物线的曲率程度,绝对值越大,曲线越陡峭。
通过调整这些系数,我们可以调整抛物线的形状和位置。
4.最值点:抛物线的最值点是其曲线上的最高点(顶点)和最低点(谷底)。
顶点的x坐标可以通过抛物线方程的关键点公式计算,即x=-b/(2a)。
这个点对应于抛物线的对称轴上的点,同时也是其焦点的位置。
5.切线和法线:抛物线上的任意一点P处的切线是通过该点的抛物线曲线的切线,其斜率等于该点处的导数。
法线则是与切线垂直的线。
抛物线具有特殊的性质,即通过顶点的切线和准线平行,通过焦点的切线和准线垂直。
这些性质在物理学中的运动学问题中非常有用。
6.面积和弧长:抛物线上的面积可以通过定积分计算,其具体形式可以根据抛物线方程来确定。
同样,抛物线的弧长也可以通过定积分来计算,其结果是一个复杂的参数方程。
高三第一轮复习 抛物线的定义及几何性质

第42讲抛物线第100课时抛物线的定义及几何性质【提纲挈领】(请阅读下面文字,并在关键词下面记着重号)主干知识归纳1.抛物线的定义(1)平面内与一个定点F和一条定直线l(F∉l)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.(2)其数学表达式:|MF|=d(其中d为点M到准线的距离).2.抛物线的标准方程与几何性质(1)图形与方程2124p x x =;(212y p =-;13|)2sin p AB x x x =++=)以AB 为直径的原与准线(5)/090AC B ∠=; (6)//090A FB ∠=;(7)A 、O 、/B 三点共线;(8)B 、O 、/A 三点共线; (9)112||||AF BF P +=;(10)22sin ABOp Sα=等等。
方法规律总结1. 抛物线的定义是抛物线问题的本质,它能将两种距离(抛物线上的点到焦点的距离、抛物线上的点到准线的距离)进行等量转化.如果问题中涉及抛物线的焦点和准线,又能与距离联系起来,那么用抛物线定义就能解决问题.2.求抛物线标准方程的常用方法是待定系数法,其关键是判断焦点位置,开口方向,在方程的类型已经确定的前提下,由于标准方程只有一个参数p ,只需一个条件就可以确定抛物线的标准方程.3.在解决与抛物线的性质有关的问题时,要注意利用几何图形的形象、直观的特点来解题,特别是涉及焦点、顶点、准线的问题更是如此.【指点迷津】【类型一】抛物线的定义及其应用【例1】:已知点A (3,4),F 是抛物线y 2=8x 的焦点,M 是抛物线上的动点,当|AM |+|MF |最小时,M 点坐标是( )A .(0,0)B .(3,26)C .(2,4)D .(3,-26)【解析】:由题知点A 在抛物线内.设M 到准线的距离为|MK |,则|MA |+|MF |=|MA |+|MK |,当|MA |+|MK |最小时,M 点坐标是(2,4). 答案:C.【例2】:已知点A (2,0),抛物线C :x 2=4y 的焦点为F ,射线FA 与抛物线C 相交于点M ,与其准线相交于点N ,则|FM |∶|MN |=( ).A .2∶ 5B .1∶2C .1∶ 5D .1∶3【解析】:如图所示,由抛物线定义知|MF |=|MH |,所以|MF |∶|MN |=|MH |∶|MN |.由△MHN ∽△FOA ,则|MH ||HN |=|OF ||OA |=12, 则|MH |∶|MN |=1∶5,即|MF |∶|MN |=1∶ 5. 答案:C.【例3】:已知点P 是抛物线y 2=4x 上的动点,点P 在y 轴上的射影是M ,点A 的坐标是(4,a ),则当|a |>4时,|PA |+|PM |的最小值是________. 【解析】:将x =4代入抛物线方程y 2=4x ,得y =±4,|a |>4,所以A 在抛物线的外部,由题意知F (1,0),则抛物线上点P 到准线l :x =-1的距离为|PN |,由定义知,|PA |+|PM |=|PA |+|PN |-1=|PA |+|PF |-1.当A ,P ,F 三点共线时,|PA |+|PF |取最小值,此时|PA |+|PM |也最小,最小值为|AF |-1=9+a 2-1. 答案:9+a 2-1.【类型二】抛物线的标准方程【例1】:如果抛物线的顶点在原点,对称轴为x 轴,焦点在直线3x -4y -12=0上,那么抛物线的方程是( )A .y 2=-16xB .y 2=12xC .y 2=16xD .y 2=-12x【解析】:由题设知直线3x -4y -12=0与x 轴的交点(4,0)即为抛物线的焦点,故其方程为y 2=16x . 答案:C .【例2】:已知圆x 2+y 2+mx -14=0与抛物线y =14x 2的准线相切,则m =( ).A .±2 2B. 3C. 2 D .± 3【解析】:抛物线的标准方程为x 2=4y ,所以准线为y =-1.圆的标准方程为⎝ ⎛⎭⎪⎫x +m 22+y 2=m 2+14,所以圆心为⎝ ⎛⎭⎪⎫-m 2,0,半径为m 2+12.所以圆心到直线的距离为1,即m 2+12=1,解得m =± 3.答案:D.【例3】:如图,过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线交抛物线于点A ,B ,交其准线l 于点C ,若|BC |=2|BF |,且|AF |=3,则此抛物线的方程为( ).A .y 2=9xB .y 2=6xC .y 2=3xD .y 2=3x 【解析】:如图,分别过A ,B 作AA 1⊥l 于A 1,BB 1⊥l 于B 1, 由抛物线的定义知:|AF |=|AA 1|,|BF |=|BB 1|, ∵|BC |=2|BF |,∴|BC |=2|BB 1|,∴∠BCB 1=30°,∴∠AF x =60°,连接A 1F ,则△AA 1F 为等边三角形,过F 作FF 1⊥AA 1于F 1,则F 1为AA 1的中点,设l 交x 轴于K ,则|KF |=|A 1F 1|=12|AA 1|=12|AF |,即p =32,∴抛物线方程为y 2=3x . 答案:C.【类型三】抛物线的几何性质【例1】:已知直线l 过抛物线C 的焦点,且与C 的对称轴垂直,l 与C 交于A 、B 两点,|AB |=12,P 为C 的准线上一点,则△ABP 的面积为( )A .18B .24C .36D .48【解析】:设抛物线方程为y 2=2px ,当x =p2时,y 2=p 2, ∴|y |=p .∴p =|AB |2=122=6,又点P 到AB 的距离始终为6,∴S △ABP =12×12×6=36.故选C.答案:C.【例2】:已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 与双曲线x 24-y 25=1的右焦点重合,抛物线的准线与x 轴的交点为K ,点A 在抛物线上且|AK |=2|AF |,则A 点的横坐标为( ).A .2 2B .3C .2 3D .4【解析】:抛物线的焦点为⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,准线为x =-p 2.双曲线的右焦点为(3,0),所以p2=3,即p =6,即y 2=12x .过A 做准线的垂线,垂足为M ,则|AK |=2|AF |=2|AM |,即|KM |=|AM |,设A (x ,y ),则y =x +3,代入y 2=12x ,解得x =3. 答案:B.【例3】:过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线交该抛物线于A ,B 两点.若|AF |=3,则|BF |=________.【解析】:法一 由1|AF |+1|BF |=2p .得|BF |=32.法二 设∠BFO =θ,则⎩⎨⎧|AF |=p +|AF |cos θ,|BF |=p -|BF |cos θ,由|AF |=3,p =2,得cos θ=13,∴|BF |=32. 答案:32.【同步训练】【一级目标】基础巩固组 一、选择题1.抛物线y 2=4x 的焦点到双曲线x 2-y 23=1的渐近线的距离是( ).A.12B.32C .1 D.3 【解析】:抛物线y 2=4x 的焦点F (1,0),双曲线x 2-y 23=1的渐近线方程是y =±3x ,即3x ±y =0,故所求距离为|3±0|32+2=32. 答案:B.2.已知圆x 2+y 2-6x -7=0与抛物线y 2=2px (p >0)的准线相切,则p 的值为( ).A .1B .2 C.12D .4【解析】:圆的标准方程为(x -3)2+y 2=16,圆心为(3,0),半径为4.圆心到准线的距离为3-⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2=4,解得p =2.答案:B.3.点M (5,3)到抛物线y =ax 2的准线的距离为6,那么抛物线的方程是( ). A .y =12x 2 B .y =12x 2或y =-36x 2C .y =-36x 2 D .y =112x 2或y =-136x 2 【解析】:分两类a >0,a <0可得y =112x 2,y =-136x 2. 答案:D.4.已知抛物线y 2=2px (p >0)的准线与圆(x -3)2+y 2=16相切,则p 的值为( )A.12B .1C .2D .4 【解析】:由题知抛物线的准线为x =-p2,圆心为(3,0)、半径为4,由准线与圆相切得圆心到准线的距离d =3+p2=4,解得p =2.答案:C.5.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两条渐近线与抛物线y 2=2px (p >0)的准线分别交于A ,B 两点,O 为坐标原点.若双曲线的离心率为2,△AOB 的面积为3,则p =( ). A .1 B.32C .2D .3【解析】:由已知得双曲线离心率e =c a=2,得c 2=4a 2,∴b 2=c 2-a 2=3a 2,即b =3a .又双曲线的渐近线方程为y =±ba x =±3x ,抛物线的准线方程为x =-p2,所以不妨令A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2,32p ,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2,-3p 2,于是|AB |=3p .由△AOB 的面积为3可得12·3p ·p 2=3,所以p 2=4,解得p =2或p =-2(舍去).答案:C. 二、填空题6.若点P 到直线y =-1的距离比它到点(0,3)的距离小2,则点P 的轨迹方程是________.【解析】:由题意可知点P 到直线y =-3的距离等于它到点(0,3)的距离,故点P 的轨迹是以点(0,3)为焦点,以y =-3为准线的抛物线,且p =6,所以其标准方程为x 2=12y . 答案:x 2=12y.7.已知抛物线y 2=4x 上一点M 与该抛物线的焦点F 的距离|MF |=4,则点M 的横坐标x 0=________.【解析】:抛物线y 2=4x 的焦点为F (1,0),准线为x =-1. 根据抛物线的定义,点M 到准线的距离为4,则M 的横坐标为3. 答案:3.8.抛物线x 2=2py (p >0)的焦点为F ,其准线与双曲线x 23-y 23=1相交于A ,B 两点,若△ABF 为等边三角形,则p =________. 【解析】:如图,在等边三角形ABF 中,DF =p ,BD =33p , ∴B 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫33p ,-p2.又点B 在双曲线上,故13p 23-p 243=1.解得p =6.答案:6. 三、解答题9.已知抛物线的顶点在原点,对称轴是x 轴,抛物线上的点M (-3,m )到焦点的距离为5,求抛物线的方程和m 的值.【解析】:法一:根据已知条件,抛物线方程可设为y 2=-2px (p >0),则焦点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2,0.∵点M (-3,m )在抛物线上,且|MF |=5,故⎩⎨⎧m 2=6p ,⎝⎛⎭⎪⎫-3+p 22+m 2=5,解得⎩⎨⎧p =4,m =26或⎩⎨⎧p =4,m =-2 6.∴抛物线方程为y 2=-8x ,m =±2 6.法二:设抛物线方程为y 2=-2px (p >0),则准线方程为x =p2,由抛物线定义,M点到焦点的距离等于M 点到准线的距离,所以有p2-(-3)=5,∴p =4.∴所求又∵点M (-3,m )在抛物线上,故m 2=(-8)×(-3),∴抛物线方程为y 2=-8x ,m =±2 6.答案:抛物线方程为y 2=-8x ,m =±2 6.10.已知倾斜角为θ的直线过抛物线y 2=2px(p>0)的焦点F ,与抛物线交于A 、B 两点,求证:(1)|AB|=2p sin 2θ; (2)S △AOB =p 22sin θ; (3)以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切.【解析】:(1)由抛物线的定义知|AF|等于点A 到准线x =-p2的距离,所以|AF|=x 1+p 2.同理,|BF|=x 2+p2.所以|AB|=|AF|+|BF|=x 1+x 2+p ①又设焦点弦的方程为y =k(x -p 2)(k≠0),所以x =1k y +p2,故x 1+x 2=1k (y 1+y 2)+p.y 2-2p k y -p 2=0,y 1+y 2=2p k .所以x 1+x 2=2pk2+p ② 将②代入①得:|AB|=2p k 2+2p =2p(1+1k 2)=2p(1+1tan 2θ)=2psin 2θ(2)如图,S △AOB =S △AOF +S △BOF =12|OF|·|AF|·sin(π-θ)+12|OF|·|BF|·sin θ=12|OF|·sin θ(|AF|+|BF|)=12|OF|·|AB|·sin θ=12·p 2·2p sin 2θ·sin θ=p 22sin θ. (3)设线段AB 的中点为M ,分别过A 、M 、B 作准线的垂线,垂足为C 、N 、D ,则|MN|=12(|AC|+|BD|)=12(|AF|+|BF|)=12|AB|.所以以AB 为直径的圆与准线相切. 答案:略.【二级目标】能力提升题组 一、选择题1.已知双曲线C 1:x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2.若抛物线C 2:x 2=2py (p >0)的焦点到双曲线C 1的渐近线的距离为2,则抛物线C 2的方程为( ).A .x 2=833y B .x 2=1633y C .x 2=8y D .x 2=16y 【解析】:∵x 2a 2-y 2b 2=1的离心率为2,∴c a =2,即c 2a 2=a 2+b 2a 2=4,∴ba = 3.x 2=2py 的焦点坐标为⎝⎛⎭⎪⎫0,p 2,x 2a 2-y 2b 2=1的渐近线方程为y =±b a x ,即y =±3x .由题意,得p21+32=2,∴p =8.故C 2:x 2=16y ,选D. 答案:D.2.(2014·洛阳统考)已知P 是抛物线y 2=4x 上一动点,则点P 到直线l :2x -y +3=0和y 轴的距离之和的最小值是( ).A. 3B. 5 C .2 D.5-1【解析】:由题,抛物线的焦点为F (1,0).设点P 到直线l 的距离为d ,由抛物线的定义可知,点P 到y 轴的距离为|PF |-1,所以点P 到直线l 的距离与到y 轴的距离之和为d +|PF |-1.易知d +|PF |的最小值为点F 到直线l 的距离,故d +|PF |的最小值为22)1(2|32|-++=5,所以d +|PF |-1的最小值为5-1.答案:D. 二、填空题3.已知椭圆C :x 24+y 23=1的右焦点为F ,抛物线y 2=4x 的焦点为F ,准线为l ,P 为抛物线上一点,PA ⊥l ,A 为垂足.如果直线AF 的倾斜角为120°,那么|PF |=________.【解析】:抛物线的焦点坐标为F (1,0),准线方程为x =-1.因为直线AF 的倾斜角为120°,所以tan 120°=y A -1-1,所以y A =2 3.因为PA ⊥l ,所以y P =y A=23,代入y 2=4x ,得x A =3,所以|PF |=|PA |=3-(-1)=4. 答案:4. 三、解答题4. 如图,抛物线()2212:4,:20C x y C x py p ==->,点()00,M x y 在抛物线2C 上,过M 作1C 的切线,切点为,A B (M 为原点O 时,,A B 重合于O)01x =,切线.MA 的斜率为12-.(I)求p 的值;(II)当M 在2C 上运动时,求线段AB 中点N 的轨迹方程.(),,.A B O O 重合于时中点为③,【高考链接】1.(2010年全国Ⅱ卷理15文15)已知抛物线2:2(0)C y px p =>的准线为l ,过(1,0)M l 相交于点A ,与C 的一个交点为B .若AM MB =,则p = .【解析】:过B 作BE 垂直于准线l 于E ,∵AM MB =,∴M 为中点,∴1BM AB 2=0BAE 30∠=, ∴1BE AB 2=,∴BM BE =,∴M 为抛物线的焦点,∴p =2. 答案:2.2.(2009年广东理科第19题)已知曲线2:C y x =与直线:20l x y -+=交于两点(,)A A A x y 和(,)B B B x y ,且A B x x <.记曲线C 在点A 和点B 之间那一段L 与线段AB 所围成的平面区域(含边界)为D .设点(,)P s t 是L 上的任一点,且点P 与点A 和点B 均不重合.(1)若点Q 是线段AB 的中点,试求线段PQ 的中点M 的轨迹方程;(2)若曲线22251:24025G x ax y y a -+-++=与点D 有公共点,试求a 的最小值. 【解析】:(1)联立2x y =与2+=x y 得2,1=-=B A x x ,则AB 中点)25,21(Q ,设线段PQ 的中点M 坐标为),(y x ,则225,221ty s x +=+=,即252,212-=-=y t x s ,又点P 在曲线C 上,∴2)212(252-=-x y 化简可得8112+-=x x y ,又点P 是L 上的任一点,且不与点A 和点B 重合,则22121<-<-x ,即4541<<-x ,∴中点M 的轨迹方程为8112+-=x x y (4541<<-x ).(2)曲线22251:24025G x ax y y a -+-++=,即圆E :2549)2()(22=-+-y a x ,其圆心坐标为)2,(a E ,半径57=r由图可知,当20≤≤a 时,曲线22251:24025G x ax y y a -+-++=与点D 有公共点;当0<a 时,要使曲线22251:24025G x ax y y a -+-++=与点D 有公共点,只需圆心E 到直线:20l x y -+=的距离572||2|22|≤=+-=a a d ,得0527<≤-a ,则a 的最小值为527-.答案: (1) M 的轨迹方程为8112+-=x x y (4541<<-x ). (2) a 的最小值为527-.3.(2013年福建数学(理))如图,在正方形OABC 中,O 为坐标原点,点A 的坐标为(10,0),点C 的坐标为(0,10).分别将线段OA 和AB 十等分,分点分别记为129,,....A A A 和129,,....B B B ,连结i OB ,过i A 做x 轴的垂线与i OB 交于点*(,19)i P i N i ∈≤≤.(1)求证:点*(,19)i P i N i ∈≤≤都在同一条抛物线上,并求该抛物线E 的方程; (2)过点C 做直线与抛物线E 交于不同的两点,M N ,若OCM ∆与OCN ∆的面积比为4:1,求直线的方程.【解析】:(Ⅰ)依题意,过*(,19)∈≤≤i A i N i 且与x 轴垂直的直线方程为=x i(10,)i B i ,∴直线i OB 的方程为10=iy x 设i P 坐标为(,)x y ,由10=⎧⎪⎨=⎪⎩x iiy x 得:2110=y x ,即210=x y , ∴*(,19)∈≤≤i P i N i 都在同一条抛物线上,且抛物线E 方程为210=x y(Ⅱ)依题意:直线的斜率存在,设直线的方程为10=+y kx由21010=+⎧⎨=⎩y kx x y得2101000--=x kx [来源:学*科*网] 此时2100+4000∆=>k ,直线与抛物线E 恒有两个不同的交点,M N设:1122(,)(,)M x y N x y ,则121210100+=⎧⎨⋅=-⎩x x kx x4∆∆=OCM OCN S S ∴124=x x 又120⋅<x x ,∴124=-x x 分别代入21010=+⎧⎨=⎩y kx x y,解得32=±k 直线的方程为3+102=±y x ,即32200-+=x y 或3+2200-=x y .答案: (Ⅰ) 抛物线E 方程为210=x y ;(Ⅱ) 直线的方程为 32200-+=x y 或3+2200-=x y .。
抛物线的定义与性质

抛物线的定义与性质抛物线是由平面上一点P到一个定点F的距离与点P到一条直线L的距离相等的轨迹。
在平面直角坐标系中,抛物线的方程可以表示为y = ax² + bx + c,其中a、b、c是常数,a ≠ 0。
抛物线具有许多有趣的性质,下面将逐一介绍。
性质一:焦点和直线L抛物线的焦点是定点F,直线L是平行于y轴的直线,距离焦点F的垂直距离是h。
根据抛物线的定义,对于任意一点P(x, y)在抛物线上,我们可以得到以下关系:PF = PL√[(x - p)² + (y - q)²] = |y - h|其中,(p, q)是抛物线的顶点。
性质二:焦半径焦半径是从焦点F到抛物线上任意一点P的线段。
根据性质一中的等式,我们可以得到焦点与抛物线上的任意一点之间的距离PF与抛物线切线的夹角θ满足以下关系:PF = |PC|cosθ其中,切线的斜率可以通过抛物线的方程求出。
性质三:对称轴抛物线的对称轴是直线x = p,其中p是抛物线的顶点的横坐标。
对称轴将抛物线分成两个对称的部分,具有关于对称轴的对称性。
性质四:焦点的坐标对于抛物线y = ax² + bx + c,焦点的横坐标可以通过以下公式计算:p = -b / (2a)焦点的纵坐标可以通过以下公式计算:q = c - b² / (4a)性质五:切线与法线抛物线上的任意一点P的切线与该点的法线垂直,并且共线。
对于抛物线y = ax² + bx + c,点P(x0, y0)处的切线的斜率可以通过以下公式计算:m = 2ax0 + b点P处的切线的方程可以表示为:y - y0 = m(x - x0)该切线的法线与切线斜率的乘积为-1。
性质六:焦点的几何意义抛物线的焦点F到任意一点P的线段PF的长度与FP的长度相等。
这说明,焦点是抛物线上各点到抛物线的一条对称轴的距离之差的等分点。
性质七:离心率离心率是抛物线焦点到抛物线对称轴的距离与焦点到抛物线上任意一点P的距离之比的绝对值。
1、抛物线的定义、标准方程、几何性质

1、抛物线的定义、几何性质学习目标:理解掌握抛物线的定义、几何性质,并能解决有关问题 重点: 抛物线的定义、几何性质难点:利用抛物线的定义、几何性质解决有关问题 知识梳理:抛物线定义:平面内到一定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹称为抛物线(点F 不在直线l 上). 注意:点F 在直线l 上时,轨迹是过点F 且垂直于直线l 的一条直线 2.抛物线四种标准方程的几何性质:轴)轴轴)轴3.抛物线)0(22>=p px y 的几何性质:(1)范围:因为p>0,由方程可知x ≥0,所以抛物线在y 轴的右侧,当x 的值增大时,|y |也增大,说明抛物线向右上方和右下方无限延伸. (2)对称性:对称轴要看一次项,符号决定开口方向. (3)顶点(0,0),焦点(,0)2p F ,准线2px -=,焦准距p . (4) 焦半径:抛物线 )0(22>-=p px y 上一点),(00y x P 到焦点(,0)2p F 的距离2||||0px PF += 抛物线 )0(22>±=p py x 上一点),(00y x P 到焦点(,0)2p F 的距离 2||||0py PF +=(5) 焦点弦长:抛物线)0(22>=p px y 的焦点弦AB ,),(11y x A ,),(22y x B ,则p x x AB ++=21||.4.焦点弦的相关性质:焦点弦AB ,),(11y x A ,),(22y x B , 焦点(,0)2p F (1)以抛物线的焦点弦为直径的圆和抛物线的准线相切(2) 221p y y -=,4221p x x =(3)pBF AF 211=+ (4)通径:过焦点垂直于焦点所在的轴的焦点弦叫做通径.抛物线的通径长:2p . 5.弦长公式:),(11y x A ,),(22y x B 是抛物线上两点,则221212()()AB x x y y =-+-||11||1212212y y kx x k -+=-+= 分类例析: 一、 抛物线的定义、几何性质及应用 例1(1)过抛物线x y 82=的焦点F 作倾斜角是π43的直线,交抛物线于A,B 两点,则||AB = A .8B .28C .216D .16(2)(2020新课标1理4)已知A 为抛物线C :y 2=2px (p >0)上一点,点A 到C 的焦点的距离为12,到y 轴的距离为9,则p =A .2B .3C .6D .9(3)经过抛物线)0(22>=p px y 的焦点作一直线l 交抛物线 于),(11y x A ,),(22y x B ,则2121x x y y 的值为__________。
抛物线知识点归纳
抛物线方程及其性质1.抛物线定义:平面内到一定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹称为抛物线. 2.抛物线四种标准方程的几何性质:图形参数p 几何意义 参数p 表示焦点到准线的距离,p 越大,开口越阔.开口方向 右左上下 标 准方 程 22(0)y px p => 22(0)y px p =-> 22(0)x py p =>22(0)x py p =->焦 点位 置 X 正X 负Y 正Y 负焦 点坐 标 (,0)2p (,0)2p -(0,)2p(0,)2p -准 线方 程 2p x =-2p x =2p y =-2p y =范 围 0,x y R ≥∈0,x y R ≤∈0,y x R ≥∈0,y x R ≤∈对 称轴 X 轴X 轴Y 轴Y 轴顶 点坐 标 (0,0)离心率 1e =通 径 2p焦半径11(,)A x y 12p AF x =+12p AF x =-+12p AF y =+12p AF y =-+焦点弦长AB12()x x p ++ 12()x x p -++ 12()y y p ++ 12()y y p -++焦点弦长AB 的补充11(,)A x y22(,)B x y以AB 为直径的圆必与准线l 相切若AB 的倾斜角为α,22sin p AB α=若AB 的倾斜角为α,则22cos pAB α=2124p x x = 212y y p =-112AF BF AB AF BF AF BF AF BF p++===•• 3.抛物线)0(22>=p px y 的几何性质:(1)范围:因为p>0,由方程可知x ≥0,所以抛物线在y 轴的右侧, 当x 的值增大时,|y |也增大,说明抛物线向右上方和右下方无限延伸.(2)对称性:对称轴要看一次项,符号决定开口方向. (3)顶点(0,0),离心率:1=e ,焦点(,0)2p F ,准线2px -=,焦准距p . (4) 焦点弦:抛物线)0(22>=p px y 的焦点弦AB ,),(11y x A ,),(22y x B ,则p x x AB ++=21||. 弦长|AB|=x 1+x 2+p,当x 1=x 2时,通径最短为2p 。
抛物线总结知识点
抛物线总结知识点一、抛物线的定义1、几何定义抛物线实际上是一个平面上的曲线,其特点是所有点到焦点的距离与直线上的点到焦点的距离相等。
在几何上,抛物线可以用一定的数学方法来绘制,比如几何学中的反射法则,就是一个通过抛物线的特性进行绘制的方法。
2、代数定义抛物线也可以用数学式子来表示,通常来说,一个一般形式的抛物线方程可以表示为:y=ax^2+bx+c。
其中a、b、c为常数,且a≠0。
这个方程就是抛物线的代数表示方法。
二、抛物线的性质1、对称性抛物线具有对称性,即其焦点与直线的对称轴关于抛物线是对称的。
也就是说,如果你在抛物线上选取一个点,并且在该点的正上方或是正下方做等距的另外一个点,那么这两个点与抛物线的焦点的距离是一样的。
2、焦点抛物线的焦点是抛物线中的一个重要点,所有在抛物线上的点到焦点的距离,是和这根线上的点到焦点的距离是相等的。
这也是抛物线对称性的基础。
3、直线抛物线的对称轴是一条直线,这条直线被称为抛物线的直线。
直线与抛物线的焦点以及对称轴是彼此有特殊的关系的,这样的直线通常是抛物线的对称轴。
4、距离性质抛物线上的任意一点到焦点的距离与该点到抛物线的对称轴的距离之间的关系。
通常,这个距离关系就是抛物线的形成依据之一。
三、抛物线的方程1、标准形式标准形式的抛物线通常以y=ax^2+bx+c的数学形式表示。
这种数学形式可以清楚的展现抛物线的双曲性。
2、顶点形式抛物线的顶点形式方程也是一种比较通用的表示方法。
顶点形式的抛物线方程是一种通过抛物线的顶点来表示其位置的方法。
其数学表达式通常为y=a(x-h)^2+k,其中(h,k)为抛物线的顶点坐标。
3、焦点形式焦点形式的抛物线方程则是基于抛物线的焦点和直线来展现其形状和位置的。
该类型的方程通常为x^2=4py,其中p为焦点的距离。
四、抛物线的几何意义1、抛物线的几何意义作为一条特殊的曲线,抛物线在实际中有着丰富的几何意义。
通过抛物线的特性和性质,我们可以从几何角度来认识抛物线。
几何中的抛物线性质
几何中的抛物线性质抛物线是数学中的一种特殊曲线,它在几何学和物理学等领域中有着广泛的应用。
本文将介绍抛物线的定义及其基本性质,包括焦点、准线、顶点、对称轴等重要概念。
同时,还将探讨抛物线的相关公式和实际应用,帮助读者更好地理解并应用这一几何形状。
一、抛物线的定义抛物线是一种二次曲线,由焦点到准线的距离始终相等构成。
其数学表达式为:y = ax² + bx + c其中a、b、c为常数且a≠0。
抛物线是一个平滑的U形曲线,向上或向下开口,具有许多独特的性质。
二、抛物线的基本性质1. 焦点和准线:焦点是指离抛物线上任意一点的距离与该点到准线的距离相等的点。
准线是平行于对称轴,并与抛物线不相交的一条直线。
2. 顶点和对称轴:顶点是指抛物线的最高点或最低点,即曲线的拐点。
对称轴是通过焦点和顶点的直线,也是抛物线的对称轴线。
3. 焦距公式:焦距是指焦点到对称轴的距离。
在一般的抛物线方程中,焦距的计算公式为:f = 1 / (4a)4. 切线和法线:切线是抛物线某一点处切于曲线的直线,而法线则与切线垂直。
5. 弧长和曲率:抛物线的弧长可使用积分计算。
曲率是抛物线某一点处曲线的弯曲程度,由相应的导数或偏导数表示。
三、抛物线的相关公式1. 标准形式:y = ax²2. 顶点坐标:(-b/2a, f(-b/2a))3. 焦点的坐标:(p, a/p),其中p为焦距4. 准线方程:y = -p5. 切线方程:y = mx + c,其中m是抛物线某一点处的导数,c为相应的截距四、抛物线的实际应用抛物线不仅在数学领域中具有重要意义,还广泛应用于各行各业。
以下是一些抛物线在实际中的应用示例:1. 抛物线反射器:抛物线形状的反射器可以将平行光线聚焦到一个点上,常用于望远镜、卫星天线等设备中。
2. 炮弹的轨迹:抛物线方程可用于计算炮弹射程和最大高度等参数,有助于炮弹的轨迹预测和射击控制。
3. 桥梁设计:在桥梁的设计过程中,抛物线形状能够提供足够的结构安全性和荷载分布均匀性。
抛物线的定义、标准方程 几何性质
第三讲 抛物线定义、标准方程和几何意义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定点F 叫做抛物线的焦点,定直线l 叫做抛物线的准线 抛物线的准线方程(1))0(22>=p px y , 焦点:)0,2(p ,准线l :2p x -= (2))0(22>=p py x , 焦点:)2,0(p ,准线l :2py -= (3))0(22>-=p px y , 焦点:)0,2(p-,准线l :2p x =(4) )0(22>-=p py x , 焦点:)2,0(p -,准线l :2p y =相同点:(1)抛物线都过原点;(2)对称轴为坐标轴;(3)准线都与对称轴垂直,垂足与焦点在对称轴上关于原点对称 它们到原点的距离都等于一次项系数绝对值的41,即242p p =不同点:(1)图形关于X 轴对称时,X 为一次项,Y 为二次项,方程右端为px 2±、左端为2y ;图形关于Y 轴对称时,X 为二次项,Y 为一次项,方程右端为py 2±,左端为2x(2)开口方向在X 轴(或Y 轴)正向时,焦点在X 轴(或Y 轴)的正半轴上,方程右端取正号;开口在X 轴(或Y 轴)负向时,焦点在X 轴(或Y 轴)负半轴时,方程右端取负号 抛物线的几何性质(1)范围因为p >0,由方程()022>=p px y 可知,这条抛物线上的点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.(2)对称性以-y 代y ,方程()022>=p px y 不变,所以这条抛物线关于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.在方程()022>=p px y 中,当y=0时,x=0,因此抛物线()022>=p px y 的顶点就是坐标原点.(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. 17抛物线的焦半径公式:抛物线)0(22>=p px y ,0022x p p x PF +=+=抛物线)0(22>-=p px y ,0022x p p x PF -=-=抛物线)0(22>=p py x ,0022y p p y PF +=+=抛物线)0(22>-=p py x ,0022y p p y PF -=-=18.直线与抛物线: (1)位置关系:相交(两个公共点或一个公共点);相离(无公共点);相切(一个公共点) 将b kx y l +=:代入0:22=++++F Ey Dx CyAx C ,消去y ,得到关于x 的二次方程02=++c bx ax (*) 若0>∆,相交;0=∆,相切;0<∆,相离 综上,得:联立⎩⎨⎧=+=pxyb kx y 22,得关于x 的方程02=++c bx ax当0=a (二次项系数为零),唯一一个公共点(交点)当0≠a ,则若0>∆,两个公共点(交点)0=∆,一个公共点(切点) 0<∆,无公共点 (相离) (2)相交弦长:弦长公式:21kad +∆=,(3)焦点弦公式:抛物线)0(22>=p px y , )(21x x p AB ++= 抛物线)0(22>-=p px y , )(21x x p AB +-= 抛物线)0(22>=p py x , )(21y y p AB ++= 抛物线)0(22>-=p py x ,)(21y y p AB +-=(4)通径:定义:过焦点且垂直于对称轴的相交弦 通径:p d 2= (5)若已知过焦点的直线倾斜角θ则⎪⎩⎪⎨⎧=-=px y p x k y 2)2(20222=--⇒p y k p y ⎪⎩⎪⎨⎧-==+⇒221212py y k p y y θsin 24422221p pkp y y =+=-⇒θθ221sin2sin 1p y y AB =-=⇒(6)常用结论:⎪⎩⎪⎨⎧=-=pxy p x k y 2)2(20222=--⇒p y k p y 和04)2(22222=++-p k x p p k x k 221p y y -=⇒和421p x x =。
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抛物线的概念、性质、几何意义【教学内容】抛物线的概念、性质、几何意义及其直线与抛物线的位置关系、抛物线的应用等。
【教学目标】1、掌握抛物线的定义,动点到定点的距离等于动点到定直线的距离,则动点的轨迹是抛物线。
熟练掌握顶点在原点,对称轴为坐标轴的抛物线的四种标准形式:y 2=2px 、y 2=-2px 、x 2=2py 、x 2=-2py (p >0)及其它们的焦点坐标、对称轴方程。
2、焦参数p (p >0)的几何意义为抛物线的焦点到其准线的距离。
若已知了抛物线顶点在顶点,焦点在x 轴上,则可设抛物线的方程为y 2=2ax (a ≠0);若抛物线的顶点在原点,焦点在y 轴上,则可设抛物线的方程为x 2=2ay (a ≠0),再由另外一个条件就可以求出抛物线标准方程了。
若顶点在原点,焦点在坐标上,则就要分焦点在x 轴上和焦点在y 轴上两种情况来设抛物线的方程。
3、抛物线标准方程中,判别焦点在哪个轴上的方法是看方程的一次项,若一次项的变量为x ,则焦点在x 轴上;若一次项的变量为y ,则焦点在y 轴上。
另外,对于抛物线y 2=2ax (a ≠0),焦点坐标为(2a ,0),准线方程为2ax -=;对于抛物线x 2=2ay (a ≠0)焦点坐标为(0,2a ),准线方程为2ay -=。
这一结论对a >0及a <0均成立。
4、在抛物线中,抛物线上的动点到焦点的距离我们常常转化为动点到准线的距离来处理,这一思想方法在抛物线中有着广泛的应用。
我们在学习时要引起重视。
【知识讲解】例1、求经过定点A (-3,2)的抛物线的坐标准方程。
解:抛物线过第二象限内的点A (-3,2),应考虑开口向上及向左两种情形。
(1)若开口向左,设抛物线方程为y 2=-2px ,因为抛物线过点A (-3,2),∴22=-2p(-3)即342=p ,则抛物线方程为x y 342-=。
(2)若开口向上,设其方程为x 2=2py ,因为抛物线过点A (-3,2),∴22)3(2⋅=-p ,即292=p 综上所述,抛物线的方程为x y 342-=此无法确定抛物线的类型,可根据所给点的位置,考虑过这点的抛物线有几种类型来求解。
例2、如图,动圆M 与定直线y=2相切,且与定圆1)3(:22=++y x C 相外切,求动圆圆心M 的轨迹方程。
解:设动圆圆心M (x ,y )动圆半径为r ,过点M 作MN 垂直于直线y=2,N 为垂足,则有1||1||+=+=MN r MC ,动点M 到定点C 的距离等于它到直线y=2的距离加上1,∴动点M 到定点C (0,-3)的距离等于它到定直线y=3的距离,由抛物线的定义可知,动点M 的轨迹方程是以C (0,-3)为焦点,直线y=3 例3、 解:设△OAB 心在焦点F 上,∴方程为x=a ,∴A pa 2-)∵222=--⋅p a pa a pa A (25p ,p 5为:02922=-+px y x 。
例4、求与直线2 :-=x l 相切,且过点A (2,0),圆心在直线4x -5y -12=0上的圆的方程。
解:因为圆心到定点A (2,0)的距离等于它到直线x=-2的距离,由抛物线的定义可知,圆心必在抛物线y 2=8x 上,又已知圆心在直线4x -5y -12=0上,解方程组 0125482=--=y x x y得 21=x 或 18=x 2-=y 12=y 设圆的半径为r ,当2 ,21-==y x 时,25221=+=r 当12 ,18==y x 时,20218=+=r ,所以,所求圆的方程为2||2a 说明:若已知了圆锥曲线的准线方程、离心率及圆锥曲线上的一点的坐标,要求与准线对应的焦点或顶点的轨迹方程时,我们通常是先假设出与准线对应的焦点的坐标,然后由圆锥曲线的第二定义求出该焦点的轨迹方程。
以y该题就可以用上述方法,先求出左焦点轨迹方程,找出左顶点坐标及左焦点坐标间的关系,最后求出左顶点的轨迹方程为:1)2(4)32(922=-+-y x 。
例6、抛物线y 2=8x 的焦点为F ,A (4,-2)为一定点,在抛物线上找一点M ,使|MA|+|MF|为最小,求M 点的坐标。
解:如图所示,A (4,-2)在抛物线y 2=8x 的内部,过点A 作准线的垂线,E 为垂足,交抛物线于M 点,则M 点即为所求,其坐标为(21,-2),现在证明|MA|+|MF|为最小,在抛物线y 2=8x 上取一点M ',作M 'E '⊥准线于E ',根据抛物线定义,|MF|=|ME|,|M 'F|=|M 'E '|,|MA|+|MF|=|AE|,|M 'A|+|M 'F|=|M 'A|+|M 'E '|而|AE|<|M 'F|+|M 'E '|∴|MA|+|MF|最少。
注意:在与抛物线有关的计算或证明中,我们要不失时机地运用其定义,这样可以使计算或证明来得简捷方便。
③由②知,x ky k =-12,设k 2-1=yt ,k=xt ,代入③得:)1(4422yt px pxyt y x ++-=+,所以px y x 422=+,即2224)2(p y p x =+-,其轨迹为以(2p ,0)为圆心,2p 为半径的圆。
例8、过点(-1,-6)的直线l 与抛物线y 2=4x 相交于A 、B 两点,(1)求直线l 斜率k 范围,(2)若p (29,0),又△ABP 为等腰三角形,其中||||PB PA =,求k 的值。
解:(1)显然,l 与x 轴不垂直,令)1(6:+=+x k y l ,(k ≠0)则16-+=ky x ,∴042442=+--k y ky ,(*)△=16+16k(6-k)>0即k 2-6k -1<0,而方程k 2-6k -1=0的两k 为103±=k ∴)103 ,0()0 , 103(+⋃-∈k 。
(2)设A(x 1,y 1)、B (x 2,y 2),AB 中点Q (x 0,y 0),由方程(*)得:k y y 421=+,212421216162212121-+=-++=-++-+=+kk k y y k y k y x x∴)2 ,162(2kk k Q -+,∵PQ ⊥AB ,∴121162022-=-+-⋅k k k k ,∴041272=--k k ,k=2或72-=k (舍去),所以k=2。
例9、已知直线)( 0:N n ny x l ∈=-,圆1)1()1(:22=+++y x M ,抛物∴0122222=++++y y ny y n 即01)1(2)1(22=++++y n y n ,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)∴2211)1(2nn y y ++-=+, 22111n y y +=⋅,又22211(||kAB +=22222214)1()1(4)1(||n n n n AB ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+++=422)1)(14(||nn n CD ++=,∴→n lim例10、过定点p(0,-2)OB 解:显然,直线AB 即y=kx -2,代入y 2=4x 得:k 2x 2-4(k +1)x +4=0(*)设A (x (221x x +,221y y +),∴Q (x 1+中,221)1(4k k x x +=+,k y y 21=+则2)1(4kk x +=① ky 4=②由②得y k 4=代入①得)14(4162+=y y x ,244y y x +=即:)1(4)2(2+=+x y ,又在方程(*)中016)12(1622>-++=∆k k k ,∴21->k ,又k ≠0∴) ,0()0 ,21(∞+⋃-∈k ,∴) ,0()2 ,(1∞+⋃--∞∈k,∴) ,0()8 ,(4∞+⋃--∞∈k,即另一顶点Q 轨迹方程为)1(4)2(2+=+x y ,其中) ,0()8 ,(∞+⋃--∞∈y 。
例11交于不同两点B BC 分析:Q 分点,P y=k(x -2)即可。
解:设,(x P '动直线(:=x k y l+2=0,△=k 2-8k -8>0,∴624+>k 或624-<k ,∵21||||y y C C B B ='' ∴=-++-=-+--⋅+-=++=+⋅+='4)()(22)2()2()2()2(1212121211221212212122111x x x x x x x k x k x k k x k x y y y x y x y y x y y x x)2(4122442≠'-+=-+x k k k ,∴44)2(+'=-'x x k 又)2(-'='x k y ,∴44+'='x y ,这就是P 点的轨迹方程。
∵)441(12412)2(-+=-=-'='k k k x k y 且2≠'x ,又624+>k 或624-<k ,∴)6412 , 6412(+-∈'y 且12≠y ∵ 32x x '+=∴ 23-='x x3y y '=y y 3='代入44+'='x y 中,得04312=--y x 其中)6344 , 6344(+-∈y 且4≠y ∴轨迹为直线04312=--y x 介于36446344+<<-y 间的一段,且除去点(34,4)。