选修1-1教案2.3.2抛物线的几何性质2

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高中数学人教A版选修1-1课件:2.3.2《抛物线的简单几何性质》课时2

高中数学人教A版选修1-1课件:2.3.2《抛物线的简单几何性质》课时2

抛物线的通径和焦半径
1.通过焦点且垂直对称轴的直线,与抛物线 相交于两点,连接这两点的线段叫做抛物线 的通径。
通径的长度:2P P越大,开口越开阔
y
P ( x0 , y0 )
OF
x
2.连接抛物线任意一点与焦点的线段叫做抛物线的焦半径。
焦半径公式: |PF|=x0+p/2
下面请大家推导出其余三种标准方程抛物线的焦半径公式。
1,或 k
1
时, 方程

2
没有实数解, 从而
2
方程组 没有解.这时,直线 l 与抛物线没有公共点.
综上,我们可得:
当k 1,或k 1 ,或k 0时,直线 l 与抛物线 2
只有一个公共点.
当 1 k 1 ,且k 0时, 直线 l 与抛物线有 2
两个公共点.
当k 1,或k 1 ,时 , 直线 l 与抛物线没有公共点. 2
y2=mx(m ≠0)(x2=my
(m≠0)),可避免讨论
例3.正三角形的一个顶点位于坐标原点,另外两个顶 点在抛物线y2=2px(p>0)上,求这个正三角形的边长.
分析:如图,设正三角形OAB的顶点A,B 在抛物线上, 且它们的坐标分别为(x1,y1)和(x2,y2),
则 y12=2px1,y 22=2px2,
直线DB平行于抛物线的对称轴。
OF
x
DB
证明:以抛物线的对称轴为x轴,它的顶点为原点,
建立直角坐标系。设抛物线的方程为y2 2 px,
点A的坐标为( y02 2p
,
y0 ),则直线OA的方程为y
2p y0
x,
y
抛物线的准线是x p
A
2
联立可得点D的纵坐标为y p2 .

高中数学选修1-1优质学案7:2.3.2抛物线的简单几何性质

高中数学选修1-1优质学案7:2.3.2抛物线的简单几何性质

2.3.2抛物线的简单几何性质学习目标1.了解抛物线的几何图形,知道抛物线的简单几何性质,学会利用抛物线方程研究抛物线的几何性质的方法.2.了解抛物线的简单应用.学习重点:会用抛物线的性质解决与抛物线相关的综合问题.学习难点:直线与抛物线的位置关系的应用.知识梳理1.抛物线的简单几何性质设抛物线的标准方程为y2=2px(p>0)(1)范围:抛物线上的点(x,y)的横坐标x的取值范围是________,抛物线在y轴的______侧,当x的值增大时,|y|也________,抛物线向右上方和右下方无限延伸.(2)对称性:抛物线关于________对称,抛物线的对称轴叫做________________.(3)顶点:抛物线和它的轴的交点叫做抛物线的________.抛物线的顶点为____________.(4)离心率:抛物线上的点到焦点的距离和它到准线的距离的比,叫做抛物线的__________,用e表示,其值为______.(5)抛物线的焦点到其准线的距离为______,这就是p的几何意义,顶点到准线的距离为p2,焦点到顶点的距离为________.2.直线与抛物线的位置关系直线y=kx+b与抛物线y2=2px(p>0)的交点个数决定于关于x的方程________________________的解的个数.当k≠0时,若Δ>0,则直线与抛物线有______个不同的公共点;当Δ=0时,直线与抛物线有______个公共点;当Δ<0时,直线与抛物线________公共点.当k=0时,直线与抛物线的轴__________,此时直线与抛物线有______个公共点.3.抛物线的焦点弦设抛物线y2=2px(p>0),AB为过焦点的一条弦,A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点M(x0,y0),则有以下结论.(1)以AB为直径的圆与准线________.(2)|AB|=________(焦点弦长与中点坐标的关系).(3)|AB|=x1+x2+______.(4)A、B两点的横坐标之积、纵坐标之积为定值,即x1x2=________,y1y2=________. 例题精析例1已知抛物线关于x轴对称,它的顶点为坐标原点,并且经过点M(2,),求它的标准方程.例2斜率为1的直线l 经过抛物线y2=4x的焦点F,且与抛物线相交于A,B两点,求线段AB的长.例3 过抛物线焦点F的直线交抛物线于A,B两点,通过点A和抛物线顶点的直线交抛物线的准线于点D,求证:直线DB平行于抛物线的对称轴.例4 已知抛物线的方程为y2=4x,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y2=4x :只有一个公共点;有两个公共点;没有公共点?课堂检测 一、选择题1.顶点在原点,对称轴为坐标轴的抛物线过点(-2,3),它的方程是( ) A .x 2=-92y 或y 2=43xB .y 2=-92x 或x 2=43yC .y 2=-92xD .x 2=43y2.若抛物线y 2=2px (p >0)上三个点的纵坐标的平方成等差数列,那么这三个点到抛物线焦点F 的距离的关系是( ) A .成等差数列B .既成等差数列又成等比数列C .成等比数列D .既不成等比数列也不成等差数列3.已知点P 是抛物线y 2=2x 上的一个动点,则点P 到点(0,2)的距离与点P 到该抛物线准线的距离之和的最小值为( ) A.172 B .3 C. 5 D.924.设斜率为2的直线l 过抛物线y 2=ax (a ≠0)的焦点F ,且和y 轴交于点A ,若△OAF (O 为坐标原点)的面积为4,则抛物线方程为( ) A .y 2=±4x B .y 2=±8x C .y 2=4x D .y 2=8x5.设直线l 1:y =2x ,直线l 2经过点P (2,1),抛物线C :y 2=4x ,已知l 1、l 2与C 共有三个交点,则满足条件的直线l 2的条数为( )A .1B .2C .3D .46.过抛物线y 2=ax (a >0)的焦点F 作一直线交抛物线于P 、Q 两点,若PF 与FQ 的长分别为p 、q ,则1p +1q 等于( )A .2a B.12a C .4a D.4a二、填空题7.已知抛物线C 的顶点为坐标原点,焦点在x 轴上,直线y =x 与抛物线C 交于A ,B 两点,若P (2,2)为AB 的中点,则抛物线C 的方程为________.8.已知F 是抛物线C :y 2=4x 的焦点,A 、B 是抛物线C 上的两个点,线段AB 的中点为M(2,2),则△ABF的面积等于________.9.过抛物线x2=2py (p>0)的焦点F作倾斜角为30°的直线,与抛物线分别交于A、B两点(点A在y轴的左侧),则|AF||FB|=________.三、解答题10.设抛物线y=mx2 (m≠0)的准线与直线y=1的距离为3,求抛物线的标准方程.11.过点Q(4,1)作抛物线y2=8x的弦AB,恰被Q所平分,求AB所在的直线方程.能力提升12.设抛物线y2=8x的焦点为F,准线为l,P为抛物线上一点,P A⊥l,A为垂足,如果直线AF的斜率为-3,那么|PF|等于()A.4 3 B.8 C.8 3 D.1613.已知直线l经过抛物线y2=4x的焦点F,且与抛物线相交于A、B两点.(1)若|AF|=4,求点A的坐标;(2)求线段AB的长的最小值.课堂小结1.抛物线上一点与焦点的距离问题,可转化为该点到准线的距离.2.直线与抛物线的位置关系,可利用直线方程与抛物线方程联立而成的方程组的解来判定;“中点弦”问题也可使用“点差法”.——★ 参 考 答 案 ★——知识梳理1.(1)x ≥0 右 增大 (2)x 轴 抛物线的轴 (3)顶点 坐标原点 (4)离心率 1 (5)p p 22.k 2x 2+2(kb -p )x +b 2=0 两 一 没有 平行或重合 一 3.(1)相切 (2)2(x 0+p 2) (3)p (4)p 24 -p 2例题精析例1解:因为抛物线关于x 轴对称,它的顶点在坐标原点,并且经过点M (2,),所以,可设它的标准方程为因为点M 在抛物线上,所以 即p =2.因此,所求抛物线的标准方程是例2[解析]由抛物线的方程可以得到它的焦点坐标,又直线l 的斜率为1,所以可以求出直线l 的方程;与抛物线的方程联立,可以求出A ,B 两点的坐标;利用两点间的距离公式可以求出∣AB |.这种方法虽然思路简单,但是需要复杂的代数运算.下面,我们介绍另外一种方法——数形结合的方法.如图,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由抛物线的定义可知|AF |等于点A 到准线的距离|AA ’|设|AA ’|=d A ,而d A =x 1+1,于是|AF|= d A =x 1+1.同理|BF |=|BB ’|= d B =x 2+1,于是得|AB |=|AF |+|BF |= x 1+x 2+2由此可见,只要求出点AB 的横坐标之和x 1+x 2,就可以求出|AB |.解:由题意得,p =2,,焦点F (1,0),准线l :x =-1.如图,设设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),A ,B 到准线的距离分别为d A , d B .由抛物线的定义可知|AF|= d A =x 1+1,|BF |=|BB ’|= d B =x 2+1, 于是AB =|AF|+|BF |=x 1+x 2+2,由已知得抛物线的焦点为F (1,0),所以直线AB 的方程为y =x -1.①-22(0)y px p =>2(22,p -=⨯24.y x=12p=将①代入方程y2=4x,得(x-1)2=4x化简得x2-6x+1=0由求根公式得x1, x2,于是|AB|= x1+ x2=8.所以,线段AB的长是8.例3[解析]我们用坐标法证明,即通过建立抛物线及直线的方程,借助方程研究直线DB与抛物线对称轴之间的位置关系.建立如图所示的直角坐标系,只要证明点D的纵坐标与点B的纵坐+标相等即可.证明:如图,以抛物线的对称轴为x轴,它的顶点为原点,建立直角坐标系.设抛物线的方程为过点A的坐标为(,y0),则直线OA的方程为抛物线的准线方程是联立(2)(3),可得点D的纵坐标为22y px, (1)=22yp2py x(y), (2)y=≠2px. (3)=-2py. (4)y=-因为点F 的坐标为(,0),所以直线AF 的方程为联立(1)(5),可得点B 的纵坐标为由(4)(6)可知,DB ∥x 轴. 当y 2=p 2时,结论显然成立.所以,直线DB 平行于抛物线的对称轴.例4 [解析]用[解析]法解决这个问题,只要讨论直线l 的方程与抛物线的方程组成的方程组的解的情况,由方程组解的情况判断直线l 与抛物线的位置关系.由方程组2p022022022py py (x ), (5)y p y p .=--≠其中2p y . (6)y =-()12 ,y k x .-=+解:由题意设直线的方程为l ()2124y k x ,y x ,⎧-=+⎪⎨=⎪⎩()*()244210-++=可得ky y k ()101k ,y .==当时由方程得21144y y x,x .===把代入得114,(,).这时直线与抛物线只有一个公共点l ()()2201621k , k k .≠∆=-+-当时方程的判别式为211021012,k k ,k ,k .︒∆=+-==-=由即解得或112,k ,k ,,.,.=-=*于是当或时方程①只有一个解从而方程组()只有一个解这时直线与抛物线只有一个公共点l课堂检测 1.B[解析]由题意知所求抛物线开口向上或开口向左,利用待定系数法可求得方程. 2.A[解析]设三点为P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),P 3(x 3,y 3),则y 21=2px 1,y 22=2px 2,y 23=2px 3, 因为2y 22=y 21+y 23,所以x 1+x 3=2x 2, 即|P 1F |-p 2+|P 3F |-p2=2⎝⎛⎭⎫|P 2F |-p 2, 所以|P 1F |+|P 3F |=2|P 2F |. 3.A [解析]212021012,k k ,k .︒∆>+-<-<<由即解得1102,k k ,,.,.-<<≠于是当,且时方程有两个解从而方程组有两个解这时直线与抛物线有两个公共点l 112,k ,k ,,.,.<->于是当或时方程 没有实数解从而方程组没有解这时直线与抛物线没有公共点l ,综上我们可得1102k ,k ,k .=-==当或或时,直线与抛物线只有一个公共点l 1102k k ,.-<<≠当,且时直线与抛物线有两个公共点l 112k ,k ,,.<->当或时直线与抛物线没有公共点l如图所示,由抛物线的定义知,点P 到准线x =-12的距离d 等于点P 到焦点的距离|PF |.因此点P 到点(0,2)的距离与点P 到准线的距离之和可转化为点P 到点(0,2)的距离与点P 到点F 的距离之和,其最小值为点M (0,2)到点F ⎝⎛⎭⎫12,0的距离,则距离之和的最小值为4+14=172.] 4.B[解析]y 2=ax 的焦点坐标为⎝⎛⎭⎫a 4,0,过焦点且斜率为2的直线方程为y =2⎝⎛⎭⎫x -a4,令x =0得y =-a2.∴12×|a |4×|a |2=4,∴a 2=64,∴a =±8. 5.C[解析]∵点P (2,1)在抛物线内部,且直线l 1与抛物线C 相交于A ,B 两点,∴过点P 的直线l 2在过点A 或点B 或与x 轴平行时符合题意.∴满足条件的直线l 2共有3条. 6.D[解析]可采用特殊值法,设PQ 过焦点F ⎝⎛⎭⎫a 4,0且垂直于x 轴,则|PF |=p =x P +a 4=a 4+a 4=a 2,|QF |=q =a 2,∴1p +1q =2a +2a =4a .]7.y 2=4x[解析] 设抛物线方程为y 2=ax .将y =x 代入y 2=ax ,得x =0或x =a ,∴a2=2.∴a =4.∴抛物线方程为y 2=4x . 8.2[解析] 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 21=4x 1,y 22=4x 2.∴(y 1+y 2)(y 1-y 2)=4(x 1-x 2). ∵x 1≠x 2,∴y 1-y 2x 1-x 2=4y 1+y 2=1.∴直线AB 的方程为y -2=x -2,即y =x .将其代入y 2=4x ,得A (0,0)、B (4,4).∴|AB |=4 2.又F (1,0)到y =x 的距离为22, ∴S △ABF =12×22×42=2. 9.13[解析]抛物线x 2=2py (p >0)的焦点为F ⎝⎛⎭⎫0,p 2,则直线AB 的方程为y =33x +p 2, 由⎩⎪⎨⎪⎧x 2=2py ,y =33x +p 2,消去x ,得12y 2-20py +3p 2=0, 解得y 1=p 6,y 2=3p 2. 由题意可设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由抛物线的定义,可知|AF ||FB |=y 1+p 2y 2+p 2=p 6+p 23p 2+p 2=13. 10.解 由y =mx 2 (m ≠0)可化为x 2=1my , 其准线方程为y =-14m . 由题意知-14m =-2或-14m=4, 解得m =18或m =-116. 则所求抛物线的标准方程为x 2=8y 或x 2=-16y .11.解 方法一 设以Q 为中点的弦AB 端点坐标为A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),则有y 21=8x 1,①y 22=8x 2,②∵Q (4,1)是AB 的中点,∴x 1+x 2=8,y 1+y 2=2.③①-②,得(y 1+y 2)(y 1-y 2)=8(x 1-x 2).④将③代入④得y 1-y 2=4(x 1-x 2),即4=y 1-y 2x 1-x 2,∴k =4.∴所求弦AB 所在的直线方程为y -1=4(x -4),即4x -y -15=0.方法二 设弦AB 所在直线方程为y =k (x -4)+1.由⎩⎪⎨⎪⎧ y 2=8x ,y =k x -4+1,消去x ,得ky 2-8y -32k +8=0,此方程的两根就是线段端点A 、B 两点的纵坐标,由根与系数的关系和中点坐标公式,得y 1+y 2=8k,又y 1+y 2=2,∴k =4. ∴所求弦AB 所在的直线方程为4x -y -15=0.12. B[解析]如图所示,直线AF 的方程为y =-3(x -2),与准线方程x =-2联立得A (-2,43).设P (x 0,43),代入抛物线y 2=8x ,得8x 0=48,∴x 0=6,∴|PF |=x 0+2=8,选B .]13.解 由y 2=4x ,得p =2,其准线方程为x =-1,焦点F (1,0).设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).分别过A 、B 作准线的垂线,垂足为A ′、B ′.(1)由抛物线的定义可知,|AF |=x 1+p 2,从而x 1=4-1=3.代入y 2=4x ,解得y 1=±2 3.∴点A 的坐标为 (3,23)或(3,-23).(2)当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =k (x -1).与抛物线方程联立⎩⎪⎨⎪⎧ y =k x -1y 2=4x ,消去y ,整理得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0,因为直线与抛物线相交于A 、B 两点,则k ≠0,并设其两根为x 1,x 2,则x 1+x 2=2+4k 2. 由抛物线的定义可知,|AB |=x 1+x 2+p =4+4k 2>4. 当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为x =1,与抛物线相交于A (1,2),B (1,-2),此时|AB |=4,所以,|AB |≥4,即线段AB 的长的最小值为4.。

(教师用书)高中数学 2.3.2 抛物线的简单几何性质教案 新人教A版选修1-1

(教师用书)高中数学 2.3.2 抛物线的简单几何性质教案 新人教A版选修1-1

2.3.2 抛物线的简单几何性质(教师用书独具)●三维目标1.知识与技能(1)理解抛物线的几何性质.(2)与抛物线有关的轨迹的求法,直线与抛物线的位置关系.2.过程与方法(1)灵活运用抛物线的性质.(2)培养学生对研究方法的思想渗透及运用数形结合思想解决问题的能力.3.情感、态度与价值观(1)训练学生分析问题、解决问题的能力.(2)培养学生数形结合思想、化归思想及方程的思想,提高学生的综合能力.●重点、难点重点:(1)掌握抛物线的几何性质.(2)根据给出的条件求出抛物线的标准方程.难点:抛物线各个几何性质的灵活应用.(教师用书独具)●教学建议本节课以启发式教学为主,综合运用演示法、讲授法、讨论法、有指导的发现法及练习法等教学方法.先通过多媒体动画演示,创设问题情境,在抛物线简单几何性质的教学过程中,通过多媒体演示,有指导的发现问题,然后进行讨论、探究、总结、运用,最后通过练习加以巩固提高.学法上,本节课注重调动学生积极思考、主动探索,尽可能地增加学生参与教学活动的时间和空间,结合教法和学生的实际,在多媒体辅助教学的基础上,主要采用“复习——类比——探索——应用”的探究式学习方法,增加学生参与的机会,使学生在掌握知识形成技能的同时,培养逻辑推理、理性思维的能力及科学的学习方法,增强自信心.学法指导包括:联想法、观察分析法、练习巩固法.这样,本节课的重点与难点就迎刃而解了. ●教学流程提出问题:你能说出抛物线y 2=2px p >的几何性质吗?⇒引导学生结合图象得出抛物线四种形式的几何性质,并对比它们的区别与联系.⇒通过引导学生回顾直线与椭圆的位置关系问题,引出直线与抛物线的位置关系知识.⇒通过例1及其变式训练,使学生掌握抛物线的性质及应用问题.⇒通过例2及其变式训练,使学生掌握抛物线的焦点弦问题.⇒错误!⇒错误!⇒错误!(对应学生用书第39页)类比椭圆、双曲线的几何性质,结合图象,你能说出抛物线y 2=2px (p >0)的范围、对称性、顶点坐标吗?【提示】 范围x ≥0,关于x 轴对称,顶点坐标(0,0).续表1.直线与抛物线有哪几种位置关系?【提示】三种:相离、相切、相交.2.若直线与抛物线只有一个交点,直线与抛物线一定相切吗?【提示】不一定,当平行或重合于抛物线的对称轴的直线与抛物线相交时,也只有一个交点.直线与抛物线的位置关系与公共点(对应学生用书第40页)图2-3-3是抛物线上的一点,其横坐标为4,且在x 轴的上方,点A 到抛物线的准线的距离等于5,过A 作AB ⊥y 轴,垂足为B ,OB 的中点为M .(1)求抛物线的方程;(2)过M 作MN ⊥FA ,垂足为N ,求直线MN 的方程. 【思路探究】 (1)根据题意你能求出p 的值吗? (2)M 点的坐标是多少?直线MN 的斜率呢?【自主解答】 (1)抛物线y 2=2px (p >0)的准线为x =-p2,于是4+p2=5,p =2,∴抛物线的方程为y 2=4x .(2)由题意知A (4,4),B (0,4),M (0,2),F (1,0), ∴k FA =43.又MN ⊥FA ,∴k MN =-34,则直线FA 的方程为y =43(x -1),直线MN 的方程为y -2=-34x ,即3x +4y -8=0.研究抛物线的性质时要注意它们之间的关系:抛物线的焦点始终在对称轴上,顶点就是抛物线与对称轴的交点,准线始终与对称轴垂直,准线与对称轴的交点和焦点关于顶点对称,离心率不变总为1.已知抛物线的焦点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y 2=2px (p ≠0),焦点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,直线l :x =p2,∴A 、B 两点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,p ,⎝ ⎛⎭⎪⎫p2,-p ,∴|AB |=2|p |. ∵△OAB 的面积为4,∴12·⎪⎪⎪⎪⎪⎪p 2·2|p |=4,∴p =±2 2. ∴抛物线标准方程为y 2=±42x .(1)一个公共点;(2)两个公共点;(3)没有公共点?【思路探究】 (1)联立直线l 与抛物线C 的方程,得到的关于x 的方程是什么形式?(2)能直接用判别式法判断公共点的情况吗?【自主解答】 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1,y 2=4x ,得k 2x 2+(2k -4)x +1=0.(*)当k =0时,方程变为-4x +1=0,x =14,此时y =1.∴直线l 与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(*)是一个一元二次方程: Δ=(2k -4)2-4k 2×1=16-16k①当Δ>0,即k <1,且k ≠0时,l 与C 有两个公共点,此时l 与C 相交; ②当Δ=0,即k =1时,l 与C 有一个公共点,此时l 与C 相切; ③当Δ<0,即k >1时,l 与C 没有公共点,此时l 与C 相离. 综上所述,(1)当k =1或k =0时,直线l 与C 有一个公共点; (2)当k <1,且k ≠0时,直线l 与C 有两个公共点; (3)当k >1时,直线l 与C 没有公共点.1.直线与抛物线的位置关系判断方法.通常使用代数法:将直线的方程与抛物线的方程联立,整理成关于x 的方程ax 2+bx +c =0.(1)当a ≠0时,利用判别式解决.Δ>0⇒相交;Δ=0⇒相切;Δ<0⇒相离.(2)当a =0时,方程只有一解x =-cb,这时直线与抛物线的对称轴平行或重合. 2.直线与抛物线相切和直线与抛物线公共点的个数的关系:直线与抛物线相切时,只有一个公共点,但是不能把直线与抛物线有且只有一个公共点统称为相切,这是因为平行于抛物线的对称轴的直线与抛物线只有一个公共点,而这时抛物线与直线是相交的.若过点(-3,2)的直线与抛物线y 2=4x 有两个公共点,求直线的斜率k 的取值范围. 【解】 设直线方程为y -2=k (x +3).由⎩⎪⎨⎪⎧y -2=kx +y 2=4x消去x ,整理得ky 2-4y +8+12k =0.①(1)当k =0时,方程①化为y =2,直线y =2与抛物线y 2=4x 相交,有一个公共点,不合要求; (2)当k ≠0时,Δ=16-4k (8+12k )>0. ∴-1<k <13,因此-1<k <13且k ≠0.综上可知,斜率k 的取值范围为{k |-1<k <13且k ≠0}.已知抛物线的顶点在原点,x 轴为对称轴,经过焦点且倾斜角为4的直线l 被抛物线所截得的弦长为6,求抛物线方程.【思路探究】 (1)焦点在x 轴上的抛物线方程如何设?(2)过焦点且倾斜角为π4的直线方程怎么求?它被抛物线截得的弦长问题能联系抛物线的定义吗?【自主解答】 当抛物线焦点在x 轴正半轴上时, 可设抛物线标准方程是y 2=2px (p >0), 则焦点F (p 2,0),直线l 为y =x -p2.设直线l 与抛物线的交点为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),过A 、B 分别向抛物线的准线作垂线AA 1、BB 1,垂足分别为A 1、B 1.则|AB |=|AF |+|BF |=|AA 1|+|BB 1|=(x 1+p 2)+(x 2+p2)=x 1+x 2+p =6,∴x 1+x 2=6-p .①由⎩⎪⎨⎪⎧y =x -p 2,y 2=2px ,消去y ,得(x -p2)2=2px ,即x 2-3px +p 24=0.∴x 1+x 2=3p ,代入①式得3p =6-p ,∴p =32.∴所求抛物线标准方程是y 2=3x .当抛物线焦点在x 轴负半轴上时,用同样的方法可求出抛物线的标准方程是y 2=-3x .1.本题是通过抛物线的性质求其方程的典型例题,抛物线的方程有两种形式,解答时切勿漏掉.2.过焦点F 和抛物线相交的弦叫做抛物线的焦点弦,在解决与焦点弦有关的问题时,一是注意用焦点弦所在的直线方程和抛物线方程联立得方程组,再结合根与系数关系解题,二是注意抛物线定义的灵活运用,特别应注意整体代入的方法.本例中,若把直线的倾斜角改为135°,被抛物线截得的弦长改为8,其他条件不变,试求抛物线的方程.【解】 如图,依题意当抛物线方程设为y 2=2px (p >0)时, 抛物线的准线为l ,则直线方程为y =-x +12p .设直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则由抛物线定义得|AB |=|AF |+|FB |=|AC |+|BD |=x 1+p 2+x 2+p2,即x 1+p 2+x 2+p2=8.①又A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)是抛物线和直线的交点,由⎩⎪⎨⎪⎧y =-x +12p ,y 2=2px ,消去y 得x 2-3px +p 24=0.于是x 1+x 2=3p .将其代入①得p =2. 故所求抛物线方程为y 2=4x .当抛物线方程设为y 2=-2px (p >0)时,同理可求得抛物线方程为y 2=-4x . 综上所述,抛物线的方程为y 2=4x 或y 2=-4x .(对应学生用书第41页)忽略特殊直线致误求过定点P (0,1),且与抛物线y 2=2x 只有一个公共点的直线方程. 【错解】 设直线方程为y =kx +1,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1,y 2=2x得k 2x 2+2(k -1)x +1=0.当k =0时,解得y =1,即直线y =1与抛物线只有一个公共点; 当k ≠0时,Δ=4(k -1)2-4k 2=0,解得k =12,即直线y =12x +1与抛物线只有一个公共点.综上所述,所求的直线方程为y =1或y =12x +1.【错因分析】 本题直接设出了直线的点斜式方程,而忽视了斜率不存在的情况,从而导致漏解.【防范措施】 在解直线与抛物线的位置关系时,往往直接把直线方程设成点斜式方程,这样就把范围缩小了,而应先看斜率不存在的情况是否符合要求,直线斜率为0的情况也容易被忽略,所以解决这类问题时特殊情况要优先考虑,画出草图是行之有效的方法.【正解】 如图所示,若直线的斜率不存在, 则过点P (0,1)的直线方程为x =0, 由⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y 2=2x得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =0,即直线x =0与抛物线只有一个公共点.若直线的斜率存在,则由错解可知,y =1或y =12x +1为所求的直线方程.故所求的直线方程为x =0或y =1或y =12x +1.1.讨论抛物线的几何性质,一定要利用抛物线的标准方程;利用几何性质,也可以求出抛物线的方程.2.解决焦点弦问题时,抛物线的定义有广泛的应用,求焦点弦长,一般不用弦长公式. 3.直线和抛物线的位置关系问题的通法与椭圆、双曲线一样,即联立方程消未知数,产生一元二次方程,用判别式Δ、根与系数关系解决问题.(对应学生用书第42页)1.抛物线y 2=ax (a ≠0)的对称轴为( ) A .y 轴 B .x 轴 C .x =-a2D .x =-a4【解析】 形如y 2=±2px (p >0)的抛物线的对称轴为x 轴. 【答案】 B2.顶点在原点,对称轴是y 轴,并且顶点与焦点的距离等于3的抛物线的标准方程( ) A .x 2=±3yB .y 2=±6xC .x 2=±12yD .x 2=±6y【解析】 依题意,p2=3,∴p =6.∴抛物线的标准方程为x 2=±12y . 【答案】 C3.抛物线y =ax 2的准线方程是y =-12,则a =________.【解析】 抛物线方程可化为x 2=1a y ,由题意14a =12,∴a =12.【答案】 124.若抛物线y 2=x 上一点P 到准线的距离等于它到顶点的距离,求点P 的坐标.【解】 根据题意可知:|PF |=|PO |,其中O 为原点,F 为焦点,∴x P =x F 2=18,∴y P =±18=±122=±24,∴P (18,±24).(对应学生用书第101页)一、选择题1.(2013·泰安高二检测)已知抛物线的顶点在原点,以x 轴为对称轴,焦点为F ,过F 且垂直于x 轴的直线交抛物线于A 、B 两点,且|AB |=8,则抛物线的标准方程为( )A .y 2=8x B .y 2=-8x C .y 2=±8xD .x 2=±8y【解析】 由抛物线的定义知,|AB |=|AF |+|BF |=2p =8,∴p =4,故标准方程为y 2=±8x .【答案】 C2.抛物线y =ax 2+1与直线y =x 相切,则a 等于( ) A.18 B.14C.12D .1【解析】 由⎩⎪⎨⎪⎧y =ax 2+1,y =x ,消y 得ax 2-x +1=0.∵直线y =x 与抛物线y =ax 2+1相切, ∴方程ax 2-x +1=0有两相等实根. ∴判别式Δ=(-1)2-4a =0,∴a =14.【答案】 B3.(2013·长沙高二检测)过点M (2,4)与抛物线y 2=8x 只有一个公共点的直线共有( )A .1B .2C .3D .4【解析】 由于M (2,4)在抛物线上,故满足条件的直线共有2条,一条是与x 轴平行的线,另一条是过M 的切线,如果点M 不在抛物线上,则有3条直线.【答案】 B4.探照灯反射镜的纵断面是抛物线的一部分,光源在抛物线的焦点处,灯口直径为60 cm ,灯深40 cm ,则光源到反射镜顶点的距离是( )A .11.25 cmB .5.625 cmC .20 cmD .10 cm【解析】 如图建立直角坐标系,则A (40,30),设抛物线方程为y 2=2px (p >0),将点(40,30)代入得p =454,所以p2=5.625即光源到顶点的距离.【答案】 B5.若点P 在y 2=x 上,点Q 在(x -3)2+y 2=1上,则|PQ |的最小值为( ) A.3-1 B.102-1 C .2 D.112-1 【解析】 设圆(x -3)2+y 2=1的圆心为Q ′(3,0),要求|PQ |的最小值,只需求|PQ ′|的最小值.设P 点坐标为(y 20,y 0),则|PQ ′|=y 20-2+y 2=y 202-5y 20+9=y 20-522+114. ∴|PQ ′|的最小值为112, 从而|PQ |的最小值为112-1. 【答案】 D 二、填空题6.(2013·台州高二检测)设抛物线y 2=16x 上一点P 到对称轴的距离为12,则点P 与焦点F 的距离|PF |=______.【解析】 设P (x,12),代入到y 2=16x 得x =9, ∴|PF |=x +p2=9+4=13.【答案】 137.设抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,点A (0,2),若线段FA 的中点B 在抛物线上,则点B 到该抛物线准线的距离为________.【解析】 由已知得点B 的纵坐标为1,横坐标为p 4,即B (p4,1)将其代入y 2=2px 得p=2,则点B 到准线的距离为p 2+p 4=34p =342.【答案】342 8.(2012·北京高考)在直角坐标系xOy 中,直线l 过抛物线y 2=4x 的焦点F ,且与该抛物线相交于A ,B 两点.其中点A 在x 轴上方,若直线l 的倾斜角为60°,则△OAF 的面积为________.【解析】 ∵y 2=4x 的焦点为F (1,0),又直线l 过焦点F 且倾斜角为60°,故直线l 的方程为y =3(x -1),将其代入y 2=4x 得3x 2-6x +3-4x =0, 即3x 2-10x +3=0. ∴x =13或x =3.又点A 在x 轴上方,∴x A =3.∴y A =2 3. ∴S △OAF =12×1×23= 3.【答案】 3三、解答题9.若抛物线的顶点在原点,开口向上,F 为焦点,M 为准线与y 轴的交点,A 为抛物线上一点,且|AM |=17,|AF |=3,求此抛物线的标准方程.【解】 设所求抛物线的标准方程为x 2=2py (p >0),A (x 0,y 0),由题知 M (0,-p2).∵|AF |=3,∴y 0+p2=3,∵|AM |=17, ∴x 20+(y 0+p2)2=17,∴x 20=8,代入方程x 20=2py 0得, 8=2p (3-p2),解得p =2或p =4.∴所求抛物线的标准方程为x 2=4y 或x 2=8y .10.已知A ,B 两点在抛物线C :x 2=4y 上,点M (0,4)满足MA →=λMB →(λ≠0),求证:OA→⊥OB →.【证明】 设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2).∵MA →=λMB →,∴M 、A 、B 三点共线,即直线AB 过点M . 设l AB ∶y =kx +4(易知斜率存在),与x 2=4y 联立得,x 2-4kx -16=0,Δ=(-4k )2-4×(-16) =16k 2+64>0,由根与系数的关系得x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-16, ∴OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2 =x 1x 2+(kx 1+4)(kx 2+4) =(1+k 2)x 1x 2+4k (x 1+x 2)+16=(1+k 2)·(-16)+4k ·(4k )+16=0, ∴OA →⊥OB →.11.(2013·泰州高二检测)已知抛物线x 2=ay (a >0),点O 为坐标原点,斜率为1的直线与抛物线交于A ,B 两点.(1)若直线l 过点D (0,2)且a =4,求△AOB 的面积;(2)若直线l 过抛物线的焦点且OA →·OB →=-3,求抛物线的方程. 【解】 (1)依题意,直线l 的方程为y =x +2,抛物线方程x 2=4y ,由⎩⎪⎨⎪⎧x 2=4y ,y =x +2,消去y ,得x 2-4x -8=0.则Δ=16-4×(-8)=48>0恒成立.设l 与抛物线的交点坐标为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),x 1<x 2. ∴x 1=2-23,x 2=2+2 3. 则|x 2-x 1|=4 3.∴S △AOB =12·|OD |·|x 2-x 1|=12×2×43=4 3.(2)依题意,直线l 的方程为y =x +a4.⎩⎪⎨⎪⎧y =x +a 4,x 2=ay ,⇒x 2-ax -a 24=0,∵Δ>0,设直线l 与抛物线交点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). ∴x 1+x 2=a ,x 1x 2=-a 24.又已知OA →·OB →=-3, 即x 1x 2+y 1y 2=-3,∴x 1x 2+(x 1+a 4)(x 2+a4)=-3,∴2x 1x 2+a 4(x 1+x 2)+a 216=-3, ∵a >0,∴a =4.∴所求抛物线方程为x 2=4y .(教师用书独具)已知抛物线y 2=2x ,(1)设点A 的坐标为(23,0),求抛物线上距离点A 最近的点P 的坐标及相应的距离|PA |;(2)在抛物线上求一点P ,使P 到直线x -y +3=0的距离最短,并求出距离的最小值. 【解】 (1)设抛物线上任一点P 的坐标为(x ,y ), 则|PA |2=(x -23)2+y 2=(x -23)2+2x=(x +13)2+13.∵x ≥0,且在此区间上函数单调递增, ∴当x =0时,|PA |min =23,距点A 最近的点的坐标为(0,0).(2)法一 设点P (x 0,y 0)是y 2=2x 上任一点, 则P 到直线x -y +3=0的距离为 d =|x 0-y 0+3|2=|y 22-y 0+3|2=y 0-2+5|22,当y 0=1时,d min =522=524,∴点P 的坐标为(12,1).法二 设与直线x -y +3=0平行的抛物线的切线为x -y +t =0,与y 2=2x 联立,消去x 得y 2-2y +2t =0,由Δ=0得t =12,此时y =1,x =12,∴点P 坐标为(12,1),两平行线间的距离就是点P 到直线的最小距离, 即d min =524.已知抛物线y 2=4x 与直线x +y -2=0的交点为A 、B ,抛物线的顶点为O ,在AOB 上求一点C ,使△ABC 的面积最大,并求出这个最大面积.【解】 设与直线AB 平行且与抛物线相切的直线方程为x +y -b =0,将它与抛物线方程y 2=4x 联立,消去x 得方程y 2=4(b -y ),即y 2+4y -4b =0.由Δ=42-4(-4b )=0得b =-1,故切线为x +y +1=0. 求得切点C (1,-2).因直线x +y +1=0与x +y -2=0的距离d =|1+2|2=322.由⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2=0,y 2=4x ,解得交点坐标为A (4+23,-2-23)、B (4-23,-2+23). ∴|AB |=4 6.于是S △ABC =12|AB |·d =12×46×322=6 3.所以当C 点为(1,-2)时,S△ABC的最大值为6 3.。

人教课标版(B版)高中数学选修1-1教学教案:抛物线的几何性质

人教课标版(B版)高中数学选修1-1教学教案:抛物线的几何性质

2.4.2 抛物线的几何性质知识与技能目标使学生理解并掌握抛物线的几何性质,并能从抛物线的标准方程出发,推导这些性质.从抛物线的标准方程出发,推导抛物线的性质,从而培养学生分析、归纳、推理等能力过程与方法目标复习与引入过程1.抛物线的定义是什么?请一同学回答.应为:“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.”2.抛物线的标准方程是什么?再请一同学回答.应为:抛物线的标准方程是y2=2px(p>0),y2=-2px(p>0),x2=2py(p>0)和x2=-2py(p>0).下面我们类比椭圆、双曲线的几何性质,从抛物线的标准方程y2=2px(p>0)出发来研究它的几何性质.(2)新课讲授过程(i)抛物线的几何性质通过和椭圆、双曲线的几何性质相比,抛物线的几何性质有什么特点?学生和教师共同小结:(1)抛物线只位于半个坐标平面内,虽然它也可以无限延伸,但是没有渐近线.(2)抛物线只有一条对称轴,这条对称轴垂直于抛物线的准线或与顶点和焦点的连线重合,抛物线没有中心.(3)抛物线只有一个顶点,它是焦点和焦点在准线上射影的中点.(4)抛物线的离心率要联系椭圆、双曲线的第二定义,并和抛物线的定义作比较.其结果是应规定抛物线的离心率为1.注意:这样不仅引入了抛物线离心率的概念,而且把圆锥曲线作为点的轨迹统一起来了简单几何性质可从以下几个要点讲解:1.范围2.对称性3.顶点4.离心率对于其它几种形式的方程,列表如下:(通过对照完成下表)标准方程图形顶点对称轴焦点准线离心率()022>=ppxyxyO Fl原点x轴 F 图中直线 1()022>-=ppxyxyOFl原点x轴 F 图中直线 1()022>=ppyx原点y轴 F 图中直线 1()022>-=ppyx原点y轴 F 图中直线 1(ii)例题讲解与引申例题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)到焦点的距离等于5,求抛物线的方程和m的值.解法一:由焦半径关系,设抛物线方程为y2=-2px(p>0),则准线方因为抛物线上的点M(-3,m)到焦点的距离|MF|与到准线的距离得p=4.xyOFlxyOFl因此,所求抛物线方程为y2=-8x.又点M(-3,m)在此抛物线上,故m2=-8(-3).解法二:由题设列两个方程,可求得p和m.由学生演板.由题意在抛物线上且|MF|=5,故例4过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的一条直线与这抛物线相交于A、B两点,且A(x1,y1)、B(x2,y2)(图2-34).证明:(1)当AB与x轴不垂直时,设AB方程为:此方程的两根y1、y2分别是A、B两点的纵坐标,则有y1y2=-p2.或y1=-p,y2=p,故y1y2=-p2.综合上述有y1y2=-p2又∵A(x1,y1)、B(x2,y2)是抛物线上的两点,练习:P63,1、2、3 作业:P64,1、2。

高中数学选修1-1优质学案1:2.3.2抛物线的简单几何性质

高中数学选修1-1优质学案1:2.3.2抛物线的简单几何性质

2.3.2 抛物线的简单几何性质问题导学一、求抛物线的标准方程及其几何性质探究1:过抛物线的焦点且垂直于对称轴的弦,称为抛物线的通径.求顶点在原点,以x轴为对称轴,且通径的长为8的抛物线的标准方程,并指出它的焦点坐标和准线方程.巩固1:1.抛物线的顶点在原点,对称轴是x轴,且抛物线上的横坐标为-5的点到焦点的距离是6,则此抛物线的方程为()A.y2=-2x B.y2=-4xC.y2=2x D.y2=-4x或y2=-36x2.已知抛物线的方程为y=ax2(a≠0),求该抛物线的焦点坐标和准线方程.二、抛物线几何性质的应用探究2:已知A,B是抛物线y2=2px(p>0)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.巩固2:已知抛物线y 2=2px (x >0)与圆x 2+y 2=4相交于A ,B 两点,且|AB |=23,则p =( )A .3B .32C .33D .36三、直线与抛物线的综合应用探究3:(1)已知抛物线y 2=2px (p >0),过其焦点且斜率为1的直线交抛物线于A ,B 两点,若线段AB 的中点的纵坐标为2,则该抛物线的准线方程为( )A .x =1B .x =-1C .x =2D .x =-2(2)如图,直线l :y =x +b 与抛物线C :x 2=4y 相切于点A .①求实数b 的值;②求以点A 为圆心,且与抛物线C 的准线相切的圆的方程.巩固3:1.一条直线过点⎝⎛⎭⎫14,0,且与抛物线y 2=x 交于A ,B 两点.若|AB |=4,则弦AB 的中点到直线x +12=0的距离等于( )A .74B .2C .94D .42.已知抛物线y2=2x,过点Q(2,1)作一条直线交抛物线于A,B两点,试求弦AB的中点的轨迹方程.当堂检测1.以坐标轴为对称轴,以原点为顶点且过圆x2+y2-2x-2y=0的圆心的抛物线的方程是()A.y2=2x B.x2=2y或y2=-2xC.x2=y或y2=x D.y2=x或x2=-y2.抛物线y2=ax的焦点坐标为1,08⎛⎫⎪⎝⎭,则抛物线ax2+y=0的准线方程为()A.1=2y B.y=1 C.1=2y-D.y=-13.过抛物线y2=4x的焦点作一条直线与抛物线相交于A,B两点,它们的横坐标之和等于5,则这样的直线()A.有且仅有一条B.有且仅有两条C.有无穷多条D.不存在4.若抛物线y2=mx与椭圆22=195x y+有一个共同的焦点,则m=__________.5.过抛物线y2=4x的焦点F的直线交该抛物线于A,B两点,若|AF|=3,则|BF|=__________.[答案]【问题导学】探究1:思路分析:通径长为8,即2p=8,对称轴为x轴,即焦点在x轴上,由此可得抛物线的标准方程,但注意抛物线的开口方向不确定,需分两种情况考虑.解:(1)当焦点在x 轴的正半轴上时,设方程为y 2=2px (p >0),当x =p2时,y =±p ,由2p =8,得p =4.故抛物线的标准方程为y 2=8x ,焦点坐标为(2,0),准线方程为x =-2. (2)当焦点在x 轴的负半轴上时, 设方程为y 2=-2px (p >0),同理可得抛物线的方程为y 2=-8x ,焦点坐标为(-2,0),准线方程为x =2. 巩固1: 1.B [解析]由题意,设抛物线的标准方程为y 2=-2px (p >0), ∴p2+5=6,∴p =2.∴抛物线的方程为y 2=-4x . 2.解:抛物线方程y =ax 2(a ≠0)可化为x 2=1a y (a ≠0).当a >0时,p =12a ,抛物线开口向上,焦点坐标为⎝⎛⎭⎫0,14a ,准线方程为y =-14a . 当a <0时,p =-12a ,抛物线开口向下,焦点坐标为⎝⎛⎭⎫0,14a ,准线方程为y =-14a. 综上所述,抛物线y =ax 2的焦点坐标为⎝⎛⎭⎫0,14a ,准线方程为y =-14a. 探究2: 思路分析:由于抛物线关于x 轴对称,|OA |=|OB |,说明△ABO 为等腰三角形,所以A ,B 关于x 轴对称,于是利用焦点是三角形的垂心,构造关于A 点横坐标的关系式即可求解.解:∵|OA |=|OB |,且A ,B 在抛物线y 2=2px (p >0)上, ∴A ,B 点关于x 轴对称.∴AB ⊥x 轴. ∵△ABO 的垂心是抛物线的焦点F ⎝⎛⎭⎫p 2,0, ∴AF ⊥OB .设A (x 0,y 0),则B (x 0,-y 0),且y 20=2px 0. ∴k AF ·k OB =y 0x 0-p 2·-y 0x 0=-y 20x 0⎝⎛⎭⎫x 0-p 2=-2px 0x 0⎝⎛⎭⎫x 0-p 2=-1,解得x 0=52p . ∴直线AB 的方程为x =52p .巩固3:B [解析]∵抛物线y 2=2px 与圆x 2+y 2=4都关于x 轴对称,则A ,B 关于x 轴对称.又∵|AB |=23,不妨设A 在第一象限,则A 的纵坐标为3,代入圆x 2+y 2=4,得A 的横坐标为1.再将x =1,y =3代入y 2=2px (p >0)中得p =32.探究3: (1)思路分析:联立直线与抛物线方程,消去x 得到关于y 的方程,利用中点坐标公式求出p .B [解析]如图,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),AB 中点M (x 0,y 0),则AB 直线方程为y =x -p2.由⎩⎪⎨⎪⎧y =x -p 2,y 2=2px消去x 得y 2-2py -p 2=0, ∴y 1+y 2=2p .∴y 0=y 1+y 22=p . ∴p =2.∴所求准线方程为x =-p2=-1.(2)思路分析:①联立方程消y ,根据相切Δ=0求b ; ②利用第一问求出A 点坐标,进而求出圆半径得圆的方程.解:①由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +b ,x 2=4y ,得x 2-4x -4b =0.(*)因为直线l 与抛物线C 相切,所以Δ=(-4)2-4×(-4b )=0.解得b =-1. ②由①可知b =-1,故方程(*)即为x 2-4x +4=0. 解得x =2,代入x 2=4y ,得y =1. 故点A (2,1).因为圆A 与抛物线C 的准线相切,所以圆A 的半径r 等于圆心A 到抛物线的准线y =-1的距离,即r =|1-(-1)|=2. 所以圆A 的方程为(x -2)2+(y -1)2=4. 巩固3:1.C [解析]∵抛物线方程为y 2=x , ∴其焦点坐标为⎝⎛⎭⎫14,0,准线方程为x =-14. ∴直线AB 过抛物线焦点.∴由抛物线的定义知,弦AB 的中点到直线x =-14的距离为2.∴弦AB 的中点到直线x +12=0的距离等于2+14=94.2.解:方法一:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),弦AB 的中点为M (x ,y ),则y 1+y 2=2y ,k AB =y 1-y 2x 1-x 2=y -1x -2.∵⎩⎪⎨⎪⎧y 21=2x 1,y 22=2x 2,两式相减,得(y 1+y 2)(y 1-y 2)=2(x 1-x 2), ∴2y ·y 1-y 2x 1-x 2=2,即2y ·y -1x -2=2,即⎝⎛⎭⎫y -122=x -74. 当AB ⊥x 轴时,AB 的中点为(2,0),适合上式,故所求轨迹方程为⎝⎛⎭⎫y -122=x -74. 方法二:设直线AB 的方程为y -1=k (x -2),由⎩⎪⎨⎪⎧y -1=k x -2,y 2=2x ,得k2y 2-y +1-2k =0. 由已知可知⎩⎨⎧k ≠0,Δ>0恒成立.设A (x 1,y 1), B (x 2,y 2),AB 的中点为P (x ,y ), ∴y 1+y 2=2k,y 1y 2=21-2kk, ∴x 1+x 2=12(y 21+y 22)=12[(y 1+y 2)2-2y 1y 2] =12⎣⎡⎦⎤4k2-41-2k k=2-2k +4k 2k 2, ∴⎩⎨⎧x =x 1+x 22=2k 2-k +1k 2,y =y 1+y 22=1k ,消去参数k ,得⎝⎛⎭⎫y -122=x -74. 当AB ⊥x 轴时,AB 的中点为(2,0),适合上式,故所求轨迹方程为⎝⎛⎭⎫y -122=x -74. 当堂检测1.[答案]C [解析]圆x 2+y 2-2x -2y =0的圆心为(1,1),代入四个选项检验知,点(1,1)在抛物线x 2=y 或y 2=x 上,故选C .2.[答案]A [解析]∵抛物线y 2=ax 的焦点坐标是1,08⎛⎫ ⎪⎝⎭,∴148a =.∴1=2a . 代入ax 2+y =0得x 2=-2y , ∴所求准线方程为1=2y .3.[答案]B [解析]由定义|AB |=5+2=7,∵|AB |min =4,∴这样的直线有且仅有两条.4.[答案]±8 [解析]椭圆的焦点为(±2,0).当抛物线焦点为(2,0)时,m =8,当抛物线焦点为(-2,0)时,m =-8.5.[答案]32[解析]设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由|AF |=3及抛物线定义可得,x 1+1=3, ∴x 1=2.∴A 点坐标为(2,),则直线AB的斜率为0=21k -∴直线AB 的方程为y=x -1).由22=4,1,y x y x ⎧⎪⎨-)⎪⎩消去y 得,2x 2-5x +2=0,解得x 1=2,21=2x . ∴|BF |=x 2+1=32.。

高中数学选修1-1优质学案:2.3.2 抛物线的简单几何性质

高中数学选修1-1优质学案:2.3.2 抛物线的简单几何性质

2.3.2 抛物线的简单几何性质[学习目标] 1.掌握抛物线的简单几何性质.2.能运用抛物线的简单几何性质解决与抛物线有关的问题.知识点一抛物线的几何性质知识点二焦点弦直线过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F,与抛物线交于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,由抛物线的定义知,|AF|=x1+p2,|BF|=x2+p2,故|AB|=x1+x2+p.知识点三直线与抛物线的位置关系直线y=kx+b与抛物线y2=2px(p>0)的交点个数决定于关于x的方程k2x2+2(kb-p)x+b2=0的解的个数.当k≠0时,若Δ>0,则直线与抛物线有两个不同的公共点;当Δ=0时,直线与抛物线有一个公共点;当Δ<0时,直线与抛物线没有公共点.当k =0时,直线与抛物线的对称轴平行或重合,此时直线与抛物线有一个公共点.题型一 抛物线的几何性质例1 已知双曲线方程是x 28-y 29=1,求以双曲线的右顶点为焦点的抛物线的标准方程及抛物线的准线方程.解 因为双曲线x 28-y 29=1的右顶点坐标为(22,0),所以p2=22,且抛物线的焦点在x 轴正半轴上,所以,所求抛物线的标准方程为y 2=82x ,其准线方程为x =-2 2.反思与感悟 (1)注意抛物线各元素间的关系:抛物线的焦点始终在对称轴上,抛物线的顶点就是抛物线与对称轴的交点,抛物线的准线始终与对称轴垂直,抛物线的准线与对称轴的交点和焦点关于抛物线的顶点对称.(2)解决抛物线问题要始终把定义的应用贯彻其中,通过定义的运用,实现两个距离之间的转化,简化解题过程.跟踪训练1 已知抛物线的对称轴在坐标轴上,以原点为顶点,且经过点M (1,-2).求抛物线的标准方程和准线方程.解 (1)当抛物线的焦点在x 轴上时, 设其标准方程为y 2=mx (m ≠0). 将点M (1,-2)代入,得m =4. ∴抛物线的标准方程为y 2=4x .(2)当抛物线的焦点在y 轴上时, 设其标准方程为x 2=ny (n ≠0). 将点M (1,-2)代入,得n =-12.∴抛物线的标准方程为x 2=-12y .故所求的抛物线的标准方程为y 2=4x 或x 2=-12y .准线方程为x =-1或y =18.题型二 抛物线的焦点弦问题例2 已知抛物线方程为y 2=2px (p >0),过此抛物线的焦点的直线与抛物线交于A ,B 两点,且|AB |=52p ,求AB 所在的直线方程.解 由题意知焦点F ⎝⎛⎭⎫p 2,0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 若AB ⊥x 轴,则|AB |=2p <52p ,不满足题意.所以直线AB 的斜率存在,设为k , 则直线AB 的方程为y =k ⎝⎛⎭⎫x -p2,k ≠0. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =k ⎝⎛⎭⎫x -p 2,y 2=2px ,消去x ,整理得ky 2-2py -kp 2=0. 由根与系数的关系得y 1+y 2=2pk,y 1y 2=-p 2. 所以|AB |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=⎝⎛⎭⎫1+1k 2·(y 1-y 2)2=1+1k2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2=2p ⎝⎛⎭⎫1+1k 2=52p , 解得k =±2.所以AB 所在的直线方程为y =2⎝⎛⎭⎫x -p 2或y =-2⎝⎛⎭⎫x -p 2. 反思与感悟 (1)解决抛物线的焦点弦问题时,要注意抛物线定义在其中的应用,通过定义将焦点弦长度转化为端点的坐标问题,从而可借助根与系数的关系进行求解. (2)设直线方程时要特别注意斜率不存在的直线应单独讨论.跟踪训练2 已知直线l 经过抛物线y 2=6x 的焦点F ,且与抛物线相交于A 、B 两点. (1)若直线l 的倾斜角为60°,求|AB |的值; (2)若|AB |=9,求线段AB 的中点M 到准线的距离. 解 (1)因为直线l 的倾斜角为60°, 所以其斜率k =tan60°=3,又F ⎝⎛⎭⎫32,0. 所以直线l 的方程为y =3⎝⎛⎭⎫x -32. 联立⎩⎪⎨⎪⎧y 2=6x ,y =3⎝⎛⎭⎫x -32,消去y 得x 2-5x +94=0.若设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=5, 而|AB |=|AF |+|BF |=x 1+p 2+x 2+p2=x 1+x 2+p . 所以|AB |=5+3=8.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由抛物线定义知 |AB |=|AF |+|BF |=x 1+p 2+x 2+p2=x 1+x 2+p =x 1+x 2+3,所以x 1+x 2=6,于是线段AB 的中点M 的横坐标是3, 又准线方程是x =-32,所以M 到准线的距离等于3+32=92.题型三 直线与抛物线的位置关系例3 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.反思与感悟 直线与抛物线交点的个数,等价于直线方程与抛物线方程联立得到的方程组解的个数.注意直线斜率不存在和得到的方程二次项系数为0的情况.跟踪训练3 在直角坐标系xOy 中,直线l :y =t (t ≠0)交y 轴于点M ,交抛物线C :y 2=2px (p >0)于点P ,M 关于点P 的对称点为N ,连接ON 并延长交C 于点H . (1)求|OH ||ON |;(2)除H 以外,直线MH 与C 是否有其它公共点?说明理由. 解 (1)由已知得M (0,t ),P ⎝⎛⎭⎫t 22p ,t ,又N 为M 关于点P 的对称点,故N ⎝⎛⎭⎫t 2p ,t ,ON 的方程为y =pt x ,代入y 2=2px 整理得px 2-2t 2x =0,解得x 1=0,x 2=2t 2p,因此H ⎝⎛⎭⎫2t 2p ,2t . 所以N 为OH 的中点,即|OH ||ON |=2.(2)直线MH 与C 除H 以外没有其它公共点,理由如下: 直线MH 的方程为y -t =p 2t x ,即x =2tp(y -t ).代入y 2=2px 得y 2-4ty +4t 2=0,解得y 1=y 2=2t ,即直线MH 与C 只有一个公共点,所以除H 以外直线MH 与C 没有其它公共点.分类讨论思想的应用例4 已知抛物线C :y 2=2x 的焦点为F ,平行于x 轴的两条直线l 1,l 2分别交C 于A ,B 两点,交C 的准线于P ,Q 两点.(1)若F 在线段AB 上,R 是PQ 的中点,证明:AR ∥FQ ;(2)若△PQF 的面积是△ABF 的面积的两倍,求AB 中点的轨迹方程.(1)证明 由题设F ⎝⎛⎭⎫12,0,设l 1:y =a ,l 2:y =b ,则ab ≠0,且A ⎝⎛⎭⎫a 22,a ,B ⎝⎛⎭⎫b 22,b ,P ⎝⎛⎭⎫-12,a ,Q ⎝⎛⎭⎫-12,b , R ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,a +b 2.记过A ,B 两点的直线为l ,则l 的方程为2x -(a +b )y +ab =0. 由于F 在线段AB 上,故1+ab =0. 记AR 的斜率为k 1,FQ 的斜率为k 2,则 k 1=a -b1+a 2=a -ba 2-ab =1a=-aba =-b =k 2.所以AR ∥FQ .(2)解 设过AB 的直线为l ,设l 与x 轴的交点为D (x 1,0),则S △ABF =12|b -a |·|FD |=12|b -a |⎪⎪⎪⎪x 1-12,S △PQF =|a -b |2.由题设可得|b -a |⎪⎪⎪⎪x 1-12=|a -b |2,所以x 1=1,x 1=0(舍去),设满足条件的AB 的中点为E (x ,y ).当AB 与x 轴不垂直时,由k AB =k DE ,可得2a +b =yx -1(x ≠1).而a +b 2=y .所以y 2=x -1(x ≠1).当AB 与x 轴垂直时,E 与D 重合.所以,所求轨迹方程为y 2=x -1.解后反思 分类讨论思想在解决抛物线问题时经常用到,如对抛物线的开口方向进行讨论,对直线的斜率是否存在进行讨论,对判别式Δ的取值范围进行讨论等.1.以x 轴为对称轴的抛物线的通径(过焦点且与对称轴垂直的弦)长为8,若抛物线的顶点在坐标原点,则其方程为( ) A.y 2=8xB.y 2=-8xC.y 2=8x 或y 2=-8xD.x 2=8y 或x 2=-8y[答案] C[解析] 设抛物线y 2=2px 或y 2=-2px (p >0), 依题意得x =p2,代入y 2=2px 或y 2=-2px ,得|y |=p ,∴2|y |=2p =8,p =4.2.若抛物线y 2=x 上一点P 到准线的距离等于它到顶点的距离,则点P 的坐标为( ) A.(14,±24) B.(18,±24) C.(14,24) D.(18,24) [答案] B[解析] 由题意知,点P 到焦点F 的距离等于它到顶点O 的距离,因此点P 在线段OF 的垂直平分线上,而F (14,0),所以点P 的横坐标为18,代入抛物线方程得y =±24,故点P 的坐标为(18,±24),故选B.3.抛物线y =4x 2上一点到直线y =4x -5的距离最短,则该点坐标为( ) A.(1,2) B.(0,0) C.(12,1) D.(1,4)[答案] C[解析] 因为y =4x 2与y =4x -5不相交,设与y =4x -5平行的直线方程为y =4x +m .则⎩⎪⎨⎪⎧y =4x 2,y =4x +m ,⇒4x 2-4x -m =0.① 设此直线与抛物线相切,此时有Δ=0, 即Δ=16+16m =0,∴m =-1. 将m =-1代入①式,x =12,y =1,故所求点的坐标为(12,1).4.经过抛物线y 2=2x 的焦点且平行于直线3x -2y +5=0的直线l 的方程是( ) A.6x -4y -3=0 B.3x -2y -3=0 C.2x +3y -2=0 D.2x +3y -1=0[答案] A[解析] 设直线l 的方程为3x -2y +c =0,抛物线y 2=2x 的焦点F (12,0),所以3×12-2×0+c =0,所以c =-32,故直线l 的方程是6x -4y -3=0.选A.5.已知直线x -y +1=0与抛物线y =ax 2相切,则a =________. [答案] -14[解析] 由⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1=0,y =ax 2,消去y 得ax 2-x -1=0,∵直线与抛物线相切,∴a ≠0且Δ=1+4a =0. ∴a =-14.1.讨论抛物线的几何性质,一定要利用抛物线的标准方程;利用几何性质,也可以根据待定系数法求抛物线的方程.2.直线与抛物线的相交弦问题共有两类,一类是过焦点的弦,一类是不过焦点的弦.解决弦的问题,大多涉及到抛物线的弦长、弦的中点、弦的斜率.常用的办法是将直线方程与抛物线方程联立,转化为关于x 或y 的一元二次方程,然后利用根与系数的关系,这样避免求交点.尤其是弦的中点问题,还应注意“点差法”的运用.3.判断直线与抛物线位置关系的两种方法(1)几何法:利用图象,数形结合,判断直线与抛物线的位置关系,但有误差影响判断的结果. (2)代数法:设直线l 的方程为y =kx +m ,抛物线的方程为y 2=2px (p >0),将直线方程与抛物线方程联立整理成关于x (或y )的一元二次方程形式:Ax 2+Bx +C =0(或Ay 2+By +C =0).相交:①有两个交点:⎩⎪⎨⎪⎧A ≠0,Δ>0;②有一个交点:A =0(直线与抛物线的对称轴平行或重合,即相交);相切:有一个公共点,即⎩⎪⎨⎪⎧A ≠0,Δ=0;相离:没有公共点,即⎩⎨⎧A ≠0,Δ<0.直线与抛物线有一个交点,是直线与抛物线相切的必要不充分条件.。

高中数学《2.3.2 抛物线的简单几何性质》教案 新人教A版选修1-1

高中数学《2.3.2 抛物线的简单几何性质》教案 新人教A版选修1-1
① 出示例1:斜率为1的直线 经过抛物线 的焦点,且与抛物线相交于 两点,求 的长.
(画图 →讲解思路→联立方程组 →学生板演)
② 变式训练:过点 做抛物线 的弦 ,恰被 所平分,求 所在的直线方程
(.求直线方程的基本思路是求出斜率 )




③ 出示例2:已知抛物线关于 轴为对称轴,它的顶点在坐标原点,并且经过点 ,求它的标准方程.
教学难点:数形结合的思想在解决有关抛物线问题中的应用.




一、复习准备:
1、提问:你能回顾一下抛物线的定义,抛物线的标准方程?
2、抛物线 上与焦点的距离等于6的点的坐标
二、讲授新课:
1、教学抛物线的简单几何性质
抛物线的标准方程:
① 范围:
② 对称性:这条抛物线关于 对称,抛物线的习:已知抛物线的顶点在坐标原点,焦点是 ,求它的标准方程.
3、小结:抛物线的简单几何性质,直线与抛物线的位置关系.
三、巩固练习:
①、过抛物线 的焦点作直线交抛物线于 , 两点,如果 ,那么 的值为多少?
②、抛物线 上一点 到顶点的距离等于它们到准线的距离,这点的坐标是
③、已知直线 与抛物线 相交与 两点,若 ,( 为坐标原点),且 ,求抛物线的方程.
③ 顶点:抛物线和它的轴的交点叫做抛物线的顶点,这条抛物线的顶点就是坐标原点
④ 离心率:抛物线上点 与到焦点的准线的距离的比,叫做抛物线的离心率,用 表示,抛物线的离心率 为1
2、教学直线与抛物线的位置关系
设直线 ,抛物线 ,直线与抛物线的交点的个数等价于方程组 解的个数,也等价于方程 解的个数.
3、教学例题:
(新课标)高中数学《2.3.2抛物线的简单几何性质》教案 新人教A版选修1-1

高中数学新人教版B版精品教案《人教版B高中数学选修1-1 2.3.2 抛物线的几何性质》

高中数学新人教版B版精品教案《人教版B高中数学选修1-1 2.3.2 抛物线的几何性质》

课标分析从抛物线知识结构来讲,研究抛物线主要内容有:抛物线的定义及标准方程,利用标准方程讨论抛物线几何性质,抛物线性质在实际中的应用。

本节课正是在学生已有抛物线定义、标准方程的基础上对其几何性质的研究,为利用性质解决实际问题提供了理论依据。

根据新课标要求,考虑到高二学生的心理、思维日渐成熟,初步具备了运用所学知识方法探究新知识的能力,我将本节课的教学目标设定为:1、掌握抛物线的简单几何性质,并根据几何性质会求抛物线的标准方程2、通过对比四种不同形式的标准方程,培养对问题的分析、归纳能力,提高运算和解决问题的能力3、在解题过程中注意运用数形结合的思想一、素材的选取体现数学的本质、联系实际、适应学生的特点,充分考虑学生的心理特征和认知水平。

我选择了两张桥梁图片,一张跳水图片,正好是离学生们不远的地方,平时可能没注意,这样更能激发他们学习数学的兴趣。

二、体现知识的发生发展过程,促进学生的自主探索课程内容的呈现,结合人们的认识规律,体现从具体到抽象、特殊到一般的原则。

通过设置具有启发性、挑战性的问题,激发学生进行思考,鼓励学生自主探索,并在独立思考的基础上进行合作交流三体现相关内容的联系,通过复习旧知,学习新知,知识应用让学生的学习循序渐进、逐步发展的。

教材分析:《抛物线的几何性质》位于高中人教B版数学教材选修1-1第二章第三节第二小节,本节通过类比之前学过的椭圆、双曲线的几何性质及其研究方法, 并结合抛物线的标准方程研究了抛物线的简单几何性质,让学生再一次体会用曲线的方程研究曲线性质的方法。

本节课的教学目标为:1、掌握抛物线的简单几何性质,并根据几何性质会求抛物线的标准方程2、通过对比四种不同形式的标准方程,培养对问题的分析、归纳能力,提高运算和解决问题的能力3、在解题过程中注意运用数形结合的思想教学重点:对抛物线几何性质的掌握与应用教学难点:抛物线的几何性质的应用.本届最开始以开口向右的方程为例,研究了范围、对称性、顶点以及离心率。

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课题 2.3抛物线的简单几何性质(2)
教学目的:
1.掌握抛物线的范围、对称性、顶点、离心率等几何性质;
2.能根据抛物线的几何性质对抛物线方程进行讨论,在此基础上列表、描点、画抛物线图形;
3.在对抛物线几何性质的讨论中,注意数与形的结合与转化
教学重点:抛物线的几何性质及其运用
教学难点:抛物线几何性质的运用
授课类型:新授课
教学过程:
一、复习引入:
1.抛物线定义:
2.抛物线的标准方程:
二、讲解新课:
2、通径:
三、讲解范例:
例1 已知抛物线关于x 轴为对称,它的顶点在坐标原点,并且经过点)22,2(-M ,求它的标准方程,并用描点法画出图形.
例2 汽车前灯的反光曲面与轴截面的交线是抛物线,灯口直径197mm ,反光曲面的顶点到灯口的距离为69mm ,由抛物线的性质可知,当灯泡按装载抛物线的焦点处,经反光曲面反射后的光线是平行光线,为了获得平行光线,应怎样安装灯泡(精确到1 mm )
例3 过抛物线px y 22
=的焦点F 任作一条直线m ,交这抛物线于A 、B 两点, 求证:以AB 为直径的圆和这抛物线的准线相切.
四、课堂练习:课本47页 练习 1,2,3
五、小结 :抛物线、焦点、顶点、对称轴、准线、中心等。

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