抛物线的简单几何性质
抛物线的简单几何性质

抛物线的简单几何性质1.抛物线定义: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,定直线叫做抛物线的准线2.抛物线的标准方程: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 = 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 二: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=1.1.直线与抛物线的位置关系: (1)位置关系的判定: 联立直线:l y k xm =+和抛物线22(0)y p x p =>消y 整理得:2222()0k x k m p x m +-+= 当0a ≠时0∆>⇔直线与抛物线相交,有两个不同公共交点 0∆=⇔直线与抛物线相切,只有一个公共交点 0∆<⇔直线与抛物线相离,没有公共交点 当0a =时,则直线是抛物线的对称轴或是和对称轴平行的直线,此时直线与抛物线相交,只有一个公共交点,但不能成为相切(2)若直线与抛物线相交于1122(,),(,)A x y B x y ,则弦长AB =AB =,特别注意解题是结合韦达定理来处理问题1. BM 1⊥AM 1(以抛物线的焦点弦为直径的圆,切于准线)2. B 1F ⊥A 1F(以A1B1为直径的圆,切于焦点弦)3.令过F直线斜率为k,F(p/2,0)A(X1,Y1) B(X2,Y2) 令∠BFX=θ则直线AB:y=k(x-p/2) ①y2=2px ②联立①②:k2x2-(pk2+2p)+k2p2/4=0由上式:⑴x1x2=p2/4 y1y2=-p2⑵1/AF+1/BF=2/P⑶AB=AF+BF=2P/(sinθ)2⑷S△AOB=p2/(2sinθ)。
抛物线的简单几何性质ppt课件

所以开口向左,焦点坐标为
1 2
,
0
,准线为
x
1 2
,对称轴为
x
轴,
即 D 正确,ABC 错误.
2.若抛物线 y2 4x 过焦点的弦被焦点分成长为 m 和 n 两部分,则 m 与 n 的关系式
为( C )
A. m n 4
B. mn 4
C. 1 1 1 mn
D. 1 1 2 mn
解析:令过焦点的弦为 x ky 1,与抛物线交点分别为 A、B,
下面介绍另一种方法——数形结合的方法
在图中,设 A x1, y1 , B x2, y2 .由抛物线的定义可知, AF 等于点 A 到准线的
距离 AA' .由 p
2, p 2
1 ,得 AA'
x1
BF
BB '
x2
p 2
x2 1 ,于是得 AB
p 2
x1
AF
1 .于是 AF x1 1 ,同理, BF =x1+x2 +p x1+x2 +2 .
4.已知抛物线 y2 8x 上一点 P 到准线的距离为 d1 ,到直线l : 4x 3y 12 0 的距离
D 为 d2 ,则 d1 d2 的最小值为( )
A.1
B.2
C.3
D.4
解析:由抛物线 y2 8x 知,焦点 F 2,0 ,准线方程为l : x 2 ,根据题意作图如下;
点 P 到直线 l : 4x 3y 12 0 的距离为 PA ,到准线l1 : x 2 的距离为 PB , 由抛物线的定义知: PB PF , 所以点 P 到直线 l : 4x 3y 12 0 和准线l1 : x 2 的距离之和为 PF PA ,
抛物线的简单几何性质

F
x 2 py ( p 0)
2
y
O F
l
x l
y0 y0
x
2、抛物线的焦半径公式:
| PF | d
点P ( x0 , y0 )在对应抛物线上 , p y 2 px ( p 0) :| PF | x0 ; 2
2
3、若A( x1 , y1 )、B( x2 , y2 )是y 2 px( p 0)的
y A
E
O D
M
F
B
x
对这个结论的再发现: 2 过抛物线 y 2 px( p 0) 的焦点的一条直 线和抛物线相交 , 两个交点的纵坐标为 y1 、y2 , 则 y1 y2 p .
2
|y1|· |y2|=p2
几何解释,就是
M
2
MK NK KF
K
N
3、若点A、B在此抛物线的准线上的射影分别为 A1、B1 , 则A1 FB1
y A
E
O D
M F
B x
课堂小结
1.抛物线有许多几何性质,探究抛物 线的几何性质,可作为一个研究性学 习课题,其中焦点弦性质中的有些结 论会对解题有一定的帮助. 2.焦点弦性质y1y2=-p2是对焦点在x 轴上的抛物线而言的,对焦点在y轴 上的抛物线,类似地有x1x2=-p2.
小结: 抛物线的焦点 弦有及其丰富的内涵, 有如下的一些结论: 2p (1) AB x1 x2 p sin 2 (为直线AB的倾斜角 ). 2 p 2 (2) y1 y2 p ; x1 x2 . 4
2
p y 2 px ( p 0) :| PF | x0 ; 2 p 2 x 2 py( p 0) :| PF | y0 ; 2 p 2 x 2 py( p 0) :| PF | y0 . 2
抛物线的简单几何性质

抛物线的简单几何性质抛物线是数学中一个经典的曲线,由于其独特的形状和广泛的应用,它被广泛研究和使用。
本文将介绍抛物线的一些简单的几何性质。
1. 抛物线的定义抛物线是指平面上的一类曲线,其定义为平面上离定点(焦点)距离与定直线(准线)距离相等的点的集合。
这个定义可以用数学表达式来描述,即:y = ax^2 + bx + c其中 a、b 和 c 是常数,a 不等于 0。
这个方程描述了平面上所有满足以上条件的点的集合,即抛物线。
2. 抛物线的对称性抛物线具有轴对称性,即它关于某一直线对称。
这条直线称为抛物线的对称轴。
对称轴与抛物线的顶点有关,顶点是抛物线的最高点或最低点。
对于抛物线的标准方程y = ax^2 + bx + c,对称轴的公式为x = -b/(2a)。
3. 抛物线的顶点抛物线的顶点是曲线的最高点或最低点,位于抛物线的对称轴上。
对于标准方程y = ax^2 + bx + c,顶点的 x 坐标可以通过-b/(2a)计算得出。
将其代入方程中得到对应的 y坐标。
4. 抛物线的焦点和准线在抛物线的定义中提到了焦点和准线。
焦点是一个点,位于抛物线的对称轴上,与抛物线上的所有点到准线的距离相等。
准线是一个直线,与抛物线不相交,且与焦点的距离相等。
焦点的计算可以使用以下公式:F(x, y) = (x, y),其中 x = -b/(2a),y = (1 - (b^2 - 4ac))/(4a)准线的方程为y = (1 - (b^2 - 4ac))/(4a)。
5. 抛物线的焦距和方向焦距是指焦点到准线的距离,也可以视为焦点到对称轴的垂直距离。
焦距的计算公式为f = 1/(4a)。
由此可见,焦点到对称轴的距离与 a 的值有关。
当 a 的值越小,焦距越大,抛物线会变得扁平;当 a 的值越大,焦距越小,抛物线会变得尖锐。
根据 a 的正负,抛物线的方向也会有所不同。
当 a 大于 0 时,抛物线开口朝上;当 a 小于 0 时,抛物线开口朝下。
抛物线的简单几何性质

x
直线与抛物线的关系
例3.已知抛物线y2=4x,过定点A(-2, 1)的
直线l的斜率为k,下列情况下分别求k的
取值范围:
1. l与抛物线有且仅有一个公共点;
2. l与抛物线恰有两个公共点;
3. l与抛物线没有公共点.
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 2 y 4 x :⑴只有一个公共点;⑵有两个公共点;⑶ 没有公共点?
l
y
(4) 离心率:
O
F
x
e =1
方程 图
y2 = 2px
(p>0)
y
l O F x
y2 = -2px
x2 = 2py
x2 = -2py
(p>0)
y
x
l l F x
(p>0)
y
F
O l
(p>0)
y
x
O F
形 范围
对称 性
O
x≥0 y∈R
x≤0 y∈R
x∈R y≥0
x∈R y≤0
关于x轴对称 (0,0) e=1
2
分析:直线与抛物 线有一个公共点 的情况有两种情 形:一种是直线 平行于抛物线的 对称轴; 另一种是直线与 抛物线相切.
归纳方法:
1.联立方程组,并化为关于x或y的一元方程;
2.考察二次项的系数是否为0,
①若为0,则直线与抛物线的对称轴平行, 直线与抛物线有且仅有一个交点; ②若不为0,则进入下一步. 3.考察判别式 ⊿<0 直线与抛物线相离. ⊿=0 直线与抛物线相切; ⊿>0 直线与抛物线相交;
抛物线的简单几何性质

消去 y,整理得 4x2-17x+4=0, 由抛物线的定义可知,|AB|=x1+x2+p= 147+2=245. 所以,线段 AB 的长为245.
[点评] 过抛物线焦点的直线与抛物线相交弦长问 题是抛物线中常见问题.解决此类问题,通常有三种 解法:(1)焦点弦长公式,
|AB|= p-y1-y2
典例精析
类型一 抛物线的简单几何性质 [例1] 抛物线的顶点在原点,对称轴重合于椭圆 9x2+4y2=36短轴所在的直线,抛物线焦点到顶点的距 离为3,求抛物线的方程. [分析] 先确定抛物线方程的形式,再依条件求待 定参数.
[解] 椭圆 9x2+4y2=36 可化为x42+y92=1,得抛物 线的对称轴为 x 轴.
(2)顶点在原点,对称轴为y轴时的抛物线方程可设 为x2=ay(a≠0),当a>0时,抛物线开口向上,当a<0时, 抛物线开口向下.
类型二 抛物线的焦点弦问题 [例 2] 斜率为43的直线 l 经过抛物线 y2=2px 的
焦点 F(1,0),且与抛物线相交于 A、B 两点. (1)求该抛物线的标准方程和准线方程; (2)求线段 AB 的长; [分析] (1)由抛物线焦点坐标得 p 值,求出抛物
(3)方法一:如图 4,知直线 AB 斜率必存在 故设 AB 方程为 y-1=m(x-1) 即 y=mx-m+1,设 A(x1,y1),B(x2,y2) 则由yx=2=m4xy-m+1 得 x2-4mx+4m-4=0
图4
则 x1+x2=4m,而x1+2 x2=1 即 x1+x2=2 ∴4m=2,m=12, 故直线 AB 方程为 x-2y+1=0.
方法二:设 A(x1,y1),B(x2,y2),则xx2122= =44yy12① ②
抛物线的简单几何性质
顶点
焦半径
焦
p x1 x2
(0,0)
p 2
x0
p (x1 x2 )
(0,0)
p 2
y0
p y1 y2
(0,0)
p 2
y0
p ( y1 y2 )
当 α=90°时,∣AB∣叫做抛物线的通径,
是所有焦点弦中最短的,长度为 2p。 (5)A,B 两点的横坐标之积、纵坐标之积为定值,即 x1·x2=p42,y1·y2=-p2.
知识点三 直线与抛物线的位置关系 思考 直线与抛物线的位置关系有哪些? 答案 相交 ﹑相切﹑相离
思考 直线与抛物线有且只有一个公共点,那么直线与抛物线一定相切吗? 答案 不一定,当直线平行于抛物线的对称轴时,直线与抛物线相交.
示,由抛物线的定义可知,e=1
方程 图
y2 = 2px
(p>0) y
l
y2 = -2px (p>0)
yl
x2 = 2py (p>0)
y
F
x2 = -2py (p>0)
y
l
形 范围
OF x F O x
O
x l
O F
x
x≥0 y∈R x≤0 y∈R x∈R y≥0 x∈R y≤0
对称性 关于x轴对称 关于x轴对称 关于y轴对称 关于y轴对称
2.3.2 抛物线的简单几何性质
知识点一
类比探索
抛物线的几何性质
y
F
.
o
x
结合抛物线y2=2px(p>0)的标准方程和图形,探索 其的几何性质:
(1)范围 x≥0,y∈R
(2)对称性 关于x轴对称,对称轴又叫抛物线的轴
(3)顶点 抛物线和它的轴的交点叫做抛物线的顶点. 只有一个顶点
3.3.2抛物线的简单几何性质课件人教A版选择性必修第一册
__________________________.
2
y k x 1
联立 2
y 4x
消去 x 得 ky 2 4 y 4 0
k
M
4
p2
(2)若焦点在 y轴上,则 y1 y2
, x1 x2 p 2
4
K O
几何解释,就是 MK NK KF
2
N
A (x , y )
1
1
F
B
( x 2 , y2 )
x
p
证明:设:x my
直线的反斜截式(优越性)
2
p
x my
联立方程组
2 整理可得: y 2 2 pmy p 2 0
2p
p
p
y0
y0
2
2
y1 y2 p ( y1 y2 ) p
例题讲解
例1 已知抛物线关于x轴对称,它的顶点在坐标原点,并且经过点
M(2,2 2),求它的标准方程.
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M(2, 2 2 ),
2
所以设方程为: y 2 px
MF
d
,叫做抛物
探究新知
5.通径
过焦点且垂直于对称轴的弦 |AB|=2p
y
y2=2px
A
P3
p
, p
2
2p
P2
O
抛物线方程中2p的几何意义:
P1
l
F
x
p
, p
B2
2p越大,抛物线张口越大
利用抛物线的顶点、
第2课时抛物线的简单几何性质
第2课时 抛物线的简单几何性质一、抛物线的性质1.抛物线2y =2px(p>0)的简单几何性质(1)对称性:以-y 代y ,方程2y =2px(p>0)不变,因此这条抛物线是以x 轴为对称轴的轴对称图形.抛物线的对称轴叫做抛物线的轴,抛物线只有一条对称轴. (2)顶点:抛物线和它的轴的交点叫做抛物线的顶点.(3)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,叫做抛物线的离心率, (4)通径:过焦点垂直于轴的弦称为抛物线的通径,其长为2p.(5)范围:由y2=2px ≥0,p>0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,这说明抛物线向右上方和右下方无限延伸,p 值越大,它开口越开阔. 2.焦半径抛物线上一点与焦点F 连接的线段叫做焦半径,设抛物线上任一点A(x0,y0),则四种标准方程形式下的焦半径公式为3.p 表示焦点到准线的距离,p >0.p 值越大,抛物线的开口越宽;p 值越小,抛物线的开口越窄。
4.焦点弦问题如图所示:AB 是抛物线y 2=2px (p >0)过焦点F 的一条弦,设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),AB 的中点M (x 0,y 0),抛物线的准线为l .(1)以AB 为直径的圆必与准线l 相切; (2)|AB |=2(x 0+p2)=x 1+x 2+p ;(3)A 、B 两点的横坐标之积、纵坐标之积为定值,即x 1·x 2=42p ,y 1·y 2=2p.题型一、抛物线的对称性例1、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y 2=2px (p >0)上,求这个正三角形的边长.[解析] 如图,设正三角形OAB 的顶点A 、B 在抛物线上,且它们坐标分别为(x 1,y 1)和(x 2,y 2)则:y 21=2px 1,y 22=2px 2.又|OA |=|OB |,∴x 21+y 21=x 22+y 22,即x 21-x 22+2px 1-2px 2=0,∴(x 1-x 2)(x 1+x 2+2p )=0. ∵x 1>0,x 2>0,2p >0,∴x 1=x 2, 由此可得|y 1|=|y 2|, 即线段AB 关于x 轴对称.由于AB 垂直于x 轴,且∠AOx =30°.∴y 1x 1=tan30°=33,而y 21=2px 1,∴ y 1=23p . 于是|AB |=2y 1=43p . 例2、等腰Rt △ABO 内接于抛物线2y =2px(p>0),O 为抛物线的顶点,OA ⊥OB ,则△ABO 的面积是()A .82pB .42p C .22pD .2p[答案] B题型二、抛物线焦点弦的性质例3、斜率为2的直线经过抛物线y 2=4x 的焦点,与抛物线相交于两点A 、B ,求线段AB 的长. 解∴|AB|=|AF|+|BF|=x1+x2+2=3+2=5. 例4、过抛物线2y =8x 的焦点作直线l ,交抛物线于A 、B 两点,若线段AB 中点的横坐标为3,则|AB|的值为_____________.[答案] 10 题型三、最值问题例5、设P 是抛物线y 2=4x 上的一个动点,F 为抛物线焦点.(1)求点P 到点A (-1,1)的距离与点P 到直线x =-1的距离之和的最小值; (2)若B (3,2),求|PB |+|PF |的最小值.[解析] (1)如图,易知抛物线的焦点为F (1,0),准线方程是x =-1,由抛物线的定义知:点P 到直线x =-1的距离等于点P 到焦点F 的距离.于是,问题转化为:在曲线上求一点P ,使点P 到点A (-1,1)的距离与点P 到F (1,0)的距离之和最小.显然,连AF 交抛物线于P 点,故最小值为22+12,即 5. (2)如图把点B 的横坐标代入y 2=4x 中,得y =±12,因为12>2,所以B 在抛物线内部,自B 作BQ 垂直准线于Q ,交抛物线于P 1.此时,由抛物线定义知: |P 1Q |=|P 1F |.那么|PB |+|PF |≥|P 1B |+|P 1Q | =|BQ |=3+1=4. 即最小值为4. 例6、定点M ⎪⎭⎫⎝⎛310,3与抛物线y 2=2x 上的点P 之间的距离为d 1,P 到抛物线准线l 的距离为d 2,则d 1+d 2取最小值时,P 点坐标为( )A .(0,0)B .(1,2)C .(2,2) D.⎪⎭⎫ ⎝⎛-21,81 [答案] C例7、设抛物线C :x 2=2py 的焦点为F ,准线为l ,A 为C 上一点,已知以F 为圆心,F A 为半径的圆F 交l 于B ,D 两点.(1)若∠BFD =90°,△ABD 的面积为42,求p 的值及圆F 的方程;(2)若A 、B 、F 三点在同一直线m 上,直线n 与m 平行,且n 与C 只有一个公共点,求坐标原点到m 、n 距离的比值.[正解] (1)由已知可得△BFD 为等腰直角三角形,当p >0时,|BD |=2p ,圆F 的半径|F A |=2p ,由抛物线定义可知A 到l 的距离d =|F A |=2p . 因为△ABD 的面积为42,所以12|BD |·d =42,即12·2p ·2p =42,解得p =2,所以F (0,1),圆F 的方程为x 2+(y -1)2=8. 当p <0时,同理可得p =-2,∴F (-1,0), ∴圆F 的方程为x 2+(y +1)2=8.(2)因为A 、B 、F 三点在同一直线m 上,所以AB 为圆F 的直径,∠ADB =90°,由抛物线定义知|AD |=|F A |=12|AB |.所以∠ABD =30°,m 的斜率为33或-33. 当m 的斜率为33时,由已知可设n :y =33x +b ,代入x 2=2py 得x 2-233px -2pb =0. 由于n 与C 只有一个公共点,故Δ=43p 2+8pb =0,解得b =-p 6.因为m 的截距b 1=p 2,|b 1||b |=3,所以坐标原点到m ,n 距离的比值为3. 当m 的斜率为-33时,由图形的对称性可知,坐标原点到m ,n 的距离的比值为3. 课后作业一、选择题1.过抛物线y 2=4x 的焦点作直线交抛物线于A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2)两点,若x 1+x 2=10,则弦AB 的长度为( )A .16B .14C .12D .10[答案] C[解析] 设抛物线的焦点为F ,则|AB |=|AF |+|BF |=x 1+1+x 2+1=x 1+x 2+2=10+2=12. 2.设O 是坐标原点,F 是抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,A 是抛物线上的一点,F A →与x 轴正向的夹角为60°,则|OA |为( )A.214pB.212pC.136p D.1336p [答案] B[解析] 设A (x 1,y 1),直线F A 的方程为y =3(x -p 2),由⎩⎪⎨⎪⎧ y 2=2px y =3(x -p 2),得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=32p y 1=3p. ∴|OA |=x 21+y 21=94p 2+3p 2=212p . 3.过抛物线焦点F 的直线与抛物线相交于A 、B 两点,若点A 、B 在抛物线准线上的射影分别为A 1,B 1,则∠A 1FB 1为( )A .45°B .60°C .90°D .120°[答案] C[解析] 设抛物线方为y 2=2px (p >0). 如图,∵|AF |=|AA 1|,|BF |=|BB 1|, ∴∠AA 1F =∠AF A 1,∠BFB 1=∠FB 1B .又AA 1∥Ox ∥B 1B ,∴∠A 1FO =∠F A 1A ,∠B 1FO =∠FB 1B ,∴∠A 1FB 1=12∠AFB =90°.4.抛物线y 2=2x 的焦点为F ,其准线经过双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左顶点,点M 为这两条曲线的一个交点,且|MF |=2,则双曲线的离心率为( ) A.102B .2 C. 5 D.52[答案] A[解析] F (12,0),l :x =-12,由题意知a =12.由抛物线的定义知,x M -(-12)=2,∴x M =32,∴y 2M =3,∵点(x M ,y M )在双曲线上,∴9414-3b 2=1,∴b 2=38,∴c 2=a 2+b 2=58,∴e 2=c 2a 2=58×4=52,∴e =102. 5.已知A 、B 在抛物线y 2=2px (p >0)上,O 为坐标原点,如果|OA |=|OB |,且△AOB 的垂心恰好是此抛物线的焦点F ,则直线AB 的方程是( ) A .x -p =0 B .4x -3p =0 C .2x -5p =0D .2x -3p =0[答案] C[解析] 如图所示:∵F 为垂心,F 为焦点,OA =OB ,∴OF 垂直平分AB . ∴AB 为垂直于x 轴的直线设A 为(2pt 2,2pt )(t >0),B 为(2pt 2,-2pt ), ∵F 为垂心,∴OB ⊥AF ,∴k OB ·k AF =-1, 即-(2pt )2(2pt 2-p 2)·2pt 2=-1,解得t 2=54∴AB 的方程为x =2pt 2=52p ,∴选C.二、填空题6.已知过抛物线y 2=6x 焦点的弦长为12,则此弦所在直线的倾斜角是__________________.[答案] π4或3π4[解析] 设直线的倾斜角为θ,由题意得12=2p sin 2θ=6sin 2θ,∴sin 2θ=12,∴sin θ=±22,∵θ∈[0,π),∴θ=π4或3π4.7.设抛物线y 2=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 |=__________________.[答案] 8[解析] 如图,k AF =-3,∴∠AFO =60°,∵|BF |=4,∴|AB |=43, 即P 点的纵坐标为43, ∴(43)2=8x ,∴x =6, ∴|P A |=8=|PF |. 三、解答题8.如图,有一张长为8,宽为4的矩形纸片ABCD ,按如图所示的方法进行折叠,使每次折叠后点B 都落在AD 边上,此时记为B ′(注:图中EF 为折痕,点F 也可落在CD 边上).过点B ′作B ′T ∥CD 交EF 于点T ,求点T 的轨迹方程.[解析] 如图,以边AB 的中点O 为原点,AB 所在的直线为y 轴建立平面直角坐标系,则B (0,-2).连结BT ,由折叠知|BT |=|B ′T |.∵B ′T ∥CD ,CD ⊥AD ,∴B ′T ⊥AD .根据抛物线的定义知,点T 的轨迹是以点B 为焦点,AD 所在直线为准线的抛物线的一部分.设T (x ,y ).∵|AB |=4.即定点B 到定直线AD 的距离为4,∴抛物线的方程为x 2=-8y .在折叠中,线段AB ′的长度|AB ′|在区间[0,4]内变化,而x =|AB ′|,∴0≤x ≤4,故点T 的轨迹方程为x 2=-8y (0≤x ≤4).9.定长为3的线段AB 的端点A 、B 在抛物线y 2=x 上移动,求AB 中点到y 轴距离的最小值,并求出此时AB 中点M 的坐标.[解析] 如图,设F 是抛物线y 2=x 的焦点,A 、B 两点到准线的垂线分别是AC 、BD ,M 点到准线的垂线为MN ,N 为垂足,则|MN |=12(|AC |+|BD |),根据抛物线定义得|AC |=|AF |,|BD |=|BF |,∴|MN |=12(|AF |+|BF |)≥|AB |2=32.设M 点的横坐标为x ,则|MN |=x +14,∴x =|MN |-14≥32-14=54,等号成立的条件是弦AB 过点F , 由于|AB |>2p =1,∴AB 过焦点是可能的,此时M 点到y 轴的最短距离是54,即AB 的中点横坐标为54.当F 在AB 上时,设A 、B 的纵坐标分别为y 1、 y 2,则y 1y 2=-p 2=-14,从而(y 1+y 1)2=y 21+y 22+2y 1y 2=2×54-12=2,∴y 1+y 2=±2, ∴M 点的坐标为(54,±22)时,M 到y 轴距离的最小值为54.。
抛物线的简单几何性质 课件
判别式,则有:
Δ>0⇔直线与圆锥曲线相交于两点;
Δ=0⇔直线与圆锥曲线相切;
Δ<0⇔直线与圆锥曲线相离.
2.运用抛物线的定义解决问题
剖析:抛物线的离心率e=1,体现了抛物线上的点到焦点的距离等
于它到准线的距离,因此,涉及抛物线的焦点、过焦点的弦的问题,
求抛物线的方程.
分析:先确定抛物线方程的形式,再由条件用待定系数法求解.
=
解法一:由已知条件可知抛物线的对称轴为x轴,
则可设抛物线的方程为y2=2px或y2=-2px(p>0).
∵抛物线的焦点到顶点的距离为5,
∴ = 5, ∴ = 10.
2
∴所求抛物线的方程为y2=20x或y2=-20x.
解法二:由已知条件可知抛物线的对称轴为x轴.
=
2
, 1·y2=p·(-p)=-p2(定值).
4
(4)当 AB 与 x 轴不垂直时,由抛物线的定义,知
|AF|=x1+ , || = 2 + ,
2
2
2 + + 1 +
2
2
1 +
+
2 2 2
1
1
1
1
故
+
=
+
=
|| || +
+
1
2 2 2
1 + 2 +
1
+
|| ||
2
=
2
1
1
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2
的焦点的距离是5,则P=
4
。
例2、斜率为1的直线 l 经过抛物线 y 4 x 的 焦点F,且与抛物线相交于A,B两点,求线 y 段AB的长。
2
A`
O
A
解这题,你有什么方法呢?
B`
F B
x
法一:直接求两点坐标,计算弦长(运算量一般较大);
法二:设而不求,运用韦达定理,计算弦长(运算量一般);
法三:设而不求,数形结合,活用定义,运用韦达定理,计 算弦长.
P越大,开口越开阔
O
P ( x 0 , y0 )
F
x
(2)焦半径: 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|=x +p/2 0
总结
1、范围: 抛物线只位于半个坐标平面内,虽然它也可 以无限延伸,但没有渐近线; 2、对称性: 抛物线只有一条对称轴,没有对称中心; 3、顶点:抛物线只有一个顶点,一个焦点,一条准线; 4、离心率:抛物线的离心率是确定的,等于1; 5、通径: 抛物线的通径为2P, 2p越大,抛物线的张口 越大.
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。
0 x
p0
o
p F ( ,0 ) 2
x
2、
对称性
关于x轴
y
( x, y )
对称
( x, y)
2
若点(x,y)在抛物线上, 即满足y2 = 2px, o F ( p ,0) 则 (-y)2 = 2px 即点(x,-y) 也在抛物线上, 故 抛物线y2 = 2px(p>0)关于x轴对称.
4 3 2 1
2
P(x,y)
-2
2
4
6
8
10
对称中心;
-1
-2
3.抛物线只有一个顶点、
-4
-3
o
p F ( ,0 ) 2
x
一个焦点、一条准线; 4.抛物线的离心率是确定的,为1; 思考:抛物线标准方程中的p对抛物线开口的影响. P越大,开口越开阔
-5
补充(1)通径: (标准方程中2p的几何意义)
y
y2=2px
A
l
o
· F
B
过焦点且垂直于对称轴的直p
p p A( , p)、B( , p) 2 2
P越大,开口越阔
利用抛物线的顶点、通径的两个端点可较准确画出 反映抛物线基本特征的草图。
补充(1)通径: (标准方程中2p的几何意义)
y
通径的长度:2P
y∈R
(0,0) 1
y
O
F
l
x2 = 2py p p y≥0 F (0, ) y 2 2 x∈R x (p>0) y轴 x2 y≤0
y
O F
= -2py F (0, p ) y p 2 x(p>0) 2
l
x∈R
特点:
y2=4x 1.抛物线只位于半个坐标平面内,虽然它可以无 y2=2x 限延伸,但它没有渐近线; y2=xy 1 2= y x 2.抛物线只有一条对称轴,没有
三、典例精析
坐标轴
例1:已知抛物线关于x轴对称,它的顶点在坐标 ),求它的标准方程. 原点,并且经过点M(2, 2 2 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, 2 2 ), 所以设方程为: y 2 px 又因为点M在抛物线上:
2
( p 0)
所以:2 (
4) AB x1 x2 P
四、归纳总结
1、范围: 抛物线只位于半个坐标平面内,虽然它也可 以无限延伸,但没有渐近线; 2、对称性: 抛物线只有一条对称轴,没有对称中心; 3、顶点:抛物线只有一个顶点,一个焦点,一条准线; 4、离心率:抛物线的离心率是确定的,等于1; 5、通径: 抛物线的通径为2P, 2p越大,抛物线的张口 越大.
X
抛物线的简单几何性质
一、温故知新
定义:在平面 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 抛物线.
图 l y
O
抛物线的定义及标准方程
形 标准方程
焦点坐标 准线方程
F
x
y2=2px (p>0) y2=-2px (p>0) x2=2py (p>0)
p ( ,0 ) 2 p ( ,0) 2 p (0, ) 2
A’
A O F B
x
代入方程y 4 x, 得( x 1) 4 x,
2 2
化简得x 6 x 1 0.
2
x1 x2 6 AB x1 x2 2 8
B’
所以,线段AB的长是8。
抛物线的焦点弦的特征
1、已知AB是抛物线y2=2px的任意一条焦点弦,且A (x1,y1)、B(x2,y2) 1)求证:y1y2=-P2,x1x2=p2/4。 2)设θ为直线AB的倾斜角,求证:当θ=90o时,取得 ︱AB︱的最小值2p。 3)若弦AB过焦点,求证:以AB为直径的圆与准线相 切。
o
p F ( ,0 ) 2
x
下面请大家得出其余三种标准方程抛 物线的几何性质。
(二)归纳:抛物线的几何性质
图 形
y
l
O F
方程
焦点 准线 范围 顶点 对称轴
x≥0 y∈R x≤0 x轴
e
y2 = 2px p p F ( ,0) x x (p>0) 2 2
l
y
F O
y2 = -2px p p F ( ,0) x 2 x(p>0) 2
p x 2 p x 2 p y 2 p y 2
y
F
l
O
x
y
F
O
l
x
y
l
O F
x
p x2=-2py (0, ) (p>0) 2
二、探索新知 如何研究抛物线y2 =2px(p>0)的几何性质?
y
1、
范围
由抛物线y2 =2px(p>0) 有 2 px y 0
2
所以抛物线的范围为 x 0
2) 2 p 2 p 2 因此所求抛物线标准方程为:2 4 x y
2
当焦点在x(y)轴上,开口方向不定时,设为y2=2mx(m ≠0) (x2=2my (m≠0)),可避免讨论
练习:
1、已知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,那么抛物线通径长是 16 . 2、已知点A(-2,3)与抛物线 y 2 px( p 0)
例4
斜率为 的直线l经过抛物线y 4 x的焦点F , 且与 1
2
抛物线相交于A, B两点,求线段AB的长。 p 解:由题意可知,p 2, 1, y 2 A’ 准线l : x 1.
A F B
x
设A( x1 , y1 ), B( x2 , y2 ), A, B到 准线l的距离分别为d A , d B .
AF d A x1 1, BF d B x2 1,
O B’
由抛物线的定义可知
所以 AB AF BF x1 x2 2
例4
斜率为 的直线l经过抛物线y 4 x的焦点F , 且与 1
2
抛物线相交于A, B两点,求线段AB的长。
y
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
x
3、
顶点
y
定义:抛物线与 它的对称轴的交点叫 做抛物线的顶点。
o
y2
= 2px (p>0)中,
p F ( ,0 ) 2
x
令y=0,则x=0.
即:抛物线y2 = 2px (p>0)的顶点(0,0).只有一 个 注:这与椭圆有四个顶点,双曲线有两个顶点不同。
4、
离心率
y
P(x,y)
抛物线上的点与 焦点的距离和它到准 线的距离之比,叫做 抛物线的离心率。 由定义知, 抛物线y2 = 2px (p>0)的离心率为e=1.