数学选择性必修 第一册3.3 抛物线获奖课件ppt
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第1课时 抛物线的简单几何性质
第三章 3.3.2 抛物线的简单几何性质
1.掌握抛物线的几何性质.2.会利用抛物线的性质解决一些简单的抛物线问题.
在上一节中,我们已经学习了抛物线的定义及其标准方程,这一节我们利用方程研究抛物线的几何性质.
二、抛物线的几何性质的应用
问题1 类比用方程研究椭圆、双曲线几何性质的过程与方法,你认为应研究抛物线y2=2px(p>0)的哪些几何性质,如何研究这些性质?
提示 1.范围当x>0时,抛物线y2 =2px(p>0)在y轴的右侧,开口向右,这条抛物线上的任意一点M 的坐标(x,y)的横坐标满足不等式x≥0;当x 的值增大时,|y|的值也增大,这说明抛物线向右上方和右下方无限延伸.抛物线是无界曲线.2.对称性观察图象,不难发现,抛物线y2=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.抛物线只有一条对称轴.
3.顶点抛物线和它的轴的交点叫做抛物线的顶点.抛物线的顶点坐标是坐标原点 (0,0).4.离心率抛物线上的点M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.用e表示,e=1.
注意点:只有焦点在坐标轴上,顶点是原点的抛物线的方程才是标准方程.
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,求抛物线的方程及抛物线的准线方程.
其短轴在x轴上,∴抛物线的对称轴为x轴,∴设抛物线的方程为y2=2px(p>0)或y2=-2px(p>0).∵抛物线的焦点到顶点的距离为3,
∴抛物线的标准方程为y2=12x或y2=-12x,其准线方程分别为x=-3和x=3.
反思感悟 把握三个要点确定抛物线的简单几何性质(1)开口:由抛物线标准方程看图象开口,关键是看准一次项是x还是y,一次项的系数是正还是负.(2)关系:顶点位于焦点与准线中间,准线垂直于对称轴.(3)定值:焦点到准线的距离为p;过焦点垂直于对称轴的弦(又称为通径)长为2p;离心率恒等于1.
跟踪训练1 边长为1的等边三角形AOB,O为坐标原点,AB⊥x轴,以O为顶点且过A,B的抛物线方程是
解析 设抛物线方程为y2=ax(a≠0).
例2 (1)已知正三角形AOB的一个顶点O位于坐标原点,另外两个顶点A,B在抛物线y2=2px(p>0)上,求这个三角形的边长.
解 如图所示,设A(x1,y1),B(x2,y2),
又|OA|=|OB|,
整理得(x1-x2)(x1+x2+2p)=0.因为x1>0,x2>0,2p>0,所以x1=x2,由此可得|y1|=|y2|,
即线段AB关于x轴对称,由此得∠AOx=30°,
(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.
解 如图,设点A(x0,y0),由题意可知点B(x0,-y0),
∴AF⊥OB,∴kAF·kOB=-1,
反思感悟 利用抛物线的性质可以解决的问题(1)对称性:解决抛物线的内接三角形问题.(2)焦点、准线:解决与抛物线的定义有关的问题.(3)范围:解决与抛物线有关的最值问题.(4)焦点弦:解决焦点弦问题.
跟踪训练2 (1)(多选)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点M在抛物线C上,|MF|=5,若y轴上存在点A(0,2),使得 则p的值可以为A.2 B.4 C.6 D.8
解析 由题意可得,以MF为直径的圆过点(0,2),
因为圆心是MF的中点,所以根据中点坐标公式可得,
据此可知该圆与y轴相切于点A(0,2),故圆心纵坐标为2,则M点纵坐标为4,
代入抛物线方程得p2-10p+16=0,所以p=2或p=8.
(2)抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l,点A是抛物线上一点,且∠AFO=120°(O为坐标原点),AK⊥l,垂足为K,则△AKF的面积是______.
解析 由抛物线方程可知F(1,0),准线l的方程为x=-1.如图,设A(x0,y0),过A作AH⊥x轴于H,在Rt△AFH中,|FH|=x0-1,
1.知识清单:(1)抛物线的几何性质.(2)抛物线的几何性质的应用.2.方法归纳:待定系数法.3.常见误区:求抛物线方程时焦点的位置易判断失误.
1.对抛物线y=4x2,下列描述正确的是A.开口向上,焦点为(0,1)B.开口向上,焦点为C.开口向右,焦点为(1,0)D.开口向右,焦点为
解析 由抛物线y=4x2,
2. (多选)以y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.y2=8x B.y2=-8xC.x2=8y D.x2=-8y
解析 设抛物线方程为x2=2py或x2=-2py(p>0),2p=8,p=4.∴抛物线方程为x2=8y或x2=-8y.
3.若抛物线y2=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
解析 设抛物线的焦点为F,原点为O,P(x0,y0),由条件及抛物线的定义知,|PF|=|PO|,
4.已知抛物线y2=2px(p>0),直线x=m与抛物线交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则y1+y2=______.
解析 因为抛物线y2=2px(p>0)关于x轴对称,x=m与x轴垂直,故y1=-y2,即y1+y2=0.
1.若抛物线y2=2x上有两点A,B且AB垂直于x轴,若|AB|= 则抛物线的焦点到直线AB的距离为
解析 由题意知,线段AB所在的直线方程为x=1,
2.以坐标轴为对称轴,以原点为顶点且过圆x2+y2-2x+6y+9=0的圆心的抛物线的方程是A.y=3x2或y=-3x2 B.y=3x2C.y2=-9x或y=3x2 D.y=-3x2或y2=9x
解析 圆的方程可化为(x-1)2+(y+3)2=1,圆心为(1,-3),由题意可设抛物线方程为y2=2px(p>0)或x2=-2py(p>0).把(1,-3)代入得9=2p或1=6p,
4.若抛物线y2=4x上一点P到x轴的距离为 则点P到抛物线的焦点F的距离为A.4 B.5 C.6 D.7
解析 由题意,知抛物线y2=4x的准线方程为x=-1,
∴点P到抛物线的准线的距离为3+1=4,∴点P到抛物线的焦点F的距离为4.
解析 曲线的方程可化为(x-2)2+y2=9,其表示圆心为(2,0),半径为3的圆,
5.已知抛物线y2=2px(p>0)的准线与曲线x2+y2-4x-5=0相切,则p的值为
6.(多选)点M(1,1)到抛物线y=ax2的准线的距离为2,则a的值可以为
因为点M(1,1)到抛物线y=ax2的准线的距离为2,
7.已知点A(-2,3)在抛物线C:y2=2px(p>0)的准线上,记抛物线C的焦点为F,则直线AF的斜率为______.
解析 ∵点A(-2,3)在抛物线C的准线上,
∴抛物线的方程为y2=8x,则焦点F的坐标为(2,0).
8.已知F是抛物线C:y2=8x的焦点,M是C上一点,FM的延长线交y轴于点N.若M是FN的中点,则|FN|=_____.
解析 如图,过点M作MM′⊥y轴,垂足为M′,|OF|=2,∵M为FN的中点,|MM′|=1,
∴|MF|=3,∴|FN|=6.
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|= ,|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x2=2py(p>0),
所以所求抛物线的标准方程为x2=4y或x2=8y.
10.已知抛物线C的顶点在原点,焦点F在x轴的正半轴上,设A,B是抛物线C上的两个动点(AB不垂直于x轴),且|AF|+|BF|=8,线段AB的垂直平分线恒经过点Q(6,0),求抛物线的方程.
解 设抛物线的方程为y2=2px(p>0),
∵|AF|+|BF|=8,
∵Q(6,0)在线段AB的中垂线上,∴|QA|=|QB|,
∴(x1-x2)(x1+x2-12+2p)=0.∵AB与x轴不垂直,∴x1≠x2.故x1+x2-12+2p=8-p-12+2p=0,即p=4.从而抛物线方程为y2=8x.
∴点A的坐标为(1,±2).
12.已知P是抛物线C:y2=2px(p>0)上的一点,F是抛物线C的焦点,O为坐标原点,若|PF|=2,∠PFO= ,则抛物线C的方程为A.y2=6x B.y2=2xC.y2=x D.y2=4x
解析 过P向x轴作垂线,设垂足为Q,
将P点的坐标代入y2=2px,得p=3,故C的方程为y2=6x.
13.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,O为坐标原点,M为抛物线上一点,且|MF|=4|OF|,△MFO 的面积为 则抛物线方程为A.y2=6x B.y2=8xC.y2=16x D.y2=x
解析 设M(x1,y1),
解得p=4,即抛物线的方程为y2=8x.
14.抛物线x2=2py(p>0)的焦点为F,其准线与双曲线 相交于A,B两点,若△ABF为等边三角形,则p=_____.
解得p2=36,p=6.
15.如图,已知P为抛物线y2=4x上的动点,过P分别作y轴与直线x-y+4=0的垂线,垂足分别为A,B,则|PA|+|PB|的最小值为________.
解析 抛物线的准线方程是x=-1,又根据抛物线的几何性质知,抛物线上的点到焦点的距离等于其到准线的距离,所以|PA|+|PB|=|PF|+|PB|-1,|PF|+|PB|的最小值就是点F到直线x-y+4=0的距离,
16.已知抛物线y2=8x.(1)求出该抛物线的顶点、焦点、准线方程、对称轴、变量x的范围;
解 抛物线y2=8x的顶点、焦点、准线方程、对称轴、变量x的范围分别为(0,0),(2,0),x=-2,x轴,x≥0.
(2)以坐标原点O为顶点,作抛物线的内接等腰三角形OAB,|OA|=|OB|,若焦点F是△OAB的重心,求△OAB的周长.
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