抛物线的标准方程与几何性质
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抛物线标准方程与几何性质知识要点精析浙江省诸暨市学勉中学(311811)郭天平一、抛物线定义的理解平面内与一个定点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 为抛物线的焦点,定直线l 为抛物线的准线。
注:① 定义可归结为“一动三定”:一个动点设为M ;一定点F (即焦点);一定直线l (即准线);一定值1(即动点M 到定点F 的距离与它到定直线l 的距离之比1)② 定义中的隐含条件:焦点F 不在准线l 上。
若F 在l 上,抛物线退化为过F 且垂直于l 的一条直线③ 圆锥曲线的统一定义:平面内与一定点F 和定直线l 的距离之比为常数e 的点的轨迹,当10<<e 时,表示椭圆;当1>e 时,表示双曲线;当1=e 时,表示抛物线。
④ 抛物线定义建立了抛物线上的点、焦点、准线三者之间的距离关系,在解题中常将抛物线上的动点到焦点距离(称焦半径)与动点到准线距离互化,与抛物线的定义联系起来,通过这种转化使问题简单化。
二、抛物线标准方程1.抛物线标准方程建系特点:以抛物线的顶点为坐标原点,对称轴为一条坐标轴建立直角坐标系,这样使标准方程不仅具有对称性,而且曲线过原点,方程不含常数项,形式更为简单,便于应用。
2.四种标准方程的联系与区别:由于选取坐标系时,该坐标轴有四种不同的方向,因此抛物线的标准方程有四种不同的形式。
抛物线标准方程的四种形式为:()022>±=p px y ,()022>±=p py x ,其中:① 参数p 的几何意义:焦参数p 是焦点到准线的距离,所以p 恒为正值;p 值越大,张口越大;2p 等于焦点到抛物线顶点的距离。
②标准方程的特点:方程的左边是某变量的平方项,右边是另一变量的一次项,方程右边一次项的变量与焦点所在坐标轴的名称相同,一次项系数的符号决定抛物线的开口方向,即对称轴为x 轴时,方程中的一次项变量就是x , 若x 的一次项前符号为正,则开口向右,若x 的一次项前符号为负,则开口向左;若对称轴为y 轴时,方程中的一次项变量就是y , 当y 的一次项前符号为正,则开口向上,若y 的一次项前符号为负,则开口向下。
专题3.5抛物线的标准方程及简单几何性质知识点一抛物线的定义我们把平面内与一个定点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.点F 叫做抛物线的焦点,直线l 叫做抛物线的准线.注意:①“p ”是抛物线的焦点到准线的距离,所以p 的值永远大于0;②只有顶点在坐标原点,焦点在坐标轴上的抛物线方程才有标准形式.知识点二抛物线的标准方程及简单几何性质标准方程()220y px p =>()220y px p =->()220x py p =>()220x py p =->图象性质范围0x y ≥∈R,0x y ≤∈R ,0x y ∈≥R ,0x y ∈≤R ,对称轴x 轴y 轴顶点()0,0O 焦点,02p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,02p F ⎛⎫- ⎪⎝⎭0,2p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭0,2p F ⎛⎫- ⎪⎝⎭准线2p x =-2p x =2p y =-2p y =离心率1e =知识点三通径与焦半径1.通径过焦点垂直于对称轴的弦称为抛物线的通径,其长为2p .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00(),A x y ,则四种标准方程形式下的焦半径公式为标准方程()220y px p =>()220y px p =->()220x py p =>()220x py p =->焦半径AF0||2p AF x =+0||2p AF x =-0||2p AF y =+0||2p AF y =-重难点1抛物线定义及应用1.已知抛物线22(0)y px p =>上任意一点到焦点F 的距离比到y 轴的距离大1,则抛物线的标准方程为()A .2y x=B .22y x=C .24y x=D .28y x=2.若抛物线22x py =(0p >)上一点(),3M m 到焦点的距离是5p ,则p =()A .34B .32C .43D .233.已知抛物线C :()220y px p =>的顶点为O ,经过点()0,2A x ,且F 为抛物线C 的焦点,若3AF OF =,则p =()A .12B .1C D .24.已知抛物线C :22(0)y px p =>的焦点为F ,点A 在y 轴上,线段AF 的延长线交C 于点B ,若||||6AF FB ==,则p =.5.已知抛物线22x py =上一点()0,2A x 到焦点的距离是该点到x 轴距离的2倍,则p =.6.已知抛物线()220y px p =>的焦点为F ,直线4y =与抛物线交于点M ,且4MF =,则p =.重难点2抛物线的标准方程与焦点、准线7.已知抛物线22(0)y px p =>的焦准距(焦点到准线的距离)为2,则抛物线的焦点坐标为()A .()0,1B .()0,2C .()1,0D .()2,08.圆22420x x y y -+-=的圆心在抛物线22y px =上,则该抛物线的焦点坐标为()A .1,08⎛⎫ ⎪⎝⎭B .1,04⎛⎫ ⎪⎝⎭C .1,02⎛⎫ ⎪⎝⎭D .()1,09.在同一坐标系中,方程22221x y a b+=与()200ax by a b +=>>的曲线大致是()A .B .C .D .10.焦点坐标为()1,0-的抛物线的标准方程是()A .22y x=-B .22x y=C .24x y=-D .24y x=-11.已知抛物线的焦点在y 轴上,且焦点到坐标原点的距离为1,则抛物线的标准方程为()A .22x y =B .22x y =或22x y =-C .24x y=D .24x y =或24x y=-12.抛物线21:4C y x =-绕其顶点顺时针旋转90︒后得到抛物线2C ,则2C 的准线方程为.13.已知两抛物线的顶点在原点,而焦点分别为()12,0F ,()20,2F ,求经过它们的交点的直线方程.重难点3根据抛物线的方程求参数14.设第四象限的点(),P m n 为抛物线28y x =上一点,F 为焦点,若6PF =,则n =()A .-4B .-C .-D .-3215.已知O 为坐标原点,P 是焦点为F 的抛物线C :22y px =(0p >)上一点,2PF =,π3PFO ∠=,则p =()A .1B .32C .2D .316.已知点(),2A m 为抛物线()2:20C y px p =>上一点,过点A 作C 准线的垂线,垂足为B .若AOB (O为坐标原点)的面积为2,则p =)A .12B .1C .2D .417.已知抛物线22(0)x py p =>上一点0(,3)A x ,F 为焦点,直线AF 交抛物线的准线于点B ,满足2AB AF =,则0x =()A .3±B .±C .±D .±18.已知抛物线C :22y px =()2p >上一点(,P m 到其焦点F 的距离为3,则p =()A .3B .72C .4D .519.已知抛物线C :28y x =的焦点为F ,曲线()0ky k x=>与C 交于点M ,MF x ⊥轴,则k =.20.顶点在原点,焦点在y 轴上的抛物线上一点(),2P m -到焦点F 的距离等于4,则m =.重难点4抛物线的对称性21.在平面直角坐标系xOy 中,抛物线2:8,C y x P =为x 轴正半轴上一点,线段OP 的垂直平分线l 交C 于,A B 两点,若120OAP ∠=︒,则四边形OAPB 的周长为()A .B .64C .D .8022.已知O 为坐标原点,垂直抛物线()2:20C y px p =>的轴的直线与抛物线C 交于,A B 两点,0OA OB ⋅= ,则AB 4=,则p =()A .4B .3C .2D .123.已知圆221x y +=与抛物线()220y px p =>交于A ,B 两点,与抛物线的准线交于C ,D 两点,若四边形ABCD 是矩形,则p 等于()A B .5C .2D 24.抛物线22(0)x py p =>与椭圆221122x y +=交于A ,B 两点,若AOB (其中O 为坐标原点),则p =()A .2B .3C .4D .625.抛物线22(0)y px p =>上一点到准线和抛物线的对称轴距离分别为10和6,则该点的横坐标是.26.已知点00(,)P x y 关于x 轴的对称点在曲线:C y =上,且过点P 的直线2y x =-与曲线C 相交于点Q ,则PQ =.重难点5抛物线的焦半径公式27.已知ABC 的顶点在抛物线22y x =上,若抛物线的焦点F 恰好是ABC 的重心,则||||||FA FB FC ++的值为()A .3B .4C .5D .628.已知抛物线2:4C y x =的焦点为F ,准线为l ,过C 上一点A 作l 的垂线,垂足为B .若3AF =,则AFB △的外接圆面积为().A .27π8B .64π27C .9π4D .25π1629.O 为坐标原点,F 为抛物线2:8C y x =的焦点,M 为C 上一点,若||6=MF ,则MOF △的面积为()A .B .C .D .830.已知抛物线2:20C y pxp =>()的焦点为F ,直线l 与抛物线C 交于,A B 两点,AF BF ⊥,线段AB 的中点为M ,过点M 作抛物线C 的准线的垂线,垂足为N ,则AB MN的最小值为()A .1B C .2D .231.(多选)设抛物线28y x =的顶点为O ,焦点为F .点M 是抛物线上异于O 的一动点,直线OM 交抛物线的准线于点N ,下列结论正确的是()A .若4MF =,则OM =B .若4MF =,则O 为线段MN 的中点C .若8MF =,则OM =D .若8MF =,则3OM ON=32.(多选)已知抛物线2:4E y x =的焦点为,F A 为E 上一点,则下列命题或结论正确的是()A .若AF 与x 轴垂直,则2AF =B .若点A 的横坐标为2,则3AF =C .以AF 为直径的圆与y 轴相切D .AF 的最小值为233.如图,M 是抛物线210y x =上的一点,F 是抛物线的焦点,以Fx 为始边、FM 为终边的角π3xFM ∠=,则MF =.重难点6抛物线的轨迹问题34.已知动点(),M x y 的坐标满足方程3412x y =+-,则动点M 的轨迹是()A .椭圆B .双曲线C .抛物线D .以上都不对35.动点(),M x y 满足方程3412x y =++,则点M 的轨迹是()A .圆B .椭圆C .双曲线D .抛物线36.已知点()1,0A ,直线:1l x =-,两个动圆均过A 且与l 相切,若圆心分别为1C 、2C ,则1C 的轨迹方程为;若动点M 满足22122C M C C C A =+,则M 的轨迹方程为.37.若动点(),M x y 到点()4,0F 的距离比它到直线30x +=的距离大1,则M 的轨迹方程是.38.已知直线l 平行于y 轴,且l 与x 轴的交点为(4,0),点A 在直线l 上,动点P 的纵坐标与A 的纵坐标相同,且OA OP ⊥,求P 点的轨迹方程,并说明轨迹方程的形状.39.一圆经过点()0,3F ,且和直线30y +=相切,求圆心的轨迹方程,并画出图形.重难点7抛物线的距离最值问题40.抛物线C 的顶点为原点,焦点为(2,0)F ,则点(5,0)B 到抛物线C 上动点M 的距离最小值为()A .B .C .5D .41.已知抛物线2:8C y x =的焦点为F ,点P 在C 上,若点()6,3Q ,则PQF △周长的最小值为().A .13B .12C .10D .842.设P 是抛物线28y x =上的一个动点,F 为抛物线的焦点,点()3,1B ,则PB PF +的最小值为.43.已知点M 为拋物线22y x =上的动点,点N 为圆22(4)5x y +-=上的动点,则点M 到y 轴的距离与点M 到点N 的距离之和最小值为.44.已知()3,2A ,若点P 是抛物线28y x =上任意一点,点Q 是圆22(2)1x y -+=上任意一点,则PA PQ +的最小值为.45.设动点P 在抛物线214y x =上,点P 在 x 轴上的射影为点 M ,点A 的坐标是()2,0,则PA PM +的最小值是.46.已知点()0,4M ,点P 在抛物线28x y =上运动,点Q 在圆22(2)1x y +-=上运动,则2||PM PQ的最小值.重难点8抛物线的实际应用47.南宋晚期的龙泉窑粉青釉刻花斗笠盏如图1所示,忽略杯盏的厚度,这只杯盏的轴截面如图2所示,其中光滑的曲线是抛物线的一部分,已知杯盏盛满茶水时茶水的深度为3cm ,则该抛物线的焦点到准线的距离为()A .27cm 4B .9cm2C .27cm 8D .23cm 648.上世纪90年代,南京江宁区和陕西洛南县就建立了深厚的友谊,1993年江宁区出资帮助洛南修建了宁洛桥,增强了两地之间的友谊.如今人行道两侧各加宽6米,建成了“彩虹桥”(图1),非常美丽.桥上一抛物线形的拱桥(图2)跨度30m AB =,拱高5m OP =,在建造时每隔相等长度用一个柱子支撑,则支柱11A B 的长度为m .(精确到0.01m )49.(多选)上甘岭战役是抗美援朝中中国人民志愿军进行的最著名的山地防御战役.在这场战役中,我军使用了反斜面阵地防御战术.反斜面是山地攻防战斗中背向敌方、面向我方的一侧山坡.反斜面阵地的构建,是为了规避敌方重火力输出.某反斜面阵地如图所示,山脚A ,B 两点和敌方阵地D 点在同一条直线上,某炮弹的弹道DCE 是抛物线Γ的一部分,其中E 在直线AB 上,抛物线的顶点C 到直线AB 的距离为100米,DE长为400米,CD CE =,30CAB ∠= ,建立适当的坐标系使得抛物线Γ的方程为()220x py p =->,则()A .200p =B .Γ的准线方程为100y =C .Γ的焦点坐标为()0,50-D .弹道CE 上的点到直线AC 50.一种卫星接收天线的轴截面如图所示.卫星波束呈近似平行状态射入轴截面为抛物线的接收天线,经反射聚集到焦点处.已知接收天线的口径(直径)为4.8m ,深度为0.5m.(1)试建立适当的坐标系,求抛物线的标准方程和焦点坐标;(2)为了增强卫星波束的接收,拟将接收天线的口径增大为5.2m ,求此时卫星波束反射聚集点的坐标.51.如图,探照灯反射镜由抛物线的一部分绕对称轴旋转而成,光源位于抛物线的焦点处,这样可以保证发出的光线经过反射之后平行射出.已知灯口圆的直径为60cm ,灯的深度为40cm.(1)将反射镜的旋转轴与镜面的交点称为反射镜的顶点.光源应安置在旋转轴上与顶点相距多远的地方?(2)为了使反射的光更亮,增大反射镜的面积,将灯口圆的直径增大到66cm ,并且保持光源与顶点的距离不变.求探照灯的深度.52.某农场为节水推行喷灌技术,喷头装在管柱OA 的顶端A 处,喷出的水流在各个方向上呈抛物线状,如图所示.现要求水流最高点B 离地面5m ,点B 到管柱OA 所在直线的距离为4m ,且水流落在地面上以O 为圆心,以9m 为半径的圆上,求管柱OA 的高度.53.如图,弯曲的河流是近似的抛物线C,公路l恰好是C的准线,C上的点O到l的距离最近,且为0.4km,OP ,现要在河岸边的某处修建一座码头,并修建两条公路,一城镇P位于点O的北偏东30°处,10km条连接城镇,一条垂直连接公路l,以便建立水陆交通网.(1)建立适当的坐标系,求抛物线C的方程;(2)为了降低修路成本,必须使修建的两条公路总长最小,请给出修建方案(作出图形,在图中标出此时码头Q的位置),并求公路总长的最小值(结果精确到0.001km).。
一、 第一讲: 抛物线标准方程 二、 考点、热点回顾一、定义: 在平面内,及一个定点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.即:的轨迹是抛物线。
则点若M MNMF,1 三、 (定点F 叫做抛物线的焦点, 定直线l 叫做抛物线的准线。
)标准方程:设定点F 到定直线l 的距离为p(p 为已知数且大于0).取过焦点F 且垂直于准线l 的直线为x 轴, x 轴及l 交于K, 以线段KF 的垂直平分线为y 轴, 建立直角坐标系抛物线上的点M(x, y)到l的距离为d, 抛物线是集合p={M||MF|=d}.化简后得: y2=2px(p>0).由于焦点和准线在坐标系下的不同分布情况, 抛物线的标准方程有四种情形(列表如下):二、典型例题(2)例1.(1)已知抛物线的标准方程是y2=6x, 求它的焦点坐标和准线方程;已知抛物线的焦点坐标是F(0, -2), 求它的标准方程.方程是x2=-8y.例2.根据下列所给条件, 写出抛物线的标准方程:(1)焦点是F(3, 0);(3)焦点到准线的距离是2.答案是:(1)y2=12x;(2)y2=-x;(3)y2=4x, y2=-4x, x2=4y, x2=-4y.三、课堂练习1.抛物线y2=4x的焦点到准线的距离是________答案:2解析: 解析: 抛物线y2=4x的焦点F(1,0), 准线x=-1.∴焦点到准线的距离为2.2.分别求适合下列条件的抛物线的标准方程:(1)过点(-3,2);(2)焦点在直线x-2y-4=0上.答案:解析: 解: (1)设抛物线方程为y2=-2px或x2=2py(p>0), 则将点(-3,2)代入方程得2p=或2p=, 故抛物线方程为y2=-x或x2=y.(2)①令x=0, 由方程x-2y-4=0, 得y=-2.∴抛物线的焦点为F(0, -2).设抛物线方程为x2=-2py(p>0), 则由=2, 得2p=8. ∴所求抛物线方程为x2=-8y.②令y=0,由方程x-2y-4=0,得x=4.∴抛物线的焦点为F(4,0).设抛物线方程为y2=2px(p>0), 则由=4, 得2p=16.∴所求抛物线方程为y2=16x.综上, 所求抛物线方程为y2=16x或x2=-8y.3.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|及到准线的距离得p=4.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, 故四、课后作业1.分别求适合下列条件的抛物线的标准方程:(1)过点(-3,2);(2)焦点在直线x-2y-4=0上.答案:解析: (1)设抛物线方程为y2=-2px或x2=2py(p>0), 则将点(-3,2)代入方程得2p=或2p=, 故抛物线方程为y2=-x或x2=y.(2)①令x=0, 由方程x-2y-4=0, 得y=-2.∴抛物线的焦点为F(0, -2).设抛物线方程为x2=-2py(p>0), 则由=2, 得2p=8. ∴所求抛物线方程为x2=-8y.②令y=0,由方程x-2y-4=0,得x=4.∴抛物线的焦点为F(4,0).设抛物线方程为y2=2px(p>0), 则由=4, 得2p=16.∴所求抛物线方程为y2=16x.综上, 所求抛物线方程为y2=16x或x2=-8y.2.若抛物线y2=-2px(p>0)上有一点M, 其横坐标为-9, 它到焦点的距离为10, 求抛物线方程和M点的坐标.解析: 解: 由抛物线的定义, 设焦点F(-, 0). 则准线为x=.设M到准线的距离为|MN|,则|MN|=|MF|=10, 即-(-9)=10, ∴p=2. 故抛物线方程为y2=-4x.将M(-9,y),代入抛物线方程得y=±6. 故M(-9,6)或M(-9,-6).3.已知抛物线C的焦点F在x轴的正半轴上, 点A(2, )在抛物线内. 若抛物线上一动点P到A.F两点距离之和的最小值为4, 求抛物线C的方程.解析: 解: 设抛物线方程为y2=2px(p>0), 其准线为x=-, 过P点作抛物线准线的垂线, 垂足为H(图略), 由定义知, |PH|=|PF|.∴|PA|+|PF|=|PA|+|PH|, 故当H、P、A三点共线时, |PA|+|PF|最小. ∴|PA|+|PF|的最小值为+2=4, p=4, 即抛物线C的方程为y2=8x.4.动圆M经过点A(3,0)且及直线l: x=-3相切, 求动圆圆心M的轨迹方程.解:设圆M及直线l相切于点N. ∵|MA|=|MN|, ∴圆心M到定点A(3,0)和定直线x=-3的距离相等.根据抛物线的定义, M在以A为焦点, l为准线的抛物线上.∵=3,∴p=6. ∴圆心M的轨迹方程为y2=12x.第二讲: 抛物线简单几何性质一、考点、热点回顾定义: 在平面内,及一个定点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.补充:1.通径: 通过焦点且垂直对称轴的直线, 及抛物线相交于两点, 连接这两点的线段叫做抛物线的通径。
抛物线的标准方程与性质____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1. 了解抛物线的实际背景,了解抛物线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用;2. 掌握抛物线的定义、几何图形、标准方程及简单几何性质.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类型一 抛物线的定义及应用例1:过点(0,-2)的直线与抛物线y 2=8x 交于A 、B 两点,若线段AB 中点的横坐标为2,则|AB|等于( )A .217B .17C .215D .15【解析】设直线方程为y =kx -2,A(x 1,y 1)、B(x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx -2,y 2=8x ,得k 2x 2-4(k +2)x +4=0.∵直线与抛物线交于A 、B 两点, ∴Δ=16(k +2)2-16k 2>0,即k>-1. 又x 1+x 22=2k +2k2=2,∴k =2或k =-1(舍去). ∴|AB|=1+k 2|x 1-x 2|=1+22·x 1+x 22-4x 1x 2=542-4=215.【答案】C练习1: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.172B .3C. 5D.92【答案】A练习2:F 是抛物线y 2=2x 的焦点,A ,B 是抛物线上的两点,|AF |+|BF |=6,则线段AB 的中点到y 轴的距离为________.【答案】52类型二 抛物线的标准方程和几何性质例2:已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,直线y =2x -4与C 交于A ,B 两点,则cos ∠AFB =( )A .45B .35C .-35D .-45【解析】由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =2x -4得x 2-5x +4=0,∴x =1或x =4.不妨设A(4,4),B(1,-2),则|FA →|=5,|FB →|=2,FA →·FB →=(3,4)·(0,-2)=-8,∴cos ∠AFB =FA →·FB →|FA →|·|FB →|=-85×2=-45.故选D .【答案】D练习1:已知点A (-2,3)在抛物线C :y 2=2px 的准线上,记C 的焦点为F ,则直线AF 的斜率为( )A .-43B .-1C .-34D .-12【答案】C练习2:(2014·湖南卷)如图,正方形ABCD 和正方形DEFG 的边长分别为a ,b (a <b ),原点O 为AD 的中点,抛物线y 2=2px (p >0)经过C ,F 两点,则ba=________.【答案】1类型三 抛物线焦点弦的性质例3:已知直线y =k(x +2)(k>0)与抛物线C :y 2=8x 相交于A 、B 两点,F 为C 的焦点.若|FA|=2|FB|,则k 等于( )A .13B .23C .23D .223【解析】设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),易知x 1>0,x 2>0,由⎩⎪⎨⎪⎧y =k x +2y 2=8x 得k 2x 2+(4k 2-8)x +4k 2=0,∴x 1x 2=4,① 根据抛物线的定义得,|FA|=x 1+p2=x 1+2,|FB|=x 2+2,∵|FA|=2|FB|,∴x 1=2x 2+2,② 由①②得x 2=1,∴B(1,22),代入y =k(x +2)得k =223,选D .【答案】D练习1:过抛物线y 2=2px(p>0)的焦点F 作倾斜角为45°的直线交抛物线于A 、B 两点,若线段AB 的长为8,则p =________.【解析】直线y =x -p 2,故⎩⎪⎨⎪⎧y =x -p 2y 2=2px ,∴x 2-3px +p24=0,|AB|=8=x 1+x 2+p ,∴4p =8,p =2. 【答案】2类型四 直线与抛物线的位置关系 例4:如图所示,O 为坐标原点,过点P(2,0),且斜率为k 的直线l 交抛物线y 2=2x 于M(x 1,y 1),N(x 2,y 2)两点.(1)写出直线l 的方程; (2)求x 1x 2与y 1y 2的值; (3)求证:OM ⊥ON.【解析】(1)直线l 的方程为y =k(x -2)(k ≠0).①(2)由①及y 2=2x ,消去y 可得 k 2x 2-2(2k 2+1)x +4k 2=0.②点M ,N 的横坐标x 1与x 2是②的两个根, 由韦达定理,得x 1x 2=4k2k2=4.由y 21=2x 1,y 22=2x 2,得(y 1y 2)2=4x 1x 2=4×4=16, 由图可知y 1y 2<0,所以y 1y 2=-4.(3)证明:设OM ,ON 的斜率分别为k 1,k 2, 则k 1=y 1x 1,k 2=y 2x 2.由(2)知,y 1y 2=-4,x 1x 2=4, ∴k 1k 2=y 1y 2x 1x 2=-1.∴OM ⊥ON.【答案】(1)直线l 的方程为y =k(x -2)(k ≠0).①(2)由①及y 2=2x ,消去y 可得 k 2x 2-2(2k 2+1)x +4k 2=0.②点M ,N 的横坐标x 1与x 2是②的两个根, 由韦达定理,得x 1x 2=4k2k2=4.由y 21=2x 1,y 22=2x 2,得(y 1y 2)2=4x 1x 2=4×4=16, 由图可知y 1y 2<0,所以y 1y 2=-4.(3)证明:设OM ,ON 的斜率分别为k 1,k 2, 则k 1=y 1x 1,k 2=y 2x 2.由(2)知,y 1y 2=-4,x 1x 2=4, ∴k 1k 2=y 1y 2x 1x 2=-1.∴OM ⊥ON.练习1【2015高考四川,理10】设直线l 与抛物线24y x =相交于A ,B 两点,与圆()()22250x y r r -+=>相切于点M ,且M 为线段AB 的中点.若这样的直线l 恰有4条,则r 的取值范围是( )A.()13, B .()14, C .()23, D .()24,【答案】D练习2:抛物线C :x 2=8y 与直线y =2x -2相交于A ,B 两点,点P 是抛物线C 上异于A ,B 的一点,若直线PA ,PB 分别与直线y =2相交于点Q ,R ,O 为坐标原点,则OP →·OQ →=________.【答案】201.【2015高考天津,理6】已知双曲线()222210,0x y a b a b-=>> 的一条渐近线过点(,且双曲线的一个焦点在抛物线2y = 的准线上,则双曲线的方程为( )A.2212128x y -= B.2212821x y -= C.22134x y -= D.22143x y -= 【答案】D2.【2015高考浙江,理5】如图,设抛物线24y x =的焦点为F ,不经过焦点的直线上有三个不同的点A ,B ,C ,其中点A ,B 在抛物线上,点C 在y 轴上,则BCF ∆与ACF ∆的面积之比是( )A.11BF AF -- B.2211BF AF -- C.11BF AF ++ D.2211BF AF ++【答案】A.3.(2014·辽宁卷)已知点A (-2,3)在抛物线C :y 2=2px 的准线上,过点A 的直线与C 在第一象限相切于点B ,记C 的焦点为F ,则直线BF 的斜率为( )A.12B.23C.34D.43【答案】D4.【2015高考上海,理5】抛物线22y px =(0p >)上的动点Q 到焦点的距离的最小值为1,则p =_________【答案】p=25.(2014·广东卷)曲线y =e-5x+2在点(0,3)处的切线方程为________.【答案】y =-5x +36.已知一条曲线C 在y 轴右边,C 上每一点到点F(1,0)的距离减去它到y 轴距离的差都是1. (1)求曲线C 的方程;(2)是否存在正数m ,对于过点M(m,0)且与曲线C 有两个交点A 、B 的任一直线,都有FA →·FB →<0?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,请说明理由.【答案】(1)由已知得:曲线C 上的点到点F(1,0)与到x =-1的距离相等,∴曲线C 是以F(1,0)为焦点的抛物线,设y 2=2px(p>0),∵p 2=1,∴p =2,∴方程为:y 2=4x(x>0). (2)假设存在M(m,0)(m>0). 当直线l 斜率不存在时,l :x =m , 设交点A(m,2m),B(m ,-2m),FA →=(m -1,2m),FB →=(m -1,-2m), ∴FA →·FB →=m 2-6m +1<0, ∴3-22<m<3+2 2.当直线l 斜率存在时,l :y =k(x -m)(k ≠0),设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4xy =k x -m∴ky 2-4y -4km =0,∴Δ=16+16k 2m>0恒成立, y 1+y 2=4k,y 1y 2=-4m ,又y 21+y 22=(y 1+y 2)2-2y 1y 2=16k 2+8m ,∵FA →·FB →=(y 214-1)·(y 224-1)+y 1y 2=y 1y 2216-14(y 21+y 22)+y 1y 2+12 =m 2-14(16k 2+8m)-4m +12=m 2-6m +1-4k2<0,即:4k 2>m 2-6m +1对∀k ≠0恒成立,又4k 2>0,∴m 2-6m +1<0恒成立, ∴3-22<m<3+22,综上,m 的取值范围是:3-22<m<3+2 2._________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________基础巩固(1)1.抛物线x 2=12y 的焦点坐标为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫18,0 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,18【答案】D2.已知抛物线y 2=2px (p >0)的准线与曲线x 2+y 2-4x -5=0相切,则p 的值为( ) A .2 B .1C.12D.14【答案】A3.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 2B .y =12x 2或y =-36x 2C .y =-36x 2D .y =112x 2或y =-136x2【答案】D4.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【答案】B5.已知P 是抛物线y 2=2x 上动点,A ⎝ ⎛⎭⎪⎫72,4,若点P 到y 轴的距离为d 1,点P 到点A 的距离为d 2,则d 1+d 2的最小值是( )A .4 B.92C .5D.112【答案】B6.(2014·新课标全国卷Ⅰ] 已知抛物线C :y 2=8x 的焦点为F ,准线为l ,P 是l 上一点,Q 是直线PF 与C 的一个交点.若FP →=4FQ →,则|QF |=( )A.72 B .3C.52D .2【答案】B7.(2014·新课标全国卷Ⅱ] 设F 为抛物线C :y 2=3x 的焦点,过F 且倾斜角为30°的直线交C 于A ,B 两点,O 为坐标原点,则△OAB 的面积为( )A.334B.938C.6332 D.94【答案】D能力提升(2)8.若抛物线y 2=2px (p >0)的准线经过双曲线x 2-y 2=1的左顶点,则p =________. 【答案】29.已知一条过点P (2,1)的直线与抛物线y 2=2x 交于A ,B 两点,且P 是弦AB 的中点,则直线AB 的方程为________.【答案】x-y-1=010.已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,△ABC 的顶点都在抛物线上,且满足FA →+FB →+FC →=0,则1k AB +1k BC +1k CA=________.【答案】011.(2014·湖南卷)如图14,正方形ABCD 和正方形DEFG 的边长分别为a ,b (a <b ),原点O 为AD 的中点,抛物线y 2=2px (p >0)经过C ,F 两点,则ba=________.图14【答案】12.已知动点P(x ,y)(y ≥0)到定点F(0,1)的距离和它到直线y =-1的距离相等,记点P 的轨迹为曲线C.(1)求曲线C 的方程;(2)设圆M 过点A(0,2),且圆心M(a ,b)在曲线C 上,若圆M 与x 轴的交点分别为E(x 1,0)、G(x 2,0),求线段EG 的长度.【答案】(1)依题意知,曲线C 是以F(0,1)为焦点,y =-1为准线的抛物线. ∵焦点到准线的距离p =2, ∴曲线C 方程是x 2=4y.(2)∵圆M ∴其方程为(x -a)2+(y -b)2=a 2+(b -2)2令y=0得:x2-2ax+4b-4=0.则x1+x2=2a,x1·x2=4b-4.∴(x1-x2)2=(x1+x2)2-4x1·x2=(2a)2-4(4b-4)=4a2-16b+16.又∵点M(a,b)在抛物线x2=4y上,∴a2=4b,∴(x1-x2)2=16,即|x1-x2|=4.∴线段EG的长度是4.课程顾问签字: 教学主管签字:。
抛物线1.抛物线的定义平面内与一个定点F 和一条定直线l (l 不过F )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.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(1)定点不在定直线上.(2)当定点在定直线上时,轨迹为过定点F 与定直线l 垂直的一条直线.2.抛物线的方程特点方程y =ax 2(a ≠0)可化为x 2=1ay ,是焦点在y 轴上的抛物线.3.结论设AB 是过抛物线y 2=2px (p >0)焦点F 的弦,若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则:(1)x 1x 2=p 24,y 1y 2=-p 2;(2)|AF |=p 1-cos α,|BF |=p 1+cos α,弦长|AB |=x 1+x 2+p =2psin 2α(α为弦AB 的倾斜角),S △OAB =p 22sin α;(3)1|FA |+1|FB |=2p;(4)以弦AB 为直径的圆与准线相切;(5)以AF 或BF 为直径的圆与y 轴相切;(6)过焦点弦的端点的切线互相垂直且交点在准线上.(7)过抛物线y 2=2px (p >0)的顶点O (0,0)作互相垂直的两条射线且都与抛物线相交,交点为A ,B (如图).则直线AB 过定点M (2p,0);反之,若过点M (2p,0)的直线l 与抛物线y 2=2px (p >0),交于两点A ,B ,则必有OA ⊥OB .1.判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)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一定是抛物线.()(2)若直线与抛物线只有一个交点,则直线与抛物线一定相切.()(3)方程y =ax 2(a ≠0)表示的曲线是焦点在x 轴上的抛物线,且其焦点坐标是⎪⎭⎫⎝⎛0,4a,准线方程是x =-a 4.()(4)抛物线既是中心对称图形,又是轴对称图形.()2.抛物线y =14x 2的准线方程是()A .y =-1B .y =-2C .x =-1D .x =-23.若抛物线y 2=2px (p >0)的焦点是椭圆x 23p +y 2p=1的一个焦点,则p =()A .2B .3C .4D .84.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.如果x 1+x 2=6,那么|AB |=()A .6B .8C .9D .105.已知抛物线C 1:x 2=2py (p >0)的准线与抛物线C 2:x 2=-2py (p >0)交于A ,B 两点,C 1的焦点为F ,若△FAB 的面积等于1,则C 1的方程是()A .x 2=2y B .x 2=2y C .x 2=yD .x 2=22y 6.(教材改编)设抛物线y 2=8x 上一点P 到y 轴的距离是4,则点P 到该抛物线焦点的距离是________.7.焦点在直线2x +y +2=0上的抛物线的标准方程为_______________抛物线的定义及应用例:1.动圆与定圆A :(x +2)2+y 2=1外切,且和直线x =1相切,则动圆圆心的轨迹是()A .直线B .椭圆C .双曲线D .抛物线(2)(2020·全国卷Ⅰ)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)若点P 到点F(0,2)的距离比它到直线y +4=0的距离小2,则P 的轨迹方程为()A .y 2=8xB .y 2=-8xC .x 2=8yD .x 2=-8y(4)在y =2x 2上有一点P ,它到A (1,3)的距离与它到焦点的距离之和最小,则点P 的坐标是()A .(-2,1)B .(1,2)C .(2,1)D .(-1,2)(5).已知F 是抛物线C :y 2=8x 的焦点,M 是C 上一点,FM 的延长线交y 轴于点N .若M 为FN 的中点,则|FN |=________.(6).已知椭圆x 24+y 23=1的右焦点F 为抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,点P 的坐标为(3,2).若点M 为该抛物线上的动点,则|MP |+|MF |的最小值为__________.(7).若点A 的坐标为(3,2),F 是抛物线y 2=2x 的焦点,点M 在抛物线上移动时,使|MF |+|MA |取得最小值的M 的坐标为()A .(0,0)B .⎪⎭⎫⎝⎛121C .(1,2)D .(2,2)(8).已知M 是抛物线x 2=4y 上一点,F 为其焦点,点A 在圆C :(x +1)2+(y -5)2=1上,则|MA |+|MF |的最小值是___________.(9).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 .5C .2D .5-1(10).已知抛物线y =12x 2的焦点为F ,准线为l ,M 在l 上,线段MF 与抛物线交于N 点,若|MN |=2|NF |,则|MF |=______.抛物线的标准方程例:(1)(2020·全国卷Ⅰ)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(2)(2021·山西吕梁二模)如图,过抛物线x 2=2py (p >0)的焦点F 的直线l 交抛物线于A ,B 两点,交其准线于点C ,若|BC |=2|BF |,且|AF |=2,则p =()A .1 B.2C .2D .2-2(3).顶点在原点,对称轴为坐标轴,且过点P (-4,-2)的抛物线的标准方程是()A .y 2=-xB .x 2=-8yC .y 2=-8x 或x 2=-yD .y 2=-x 或x 2=-8y(4).如图,过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线l 交抛物线于点A ,B ,交其准线于点C ,若|BC |=2|BF |,且|AF |=6,则此抛物线方程为()A .y 2=9xB .y 2=6xC .y 2=3xD .y 2=3x(5).已知抛物线x 2=ay 与直线y =2x -2相交于M ,N 两点,若MN 中点的横坐标为3,则此抛物线的方程为()A .x 2=32yB .x 2=6yC .x 2=-3yD .x 2=3y(6).抛物线y 2=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43,则抛物线的方程为()A .y 2=6xB .y 2=8xC .y 2=16xD .y 2=152x(7).抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,点O 是坐标原点,过点O ,F 的圆与抛物线C 的准线相切,且该圆的面积为36π,则抛物线的方程为__________.抛物线的几何性质例:(1)(2020·全国卷Ⅲ)设O 为坐标原点,直线x =2与抛物线C :y 2=2px (p >0)交于D ,E 两点,若OD ⊥OE ,则C 的焦点坐标为()A .⎪⎭⎫⎝⎛041,B .⎪⎭⎫⎝⎛021,C .(1,0)D .(2,0)(2)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 的中点的横坐标为3,则该抛物线的准线方程为()A .x =1B .x =2C .x =-1D .x =-2(3)已知直线l 过点(1,0)且垂直于x 轴.若l 被抛物线y 2=4ax 截得的线段长为4,则抛物线的焦点坐标为______________.(4).若双曲线C :2x 2-y 2=m (m >0)与抛物线y 2=16x 的准线交于A ,B 两点,且|AB |=43,则m 的值是____________.(5).在平面直角坐标系xOy 中有一定点A (4,2),若线段OA 的垂直平分线过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,则该抛物线的准线方程是_____________(6).已知抛物线y 2=4x 的焦点F ,准线l 与x 轴的交点为K ,P 是抛物线上一点,若|PF |=5,则△PKF 的面积为()A .4B .5C .8D .10(7)(2021·新高考Ⅰ卷)已知O 为坐标原点,抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,P 为C 上一点,PF 与x 轴垂直,Q 为x 轴上一点,且PQ ⊥OP .若|FQ |=6,则C 的准线方程为__________________.(8).过抛物线:y 2=2px (p >0)的焦点F 作倾斜角为60°的直线l ,若直线l 与抛物线在第一象限的交点为A ,并且点A 也在双曲线:x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一条渐近线上,则双曲线的离心率为()A.213B.13C.233D.5(9).如图,已知抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过点F 且斜率为1的直线依次交抛物线及圆(x -1)2+y 2=14于A ,B ,C ,D 四点,则|AB |+|CD |的值是()A .6B .7C .8D .9直观想象、数学运算——抛物线中最值问题的求解方法与抛物线有关的最值问题是历年高考的一个热点,由于所涉及的知识面广,题目多变,一般需要通过数形结合或利用函数思想来求最值,因此相当一部分同学对这类问题感到束手无策.下面就抛物线最值问题的求法作一归纳.1.定义转换法【典例1】(2021·上海虹口区一模)已知点M(20,40),抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F.若对于抛物线上的任意点P,|PM|+|PF|的最小值为41,则p的值等于________.2.平移直线法【典例2】抛物线y=-x2上的点到直线4x+3y-8=0的距离的最小值是________.[切入点]解法一:求出与已知直线平行且与抛物线相切的直线方程,从而求两平行线间的距离.解法二:求出与已知直线平行且与抛物线相切的直线与抛物线的切点坐标,从而求切点到已知直线的距离.3.函数法【典例3】若点P在抛物线y2=x上,点Q在圆(x-3)2+y2=1上,则|PQ|的最小值为________.[切入点]P、Q都是动点,转化为圆心与点P的最值.1.(2021·东北三省四市二模)若点P为抛物线y=2x2上的动点,F为抛物线的焦点,则|PF|的最小值为()A.2 B.12C.14D.182.(2021·云南省高三统一检测)设P,Q分别为圆x2+y2-8x+15=0和抛物线y2=4x上的点,则P,Q两点间的最小距离是________.直线与抛物线的位置关系1.直线与抛物线的位置关系2=2px,=kx+m,得k2x2+2(mk-p)x+m2=0.(1)相切:k2≠0,Δ=0.(2)相交:k2≠0,Δ>0.(3)相离:k2≠0,Δ<0.2.焦点弦的重要结论抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,过F的焦点弦AB的倾斜角为θ,则有下列性质:(1)y1y2=-p2,x1x2=p24.(2)|AF|=x1+p2=p1-cosθ;|BF|=x2+p2=p1+cosθ;|AB|=x1+x2+p=2psin2θ.(3)抛物线的通径长为2p,通径是最短的焦点弦.(4)S△AOB=p22sinθ.(5)1|AF|+1|BF|为定值2p.(6)以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.(7)以AF(或BF)为直径的圆与y轴相切.(8)过焦点弦的端点的切线互相垂直且交点在准线上.1.判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)直线与抛物线有且仅有1个公共点,则它们相切.()(2)所有的焦点弦中,以通径的长为最短.()(3)直线l过(2p,0),与抛物线y2=2px交于A、B两点,O为原点,则OA⊥OB.()(4)过准线上一点P作抛物线的切线,A、B为切点,则直线AB过抛物线焦点.() 2.过点(0,1)作直线,使它与抛物线y2=4x仅有一个公共点,这样的直线有() A.1条B.2条C.3条D.4条3.过抛物线y 2=4x 的焦点的直线l 交抛物线于P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2)两点,如果x 1+x 2=6,则|PQ |=()A .9B .8C .7D .64.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=3x5.设F 为抛物线C :y 2=3x 的焦点,过F 且倾斜角为30°的直线交C 于A ,B 两点,O 为坐标原点,则△OAB 的面积为__________.直线与抛物线的位置关系【例1】(1)过点(0,3)的直线l 与抛物线y 2=4x 只有一个公共点,则直线l 的方程为__________.(2)已知抛物线C :x 2=2py ,直线l :y =-p2,M 是l 上任意一点,过M 作C 的两条切线l 1,l 2,其斜率为k 1,k 2,则k 1k 2=________.焦点弦问题【例2】(1)(2021·石家庄市质检)已知抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过点F 和抛物线上一点M (2,22)的直线l 交抛物线于另一点N ,则|NF |∶|FM |等于()A .1∶2B .1∶3C .1∶2D .1∶3(2)(2021·湖南五市十校摸底)过抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线l 与抛物线交于M 、N 两点(其中M 点在第一象限),若MN →=3FN →,则直线l 的斜率为________.(3)过抛物线y 2=4x 焦点F 的直线交抛物线于A 、B 两点,交其准线于点C ,且A 、C 位于x 轴同侧,若|AC |=2|AF |,则|BF |等于()A .2B .3C .4D .5(2020·山东卷)斜率为3的直线过抛物线C :y 2=4x 的焦点,且与C 交于A ,B 两点,则|AB |=________.直线与抛物线的综合问题例题1:已知以F 为焦点的抛物线C :y 2=2px (p >0)过点P (1,-2),直线l 与C 交于A ,B 两点,M 为AB 的中点,O 为坐标原点,且OM →+OP →=λOF →.(1)当λ=3,求点M 的坐标;(2)当OA →·OB →=12时,求直线l 的方程.例题2:设抛物线C :y 2=2x ,点A (2,0),B (-2,0),过点A 的直线l 与C 交于M ,N 两点.(1)当l 与x 轴垂直时,求直线BM 的方程;(2)证明:∠ABM =∠ABN .例题3:已知抛物线P :y 2=2px (p >0)上的点⎪⎭⎫ ⎝⎛a ,43到其焦点的距离为1.(1)求p 和a 的值;(2)求直线l :y =x +m 交抛物线P 于A ,B 两点,线段AB 的垂直平分线交抛物线P 于C ,D 两点,求证:A ,B ,C ,D 四点共圆.例题4.如图所示,已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,直线l 经过点F 且与抛物线C 相交于A ,B 两点.(1)若线段AB 的中点在直线y =2上,求直线l 的方程;(2)若线段|AB |=20,求直线l 的方程.例题5:已知曲线C :y =x 22,D 为直线y =-12上的动点,过D 作C 的两条切线,切点分别为A ,B .(1)证明:直线AB 过定点;(2)若以E ⎪⎭⎫ ⎝⎛250,为圆心的圆与直线AB 相切,且切点为线段AB 的中点,求四边形ADBE 的面积.。
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__________。
抛物线的定义及其标准方程抛物线是一种常见的平面曲线形状,它形似一条弯曲的碗,也可以理解为一弹出物飞行时所经过的曲线。
抛物线有许多重要的应用,如机械运动、射击学、光学和电子学等领域。
本篇文章将介绍抛物线的定义及其标准方程。
一、抛物线的定义抛物线可以由一个固定点(称为焦点)和一条直线(称为准线)所确定。
以焦点为原点,以准线到焦点的垂线长度为 x 轴的正半轴,则抛物线的反比例距离与该垂线长度成正比。
抛物线的几何性质:1. 抛物线有轴线对称性。
2. 抛物线的定点为焦点。
3. 抛物线上各点P到准线的距离等于该点到焦点的距离。
4. 抛物线上的点P到焦点F的距离等于P到直线的距离。
二、抛物线的标准方程为了描述抛物线更加方便,我们引入直角坐标系,坐标系原点是焦点,x 轴是准线,y 轴垂直 x 轴,向上取正。
设一个参数 p>0,焦点为 F(p,0),准线为 x = -p,抛物线上任意一点 P(x,y) 到焦点的距离是:PF = √[(x-p)² + y²]抛物线上任意一点 P 到准线 x=-p 的距离是:PD = |x+p|由于抛物线上各点到焦点的距离等于该点到直线的距离,因此:PF = PD将 PF 的表达式代入,得:√[(x-p)² + y²] = |x+p|平方两边,得:(x-p)² + y² = (x+p)²化简得到标准方程:y² = 4px这个方程被称为抛物线的标准方程。
其中参数 p>0 决定了焦点与准线之间的距离。
若正抛物线,焦点在 y 轴下方;若负抛物线,焦点在 y 轴上方。
标准方程的性质:1. 抛物线的顶点位于原点。
2. 抛物线开口方向由参数 p 确定:当 p > 0 时,抛物线向右开口,当 p < 0 时,抛物线向左开口。
3. 抛物线的对称轴为 y 轴。
抛物线在实际应用中具有广泛的应用,如光学中的抛物面镜头、瞬时动作线、射流的发射、弹道轨迹以及天体运动等。
抛物线及其性质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 。
第七节 抛 物 线 2019考纲考题考情1.抛物线的概念平面内与一个定点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.抛物线的标准方程与几何性质 标准 方程y 2=2px (p >0)y 2=-2px (p >0)x 2=2py (p >0)x 2=-2py (p >0)p 的几何意义:焦点F 到准线l 的距离图形顶点 O (0,0)对称轴 y =0x =0焦点 F ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0 F ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2,0 F ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,p 2 F ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-p 2 离心率e =100抛物线焦点弦的6个常用结论设AB是过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),则(1)x1x2=p24,y1y2=-p2。
(2)弦长|AB|=x1+x2+p=2psin2α(α为弦AB的倾斜角)。
(3)以弦AB为直径的圆与准线相切。
(4)过焦点垂直于对称轴的弦长等于2p(通径)。
(5)S△AOB=p22sinθ(θ为AB的倾斜角).(6)1|AF|+1|BF|为定值2p.考点一抛物线的定义及应用【例1】(1)已知抛物线x2=4y上一点A纵坐标为4,则点A到抛物线焦点的距离为()A.10B.4C.5D.15(2)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l,P为C上一点,PQ垂直l 于点Q,M,N分别为PQ,PF的中点,MN与x轴相交于点R,若∠NRF=60°,则|FR|等于()A.12B.1C.2 D.4解析(1)抛物线x2=4y的准线方程为y=-1,点A到准线的距离为5,根据抛物线定义可知点A到焦点的距离为5。
故选C。
(2)因为M,N分别是PQ,PF的中点,所以MN∥FQ,且PQ∥x轴。
又∠NRF=60°,所以∠FQP=60°。
由抛物线定义知|PQ|=|PF|,所以△FQP为正三角形。
教学内容知识梳理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,定点F 叫做抛物线的焦点,定直线l 叫做抛物线的准线. 2抛物线的图形和性质:①顶点是焦点向准线所作垂线段中点。
②焦准距:FK p =③通径:过焦点垂直于轴的弦长为2p 。
④顶点平分焦点到准线的垂线段:2p OF OK ==。
⑤焦半径为半径的圆:以P 为圆心、FP 为半径的圆必与准线相切。
所有这样的圆过定点F 、准线是公切线。
⑥焦半径为直径的圆:以焦半径 FP 为直径的圆必与过顶点垂直于轴的直线相切。
所有这样的圆过定点F 、过顶点垂直于轴的直线是公切线。
⑦焦点弦为直径的圆:以焦点弦PQ 为直径的圆必与准线相切。
所有这样的圆的公切线是准线。
3抛物线标准方程的四种形式:,,px y px y 2222-==。
,py x py x 2222-== 4抛物线px y 22=的图像和性质:①焦点坐标是:⎪⎭⎫⎝⎛02,p , ②准线方程是:2px -=。
③焦半径公式:若点),(00y x P 是抛物线px y 22=上一点,则该点到抛物线C NM 1QM 2K FPoM 1QM 2KF Poyx的焦点的距离(称为焦半径)是:02p PF x =+, ④焦点弦长公式:过焦点弦长121222p pPQ x x x x p =+++=++ ⑤抛物线px y 22=上的动点可设为P ),2(2y py或2(2,2)P pt pt 或P px y y x 2),(2=其中5一般情况归纳:方程 图象 焦点 准线 定义特征 y 2=kxk>0时开口向右 (k/4,0)x=─k/4到焦点(k/4,0)的距离等于到准线x= ─k/4的距离k<0时开口向左 x 2=kyk>0时开口向上 (0,k/4)y=─k/4到焦点(0,k/4)的距离等于到准线y=─k/4的距离k<0时开口向下例题讲解例1设抛物线的顶点在原点,准线方程为x =-2,则抛物线的方程是( ) A .y2=-8x B .y2=8x C .y2=-4xD .y2=4x例2坐标平面内到定点F(-1,0)的距离和到定直线l :x =1的距离相等的点的轨迹方程是( ) A .y2=2xB .y2=-2xC .y2=4xD .y2=-4x例3已知F 是抛物线y 2=x 的焦点,A ,B 是该抛物线上的两点,|AF |+|BF |=3,则线段AB 的中点到y 轴的距离为( )A.34 B .1 C.54 D.74例4拋物线y2=4x 上一点M 到焦点的距离为2,则M 到y 轴的距离为________. 例5已知过抛物线y2=4x 的焦点F 的直线交该抛物线于A 、B 两点,|AF|=2,则|BF|=________.例6根据下列条件求拋物线的标准方程.(1)拋物线的焦点是双曲线16x2-9y2=144的左顶点;(2)拋物线焦点在x 轴上,直线y =-3与拋物线交于点A ,|AF|=5.例7已知抛物线y2=2x 的焦点是F ,点P 是抛物线上的动点,又有点A(3,2),求|PA|+|PF|的最小值,并求出取最小值时P 点的坐标. 变式练习.(1)将本例中A (3,2)改为A ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,103,试求|P A |+|PF |的最小值及此时P 点的坐标.(2)本例条件不变,求点P 到点B ⎝⎛⎭⎪⎫-12,1的距离与点P 到直线x =-12的距离之和的最小值.例7.已知探照灯的轴截面是抛物线y 2=x ,如图所示,平行于对称轴y=0的光线于此抛物线上入射点,反射点分别为P 、Q ,设点P 的纵坐标为a(a>0),当a 取何值时,从入射光线P 到反射点Q 的光线路径最短?例8已知拋物线C :y 2=2px (p >0)过点A (1,-2).(1)求拋物线C 的方程,并求其准线方程;y oFPQ(2)是否存在平行于OA (O 为坐标原点)的直线l ,使得直线l 与拋物线C 有公共点,且直线OA 与l 的距离等于55?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,说明理由.课内练习1.以抛物线)0(22>=p px y 的焦半径PF 为直径的圆与y 轴位置关系为( )A、 相交 B、 相离 C、 相切 D、 不确定 2.抛物线方程为7x +8y 2=0,则焦点坐标为( ) A .(716 ,0) B .(-732 ,0) C .(0,- 732 ) D .(0,- 716 )3.抛物线y=-x 2上的点到直线4x +3y -8=0距离的最小值是 ( ) A .43 B .75 C .85 D .34.设O 为坐标原点,F 为抛物线y 2=4x 的焦点,A 为抛物线上一点,若OA → ·AF → =-4,则A 点坐标为 ( ) A .(2,±2 2 ) B .(1,±2) C .(1,2) D .(2,2 2 )5.抛物线y 2=-2px(p >0)上一点横坐标为-9,它到焦点的距离为10,这点的坐标为 . 6.过抛物线x y =2的焦点F 的直线m 的倾斜角m ,4πθ≥交抛物线于A 、B 两点,且A 点在x 轴上方,则|FA|的取值范围是 .7.一动圆M和直线:4l x =-相切,并且经过点(4,0)F ,则圆心M的轨迹方程是 . 8.直线l 过抛物线)0(22>=p px y 的焦点且与x 轴垂直,若l 被抛物线截得的线段长为6,求p 的值.9.已知直线l :y= 3 x +4被抛物线x 2=2p y(p >0)截得的弦长为4 3 . (1)求抛物线的方程;(2)在该抛物线上位于直线l 下方的部分中,求一点M ,使M 到l 的距离最远.10.已知抛物线y 2=4ax(a >0)的焦点为A ,以B (a+4,0)为圆心,|AB|长为半径画圆,在x 轴上方交抛物线于M 、N 不同的两点,若P 为MN 的中点.(1)求a 的取值范围; (2)求|AM|+|AN|的值;(3)问是否存在这样的a 值,使|AM|、|AP|、|AN|成等差数列?课后作业1.顶点为原点,抛物线对称轴为y轴,且过点(-4,5),则抛物线的准线方程为()A.y=-45B.y=45C.x=-45D.x=452.已知点P是抛物线22y x=上的动点,点P在y轴上的射影是M,点A的坐标是7(,4)2A,则||||PA PM+的最小值是()A.112B.4 C.92D.53.过点(-1,0)作抛物线y=x2+x+1的切线,则其中一条切线为()A.2x+y+2=0 B.3x-y+3=0 C.x+y+1=0 D.x-y+1=04.抛物线型拱桥的顶点距水面2m时,水面宽8m,若水面升1m,此时水面宽为.5.过抛物线y2=4x焦点的直线交抛物线于A,B两点,已知|AB|=10,O为坐标原点,则△OAB的重心的坐标为.6.求以原点为顶点,坐标轴为对称轴,且过点P(2,-4)的抛物线的方程.7.已知抛物线C 的顶点在原点,焦点F 在x 轴正半轴上,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定点Q (6,0),求此抛物线方程.8.已知抛物线x y 22=及定点),0,1(),1,1(-B A M 是抛物线上的点,设直线BM AM ,与抛物线的另一交点分别为21,M M .求证:当点M 在抛物线上变动时(只要21,M M 存在且1M 与2M 是不同两点),直线21M M 恒过一定点,并求出定点的坐标B 组1.抛物线24y x =上的一点M 到焦点的距离为1,则点M 的纵坐标是( )A .1716B .1516C .78D .02.已知两点M (-2,0),N (2,0),点P 为坐标平面内的动点,满足|MN → |·|MP → |+MN → ·NP → =0,则动点P (x,y )的轨迹方程是 ( ) A .y 2=8x B .y 2=-8x C .y 2=4x D .y 2=-4x3.已知P 是抛物线y=2x 2+1上的动点,定点A (0,―1),点M 分P A → 所成的比为2,则点M 的轨迹方程是( )A 、y=6x 2―31B 、x=6y 2-31 C 、y=3x 2+31 D 、y=―3x 2―14.有一个正三角形的两个顶点在抛物线y 2=2 3 x 上,另一个顶点在原点,则这个三角形的边长是 .5.对正整数n ,设抛物线x n y )12(22+=,过)0,2(n P 任作直线l 交抛物线于n n B A ,两点,则数列⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+⋅)1(2n OB OA n n 的前n 项和公式是 .6.焦点在x 轴上的抛物线被直线y=2x +1截得的弦长为15 ,求抛物线的标准方程.7.定长为3的线段AB 的两个端点在抛物线y 2=x 上移动,AB 的中点为M ,求点M 到y 轴的最短距离,并求出点M 的坐标.8.在直角坐标系中,已知点⎪⎭⎫⎝⎛0,2p F (p>0), 设点F 关于原点的对称点为B ,以线段FA为直径的圆与y 轴相切.(1)点A 的轨迹C 的方程;(2)PQ 为过F 点且平行于y 轴的曲线C 的弦,试判断PB 与QB 与曲线C 的位置关系.21M M 是曲线C 的平行于y 轴的任意一条弦,若直线FM1与BM2的交点为M ,试证明点M 在曲线C 上.。
第7讲 抛物线[学生用书P163]1.抛物线的定义满足以下三个条件的点的轨迹是抛物线: (1)在平面内;(2)动点到定点F 的距离与到定直线l 的距离相等; (3)定点不在定直线上.2.抛物线的标准方程和几何性质判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)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一定是抛物线.( ) (2)方程y =ax 2(a ≠0)表示的曲线是焦点在x 轴上的抛物线,且其焦点坐标是⎝⎛⎭⎫a 4,0,准线方程是x =-a4.( )(3)抛物线既是中心对称图形,又是轴对称图形.( )(4)过抛物线的焦点与抛物线对称轴垂直的直线被抛物线截得的线段叫做抛物线的通径,那么抛物线x 2=-2ay (a >0)的通径长为2a .( )答案:(1)× (2)× (3)× (4)√(教材习题改编)抛物线8x 2+y =0的焦点坐标为( ) A .(0,-2) B.(0,2) C .⎝⎛⎭⎫0,-132 D .⎝⎛⎭⎫0,132 解析:选C .由8x 2+y =0,得x 2=-18y .2p =18,p =116,所以焦点为⎝⎛⎭⎫0,-132,故选C .(教材习题改编)以x =1为准线的抛物线的标准方程为( ) A .y 2=2x B.y 2=-2x C .y 2=4xD .y 2=-4x解析:选D .由准线x =1知,抛物线方程为y 2=-2px (p >0)且p2=1,p =2,所以方程为y 2=-4x ,故选D .已知抛物线C :y 2=x 的焦点为F ,A (x 0,y 0)是C 上一点,|AF |=54x 0,则x 0=( )A .4 B.2 C .1D .8解析:选C .由y 2=x ,得2p =1,即p =12,因此焦点F ⎝⎛⎭⎫14,0,准线方程为l :x =-14,设A 点到准线的距离为d ,由抛物线的定义可知d =|AF |,从而x 0+14=54x 0,解得x 0=1,故选C .动圆过点(1,0),且与直线x =-1相切,则动圆的圆心的轨迹方程为________. 解析:设动圆的圆心坐标为(x ,y ),则圆心到点(1,0)的距离与到直线x =-1的距离相等,根据抛物线的定义易知动圆的圆心的轨迹方程为y 2=4x .答案:y 2=4x若抛物线的焦点为直线3x -4y -12=0与坐标轴的交点,则抛物线的标准方程为______________.解析:对于直线方程3x -4y -12=0,令x =0,得y =-3,令y =0,得x =4,所以抛物线的焦点坐标可能为(0,-3)或(4,0).当焦点坐标为(0,-3)时,设方程为x 2=-2py (p >0),则p2=3,所以p =6,此时抛物线的标准方程为x 2=-12y ;当焦点坐标为(4,0)时,设方程为 y 2=2px (p >0),则p2=4,所以p =8,此时抛物线的标准方程为y 2=16x . 所以所求抛物线的标准方程为x 2=-12y 或y 2=16x . 答案:x 2=-12y 或y 2=16x抛物线的定义及其应用(高频考点) [学生用书P164]抛物线的定义是每年高考的重点,主要涉及利用抛物线的定义求解相关最值问题.主要命题角度有:(1)动弦中点到坐标轴距离最短问题; (2)距离之和最小问题; (3)焦点弦中距离之和最小问题.[典例引领]角度一 动弦中点到坐标轴距离最短问题定长为3的线段AB 的两个端点在抛物线y 2=2x 上移动,M 为AB 的中点,则M点到y 轴的最短距离为( )A .12 B.1 C .32D .2【解析】 如图所示,抛物线y 2=2x 的准线为l :x =-12,过A 、B 、M 分别作AA ′、BB ′、MM ′垂直于l ,垂足分别为A ′、B ′、M ′.由抛物线定义知|AA ′|=|F A |,|BB ′|=|FB |.又M 为AB 中点,由梯形中位线定理得|MM ′|=12(|AA ′|+|BB ′|)=12(|F A |+|FB |)≥12|AB |=12×3=32,则M 到y 轴的距离d ≥32-12=1(当且仅当AB 过抛物线的焦点时取“=”),所以d min =1,即M 点到y 轴的最短距离为1.【答案】 B角度二 距离之和最小问题(1)已知点Q (-22,0)及抛物线x 2=-4y 上一动点P (x ,y ),则|y |+|PQ |的最小值是( )A .12 B.1 C .2D .3(2)设P 是抛物线y 2=4x 上的一个动点,F 为抛物线的焦点,若B (3,2),则|PB |+|PF |的最小值为________.【解析】(1)如图,抛物线焦点F (0,-1),抛物线的准线方程为y =1,设P 点到准线距离为d ,则|y |+|PQ |最小时,d +|PQ |最小,又因d =|PF |;即|PF |+|PQ |最小;由图看出, |PF |+|PQ |的最小值为 |QF |=8+1=3;所以d +|PQ |的最小值为3; 所以|y |+|PQ |的最小值为2. (2)如图,过点B 作BQ 垂直准线于点Q ,交抛物线于点P 1,则 |P 1Q |=|P 1F |.则有|PB |+|PF |≥|P 1B |+|P 1Q |=|BQ |=4. 即|PB |+|PF |的最小值为4. 【答案】 (1)C (2)4若将本例(2)中的B 点坐标改为(3,4),试求|PB |+|PF |的最小值. 解:由题意可知点(3,4)在抛物线的外部. 因为|PB |+|PF |的最小值即为B ,F 两点间的距离, 所以|PB |+|PF |≥|BF |=42+22=16+4=25,即|PB |+|PF |的最小值为25.角度三 焦点弦中距离之和最小问题已知抛物线y 2=6x ,过焦点F 的直线与抛物线交于A ,B 两点,过A ,B 分别作y 轴的垂线,垂足分别为C ,D ,则|AC |+|BD |的最小值为__________.【解析】 抛物线y 2=6x 的焦点F ⎝⎛⎭⎫32,0,准线方程为 x =-32,由抛物线的定义可得,|AF |=|AC |+32,|BF |=|BD |+32,即有|AC |+|BD |=|AF |+|BF |-3=|AB |-3,当直线AB ⊥x 轴时, |AB |最小.令x =32,则y 2=9,解得y =±3,即有|AB |min =6,则|AC |+|BD |的最小值为3. 【答案】 3利用抛物线定义求解距离最值问题的方法(1)解决动弦中点到坐标轴距离最小问题的方法:将定长线段的中点到准线的距离转化为线段的两个端点到准线距离之和的一半,再根据三角形中两边之和大于第三边得出不等式.(2)解决距离之和最小问题的方法:根据抛物线的定义,将抛物线上的点到相应坐标轴的距离转化为到准线的距离,再利用“两点之间线段最短”,或将这个距离转化为函数或基本不等式求解.(3)解决焦点弦中距离之和最小问题的方法:过抛物线的焦点且与抛物线的对称轴垂直的弦称为抛物线的通径,通径是抛物线过焦点的所有弦中最短的,若能将问题转化为与通径有关的问题,则可以用通径最短求最值.[通关练习]1.如图,设抛物线y 2=4x 的焦点为F ,不经过焦点的直线上有三个不同的点A ,B ,C ,其中点A ,B 在抛物线上,点C 在y 轴上,则△BCF 与△ACF 的面积之比是( )A .|BF |-1|AF |-1 B.|BF |2-1|AF |2-1 C .|BF |+1|AF |+1D .|BF |2+1|AF |2+1解析:选A .设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由抛物线定义, 得|AF |=x 1+1,|BF |=x 2+1, 则S △BCF S △ACF =BC AC =x 2x 1=|BF |-1|AF |-1,故选A . 2.设P 是抛物线y 2=4x 上的一个动点,则点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为________.解析:如图,易知抛物线的焦点为F(1,0),准线是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F的距离,于是,问题转化为在抛物线上求一点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,连接AF与抛物线相交的点即为满足题意的点,此时最小值为[1-(-1)]2+(0-1)2=5.答案: 53.已知抛物线方程为y2=4x,直线l的方程为x-y+5=0,在抛物线上有一动点P到y轴的距离为d1,到直线l的距离为d2,则d1+d2的最小值为________.解析:由题意知,抛物线的焦点为F(1,0).点P到y轴的距离d1=|PF|-1,所以d1+d2=d2+|PF|-1.易知d2+|PF|的最小值为点F到直线l的距离,故d2+|PF|的最小值为|1+5|12+(-1)2=32,所以d1+d2的最小值为32-1.答案:32-1抛物线的标准方程[学生用书P165][典例引领]已知抛物线的顶点是原点,对称轴为坐标轴,并且经过点P(-2,-4),则该抛物线的标准方程为__________________________________.【解析】很明显点P在第三象限,所以抛物线的焦点可能在x轴负半轴上或y轴负半轴上.当焦点在x轴负半轴上时,设方程为y2=-2px(p>0),把点P(-2,-4)的坐标代入得(-4)2=-2p×(-2),解得p=4,此时抛物线的标准方程为y2=-8x;当焦点在y轴负半轴上时,设方程为x2=-2py(p>0),把点P(-2,-4)的坐标代入得(-2)2=-2p×(-4),解得p=12,此时抛物线的标准方程为x2=-y.综上可知,抛物线的标准方程为y2=-8x或x2=-y.【答案】y2=-8x或x2=-y抛物线的标准方程的求法(1)定义法根据抛物线的定义,确定p的值(系数p是指焦点到准线的距离),再结合焦点位置,求出抛物线方程.标准方程有四种形式,要注意选择.(2)待定系数法①根据抛物线焦点是在x轴上还是在y轴上,设出相应形式的标准方程,然后根据条件确定关于p的方程,解出p,从而写出抛物线的标准方程.②当焦点位置不确定时,有两种方法解决.一种是分情况讨论,注意要对四种形式的标准方程进行讨论,对于焦点在x轴上的抛物线,若开口方向不确定需分为y2=-2px(p>0)和y2=2px(p>0)两种情况求解.另一种是设成y2=mx(m≠0),若m>0,开口向右;若m<0,开口向左;若m有两个解,则抛物线的标准方程有两个.同理,焦点在y轴上的抛物线可以设成x2=my(m≠0).[通关练习]1.已知抛物线C与双曲线x2-y2=1有相同的焦点,且顶点在原点,则抛物线C的方程是()A.y2=±22x B.y2=±2xC.y2=±4x D.y2=±42x解析:选D.因为双曲线的焦点为(-2,0),(2,0).=2,所以p=22,所以抛物线方程为y2=±42设抛物线方程为y2=±2px(p>0),则p2x.2.如图,过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线依次交抛物线及准线于点A ,B ,C ,若|BC |=2|BF |,且|AF |=4,则抛物线的方程为( )A .y 2=8x B.y 2=4x C .y 2=2x D .y 2=x解析:选B .如图,分别过点A ,B 作准线的垂线,交准线于点E ,D ,设准线与x 轴交于点G ,设|BF |=a ,则由已知得|BC |=2a ,由定义得|BD |=a ,故∠BCD =30°,在Rt △ACE 中,因为|AF |=4,|AC |=4+3a ,所以2|AE |=|AC |,所以4+3a =8,从而得a =43,因为AE ∥FG ,所以FG AE =CF AC ,即p 4=48,p =2,所以抛物线方程为y 2=4x .故选B .抛物线的几何性质[学生用书P165][典例引领]已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)是过F 的直线与抛物线的两个交点,求证:(1)y 1y 2=-p 2,x 1x 2=p 24;(2)1|AF |+1|BF |为定值; (3)以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切. 【证明】 (1)由已知得抛物线焦点坐标为(p2,0).由题意可设直线方程为x =my +p2,代入y 2=2px ,得y 2=2p ⎝⎛⎭⎫my +p2,即y 2-2pmy -p 2=0.(*) 则y 1,y 2是方程(*)的两个实数根,所以y 1y 2=-p 2.因为y 21=2px 1,y 22=2px 2, 所以y 21y 22=4p 2x 1x 2, 所以x 1x 2=y 21y 224p 2=p 44p 2=p 24.(2)1|AF |+1|BF |=1x 1+p 2+1x 2+p2 =x 1+x 2+px 1x 2+p 2(x 1+x 2)+p 24.因为x 1x 2=p 24,x 1+x 2=|AB |-p ,代入上式,得1|AF |+1|BF |= |AB |p 24+p 2(|AB |-p )+p 24=2p(定值). (3)设AB 的中点为M (x 0,y 0),如图,分别过A ,B 作准线的垂线,垂足为C ,D ,过M 作准线的垂线,垂足为N ,则|MN |=12(|AC |+|BD |)=12(|AF |+|BF |)=12|AB |.所以以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切.抛物线几何性质的应用技巧(1)涉及抛物线几何性质的问题常结合图形思考,通过图形可以直观地看出抛物线的顶点、对称轴、开口方向等几何特征,体现了数形结合思想解题的直观性.(2)与抛物线的焦点弦长有关的问题,可直接应用公式求解.解题时,需依据抛物线的标准方程,确定弦长公式是由交点横坐标还是由交点纵坐标定,是p 与交点横(纵)坐标的和还是与交点横(纵)坐标的差,这是正确解题的关键.[通关练习]1.过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线交该抛物线于A ,B 两点,O 为坐标原点.若|AF |=3,则△AOB 的面积为( )A .22B. 2 C .322D .2 2解析:选C .由题意设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)(y 1>0,y 2<0),如图所示,|AF |=x 1+1=3, 所以x 1=2,y 1=22. 设AB 的方程为x -1=ty ,由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,x -1=ty消去x 得y 2-4ty -4=0.所以y 1y 2=-4,所以y 2=-2,x 2=12,所以S △AOB =12×1×|y 1-y 2|=322,故选C .2.(2016·高考全国卷Ⅰ)以抛物线C 的顶点为圆心的圆交C 于A 、B 两点,交C 的准线于D 、E 两点.已知|AB |=42,|DE |=25,则C 的焦点到准线的距离为( )A .2 B.4 C .6D .8解析:选B .由题意,不妨设抛物线方程为y 2=2px(p >0),由|AB |=42,|DE |=25,可取A ⎝⎛⎭⎫4p ,22,D ⎝⎛⎭⎫-p2,5,设O 为坐标原点,由|OA |=|OD |,得16p 2+8=p 24+5,得p =4,所以选B .直线与抛物线的位置关系 [学生用书P165][典例引领](2017·高考全国卷Ⅰ)设A ,B 为曲线C :y =x 24上两点,A 与B 的横坐标之和为4.(1)求直线AB 的斜率;(2)设M 为曲线C 上一点,C 在M 处的切线与直线AB 平行,且AM ⊥BM ,求直线AB 的方程.【解】 (1)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1≠x 2,y 1=x 214,y 2=x 224,x 1+x 2=4,于是直线AB 的斜率k =y 1-y 2x 1-x 2=x 1+x 24=1.(2)由y =x 24,得y ′=x2.设M (x 3,y 3),由题设知x 32=1,解得x 3=2,于是M (2,1).设直线AB 的方程为y =x +m ,故线段AB 的中点为N (2,2+m ),|MN |=|m +1|. 将y =x +m 代入y =x 24得x 2-4x -4m =0.当Δ=16(m +1)>0,即m >-1时,x 1,2=2±2m +1.从而|AB |=2|x 1-x 2|=42(m +1).由题设知|AB |=2|MN |,即42(m +1)=2(m +1),解得m =7.所以直线AB 的方程为y =x +7.解决直线与抛物线位置关系问题的方法(1)直线与抛物线的位置关系和直线与椭圆、双曲线的位置关系类似,一般要用到根与系数的关系.(2)有关直线与抛物线的弦长问题,要注意直线是否过抛物线的焦点,若过抛物线的焦点,可直接使用公式|AB |=|x 1|+|x 2|+p ,若不过焦点,则必须用一般弦长公式.(3)涉及抛物线的弦长、中点、距离等相关问题时,一般利用根与系数的关系采用“设而不求”“整体代入”等解法.[注意] 涉及弦的中点、斜率时,一般用“点差法”求解.[通关练习](2016·高考全国卷Ⅰ)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 是否有其他公共点?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 ⎝⎛⎭⎫2t2p ,2t . 所以N 为OH 的中点,即|OH ||ON |=2.(2)直线MH 与C 除H 以外没有其他公共点. 理由如下:直线MH 的方程为y -t =p2t 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 没有其他公共点.抛物线定义的实质抛物线定义的实质可归结为“一动三定”:一个动点M ,一个定点F (抛物线的焦点),一条定直线l (抛物线的准线),一个定值1(抛物线的离心率).正确区分四种形式的标准方程(1)区分y =ax 2(a ≠0)与y 2=2px (p >0),前者不是抛物线的标准方程.(2)求标准方程要先确定形式,必要时要进行分类讨论,标准方程有时可设为y 2=mx 或x 2=my (m ≠0).抛物线的焦点弦设过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点的直线与抛物线交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则: (1)y 1y 2=-p 2,x 1x 2=p 24;(2)若直线AB 的倾斜角为θ,则|AB |=2p sin 2θ; |AB |=x 1+x 2+p ;(3)若F 为抛物线焦点,则有1|AF |+1|BF |=2p.[学生用书P321(单独成册)]1.抛物线y =ax 2(a <0)的准线方程是( ) A .y =-12aB.y =-14aC .y =12aD .y =14a解析:选B .抛物线y =ax 2(a <0)可化为x 2=1a y ,准线方程为y =-14a.故选B .2.直线l 过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,且与抛物线交于A ,B 两点,若线段AB 的长是8,AB 的中点到y 轴的距离是2,则此抛物线方程是( )A .y 2=12x B.y 2=8x C .y 2=6xD .y 2=4x解析:选B .设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),根据抛物线定义, x 1+x 2+p =8,因为AB 的中点到y 轴的距离是2, 所以x 1+x 22=2,所以p =4;所以抛物线方程为y 2=8x .故选B .3.顶点在原点,经过圆C :x 2+y 2-2x +22y =0的圆心且准线与x 轴垂直的抛物线方程为( )A .y 2=-2x B.y 2=2x C .y =2x 2D .y =-2x 2解析:选B .因为圆C :x 2+y 2-2x +22y =0的圆心是(1,-2),抛物线的顶点在原点,焦点在x 轴上,且经过点(1,-2),设标准方程为y 2=2px ,因为点(1,-2)在抛物线上,所以(-2)2=2p ,所以p =1,所以所求抛物线方程为y 2=2x ,故选B .4.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 |=( ) A .4 3 B.8 C .8 3 D .16解析:选B .如图,由k AF =-3知∠AFM =60°. 又AP ∥MF ,所以∠P AF =60°.又|P A |=|PF |,所以△APF 为等边三角形. 故|PF |=|AF |=2|MF |=2p =8.5.已知点A (2,1),抛物线y 2=4x 的焦点是F ,若抛物线上存在一点P ,使得|P A |+|PF |最小,则P 点的坐标为( )A .(2,1) B.(1,1) C .⎝⎛⎭⎫12,1D .⎝⎛⎭⎫14,1解析:选D .如图,设抛物线准线为l ,作AA ′⊥l 于A ′,PP ′⊥l 于P ′, 则|P A |+|PF |=|P A |+|PP ′|≥|AA ′|, 即当P 点为AA ′与抛物线交点时, |P A |+|PF |最小,此时P ⎝⎛⎭⎫14,1. 故选D .6.若抛物线y 2=2x 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:设抛物线的顶点为O ,焦点为F ,P (x P ,y P ),由抛物线的定义知,点P 到准线的距离即为点P 到焦点的距离,所以|PO |=|PF |,过点P 作PM ⊥OF 于点M (图略),则M 为OF 的中点,所以x P =14,代入y 2=2x ,得y P =±22, 所以P ⎝⎛⎭⎫14,±22.答案:⎝⎛⎭⎫14,±227.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:在等边三角形ABF 中,AB 边上的高为p , AB 2=33p , 所以B ⎝⎛⎭⎫±33p ,-p 2.又因为点B 在双曲线上, 故p 233-p 243=1, 解得p =6. 答案:68.过点P (-2,0)的直线与抛物线C :y 2=4x 相交于A ,B 两点,且|P A |=12|AB |,则点A到抛物线C 的焦点的距离为________.解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),分别过点A ,B 作直线 x =-2的垂线,垂足分别为D ,E (图略), 因为|P A |=12|AB |,所以⎩⎪⎨⎪⎧3(x 1+2)=x 2+2,3y 1=y 2,又⎩⎪⎨⎪⎧y 21=4x 1,y 22=4x 2,得x 1=23,则点A 到抛物线C 的焦点的距离为1+23=53. 答案:539.已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,A 是抛物线上横坐标为4,且位于x 轴上方的点,A 到抛物线准线的距离等于5,过A 作AB 垂直于y 轴,垂足为B ,OB 的中点为M .(1)求抛物线的方程;(2)若过M 作MN ⊥F A ,垂足为N ,求点N 的坐标. 解:(1)抛物线y 2=2px 的准线为x =-p2,于是4+p2=5,所以p =2.所以抛物线方程为y 2=4x . (2)因为点A 的坐标是(4,4), 由题意得B (0,4),M (0,2). 又因为F (1,0), 所以k F A =43,因为MN ⊥F A , 所以k MN =-34.所以F A 的方程为y =43(x -1),①MN 的方程为y -2=-34x ,②联立①②, 解得x =85,y =45,所以N 的坐标为⎝⎛⎭⎫85,45.10.已知过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,斜率为22的直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)(x 1<x 2)两点,且|AB |=9.(1)求该抛物线的方程;(2)O 为坐标原点,C 为抛物线上一点,若OC →=OA →+λOB →,求λ的值.解:(1)由题意得直线AB 的方程为y =22·⎝⎛⎭⎫x -p 2,与y 2=2px 联立, 消去y 有4x 2-5px +p 2=0, 所以x 1+x 2=5p4.由抛物线定义得|AB |=x 1+x 2+p =5p4+p =9,所以p =4,从而该抛物线的方程为y 2=8x . (2)由(1)得4x 2-5px +p 2=0, 即x 2-5x +4=0, 则x 1=1,x 2=4,于是y 1=-22,y 2=42,从而A (1,-22),B (4,42),设C (x 3,y 3), 则OC →=(x 3,y 3)=(1,-22)+λ(4,42) =(4λ+1,42λ-22).又y 23=8x 3,所以[22(2λ-1)]2=8(4λ+1),整理得(2λ-1)2=4λ+1, 解得λ=0或λ=2.1.抛物线y 2=2px 的焦点为F ,M 为抛物线上一点,若△OFM 的外接圆与抛物线的准线相切(O 为坐标原点),且外接圆的面积为9π,则p =( )A .2 B.4 C .6D .8解析:选B .因为△OFM 的外接圆与抛物线的准线相切,所以△OFM 的外接圆的圆心到准线的距离等于圆的半径,因为圆面积为9π,所以圆的半径为3,又因为圆心在OF 的垂直平分线上,|OF |=p2,所以p 2+p4=3,所以p =4.2.(2017·高考全国卷Ⅱ)过抛物线C :y 2=4x 的焦点F ,且斜率为3的直线交C 于点M (M 在x 轴上方),l 为C 的准线,点N 在l 上且MN ⊥l ,则M 到直线NF 的距离为( )A . 5 B.2 2 C .2 3D .3 3解析:选C .法一:依题意,得F (1,0),则直线FM 的方程是y =3(x -1).由⎩⎪⎨⎪⎧y =3(x -1),y 2=4x ,得x =13或x =3. 由M 在x 轴的上方,得M (3,23),由MN ⊥l ,得|MN |=|MF |=3+1=4,又∠NMF 等于直线FM 的倾斜角,即∠NMF =60°,因此△MNF 是边长为4的等边三角形,点M 到直线NF 的距离为4×32=23,选C . 法二:依题意,得直线FM 的倾斜角为60°, 则|MN |=|MF |=21-cos 60°=4,又∠NMF 等于直线FM 的倾斜角,即∠NMF =60°,因此△MNF 是边长为4的等边三角形,点M 到直线NF 的距离为4×32=23,选C . 3.设抛物线y 2=4x 的焦点为F ,准线为l .已知点C 在l 上,以C 为圆心的圆与y 轴的正半轴相切于点A .若∠F AC =120°,则圆的方程为__________________.解析:由题意知该圆的半径为1,设圆心坐标为C (-1,a )(a >0),则A (0,a ),又F (1,0),所以AC →=(-1,0),AF →=(1,-a ),由题意得AC →与AF →的夹角为120°, 得cos 120°=-11×1+a 2=-12,解得a =3,所以圆的方程为(x +1)2+(y -3)2=1. 答案:(x +1)2+(y -3)2=1 4.如图所示是抛物线形拱桥,当水面在l 时,拱顶离水面2 m ,水面宽4 m .水位下降1 m 后,水面宽________m .解析:建立如图所示的平面直角坐标系,设抛物线方程为x 2=-2py (p >0),则A (2,-2),将其坐标代入x 2=-2py ,得p =1.所以x 2=-2y .当水面下降1 m ,得D (x 0,-3)(x 0>0),将其坐标代入x 2=-2y ,得x 20=6,所以x 0=6. 所以水面宽|CD |=2 6 m . 答案:2 6 5.如图,抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过点F 的直线交抛物线于A ,B 两点. (1)若AF →=2FB →,求直线AB 的斜率;(2)设点M 在线段AB 上运动,原点O 关于点M 的对称点为C ,求四边形OACB 面积的最小值.解:(1)依题意知F (1,0),设直线AB 的方程为x=my+1.将直线AB的方程与抛物线的方程联立,消去x得y2-4my-4=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),所以y1+y2=4m,y1y2=-4.①因为AF→=2FB→,所以y1=-2y2.②联立①和②,消去y1,y2,得m=±24.所以直线AB的斜率是±22.(2)由点C与原点O关于点M对称,得M是线段OC的中点,从而点O与点C到直线AB的距离相等,所以四边形OACB的面积等于2S△AOB.-y2|因为2S△AOB=2×12·|OF|·|y1=(y1+y2)2-4y1y2=41+m2,所以当m=0时,四边形OACB的面积最小,最小值是4.6.如图所示,抛物线关于x轴对称,它的顶点在坐标原点,点P(1,2),A(x1,y1),B(x2,y2)均在抛物线上.(1)写出该抛物线的方程及其准线方程.(2)当P A与PB的斜率存在且倾斜角互补时,求y1+y2的值及直线AB的斜率.解:(1)由已知条件,可设抛物线的方程为y2=2px(p>0).因为点P(1,2)在抛物线上,所以22=2p×1,解得p =2.故所求抛物线的方程是y 2=4x ,准线方程是x =-1.(2)设直线P A 的斜率为k P A ,直线PB 的斜率为k PB .则k P A =y 1-2x 1-1(x 1≠1), k PB =y 2-2x 2-1(x 2≠1), 因为P A 与PB 的斜率存在且倾斜角互补, 所以k P A =-k PB .由A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)均在抛物线上,得⎩⎪⎨⎪⎧ y 21=4x 1,①y 22=4x 2,②所以y 1-214y 21-1=-y 2-214y 22-1, 所以y 1+2=-(y 2+2).所以y 1+y 2=-4.由 ①-②得,y 21-y 22=4(x 1-x 2),所以k AB =y 1-y 2x 1-x 2=4y 1+y 2=-1.。
1. 抛物线定义:平面内与一个定点F 和一条定直线L (L 不过F 点)的距离相等的点的集合叫抛物线.定点F 叫做抛物线的焦点,定直线L 叫做抛物线的准线.2. 抛物线的标准方程形式:px y 22= (p>0) px y 22-=(p>0) py x 22=(p>0) py x 22-= (p>0) P :称为焦准距(焦点到准线的距离)3. 抛物线的几何性质:对称性,范围,顶点,离心率,(以px y 22=为例) 4. 抛物线的通径:过抛物线焦点F 且垂直于对称轴的直线,与抛物线相交于P 1、P 2两点,则两交点)P P (21之间的距离就是抛物线的通径,长度是2p .5. 有关的重要结论:设过抛物线px y 22=的焦点的直线的倾斜角是θ,与抛物线交于A (),(),,2211y x B y x .则有下列结论:(1)|AB|=p x x ++21,|AB|=θ2sin p 2,(显然当︒=θ90时,|AB|最小.最小值是2p ,此时|AB|是抛物线的通径.)(2)=21x x 2212,4p y y p-=. (3)θsin 22p S AOB =∆.(4)pBF AF 2||1||1=+(定值).(5)以|AB|为直径的圆与准线相切.【典型例题】考点一:考查求抛物线的标准方程例1. 已知抛物线的顶点在原点,焦点在y 轴上,抛物线上一点M (m ,-3)到焦点F 的距离是5,求抛物线的方程、m 的值、准线方程.【思路分析】因顶点在原点,对称轴是y 轴,点M (m ,-3)位于第三、四象限.故可设抛物线方程是)0(,22>-=p py x设所求的抛物线方程为)0(,22>-=p py x ,则焦点F )2,0(p -)3,(-m M 在抛物线上,且|MF|=5,⎩⎨⎧±==⇒⎪⎩⎪⎨⎧=+-+=∴6245)23(6222m p p m pm , 故抛物线的方程为62,82±=-=m y x ,准线方程为y=2.【说明】此解法用待定系数法求p 的值确定抛物线的方程.例2. 设过P (-2,4),倾斜角为π43的直线L 与抛物线C 交于A ,B 两点,抛物线C 的顶点在原点,以x 轴为对称轴,若|PA|,|AB|,|PB|成等比数列,求抛物线C 的标准方程. 【思路分析】由已知得:抛物线的开口方向不定,故可设抛物线方程为)0a (,ax 2y 2≠= 直线L 的方程为y=-x+2.利用|PA|,|AB|,|PB|成等比数列转化为P ,A ,B 三点纵坐标之间的关系.由此关系求a 的值.解:设A ),(),,(2211y x B y x 由已知得L :y=-x+20422222=-+⎩⎨⎧+-==∴a ay y x x y ax y 整理得:消去 01642>+=∆a a ……………………(#)a y y a y y 4,22121-=-=+∴,由|PA|,|AB|,|PB|共线且成等比数列得: |4||,||,4|2211---y y y y 成等比数列即有:|4y ||4y ||y y |21221-⋅-=-212212121y y 4)y y (|16)y y (4y y |-+=++-⇒………………(*)把得:代入(*)4,22121a y y a y y -=-=+a a a 4|4|2+=+且满足(#) 故:a=1,即所求的抛物线C 的标准方程是x y 22=考点二:考查抛物线定义的应用例3. 已知抛物线)0(,22>=p px y 的焦点是F ,过焦点F 的直线与抛物线交于A ,B 两点,|FA|=m ,|FB|=n ,求证:pn m 211=+ 【思路分析】设),(),,(2211y x B y x A ,由抛物线定义得:2||,2||21p x FB p x FA +=+=4)(2)2)(2(2212121p x x p x x p x p x mn +++=++=⇒,p x x n m ++=+21由AB 的直线方程与抛物线方程组成方程组利用根与系数关系可证.证明:(1)当AB 垂直于x 轴时,此时m=n=p ,结论成立.(2)当AB 不垂直于x 轴时,设直线AB 的斜率是k ,则AB :)2(px k y -= 4)2(2)2(222222p k x p p k x k pxy p x k y ++-⎪⎩⎪⎨⎧=-=整理得:=0 故4,22212221p x x k p p k x x =+=+由抛物线定义得:2||,2||21px FB p x FA +=+=4)(2)2)(2(2212121p x x p x x p x p x mn +++=++=⇒,p x x n m ++=+21)n m (2pmn k p 2p k 2n m ,k p 2p k 22p k p 2p k 2p 2p mn 2222222+=⇒+=++⋅=+⋅+=∴故pn m 211=+. 【说明】在本题证明的过程中不要忽视AB 的倾斜角为90°(即斜率不存在的情形)例4. 长度为2的线段AB 的两端点在抛物线2x y =上移动,求AB 中点到x 轴距离的最小值.【思路分析】解法一:要求AB 中点到x 轴距离的最小值,只要求AB 中点纵坐标的最小值,设A (),211x x ,B (),222x x故AB 中点纵坐标222210x x y +=,利用|AB|=2及不等式有关性质建立关于0y 的不等式.小值减去41,利用平面几何定理(梯形中位线性质)及2||||||=≥+AB BF AF 可求. 解法一:设A (),211x x ,B (),222x x则AB 中点纵坐标022212221022y x x x x y =+⇒+=由|AB|=24)(22221221=-+-⇒x x x x ()4])(1[)(221221=++-⇒x x x x即4)21)(2(212221222121=++++-x x x x x x x x4)]x x 2x x 1()x x x 2x [()x x 2x x 1)(x x x 2x (2212221222121212221222121+++++-≤++++- =4)](21[22221x x ++=4)41(20y +43(4544)41(0020≥-≤⇒≥+∴y y y 舍去),或当且仅当轴距离中点到时,x AB 41x x x x 2x x 1x x 2x x 21212221212221=⇔+++=-+的43最小值是.解法二:分别过A ,B ,M (AB 中点)作准线L :y=41-的垂线,垂足分别是111,,B M A ,则||1MM 是梯形B B AA 11的中位线,即|)||(|21||111BB AA MM +=由抛物线定义知:|||||,|||11BF BB AF AA ==故:1||21|)||(|21||1=≥+=AB BF AF MM 即M 点到x 轴距离的最小值是43411=-【说明】比较两种不同的解法知:巧用抛物线的定义解决问题更加简洁明了,在解决抛物线的有关问题时,要时时关注其定义的应用.考点三:抛物线在实际问题中的应用例5. 某大桥在涨水时有最大跨度的中央桥孔如图所示,已知上部呈抛物线形,跨度为20米,拱顶距水面6米,桥墩高出水面4米,有一货船欲过此桥孔,该货船水下宽度不超过18米,目前吃水线上部分中央船体高5米,宽16米,且该货船在现在的状态下还能多装1000吨货物,但每装150吨货物,吃水线就要上升0.04米.若不考虑水下深度,问该货船在现在的状态下能否直接或设法通过该桥孔?为什么? 【思路分析】根据已知条件建立如图所示的坐标系.由A (10,-2)确定抛物线的方程.由装1000吨货物计算吃水线上升的距离,从而计算此时船体的高=5-吃水线上升的距离,然后与C 点到水面的距离比较.解:建立如图所示的坐标系.设抛物线的方程是py x 22-=,A (10,-2) 故有:100=4p ,即p=25,抛物线方程是y x 502-=.让船沿正中央航行,船边缘在抛物线上的射影是C (8,y ),代入抛物线方程得y=-1.28. 此时C 点距水面的距离是6-1.28=4.72米 因船体高出水面5米,现有状态下无法通过. 当再装1000吨货物时,吃水线上升米)(15404.01501000=⨯ 由于:5-72.41571154>=,所以再多装1000吨货物也无法通过.【本讲涉及的数学思想、方法】本讲主要讲述抛物线的标准方程及其几何性质的有关知识,在运用这些知识解决问题时,充分体现了方程的数学思想、等价转化的数学思想、数与形结合的数学思想及定义法 、待定系数法等数学思想方法的应用.【模拟试题】(答题时间:100分钟)一、选择题(共5小题,每题6分,计30分)1. 经过点P (-2,-4)的抛物线的标准方程是( )A . y x -=2B . x y 82-=C . x y y x 822-=-=或D . x y x y 822-=-=或2. 抛物线)0(,2<=a ax y 的焦点坐标是( ) A . )0,41(aB . ()0,4aC . ()0,4a-D .(0,)4a3. 到直线x=2的距离与定点P (0,2)距离相等的点的轨迹是( ) A . 抛物线 B . 双曲线 C . 椭圆 D . 直线*4. 设F 是抛物线x y 42=的焦点,A ,B ,C 是抛物线上三个点,若0=++FC FB FA ,则(||||||=++ )A . 9B . 6C . 4D . 3*5. 若A (3,2), F 为抛物线x y 22=的焦点,P 点在抛物线上移动,当|PA|+|PF|取得最小值时P 点坐标是( )A . (3,3)B .(2,2)C .()1,21D .(0,0) **6. 若抛物线231x y =上的两点A ,B 的横坐标恰是方程02=++q px x 两根,(p ,q 为实常数),则AB 的直线方程是( )A . qx+3y+p=0B . qx -3y+p=0C . px+3y+q=0D . px -3y+q=0二、填空题(每小题5分,计30分)**7. 过抛物线py x 22=(p>0)的焦点F 作倾斜角为θ的弦,则弦长是 . 8. 抛物线2x y =的准线方程是 .*9. 抛物线y x 22=上离点A (0,a )最近的点恰好是顶点,则a 的取值范围是 . 10. 在平面直角坐标系中,有一定点A (4,2),若线段OA 的垂直平分线过抛物线)0p (px 2y 2>=的焦点,则该抛物线的准线方程是 .*11. 已知P (x ,y )满足:|1243|)2()1(522++=-+-y x y x ,则点P 的轨迹是 .三、计算题(40分)12. (12分)抛物线的顶点在原点,它的准线过椭圆)0(,12222>>=+b a by a x 的一个焦点,且垂直于椭圆两个焦点所在的直线,又椭圆与抛物线的一个交点M ()362,32,求抛物线和椭圆的方程.*13. (13分)若抛物线的焦点在x 轴上,开口向右,且抛物线上的点到直线L :4x+3y+46=0的距离的最小值是2.求:抛物线方程**14. (15分)A ,B 是抛物线)0(,22>=p px y 上的两点,且OA OB ⊥,(O 为坐标原点),求:(1)A ,B 两点的横坐标之积与纵坐标之积都是定值,(2)直线AB 过一定点.(3)O 在线段AB 上的射影M 点的轨迹方程.【试题答案】一、选择题1. C2. B3. A4. B5. B6. C二、填空题 7.θ2cos 2p 8. 4y+1=0 9. a 1≤ 10. 25-=x 11. 抛物线三、计算题13. 解:由椭圆方程可知:椭圆的焦点在x 轴上,故抛物线的焦点在x 轴上,又抛物线过点M ()362,32,可设抛物线方程为:px y 22=,(p>0) x y p p 42322)362(22==⇒⨯=∴,故抛物线方程是 从而椭圆的焦点是),(,),(010121F F -,由椭圆的定义知: 2a=|MF 1|+|MF 2|43537=+=,即a=2,c=132=⇒b故所求的椭圆方程是13422=+y x .14. 解:由题意知:抛物线的焦点在x 轴正半轴上,可设抛物线方程为px y 22=设M (x ,y ) 是抛物线上任意一点.由M 点在抛物线上得:M (),22y py . M 点到直线L 的距离d=5|46y 3x 4|++=5|p 46py 3y 2|2++,又2≥d ,故046322>++p py y 恒成立.)8946(51]8946)43(2[51222p p p p p p y p d -≥-++=∴,由d 的最小值是2 得:,322)8946(512=⇒=-p p p p 即所求抛物线方程是x y 642=15.(1)证明:.2,2),(,(2221212,211px y px y y x B y x A ==则:),设OB OA ⊥ ,02121=+∴y y x x)y y (p 4x x p 4px 2px 2y y 212212212221-==⋅=∴定值)(定值),(4y 422121221p y x x p y y =-=-=∴(2)证明:22121211221212122p 4x x p 2x x x x ),x x (p 2)y y )(y y (y y ====-=+-=-且时,当,此时直线AB 的方程为x=2p ,直线AB 过定点(2p ,0),当211212AB 21y y p2x x y y k x x +=--=≠时,, )2(2)(221211211py x y y px x y y p y y AB -+=-+=-∴的方程是:直线,)2(2y 42p 2221212212121*********p x y y p y p x y y p y y y y x y y y y y y x y y p y -+=+-+=+++=++-+=∴故直线AB 过定点(2p ,0).(3)解:设AB 过定点(2p ,0)由OM MP ⊥︒=∠⇒90OMP ,知M 点的轨迹是以OP 为直径的圆,故M 点的轨迹方程是:)0(,)(222≠=+-x p y p x .。