内容正文:
第23讲 抛物线及其标准方程5种常见考法归类
1.了解抛物线的实际背景,感受抛物线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用.
2.了解抛物线的定义、几何图形和标准方程.
知识点1 抛物线的定义
平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)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:①在抛物线定义中,若去掉条件“l不经过点F”,点的轨迹还是抛物线吗?
不一定是,若点F在直线l上,点的轨迹是过点F且垂直于直线l的直线.
②定义的实质可归纳为“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(抛物线的准线);一个定值(点M到点F的距离与它到定直线l的距离之比等于1).
知识点2 抛物线标准方程的几种形式
图形
标准方程
焦点坐标
准线方程
y2=2px(p>0)
x=-
y2=-2px(p>0)
x=
x2=2py(p>0)
y=-
x2=-2py(p>0)
y=
注:1、抛物线方程的推导:
我们取经过点F且垂直于直线l的直线为x轴,垂足为K,并使原点与线段KF的中点重合,建立平面直角坐标系Oxy.设|KF|=p(p>0),那么焦点F的坐标为,准线l的方程为x=-.
设M(x,y)是抛物线上任意一点,点M到准线l的距离为d.由抛物线的定义,抛物线是点的集合P={M||MF|=d}.
则M到F的距离为|MF|=,M到直线l的距离为,
所以=,
将上式两边平方并化简,得y2=2px(p>0).
2、p的几何意义是焦点到准线的距离.标准方程的结构特征:顶点在坐标原点、焦点在坐标轴上.
抛物线的开口方向:抛物线的开口方向取决于一次项变量(x或y)的取值范围.
3、四个标准方程的区分
焦点在一次项变量对应的坐标轴上,开口方向由一次项系数的符号确定.当系数为正时,开口向坐标轴的正方向;当系数为负时,开口向坐标轴的负方向.
4、(1)通径:过焦点且垂直于对称轴的弦长等于,通径是过焦点最短的弦.
(2)抛物线()上一点到焦点的距离,也称为抛物线的焦半径.
1、求抛物线的标准方程的方法
定义法
根据定义求p,最后写标准方程
待定系数法
设标准方程,列有关的方程组求系数
直接法
建立恰当的坐标系,利用抛物线的定义列出动点满足的条件,列出对应方程,化简方程
注:当抛物线的焦点位置不确定时,应分类讨论,也可以设y2=ax或x2=ay(a≠0)的形式,以简化讨论过程.
2、用待定系数法求抛物线标准方程的步骤
3、抛物线定义的两种应用
(1)实现距离转化.根据抛物线的定义,抛物线上任意一点到焦点的距离等于它到准线的距离,因此,由抛物线定义可以实现点点距离与点线距离的相互转化,从而简化某些问题.
(2)解决最值问题.在抛物线中求解与焦点有关的两点间距离和的最小值时,往往用抛物线的定义进行转化,即化折线为直线解决最值问题.
4、求抛物线实际应用的五个步骤
考点一:抛物线的标准方程
例1.(2022秋·高二课时练习)根据下列条件写出抛物线的标准方程:
(1)准线方程是;
(2)过点;
(3)焦点到准线的距离为.
变式1.(2023秋·高二课时练习)若抛物线的顶点是原点,准线为直线,则此抛物线的方程为 .
变式2.(2023·全国·高三专题练习)若抛物线的焦点到准线的距离为,且的开口朝上,则的标准方程为 .
变式3.(2023春·河南洛阳·高二校考阶段练习)点到抛物线的准线的距离为6,那么抛物线的标准方程是( )
A. B.或
C.或 D.
变式4.(2022秋·福建莆田·高二校联考期末)已知抛物线C与双曲线有相同的焦点,且顶点在原点,求抛物线C的方程.
变式5.(2021秋·高二课时练习)抛物线上有一点M,它的横坐标是3,它到焦点的距离是5,则抛物线的方程为( )
A. B.
C. D.
变式6.(2022秋·高二单元测试)已知抛物线()上一点M的纵坐标为,该点到准线的距离为6,则该抛物线的标准方程为( )
A. B.或
C. D.或
考点二:根据抛物线方程求焦点或准线
例2.【多选】(2022秋·高二课时练习)对抛物线,下列描述正确的是( )
A.开口向上,焦点为
B.开口向右,准线方程为-
C.开口向右,焦点为
D.开口向上,准线方程为
变式1.(2023秋·高二课时练习)抛物线的焦点关于直线的对称点的坐标是( )
A. B. C. D.
变式2.(2023秋·浙江嘉兴·高二统考期末)已知是抛物线:的焦点,点在上且,则的坐标为( )
A. B. C. D.
变式3.(2023·安徽·合肥一中校联考模拟预测)设O为坐标原点,F为抛物线C:的焦点,直线