内容正文:
第七节 抛物线
1.抛物线的概念
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.
2.抛物线的标准方程和几何性质
标准
y2=2px (p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
方程
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
x轴
y轴
焦点
F
F
F
F
离心率
e=1
准线方程
x=-
x=
y=-
y=
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
开口方向
向右
向左
向上
向下
焦半径(其中P(x0,y0))
|PF|=x0+
|PF|=-x0+
|PF|=y0+
|PF|=-y0+
(1)设AB是过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的弦(即焦点弦),若A(x1,y1),B(x2,y2),则
①x1x2=,y1y2=-p2;
②|AF|=,|BF|=,弦长|AB|=x1+x2+p=(α为弦AB的倾斜角);
③+=;
④焦点弦端点与顶点构成的三角形面积:
S△AOB==|AB||d|=|OF|·|y1-y2|;
⑤通径:过焦点垂直于对称轴的弦,长等于2p,通径是过焦点最短的弦;
⑥以AF或BF为直径的圆与y轴相切;
⑦过焦点弦的端点的切线互相垂直且交点在准线上,即以焦点弦AB为直径的圆与准线相切.
(2)已知抛物线y2=2px(p>0),过点M(2p,0)作直线与抛物线交于A,B两点,则OA⊥OB;过原点O作两条互相垂直的直线分别交抛物线于A,B两点(即OA⊥OB),则直线AB必过定点(2p,0).
1.(北师大版选择性必修①P71·T1(1)改编)若抛物线的焦点坐标为(0,-3),则抛物线的标准方程是( )
A.y2=-6x B.y2=-12x
C.x2=-6y D.x2=-12y
答案:D
2.(人教A版选择性必修①P135·思考改编)(多选)过点P(-2,3)的抛物线的标准方程为( )
A.y2=-x B.x2=y
C.y2=x D.x2=-y
答案:AB
3.(苏教版选择性必修①P104·T5改编)若抛物线y=4x2上的一点M到焦点的距离为1,则点M的纵坐标是________.
答案:
4.(人教B版选择性必修①P165·T2改编)抛物线x2=y上到直线2x-y-4=0距离最小的点P的坐标为________.
答案:(1,1)
5.(北师大版选择性必修①P75·T1改编)若抛物线y2=2px(p>0)的焦点是椭圆+=1的一个焦点,则p=________
答案:8
考法一 抛物线的定义及其应用
[典例] (1)(2022·全国乙卷)设F为抛物线C:y2=4x的焦点,点A在C上,点B(3,0),若|AF|=|BF|,则|AB|=( )
A.2 B.2
C.3 D.3
(2)(2023·襄阳测试)设P是抛物线y2=4x上的一个动点,F是抛物线的焦点.若B(3,2),则|PB|+|PF|的最小值为________.
[解析] (1)法一:由题意可知F(1,0),准线方程为x=-1,设A,由抛物线的定义可知|AF|=+1,又|BF|=3-1=2,由|AF|=|BF|,可得+1=2,解得y0=±2,所以A(1,2)或A(1,-2),不妨取A(1,2),故|AB|==2,故选B.
法二:由题意可知F(1,0),|BF|=2,所以|AF|=2,抛物线通径为4,所以|AF|=2为通径的一半,所以AF⊥x轴,所以|AB|==2,故选B.
(2)如图,过点B作BQ垂直准线于点Q,交抛物线于点P1,则|P1Q|=|P1F|.
则有|PB|+|PF|≥|P1B|+|P1Q|=|BQ|=4,即|PB|+|PF|的最小值为4.
[答案] (1)B (2)4
[方法技巧]
与抛物线有关的最值问题的解题策略
该类问题一般情况下都与抛物线的定义有关,实现由点到点的距离与点到直线的距离的相互转化.
(1)将抛物线上的点到准线的距离转化为该点到焦点的距离,构造出“两点之间线段最短”,使问题得解;
(2)将抛物线上的点到焦点的距离转化为点到准线的距离,利用“与直线上所有点的连线中,垂线段最短”解决.
[针对训练]
1.设抛物线的顶点为O,焦点为F,准线为l,P是抛物线上异于O的一点,过P作PQ⊥l于Q.则线段FQ的垂直平分线( )
A.经过点O B.经过点P
C.平行于直线OP D.垂直于直线OP
解析:选B 连接PF(图略),由题意及抛物线的定义可知|PQ|=|FP|,则△QPF为等腰三角形,故线段FQ的垂直平分线经过点P.故选B.
2.已知点Q(2,