内容正文:
2.7.2 抛物线的几何性质
课程标准
核心素养目标
了解抛物线的简单几何性质.
1.能利用性质解决与抛物线有关的问题.
2.能利用方程与数形结合思想解决焦点弦问题.
1.抛物线的简单几何性质
标准方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
p的几何意义:焦点F到准线l的距离
图像
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
x∈R,y≥0
x∈R,y≤0
对称轴
x轴
y轴
顶点
O(0,0)
[微练1]设点A为抛物线y2=4x上一点,点B(1,0),且|AB|=1,则点A的横坐标为( B )
A.-2 B.0
C.-2或0 D.-2或2
[微练2]抛物线y2=8x的焦点到直线x-y=0的距离是( D )
A.2 B.2
C. D.1
2.过焦点的弦长公式
直线过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F,与抛物线交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,由抛物线的定义知,|AF|=x1+,|BF|=x2+,故|AB|=x1+x2+p.
知识点一
由抛物线的几何性质求其标准方程
已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为x轴,且与圆x2+y2=4相交的公共弦长等于2,求这条抛物线的方程.
解:如图,
设所求抛物线的方程为y2=2px(p>0)或y2=-2px(p>0),
设交点A(x1,y1),B(x2,y2)(y1>0,y2<0),则|y1|+|y2|=2,即y1-y2=2,由对称性知y2=-y1,∴y1=.
将y1=代入x2+y2=4得x1=±1,
∴点(1,),(-1,)分别在抛物线y2=2px,y2=-2px上.
∴3=2p或3=(-2p)×(-1),p=.
故所求抛物线的方程为y2=3x或y2=-3x.
根据抛物线的几何性质求抛物线的方程,一般利用待定系数法,先“定形”,再“定量”.但要注意充分运用抛物线定义,并结合图形,必要时还要进行分类讨论.
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( )
A.y2=x B.y2=-x
C.y2=±x D.y2=±x
C 解析:设抛物线方程为y2=ax(a≠0).又A(±,)(取点A在x轴上方),则有=±a,解得a=±,所以抛物线方程为y2=±x.故选C.
知识点二
抛物线的性质及应用
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△ABO的垂心恰是此抛物线的焦点F,求直线AB的方程.
解:抛物线的焦点为F(,0).
∵抛物线关于x轴对称,|OA|=|OB|,
∴△ABO为等腰三角形,且A,B两点关于x轴对称.
设A(x0,y0),则B(x0,-y0).
∵△ABO的垂心恰为抛物线的焦点,∴BF⊥OA.
则kBF·kOA=-1,即·=-1.
又y=2px0,∴x0=p,∴直线AB的方程为x=.
[探究] (变条件)本例若把“垂心”改为“重心”,其他条件不变,AB的方程如何?
解:∵抛物线关于x轴对称,|OA|=|OB|,
∴A, B两点关于x轴对称.
又F为△ABO的重心,|OF|=,
∴AB的方程应为x=+=.
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:解决焦点弦问题.
已知定点A(-3,0),B(3,0),动点P在抛物线y2=2x上移动,则·的最小值等于________.
答案:-9
解析:设P(x,y),因为A(-3, 0),B(3, 0),则·=(-3-x,-y)·(3-x,-y)=x2+y2-9=x2+2x-9=(x+1)2-10(x≥0),所以当x=0时,(·)min=-9.
知识点三
抛物线的焦点弦问题
过抛物线y2=4x的焦点F作直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,如果x1+x2=7,求线段AB的长.
解:由抛物线的方程得=1,所以根据抛物线的定义可得|AB|=|AF|+|BF|=x1++x2+=x1+1+x2+1=7+2=9.
抛物线焦点弦问题的解法
(1)由于抛物线的焦点弦过焦点,因此与焦点弦有关的问题要注意结合抛物线的定义求解.
(2)焦点弦有关的问题要把过焦点的直线方程与抛物线方程联立,再结合根与系数的关系求解.
[探究] (变条件)本例中,若点A,B是倾斜角为60°的直线与抛物线的交点,则|AB|等于多少?
解:因为抛物线的焦点是(1,0),所以直线AB的方程为y=(x-1),与抛物线方程联立消去y得3x2-10x+3=0,