内容正文:
课时10 抛物线的简单几何性质
新授课
1.能利用坐标法解决抛物线有关的性质以及“抛物拱”问题,理解坐标法在解析几何中的程序性与普适性特点.
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2
任务1:利用坐标法证明抛物线的有关性质.
目标:能利用坐标法解决抛物线有关的性质以及“抛物拱”问题,理解坐标法在解析几何中的程序性与普适性特点.
问题1:阅读材料,证明DB平行x轴的关键是什么?该用什么方法?
(1)关键:证明点D的纵坐标与点B的纵坐标相等;
经过抛物线焦点F的直线交抛物线于A,B两点,经过点A和抛物线顶点的直线交抛物线的准线于点D,求证:直线DB平行于抛物线的对称轴.
(2)方法:可以用坐标法证明这个结论,即通过建立抛物线及直线的方程,运用方程研究直线DB与抛物线对称轴之间的位置关系.
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问题2:证明直线DB平行于抛物线的对称轴.
证明:如图,以抛物线的对称轴为x轴,抛物线的顶点为原点,建立平面直角坐标系xOy.
设抛物线的方程为 ①,点A的坐标为 ,则直线OA的方程为 ②.
抛物线的准线方程是 ③,联立②③,可得点D的纵坐标为 ,
因为焦点F的坐标为 ,当 时,直线AF的方程为 ④,
联立①④,消去x,可得 ,即 .
可得点B的纵坐标为 与点D的纵坐标相等,于是DB平行于x轴.
当 时,易知结论成立.所以,直线DB平行于抛物线的对称轴.
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思考1:上述解法是根据直线与抛物线的位置关系求得B、D两点纵坐标相等,除此之外还有其它办法求解上述问题吗?
证明:如图,以抛物线的对称轴为x轴,抛物线的顶点为原点,建立平面直角坐标系xOy.
设抛物线的方程为 ①,
设过焦点的直线方程为 ②,
联立①②,消去x得, .
设直线与抛物线的两交点为 , ,
则由根与系数的关系,得 .
设点D的坐标为 ,有A、O、P三点共线,
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得 ,即 ,解得 ,
故D、B的纵坐标相等,所以直线DB平行于x轴,
即直线DB平行于抛物线的对称轴.
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练一练
完成教材P138习题3.3第6题
解:设 ,由题意可知,联立直线y=x-2与抛物线方程 ,得 , , ,
,
.
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思考2:利用坐标法求解抛物线相关问题的步骤是怎样的?
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归纳总结
坐标法求解抛物线相关问题的步骤:
1.建系:根据问题,合理建立平面直角坐标系;
2.求点:利用已知条件,求出相关点坐标;
3.求解:根据抛物线的相关性质,列式求解.
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任务2:利用坐标法求解与抛物线有关的轨迹问题.
日常生活中,有很多轨迹是“抛物拱”的实例,例如桥拱、卫星接收天线等,抛掷出的铅球在空中划过的轨迹也是抛物拱的一部分.
如图,已知定点B(a,-h),BC⊥x 轴于点C,M是线段OB上任意一点, MD⊥x轴于点D, ME⊥BC于点E, OE与MD相交于点P,求点P的轨迹方程.
解:设点 其中 则点E的坐标为(a,m),
所以点P的横