内容正文:
2.7.1 抛物线的标准方程
主讲:
人教B版选择性必修第一册
第2章 平面解析几何
椭圆:我们把平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆。
|PF1|+|PF2|=2a > 2c
双曲线:在平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线。
||PF1|-|PF2||=2a < 2c
情景与问题
抛物线这个几何对象,我们并不陌生.
例如,从物理学中我们知道,一个向上斜抛的乒乓球,其运动轨迹是抛物线的一部分;二次函数的图象是一条抛物线;等等.
到底什么是抛物线呢?抛物线有没有一个类似于圆、椭圆或双曲线的定义呢?
问题探究
在平面内与到定点F与到定直线 l 距离相等的点的轨迹是什么?
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。
这个定点叫做焦点
定直线叫做准线
|MF|=dM-l
M
思考
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:
l 不经过点F
l 经过点F
抛物线
直线
探究
怎样从数学上证明满足抛物线定义的点一定是存在的?这样的点有多少个?你能想到什么办法来解决这两个问题?
设M(x,y)是抛物线上一点,则|MF|=dM-l
建立如图所示平面直角坐标系,设焦点F到准线l的距离为p,(p>0)
所以
整理得 y2=2px
则焦点F(,0),准线为x=
二、抛物线的标准方程
开口方向 右 左 上 下
图像
标准方程
焦点
准线
定义
y2=2px
y2=-2px
x2=2py
x2=-2py
M
M
M
M
|MF|=dM-l
探究
如何根据抛物线方程判断焦点位置(开口方向)?
开口方向 右 左 上 下
图像
标准方程
y2=2px
y2=-2px
x2=2py
x2=-2py
M
M
M
M
谁是“一次项”,焦点就在哪个轴
一次项系数为正,焦点在正半轴;一次项系数为负,焦点在负半轴;
焦点坐标等于一次项系数除以4
【典型例题一】
例1. 分别根据下列条件,求抛物线的标准方程:
(1)抛物线的焦点到准线的距离是3,而且焦点在x轴的正半轴上.
(2)抛物线的焦点是F(-3,0).
解:(1)由题意,抛物线的标准方程为y2=2px,
且p=3,
因此所求标准方程是y2=6x,准线方程为x=
【典型例题一】
例1. 分别根据下列条件,求抛物线的标准方程:
(1)抛物线的焦点到准线的距离是3,而且焦点在x轴的正半轴上.
(2)抛物线的焦点是F(-3,0).
解:(2)因为抛物线的焦点是F(-3,0),
所以抛物线的标准方程为y2=-2px,
且=3,则p=6
因此所求标准方程是y2=-12x,准线方程为x=3
【典型例题二】
例2. 分别根据下列条件,求抛物线的焦点坐标和标准方程:
(1)抛物线的焦点到x轴的距离是2,而且焦点在y轴的正半轴上;
(2)抛物线的焦点是双曲线的焦点之一.
解:(1)由已知可得焦点坐标为(0,2),
因此抛物线得标准方程具有x2=2py的形式,且p=4,
从而所求抛物线的标准方程为x2=8y.
【典型例题二】
例2. 分别根据下列条件,求抛物线的焦点坐标和标准方程:
(1)抛物线的焦点到x轴的距离是2,而且焦点在y轴的正半轴上;
(2)抛物线的焦点是双曲线的焦点之一.
解:(2)因为双曲线中,c=,
又因为双曲线的焦点在y轴上,所以焦点坐标为(0,-5)或(0,5),
如果抛物线的焦点为(0,-5),则抛物线的标准方程为x2=-20y,
如果抛物线的焦点为(0,5),则抛物线的标准方程为x2=20y.
【典型例题三】
例3 已知平面直角坐标系中,动点M到F(0,-2)的距离比M到x轴的距离大2,求M的轨迹方程,并在平面直角坐标系中作出轨迹曲线.
解:设M的坐标(x,y),则根据题意可知
,化简得 x2=4(|y|-y).
当y>0时,方程可变为x=0,这表示的是
端点在原点,方向为y轴正方向的射线,且不包括端点;
当y≤0,方程可变为x2=-8y,这表示的是焦点为F(0,-2)的抛物线.
F
x
y
课堂小结
图像
标准方程
焦点
准线
定义
焦半径
y2=2px
y2=-2px
x2=2py
x2=-2py
M
M
M
M
|MF|=dM-l
主讲:
人教B版选择性必修第一册
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