内容正文:
预习自测
1.(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√
2.A [抛物线x2=-4y开口向下,焦点为(0,-1).]
3.C [由x=4y2 得y2=14x
,故准线方程为x=-116.
]
4.解析:由条 件 可 知,抛 物 线 的 焦 点 在y 轴 正 半 轴 上,且 p2
=2,
即p=4,所以它的标准方程为x2=8y.
答案:x2=8y
课堂互动学案
[例1] [解] (1)∵抛物线的准线交y轴于正半轴,且p2=
2
3
,即p=43
,∴所求抛物线的标准方程为x2=-83y.
(2)根据点(-3,2)在第二象限,设抛物线方程为y2=-2px
或x2=2py(p>0),
将点(-3,2)代入方程得2p=43
或2p=92
,
故抛物线方程为y2=-43x
或x2=92y.
(3)①令x=0,由方程x-2y-4=0,得y=-2,
∴抛物线的焦点坐标为(0,-2).
设抛物线方程为x2=-2py(p>0),则由p2=2
,得2p=8,
∴所求抛物线的标准方程为x2=-8y.
②令y=0,由x-2y-4=0,得x=4,
∴抛物线的焦点坐标为(4,0).
设抛物线方程为y2=2px(p>0),则由p2=4
,得2p=16,
∴所求抛物线的标准方程为y2=16x.
故所求抛物线的标准方程为y2=16x或x2=-8y.
(4)已知抛物线的焦点在y轴上,可设方程为x2=2my(m≠
0),由焦点到准线的距离为5,知|m|=5,即m=±5,∴满足
条件的抛物线有两条,它们的标准方程分别为x2=10y 和
x2=-10y.
[例2] [解] (1)设所求抛物线方程为x2=-2py(p>0),由p2
+3=5得p=4,因此抛物线方程为x2=-8y,其准线方程为y
=2,由m2=24得m=±2 6.
(2)设动圆圆心为 M(x,y),半径为r,则由题意可得 M 到圆
心C(0,-3)的距离与直线y=3的距离相等.
由抛物线的定义可知:动圆圆心 M 的轨迹是以C(0,-3)为
焦点,以y=3为准线的一条抛物线,其方程为x2=-12y.
[例3] [解] 如图,作PN⊥l于点N
(l为准线),作AB⊥l于点B,
则|PA|+|PF|=|PA|+|PN|
≥|AB|,
当且仅当P 为AB 与抛物线的交点
时,等号成立.
∴(|PA|+|PF|)min=|AB|=4+1
=5.
此时yP=2,代入抛物线方程,得xP=1,∴P(1,2).
变式训练
1.解:(1)因为点(-3,-1)在第三象限,所以设所求抛物线的
标准方程为y2=-2px(p>0)或x2=-2py(p>0).
若抛物线的标准方程为y2=-2px(p>0),则由(-1)2=
-2p×(-3),解得p=16
;
若抛物线的标准方程为x2=-2py(p>0),则由(-3)2=
-2p×(-1),解得p=92.
故所求抛物线的标准方程为y2=-13x
或x2=-9y.
(2)对于直线方程3x-4y-12=0,令x=0,得y=-3;令y
=0,得x=4,
∴抛物线的焦点为(0,-3)或(4,0).
当焦点为(0,-3)时,p2=3
,∴p=6,此时抛物线的标准方
程为x2=-12y;
当焦点为(4,0)时,p2=4
,∴p=8,此时抛物线的标准方程
为y2=16x.
∴所求抛物线的标准方程为x2=-12y或y2=16x.
2.解析:依题意,得|PM|=|y|+12
,即 x2+ y-12( )
2
=|y|+12①
,则 x2+ y-12( )
2
- 12=|y|
,两边平方得
x2 + y-12( )
2
- x2+ y-12( )
2
+ 14 =y
2,则 x2 -
y-12( ) = x
2+ y-12( )
2
②,两 边 平 方 得 x4 - 2
y-12( )x
2+ y-12( )
2
=x2+ y-12( )
2
,整理得x4-2y
x2=0,即x2(x2-2y)=0,可得y=x
2
2
或x=0.当x=0
时,②转化为 y-12 =- y-
1
2( ) ,所以y-
1
2 ≤0
,此时
①转化为 y-12 =
1
2-y=|y|+
1
2
,|y|=-y,所以y≤0,
所以点P 的轨迹C 的方程为y=x
2
2
或x=0(y≤0).
答案:|y|+12 y=
x2
2
或x=0(y≤0)
3.解析:以O 为原点,OB,OP 方向分别为x,y轴正向,建立如
图所示的直角坐标系:
由题意AB=30m,OP=5m,所以B(15,0),P(0,5),
又抛物线开口向下,所以设y=-ax2+5,将点B(15,0)的
坐标代入0=-225a+5,
解得a=145
,所以抛物线方程为y=-145x
2+5,
又由题意在建造时每隔相等长度用一个柱子支撑,由图可知
AB 有14个空格,
因此每一个空格的长度为30
14=
15
7 m
,所以OA1=
30
7 m
,所
以设点B1
30
7
,b( ) ,
又因为点B1 在抛物线上,所以将其坐标代入抛物线方程得
b=-145×
30
7( )
2
+5=22549≈4.59.
答案:4.59
当堂达标
1.A [动点P 的条件满足抛物线的定义.]
2.BC [由y=4x2,得x2=14y
,所以该抛物线开口向上,焦点
坐标为 0,116( ) ,准线方程为y=-
1
16.
]
3.解析:如图,抛物线y2=4x的准
线l的方程为x=-1,焦点F(1,
0),过点A 作AA′⊥l,A′为垂足,
AA′与 抛 物 线 的 交 点 P,|PF|
=|PA′|,
∴|PF|+|PA|的 最 小 值 为|
AA′|=6.
答案:6
4.解:设动点 M(x,y),☉M 与直
线l:x=-3的切点为 N,则|MA|=|MN|,
即动点 M 到定点A 和定直线l:x=-3的距离相等,
∴点 M 的轨迹是抛物线,且以A(3,0)为焦点,以直线l:x=
-3为准线,
∴p2=3
,∴p=6,故动圆圆心 M 的轨迹方程是y2=12x.
3.2 抛物线的简单几何性质
课前预习学案
知识梳理
[思考]
1.提示:焦点到准线的距离均为p.
2.提示:过抛物线y2 =2px 的焦点且垂直于对称轴的弦长
是2p.
332
参考答案
预习自测
1.(1)× (2)√ (3)√ (4)×
2.D [顶点在原点,对称轴为y轴的抛物线方程有两个:x2=
-2py,x2=2py(p>0).由顶点到准线的距离为4知p=8,
故所求抛物线方程为x2=16y,x2=-16y.]
3.D [∵抛物线的焦点到顶点的距离为3,
∴p2=3
,即p=6.又抛物线上的点到准线的距离的最小值
为p
2
,
∴抛物线上的点到准线的距离的取值范围为[3,+∞).]
4.解析:由抛物线的几何性质,从焦点发出的光线经抛物线反
射后与x轴平行及直线y=-2平行于x轴知A(2,0)为焦
点,故准线方程为x=-2.
答案:x=-2
课堂互动学案
[例1] [解析] (1)根据抛物线和圆的对称性知,其交点纵
坐标为± 3,交 点 横 坐 标 为 ±1,则 抛 物 线 过 点 (1,3)或
(-1,3),设抛物线方程为
y2=2px或y2=-2px(p>0),
则2p=3,从而抛物线方程为y2=3x或y2=-3x.
[答案] y2=3x或y2=-3x
(2)[解] 由已知得ca =2
,所以a
2+b2
a2
=4,解得ba = 3
,
即渐近线方程为y=± 3x.而抛物线准线方程为x=-p2
,
于是A -p2
,- 3p2
æ
è
ç
ö
ø
÷,B -p2
,3p
2
æ
è
ç
ö
ø
÷,
从而△AOB 的面积为12
3pp2= 3
,可得p=2.因为抛
物线开口向右,所以其标准方程为y2=4x.
[例2] [解] 抛物线的焦点为F p2
,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kBFkOA=-1,即
-y0-0
x0-p2
y0
x0
=-1.
又y20=2px0,∴x0=
5
2p.∴
直线AB 的方程为x=5p2.
[例3] [解] 如图,建立坐标系,设拱桥
抛物线方程为x2=-2py(p>0),由题
意,将B(4,-5)代入方程得p= 85
,∴
抛物线方程为x2=-165y.
∵ 当 船 的 两 侧 和 拱 桥 接 触 时 船 不 能
通航.
设此时船面宽为AA′,则A(2,yA),由22=-
16
5yA
,得yA=
-54.
又知船露出水面上部分为 3
4
米,设水面与抛物线拱顶相距
为h,则h=|yA|+
3
4=2
(米),即水面上涨到距抛物线拱顶
2米时,小船不能通航.
变式训练
1.C [设抛物线方程为y2=ax(a≠0).又A ± 32
,1
2
æ
è
ç
ö
ø
÷ (取点
A在x轴上方),则有14=±
3
2a
,解得a=± 36
,所以抛物线
方程为y2=± 36x.
]
2.解析:由题意可知点A,B 一定关于x 轴对称,且AF,BF 与
x 轴 夹 角 均 为 30°.由 于 y2 =4x 的 焦 点 为 (1,0),由
y= 33
(x-1),
y2=4x,
{ 化简得y2-4 3y-4=0,解得y1=2 3+
4,y2=2 3-4,所以△AFB 的边长为8+4 3或8-4 3.
答案:8+4 3或8-4 3
3.解:以拱顶O 为原点,拱高OD 所在直
线为 y 轴,建 立 直 角 坐 标 系,如 图
所示.
设抛物线方程为x2=-2py(p>0).
∵AB 是OD 的4倍,∴点B 的坐标为
a
2
,-a4( ).由 点 B 在 抛 物 线 上,得
a
2( )
2
=-2p -a4( ) ,
∴p=a2.∴
抛物线方程为x2=-ay.
设点E(08,y0)为抛物线上一点,代入方程x2=-ay,得082=
-ay0,∴y0=-
0.64
a
,∴点E 到拱底AB 的距离h=a4-|y0|
=a4-
0.64
a
,令h>3,则a4-
0.64
a >3
,解得a>6+2 2415
或a
<6-2 2415
(舍去).∴a的最小整数值为13.
当堂达标
1.B [由y=ax2,变形得x2=1ay=2×
1
2ay
,∴p= 12a .
又
抛物线的准线方程是y=1,∴-14a=1
,解得a=-14.
]
2.A [线段AB 所在的直线方程为x=1,抛物线的焦点坐标
为 1
2
,0( ) ,则焦点到直线AB 的距离为1-12=
1
2.
]
3.解析:设正三角形边长为x.由题意,得36 3=12x
2sin60°,
∴x=12.
当a>0时,将(6 3,6)代入y2=ax,得a=2 3;
当a<0时,将(-6 3,6)代入y2=ax,得a=-2 3.故a=
±2 3.
答案:±2 3
4.解:椭圆的方程可化为x
2
4+
y2
9=1
,其短轴在x轴上,
∴抛物线的对称轴为x 轴,∴设抛物线的方程为y2=2px
或y2=-2px(p>0).
∵抛物线的焦点到顶点的距离为3,即p2=3
,∴p=6.
∴抛物线的标准方程为y2=12x或y2=-12x,相应的准线
方程为x=-3或x=3.
§4 直线与圆锥曲线的位置关系
4.1 直线与圆锥曲线的交点
课前预习学案
知识梳理
[思考]
提示:直线与双曲线、直线与抛物线有一个公共点应有两种
情况:一是相切;二是直线与双曲线渐近线平行、直线与抛物
线的对称轴平行.
预习自测
1.(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√
2.C [由
y=x+1,
x2+y
2
2=1
,{ 消去y,得3x2+2x-1=0,Δ=22+12
=16>0,∴直线与椭圆相交.]
3.B [当直线垂直于x轴时,满足条件的直线有1条;
当直线不垂直于x轴时,满足条件的直线有2条.]
4.解析:由 y=kx+2
,
x2-y2=6{ 得(1-k
2)x2-4kx-10=0①,
直线y=kx+2与双曲线x2-y2=6的右支相交于不同两
点,即 方 程 ① 有 两 个 不 同 的 正 实 数 解,所 以
Δ=16k2+40(1-k2)>0,
4k
1-k2>0
,
- 10
1-k2>0
,
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
解得- 153 <k<-1.
答案: - 153
,-1
æ
è
ç
ö
ø
÷
课堂互动学案
[例1] [解] 由
y=x+m,
x2
16+
y2
9=1
,{ 消 去 y,得 25x2 +32mx+
16m2-144=0,
432
数学(BS)选择性必修第一册
[当堂达标]
1.若动点P 到定点F(-4,0)的距离与到直线
x=4的距离相等,则P 点的轨迹是 ( )
A.抛物线 B.线段 C.直线 D.射线
2.(多选)对抛物线y=4x2,下列描述正确
的是 ( )
A.焦点坐标为(0,1)
B.焦点坐标为 0,116
æ
è
ç
ö
ø
÷
C.准线方程为y=-116
D.准线方程为y=-1
3.若点P 在抛物线y2=4x 上,点A(5,3),F
为抛物线的焦点,则|PA|+|PF|的最小值
为 .
4.已知动圆 M 经过点A(3,0),且与直线l:x
=-3相切,求动圆圆心 M 的轨迹方程.
学习至此,请完成配套训练
3.2 抛物线的简单几何性质
课程标准 素养解读
1.了解抛物线的简单几何性质
2.能利用性质解决与抛物线有关的问题
3.能利用方程与数形结合思想解决焦点弦问题
通过抛物线的简单几何性质的运用,进一
步培养直观想象、数学抽象、逻辑推理和数
学运算的核心素养
[情境引入]
类比用方程研究椭圆、双曲线几何性质的
过程与方法探究方程为y2=2px(p>0)的抛
物线,
你认为应研究抛物线的哪些几何性质,如何研
究这些性质?
[知识梳理]
[知识点] 抛物线的几何性质
图象
标准方程 y
2=2px
(p>0)
y2=-2px
(p>0)
x2=2py
(p>0)
x2=-2py
(p>0)
性
质
焦点
坐标
p
2
,0( ) -p2 ,0( ) 0,
p
2( ) 0,-
p
2( )
准线
方程
x=-p2 x=
p
2 y=-
p
2 y=
p
2
范围 x≥0,y∈R x≤0,y∈R y≥0,x∈R y≤0,x∈R
对称轴 x轴 y轴
顶点 (0,0)
离心率 e=1
1.焦点到准线的距离是多少?
2.过抛物线y2=2px(p>0)的焦点且垂直
于对称轴的弦长是多少?
[预习自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)抛物线关于顶点对称. ( )
(2)抛物线只有一个焦点,一条对称轴,无对称
中心. ( )
(3)抛物线的标准方程虽然各不相同,但是其
离心率都相同. ( )
(4)抛物线y=-18x
2 的准线方程为x=132.
( )
36
第二章 圆锥曲线
2.顶点在原点,对称轴为y轴,顶点到准线的
距离为4的抛物线方程是 ( )
A.x2=16y B.x2=8y
C.x2=±8y D.x2=±16y
3.设抛物线的焦点到顶点的距离为3,则抛物线
上的点到准线的距离的取值范围是 ( )
A.(6,+∞) B.[6,+∞)
C.(3,+∞) D.[3,+∞)
4.沿直线y=-2发出的光线经抛物线y2=
ax反射后,与x轴相交于点A(2,0),则抛
物线的准线方程为 .
由抛物线几何性质求抛物线的方程
[例1] (1)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 3,则抛物线的方程为 .
(2)已知双曲线x
2
a2
-y
2
b2
=1(a>0,b>0)的两
条渐近线与抛物线y2=2px(p>0)的准线
分别交于A,B 两点,O 为坐标原点.若双曲
线的离心率为2,△AOB 的面积为 3,求抛
物线的标准方程.
抛物线各元素间的关系
抛物线的焦点始终在对称轴上,顶点就是
抛物线与对称轴的交点,准线始终与对称
轴垂直,准线与对称轴的交点和焦点关于
顶点对称,顶点到焦点的距离等于顶点到
准线的距离为p
2.
[变式训练]
1.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= 36x B.y
2=- 33x
C.y2=± 36x D.y
2=± 33x
抛物线几何性质的应用
[例2] 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.
[思路点拨] 由抛物线的对称性设出A,
B 两点的坐标,再利用垂直和点A,B 在抛
物线上求解.
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:解决与抛物线的定义有关
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.
46
数学(BS)选择性必修第一册
[变式训练]
2.已知F是抛物线y2=4x的焦点,A,B 是抛
物线上两点,若△AFB 是等边三角形,则
△AFB 的边长为 .
抛物线的实际应用
[例3] 河上有抛物线型拱桥,当水面距拱顶
5米时,水面宽为8米,一小船宽4米,高2
米,载货后船露出水面上的部分高3
4
米,问
水面上涨到与抛物线拱顶相距多少米时,小
船开始不能通航?
[思路点拨] 建系 → 设方程 → 解方程
→ 求出相关量 → 解决问题
求抛物线实际应用的五个步骤
(1)建立适当的坐标系.
(2)设出合适的抛物线标准方程.
(3)通过计算求出抛物线的标准方程.
(4)求出需要求出的量.
(5)还 原 到 实 际 问 题 中,从 而 解 决 实 际
问题.
[变式训练]
3.一辆卡车高3m,宽16m,欲
通过断面为抛物线形的隧道,
如图所示,已知拱口宽AB 恰好是拱高OD
的4倍.若拱口宽为am,求能使卡车通过
的a的最小整数值.
[当堂达标]
1.抛物线y=ax2 的准线方程是y=1,则a的
值为 ( )
A.14 B.-
1
4 C.4 D.-4
2.若抛物线y2=2x 上有两点A、B 且AB 垂
直于x 轴,若|AB|=2 2,则抛物线的焦点
到直线AB 的距离为 ( )
A.12 B.
1
4 C.
1
6 D.
1
8
3.一个正三角形的两个顶点在抛物线y2=ax
上,另一个顶点在坐标原点,如果这个三角
形的面积为36 3,则a= .
4.抛物线的顶点在原点,对称轴重合于椭圆
9x2+4y2=36短轴所在的直线,抛物线的
焦点到顶点的距离为3,求抛物线的方程及
抛物线的准线方程.
学习至此,请完成配套训练
56
第二章 圆锥曲线