内容正文:
第三章 圆锥曲线的方程
3.3.1·抛物线及其标准方程
学习指导
课标要求
核心素养
重难分析
1、了解抛物线的实际背景,掌握抛物线的定义,明确抛物线上的点满足的几何条件
2、推导并掌握抛物线的标准方程,能根据已知条件求抛物线的标准方程
3、体会从具体情境中抽象出抛物线几何特征
通过抛物线定义的学习与标准方程的推导,培养数学抽象、逻辑推理素养;利用抛物线标准方程解决相关问题,提升数学运算、直观想象素养
重点
抛物线的定义
抛物线的四种标准方程
难点
深入理解抛物线标准方程推导过程中的代数运算与几何意义的结合
根据已知条件求抛物线的标准方程
新知导入
F 是定点,l是不经过点 F 的定直线,H是直线l上任意一点,过点 H 作 MH⊥l,线段 FH 的垂直平分线 m 交 MH 于点 M. 拖动点 H,点 M 随之运动,你能发现点 M 满足的几何条件吗?它的轨迹是什么形状?
可以发现,在点 M 随着点 H 运动的过程中,始终有 |MF|=|MH|,即点 M 过定点 F 的距离等于它到定直线 l 的距离,点 M 的轨迹形状与二次函数的图象相似.
知识清单
知识点一 抛物线的定义及其标准方程
1.抛物线的定义:平面内与一个定点F和一条______________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______________.
2.抛物线的标准方程:
图形
标准方程
焦点坐标
准线方程
____________
____________
_______________
____________
例题讲解
例 1 (1) 已知抛物线的标准方程是,求它的焦点坐标和准线方程;
已知抛物线的焦点是 F(0,-2),求它的标准方程.
例 2 一种卫星接收天线如图左图所示,其曲面与轴截面的交线为抛物线.在轴截面内的卫星波束呈近似平行状态射入形为抛物线的接收天线,经反射聚集到焦点处,如图 (1).已知接收天线的口径 (直径) 为 4.8 m,深度为 1 m.试建立适当的坐标系,求抛物线的标准方程和焦点坐标.
课堂练习
1.抛物线的焦点坐标是( )
A. B. C. D.
2.已知动点M的坐标满足方程,则动点M的轨迹是( )
A.椭圆 B.双曲线 C.抛物线 D.圆
3.已知抛物线的焦点为F,点,若点A为抛物线上任意一点,当取最小值时,点A的坐标为( )
A. B. C. D.
4.若点P与点之间的距离比点P到直线的距离大1,则点P的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
5.(多选)关于曲线,下列说法正确的是( )
A.若,则曲线表示圆 B.若,则曲线表示抛物线
C.若,则曲线表示椭圆 D.若,则曲线表示双曲线
6.在平面直角坐标系xOy中,抛物线上的点到焦点的距离为3,则焦点到y轴的距离为( )
A.8 B.4 C.2 D.1
7.已知F是抛物线的焦点,P为抛物线C上一点.若,则点P的横坐标为( )
A.12 B.16 C.18 D.19
8.若抛物线经过点,则该抛物线的焦点坐标为________.
9.抛物线的准线方程是_________.
课后练习
1.已知抛物线的焦点为F,点M在C上,若M到直线的距离为5,则( )
A.4 B.5 C.6 D.7
2.在平面直角坐标系中,动点到直线的距离比它到定点的距离小2,则点P的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
3.抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
4.抛物线的准线方程是,则( )
A.-8 B.8 C. D.
5.若抛物线的准线经过椭圆的左焦点,则p的值为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
6.已知点在抛物线上,则抛物线C的准线方程为( )
A. B. C. D.
7.过抛物线的焦点,且与直线垂直的直线方程为( )
A. B. C. D.
8.(多选)已知抛物线,下列描述正确的是( )
A.开口向上,准线方程为 B.开口向上,焦点为
C.开口向右,焦点为 D.开口向右,准线方程为
9.抛物线的焦点坐标是________.
10.已知抛物线上的点P到其焦点的距离为4,则点P的坐标为__________.
11.已知抛物线经过点,则C的焦点坐标为________
答案以及解析
知识清单
1.定直线 准线
2.
例题讲解
例题1
解:(1) 因为 p=3,抛物线的焦点在x轴正半轴上,所以它的焦点坐标
是,准线方程是.
(2) 因为抛物线的焦点在 y 轴负半轴上,且,p=4,所以抛物线的标准方程是.
例题2
解:如图 (2),在接收天线的轴截面所在平面内建立直角坐标系,使接收天线的顶点与原点重合,焦点在x轴上.
设抛物线的标准方程是 .
由已知条件得,点 A 的坐标是 (1,2.4),代入方程,得
2.42=2p×1, 即 p=2.88.
所以,所求抛物线的标准方程是 ,
焦点坐标是 (1.44,0).
课堂练习
1.答案:A
解析:,即,则,则其焦点坐标为.
故选:A.
2.答案:C
解析:方程可化为,它表示点M到坐标原点O的距离等于它到直线的距离,由抛物线的定义,可知动点M的轨迹是抛物线.故选C.
3.答案:D
解析:抛物线的焦点为,准线为,
设点A在准线上的射影为D,如图,
则根据抛物线的定义可知,
求的最小值,即求的最小值,
显然当B,A,D三点共线时取得最小值,
此时A点的横坐标为1,
则,解得,即.
故选:D.
4.答案:D
解析:由题意得,点P与点之间的距离等于点P到直线的距离,所以点P的轨迹是以为焦点,直线为准线的抛物线,设其方程为,则,解得,所以点P的轨迹方程是.故选D.
5.答案:AD
解析:若,,
表示以为圆心,半径为的圆,故A正确,但C不正确;
若,,则,时,表示两条直线,
时不表示任何图形;
若,
则,时,表示两条直线,
时不表示任何图形.故B不正确;
若,,则
表示焦点在x轴上的双曲线;
若,,
则表示焦点在y轴上的双曲线.故D正确.
故选:AD.
6.答案:C
解析:抛物线的准线方程为.
由抛物线的定义可知,点到焦点的距离等于到准线的距离,即,解得,故抛物线的方程为,则焦点坐标为,即焦点到y轴的距离为2.故选C.
7.答案:C
解析:由抛物线,可得,所以准线方程为.如图所示,设点,其中,过点P作,垂足为A,由抛物线的定义得,所以,解得,即点P的横坐标为18.故选C.
8.答案:
解析:将点C的坐标代入,得,
则该抛物线的焦点坐标为.
故答案为:
9.答案:
解析:由得:,
所以,即:
所以抛物线的准线方程为:.
课后练习
1.答案:A
解析:因为抛物线的焦点为,准线方程为,
点M在C上,所以M到准线的距离为,
又M到直线的距离为5,所以,故.
故选:A.
2.答案:B
解析:由题意知动点到直线的距离与它到定点的距离相等,
由抛物线的定义知,点P的轨迹是以为焦点,
为准线的抛物线,
所以,点P的轨迹方程为.
故选:B.
3.答案:C
解析:抛物线的标准方程为,
抛物线的准线方程为.
故选:C.
4.答案:A
解析:由抛物线方程,知,所以,所以,所以.
故选:A
5.答案:C
解析:椭圆的半焦距,
因此抛物线的准线过点,
则,所以.
故选:C
6.答案:D
解析:因为点在抛物线上,则,
可得抛物线,即,
可知,且焦点在y轴正半轴上,
所以抛物线C的准线方程为.
故选:D.
7.答案:B
解析:抛物线的焦点为,
设与直线垂直的直线方程为,
代入,可得,故所求直线方程为,
即.
故选:B.
8.答案:AB
解析:抛物线方程可化为,所以抛物线开口向上,焦点为,准线方程为.
故选:AB.
9.答案:
解析:因为抛物线方程为,
所以焦点在y轴上,且焦点为.
故答案为:
10.答案:或
解析:抛物线的标准方程为,
则抛物线的焦点坐标为,准线方程为,
设抛物线上一点,
由抛物线的定义可得,解得,所以点P的坐标为或.
故答案为:或.
11.答案:
解析:由题知,得,
所以C的焦点坐标为.
故答案为:.
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