8.8 抛物线(教师用书Word)-【正禾一本通】2026年新高考数学高三一轮总复习高效讲义(人教A版)
2025-12-03
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教辅
摘要:
该高中数学讲义围绕抛物线高考核心考点,按课标要求系统梳理定义、标准方程、几何性质及应用,以“必备知识-必记结论-基点诊断”构建知识网络,通过定义应用、方程求解、性质综合三大题型,结合例题精讲、变式迁移、真题演练,帮助学生突破焦点弦、焦半径等难点,体现复习的系统性与针对性。
资料突出数学眼光与思维培养,如通过折叠矩形纸片抽象抛物线定义(数学眼光),利用定义转化距离求最值(数学思维)。设计分层练习(基础诊断、能力提升),融入2024北京高考题等真题,培养模型意识,助力学生高效掌握解题策略,为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支撑。
内容正文:
8.8 抛物线
[课标要求] 1.掌握抛物线的定义、几何图形、标准方程. 2.掌握抛物线的简单几何性质(范围、对称性、顶点、离心率). 3.了解抛物线的简单应用.
【必备知识】
1.抛物线的定义
(1)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.点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.
(2)数学表达式:{M||MF|=d}(d为点M到准线l的距离).
2.抛物线的标准方程与几何性质
图形
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
性质
顶点
O(0,0)
对称轴
y=0
x=0
焦点
离心率
e=1
准线方程
x=
x=
y=
y=
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
开口方向
向右
向左
向上
向下
焦半径(其中P(x0,y0))
|PF|=
|PF|=
|PF|=
|PF|=
3.抛物线的通径
过焦点且垂直于对称轴的弦叫做抛物线的通径,它的长等于2p,通径是过焦点最短的弦.p越大,通径越大,抛物线的开口就越大;p越小,通径越小,抛物线的开口就越小.
【必记结论】
1.抛物线y2=2px(p>0)上一点P(x0,y0)到焦点F=x0+,也称为抛物线的焦半径.
2.过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则|AB|=x1+x2+p,也称为抛物线的焦点弦.
3.抛物线定义中,如果定点F在直线l上,此时动点的轨迹为过点F且与l垂直的直线.
【基点诊断】
1.判断下列说法正误(在括号内打“√”或“×”)
(1)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一定是抛物线.( )
(2)方程y=4x2表示焦点在x轴上的抛物线,焦点坐标是(1,0).( )
(3)标准方程y2=2px(p>0)中的p的几何意义是焦点到准线的距离.( )
(4)方程y=ax2(a≠0)表示的曲线是焦点在x轴上的抛物线,其焦点坐标是,准线方程是x=-.( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
2.若抛物线y=4x2上的一点M到焦点的距离为1,则点M的纵坐标是( )
A. B. C. D.0
解析:选B.抛物线方程可化为x2=y,开口向上,准线方程为y=-.点M到焦点的距离为1,所以点M到准线y=-的距离为1,所以点M的纵坐标是.
3.图中是抛物线形拱桥,当水面在m时,拱顶距离水面2米,水面宽度为8米,则当水面宽度为10米时,拱顶与水面之间的距离为( )
A. 米 B. 米 C. 米 D. 米
解析:选D.以拱顶为坐标原点,建立直角坐标系,
可设拱桥所在抛物线的方程为x2=-2py(p>0),
又抛物线过点(4,-2),则16=4p,解得p=4,
则抛物线的方程为x2=-8y,当x=5时,y=-,
故当水面宽度为10米时,拱顶与水面之间的距离为米.
4.(2024·北京高考)已知抛物线y2=16x,则焦点坐标为________.
解析:由题意抛物线的标准方程为y2=16x,所以其焦点坐标为(4,0).
答案:(4,0)
5.已知点M到点F(4,0)的距离比它到直线l:x+6=0的距离小2,则点M的轨迹方程是____________.
解析:因为点M到点F(4,0)的距离比它到直线l:x+6=0的距离小2,所以点M到点F(4,0)的距离与它到直线x+4=0的距离相等,即点M的轨迹是以F(4,0)为焦点,直线x+4=0为准线的抛物线,抛物线方程为y2=2px(p>0),则=4,即p=8,所以点M的轨迹方程为y2=16x.
答案:y2=16x
题型一 抛物线的定义及其应用
【例1】 (1)(2024·南昌模拟)设圆O:x2+y2=4与y轴交于A,B两点(A在B的上方),过点B作圆O的切线l,若动点P到A的距离等于P到l的距离,则动点P的轨迹方程为( )
A.x2=8y B.x2=16y C.y2=8x D.y2=16x
解析:选A.因为圆O:x2+y2=4与y轴交于A,B两点(A在B的上方),
所以A(0,2),B(0,-2),
又因为过点B作圆O的切线l,
所以切线l的方程为y=-2,
因为动点P到A的距离等于P到l的距离,
所以动点P的轨迹为抛物线,且其焦点为(0,2),准线为y=-2,
所以P的轨迹方程为x2=8y.
(2)(2024·北京海淀一模)过抛物线y2=4x的焦点F的直线交该抛物线于点A,B,线段AB的中点的横坐标为4,则AB长为( )
A.10 B.8 C.5 D.4
解析:
选A.法一 设AB中点为C,则xC=4,过A,B,C分别做准线x=-1的垂线,垂足分别为M,N,D.因为C为AB中点,则易知CD为梯形AMNB的中位线,
而|CD|=xC+1=5,
所以|AM|+|BN|=2|CD|=10.根据抛物线定义可知|AM|=|AF|,|BN|=|BF|,
所以|AB|=|AF|+|BF|=|AM|+|BN|=10.
法二 由弦长公式得|AB|=xA+xB+p=2xC+p=2×4+2=10.
[变式] 已知抛物线y2=4x,P是抛物线上任意一点,则点P到直线l:x=-1的距离与点P到直线3x+4y+7=0的距离之和的最小值是________.
解析:易知直线l:x=-1为抛物线的准线,抛物线y2=4x与直线3x+4y+7=0相离,由抛物线的定义可知,点P到准线l的距离等于点P到焦点F的距离,
故点P到直线l的距离与点P到直线3x+4y+7=0的距离之和的最小值为点F(1,0)到直线3x+4y+7=0的距离,即=2.
答案:2
【对点练习】 1.(1)有一张长为8,宽为4的矩形纸片ABCD,按图中所示的方法进行折叠,使折叠后的点B落在边AD上,此时将B记为B′(注:图中EF为折痕,点F也可能落在边CD上).过点B′ 作B′T∥CD交EF于点T,则点T的轨迹是以下哪种曲线的一部分( )
A.圆 B.抛物线
C.椭圆 D.双曲线
解析:选B.由于B′T∥CD,故B′T⊥AD,连接TB,由折叠关系,知|B′T|=|TB|,即动点T到直线AD 的距离等于到定点B的距离.由抛物线的定义,知动点T的轨迹是以B为焦点,以AD为准线的抛物线在矩形ABCD内的部分.
(2)已知点P为抛物线y2=-4x上的动点,设点P到l:x=1的距离为d1,到直线x+y-4=0的距离为d2,则d1+d2的最小值是( )
A. B. C.2 D.
解析:选B.直线l:x=1为抛物线y2=-4x的准线,点P到准线的距离等于点P到焦点F的距离,过焦点F作直线x+y-4=0的垂线,
如图所示,当点P为所作直线与抛物线的交点时,d1+d2的值最小,为点F到直线x+y-4=0的距离.
∵F(-1,0),
∴(d1+d2)min=.
题型二 抛物线的标准方程
【例2】 (1)(2024·青岛二中检测)已知动圆M与直线y=2相切,且与定圆C:x2+(y+3)2=1外切,则动圆圆心M的轨迹方程为( )
A.x2=-12y B.x2=12y
C.y2=12x D.y2=-12x
解析:选A.设动圆圆心为M(x,y),半径为r,由题意可得M到C(0,-3)的距离与到直线y=3的距离相等,由抛物线的定义可知,动圆圆心的轨迹是以C(0,-3)为焦点,以y=3为准线的一条抛物线,所以=3,2p=12,其方程为x2=-12y.
(2)已知抛物线C:y2=2px(p>0),点A,B在抛物线上,且直线AB过点D=2|FB|=6,则抛物线C的标准方程为____________.
解析:如图,过点A,B分别作抛物线C的准线l的垂线,垂足分别为A1,B1,
由抛物线的定义可知,|AA1|=|AF|,|BB1|=|BF|,
∵2|FB|=|FA|,∴2|BB1|=|AA1|,
则易知B为AD的中点.
连接OB,则OB为△DFA的中位线,
∴2|OB|=|FA|,∴|OB|=|FB|,
∴点B在线段OF的垂直平分线上,
∴点B的横坐标为,
∴|FB|==3,∴p=4,
∴抛物线C的标准方程为y2=8x.
答案:y2=8x
【对点练习】 2.(1)抛物线过点(3,-4),则抛物线的标准方程为________.
解析:∵点(3,-4)在第四象限,∴抛物线开口向右或向下,
设抛物线的标准方程为y2=2px(p>0)或x2=-2p1y(p1>0).
把点(3,-4)的坐标分别代入y2=2px和x2=-2p1y中,得(-4)2=2p·3,32=-2p1·(-4),
则2p=.
∴所求抛物线的标准方程为y2=x或x2=-y.
答案:y2=x或x2=-y
(2)设抛物线C的顶点在坐标原点,焦点F在y轴正半轴上,点P在抛物线C上,|PF|=.若以线段PF为直径的圆过x轴上距离原点为1的点,则该抛物线C的方程为________.
解析:由题意设抛物线方程为x2=2py(p>0),P(x0,y0),F,圆的半径为,由焦半径公式可知y0+,得y0=,
并且线段PF中点的纵坐标是,
所以以线段PF为直径的圆与x轴相切,切点坐标为(-1,0)或(1,0),所以x0=±2,
即点P的坐标为,
代入抛物线方程x2=2py(p>0),得4=2p·,解得p=1或p=4,
即当点F在y轴正半轴时,抛物线方程是x2=2y或x2=8y.
答案:x2=2y或x2=8y
题型三 抛物线的几何性质
【例3】 (1)已知圆x2+y2=1与抛物线y2=2px(p>0)交于A,B两点,与抛物线的准线交于C,D两点,若四边形ABCD是矩形,则p等于( )
A. B.
C. D.
解析:选D.因为四边形ABCD是矩形,
所以由抛物线与圆的对称性知,弦AB为抛物线y2=2px(p>0)的通径,
因为圆的半径为1,抛物线的通径为2p,
所以有+p2=1,解得p=.
(2)(多选)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线l的斜率为且经过点F,与抛物线C交于A,B两点(点A在第一象限),与抛物线C的准线交于点D.若|AF|=8,则以下结论正确的是( )
A.p=4 B.
C.|BD|=2|BF| D.|BF|=4
解析:选ABC.
如图所示,分别过点A,B作抛物线C的准线的垂线,垂足分别为点E,M,连接EF.设抛物线C的准线交x轴于点P,则|PF|=p.因为直线l的斜率为,所以其倾斜角为60°.
因为AE∥x轴,所以∠EAF=60°,
由抛物线的定义可知,|AE|=|AF|,
则△AEF为等边三角形,
所以∠EFP=∠AEF=60°,则∠PEF=30°,
所以|AF|=|EF|=2|PF|=2p=8,得p=4,故A正确;
因为|AE|=|EF|=2,故B正确;
因为∠DAE=60°,所以∠ADE=30°,所以|BD|=2|BM|=2|BF|,故C正确;
因为|BD|=2|BF|,所以|BF|===,故D错误.
思维升华 应用抛物线的几何性质解题时,常结合图形思考,通过图形可以直观地看出抛物线的顶点、对称轴、开口方向等几何性质,体现了数形结合思想解题的直观性.
【对点练习】 3.(1)(2021·新课标Ⅰ卷)已知O为坐标原点,抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,P为C上一点,PF与x轴垂直,Q为x轴上一点,且PQ⊥OP.若|FQ|=6,则C的准线方程为________.
解析:方法一(解直角三角形法) 由题易得|OF|==p,∠OPF=∠PQF,
所以tan ∠OPF=tan ∠PQF,
所以,即,
解得p=3(p=0舍去),
所以C的准线方程为x=-.
方法二(应用射影定理法) 由题易得|OF|==p,|PF|2=|OF|·|FQ|,
即p2=×6,解得p=3或p=0(舍去),
所以C的准线方程为x=-.
答案:x=-
(2)已知F是抛物线y2=16x的焦点,M是抛物线上一点,FM的延长线交y轴于点N,若3=________.
解析:易知焦点F的坐标为(4,0),准线l的方程为x=-4,如图,抛物线准线与x轴的交点为A,作MB⊥l于点B,NC⊥l于点C,
AF∥MB∥NC,
则,
由3,得,
又|CN|=4,|OF|=4,
所以==|BM|==16.
答案:16
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