内容正文:
3.3.2 抛物线的简单几何性质 (第1课时)
素养目标
1.掌握抛物线的几何性质.(数学抽象)2.掌握直线与抛物线的位置关系的判断及相关问题.(直观想象、数学运算)3.能利用方程及数形结合思想解决焦点弦等问题.(逻辑推理、数学运算)
课前自学
3
要点 抛物线的几何性质
第页
第页
答:参数p(p>0)对抛物线开口大小有影响,因为过抛物线的焦点F且垂直于对称轴的弦的长度是2p,所以p越大,开口越大.
1.抛物线x2=2py(p>0)有几条对称轴?
答:有一条对称轴.
2.抛物线的范围是x∈R,这种说法正确吗?
答:抛物线的方程不同,其范围就不一样,如y2=2px(p>0)的范围是x≥0,y∈R,故此说法错误.
3.参数p对抛物线开口大小有何影响?
返 回
课时学案
7
例 1 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.
题型一 抛物线的几何性质的应用
第页
8
探究1
把握三个要点确定抛物线的简单几何性质
(1)开口:由抛物线的标准方程看图象开口,关键是看准一次项是x还是y,一次项的系数是正还是负.
(2)关系:顶点位于焦点与准线中间,准线垂直于对称轴.
(3)定值:焦点到准线的距离为p;过焦点垂直于对称轴的弦(又称为通径)长为2p;离心率恒等于1.
第页
第页
例 2
√
第页
第页
探究2
抛物线对称性的应用
涉及抛物线的内接几何体是具有对称性的几何图形问题时,要注意借助抛物线的对称性及数形结合思想的应用.
第页
思考题2 (1)已知O为坐标原点,在抛物线y2=2px(p>0)上存在两点
E,F,使得△OEF是边长为4的正三角形,则p=________.
第页
(2)抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l,点A是抛物线上一点,且∠AFO=120°(O为坐标原点),AK⊥l,垂足为K,则△AKF的面积是________.
【解析】 由抛物线方程可知F(1,0),准线l的方程为x=-1.如图,不妨设A(x0,y0)在x轴上方,过点A作AH⊥x轴于点H,
在Rt△AFH中,|FH|=x0-1,x0>1,
由∠AFO=120°得∠AFH=60°,
第页
第页
例 3
√
题型二 最值问题
第页
17
探究2
抛物线上的点有关的最值的求法
求解与抛物线上的点有关的最值问题,可借助抛物线的有关知识转化为函数的最值求解,但要注意抛物线上的点的坐标的取值范围.
第页
思考题3 已知直线l:3x-4y-12=0,若P为抛物线x2=4y上的动点,
则点P到直线l的距离最小时点P的坐标为_____________.
返 回
课后巩固
20
解析 抛物线的标准方程中一次项的系数的绝对值最小则开口最小,观察四个选项可知A选项一次项的系数的绝对值最小,故选A.
√
第页
√
第页
√
第页
√
第页
5.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△AOB的垂心恰好是此抛物线的焦点,求直线AB的方程.
返 回
请做:课时作业(三十九)
教师备用资料
标准方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
图象
性质
焦点
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p,2),0))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(p,2),0))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(p,2)))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,-\f(p,2)))
准线
x=-eq \f(p,2)
x=eq \f(p,2)
y=-eq \f(p,2)
y=eq \f(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
O(0,0)
离心率
e=1
开口方向
向右
向左
向上
向下
【解析】 椭圆的方程可化为eq \f(x2,4)+eq \f(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(p>0)或y2=-2px(p>0).
∵抛物线的焦点到顶点的距离为3,即eq \f(p,2)=3,
∴p=6,∴抛物线的标准方程为y2=12x或y2=-12x,
其准线方程分别为x=-3,x=3.
【解析】 因为点(eq \r(3),-6)在第四象限,
所以若x轴是抛物线的对称轴,则设抛物线的标准方程为y2=2px(p>0).
因为点(eq \r(3),-6)在抛物线上,所以(-6)2=2p·eq \r(3).
解得2p=12eq \r(3),所求抛物线的标准方程为y2=12eq \r(3)x.
若y轴是抛物线的对称轴,同理可得抛物线的标准方程为x2=-eq \f(1,2)y.
思考题1 求顶点在原点,经过点(eq \r(3),-6),且以坐标轴为对称轴的抛物线的标准方程.
圆(x-2)2+y2=9与抛物线y2=2px(p>0)交于A,B两点.已知|AB|=4eq \r(2),则抛物线的焦点到准线的距离为( )
A.eq \f(4,3)或4
B.eq \f(5,3)
C.eq \f(5,3)或4
D.4
【解析】 因为圆(x-2)2+y2=9和抛物线y2=2px(p>0)都关于x轴对称,所以A,B两点关于x轴对称,不妨设点A在第一象限,如图,设A(x1,y1)(x1>0,y1>0),则B(x1,-y1),则|AB|=2y1=4eq \r(2),所以y1=2eq \r(2).因为点A在圆(x-2)2+y2=9上,所以(x1-2)2+8=9,解得x1=1或x1=3,所以A(1,2eq \r(2))或A(3,2eq \r(2)).当A点坐标为(1,2eq \r(2))时,8=2p,解得p=4,当A点坐标为(3,2eq \r(2))时,8=6p,解得p=eq \f(4,3).综上所述,抛物线的焦点到准线的距离为eq \f(4,3)或4.
【解析】 由于△OEF为等边三角形,根据抛物线的对称性可知E,F关于x轴对称,由|EO|=4,∠EOx=30°,不妨设E在x轴上方,如图,所以E(2eq \r(3),2),将E(2eq \r(3),2)代入y2=2px,可得4=4eq \r(3)p⇒p=eq \f(\r(3),3).
eq \f(\r(3),3)
4eq \r(3)
故y0=|AH|=eq \r(3)(x0-1),
所以点A的坐标为(x0,eq \r(3)(x0-1)),将A点坐标代入抛物线方程可得3xeq \o\al(2,0)-10x0+3=0,
解得x0=3或x0=eq \f(1,3)(舍),
所以点A的坐标为(3,2eq \r(3)),
故S△AKF=eq \f(1,2)×(3+1)×2eq \r(3)=4eq \r(3).
若点P在抛物线y2=x上,点Q在圆(x-3)2+y2=1上,则|PQ|的最小值为( )
A.eq \r(3)-1 B.eq \f(\r(10),2)-1 C.2
D.eq \f(\r(11),2)-1
【解析】 设P(x,y),y2=x,则P(x,y)到圆心的距离为d=eq \r((x-3)2+y2)=eq \r((x-3)2+x)=eq \r(x2-5x+9)=eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(5,2)))\s\up18(2)+\f(11,4)).∴当x=eq \f(5,2)时,dmin=eq \f(\r(11),2),即|PQ|min=eq \f(\r(11),2)-1.
【解析】 因为P为抛物线x2=4y上的动点,
所以可设P2,0)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x0,\f(x,4)))
,
则P到l的距离为d=2,0)eq \f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(3x0-4×\f(x,4)-12)),5)
=2,0)eq \f(|x-3x0+12|,5)
=eq \f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x0-\f(3,2)))\s\up18(2)+\f(39,4))),5),
则当x0=eq \f(3,2)时,dmin=eq \f(39,20),此时Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),\f(9,16))).
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),\f(9,16)))
1.下列抛物线中,开口最小的是( )
A.y2=eq \f(1,2)x
B.y2=x
C.y2=2x
D.y2=4x
解析 把A(x0,2)代入抛物线方程中可得2=eq \f(1,8)×xeq \o\al(2,0)解得x0=±4,因为该抛物线的对称轴为y轴,所以抛物线y=eq \f(1,8)x2上一点A(x0,2)到其对称轴的距离为4.
2.抛物线y=eq \f(1,8)x2上一点A(x0,2)到其对称轴的距离为( )
A.4
B.2
C.3
D.1
3.已知抛物线C:y2=x的焦点为F,A(x0,y0)是C上一点,|AF|=eq \f(5,4)x0,则x0等于( )
A.1
B.2
C.4
D.8
解析 设抛物线的焦点为F,原点为O,P(x0,y0),连接PF,PO,由条件及抛物线的定义知,|PF|=|PO|,又Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4),0)),所以x0=eq \f(1,8),所以yeq \o\al(2,0)=eq \f(1,8),所以y0=±eq \f(\r(2),4).
4.若抛物线y2=x上一点P到准线的距离等于它到顶点的距离,则点P的坐标为( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4),±\f(\r(2),4))) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,8),±\f(\r(2),4))) C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4),\f(\r(2),4)))
D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,8),\f(\r(2),4)))
解析 设点A(x0,y0)(x0>0,y0>0),
由题意可知点B(x0,-y0),
∵Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p,2),0))是△AOB的垂心,连接AF,
∴AF⊥OB,点F不在AB上,∴kAF·kOB=-1,
即eq \f(y0,x0-\f(p,2))·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(y0,x0)))=-1.∴yeq \o\al(2,0)=x0eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x0-\f(p,2))),
又∵yeq \o\al(2,0)=2px0,∴x0=2p+eq \f(p,2)=eq \f(5p,2).∴直线AB的方程为x=eq \f(5p,2).
$