第2章 3.2 第1课时 抛物线的简单几何性质-【优学精讲】2026-2027学年高中数学选择性必修一同步教参(北师大版)
2026-09-13
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教辅
摘要:
本讲义聚焦抛物线的简单几何性质这一核心知识点,从生活实例导入,类比椭圆、双曲线的研究方法,系统梳理抛物线的范围、对称性、顶点、焦点、准线及离心率等性质,构建“定义-性质-应用”的学习支架,衔接由性质求标准方程及性质应用的问题解决。
该资料以生活中的抛物线实例(如太阳灶、石拱桥)培养数学眼光,通过类比椭圆双曲线引导数学思维,结合例题与跟踪训练强化数学语言表达。课中助力教师引导学生探究,课后即时练与练习题帮助学生巩固,有效查漏补缺。
内容正文:
3.2 抛物线的简单几何性质
新课导入
学习目标
生活中不乏以抛物线为原型的例子,太阳灶、石拱桥、抛物线型灯具等.除了美观外,主要也是借用了抛物线的一些性质,比如抛物线型石拱桥利用了其跨距大的特点等等.如前面学习椭圆、双曲线一样,下面我们来研究一下抛物线的一些几何性质.
1.掌握抛物线的简单几何性质. 2.会利用抛物线的性质解决一些简单的抛物线问题. 3.掌握与抛物线有关的轨迹问题和实际问题. 4.会利用抛物线定义求解相关的最值问题. 5.能综合利用抛物线的几何性质解决相关的综合问题.
第1课时 抛物线的简单几何性质
知识点一 抛物线的简单几何性质
思考1 类比用方程研究椭圆、双曲线几何性质的过程与方法,你认为应研究抛物线的哪些几何性质?
提示:范围、对称性、顶点及离心率等.
思考2 抛物线与椭圆、双曲线比较有什么明显的区别?
提示:抛物线没有对称中心,只有一条对称轴,不是封闭图形.
[知识梳理]
标准
方程
y2=2px
(p>0)
y2=-2px
(p>0)
x2=2py
(p>0)
x2=-2py
(p>0)
图形
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
焦点
(,0)
(-,0)
(0,)
(0,-)
准线
方程
x=-
x=
y=-
y=
对称轴
x轴
y轴
顶点
(0,0)
离心率
e=1
[即时练]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”.
(1)抛物线既是轴对称图形也是中心对称图形.( )
(2)抛物线的顶点一定在过焦点且与准线垂直的直线上.( )
(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y2=2px上任意一点的横坐标的取值范围是x≥0. ( )
答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)×
2.(多选)已知抛物线C与抛物线y2=4x关于y轴对称,则下列说法正确的是( )
A.抛物线C的焦点坐标是(-1,0)
B.抛物线C关于y轴对称
C.抛物线C的准线方程为x=1
D.抛物线C的焦点到准线的距离为4
解析:选AC.因为抛物线C与抛物线y2=4x关于y轴对称,所以抛物线C的方程为y2=-4x,则抛物线C的焦点坐标是(-1,0),准线方程为x=1,故A,C正确;
抛物线C关于x轴对称,故B错误;
抛物线C的焦点到准线的距离为2,故D错误.
3.已知等腰梯形ABCD的四个顶点在抛物线E:y2=4x上,且|AB|∶|CD|=1∶2,则原点到AB的距离与原点到CD的距离之比为________.
解析:由抛物线的对称性可知,AB∥CD且AB⊥x轴,设A(,y1),D(,y2),则||=,可知=,所以原点到AB的距离与原点到CD的距离之比为1∶4.
答案:1∶4
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;过焦点且垂直于对称轴的弦(又称为通径)长为2p;离心率恒等于1.
知识点二 由抛物线的几何性质求标准方程
[例1] (对接教材例3)已知抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,抛物线上一点M(m,-3)到焦点的距离为5,求m的值、抛物线方程和准线方程.
【解】 根据题意可确定所求抛物线的开口方向向下.
方法一:设所求抛物线方程为x2=-2py(p>0),则焦点为F(0,-).
因为点M(m,-3)在抛物线上,
且|MF|=5,
故
解得故m=±2,抛物线方程为x2=-8y,准线方程为y=2.
方法二:如图所示,设抛物线方程为x2=-2py(p>0),则焦点为F(0,-),准线l:y=,作MN⊥l,垂足为N,则|MN|=|MF|=5,由|MN|=3+=5,解得p=4.故抛物线方程为x2=-8y,准线方程为y=2.又点M在抛物线上,所以m2=24,解得m=±2.
由抛物线的几何性质求其标准方程,要先确定抛物线的焦点的位置,不同的焦点设不同的方程,再利用已知的几何性质求参数,此处仍然使用待定系数法求解.
[跟踪训练1] (1)顶点在原点,关于y轴对称,并且经过点M(-2,1)的抛物线方程为( )
A.y2=x B.y2=-x
C.x2=4y D.x2=-4y
解析:选C.依题意,设抛物线方程为x2=ay(a≠0),将M(-2,1)代入得(-2)2=a×1,则a=4,所以所求抛物线方程为x2=4y.
(2)已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,其准线与双曲线-=1的渐近线相交于A,B两点,若△ABF的周长为4,则抛物线方程为________.
解析:由题意得F(,0),准线方程为x=-,-=1的渐近线方程为y=±x,在y=±x中,令x=-得y=±p,
故|AB|=p,由勾股定理得|AF|=|BF|==p,
故△ABF的周长为p×2+p=4,解得p=2,故抛物线方程为y2=4x.
答案:y2=4x
应用点 抛物线性质的应用
[例2] (1)(2026·濮阳期中)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,过点F且倾斜角为的直线与C及其准线l分别交于点A,B(A在线段BF上),|AB|=2,则p=( )
A.1 B.
C.2 D.4
(2)设F为抛物线C:y2=8x的焦点,点P为抛物线C上一点,过P作y轴的垂线,垂足为A,若|PF|=3|PA|,则cos ∠FPA=________.
【解析】 (1)如图所示,设l与x轴的交点为N.
因为直线BF的倾斜角为,所以∠AFO=,
过A作AM垂直准线于点M,所以∠BAM=,
因为|AB|=2,所以|AM|=1,
所以|AF|=1,所以|FB|=3,所以|FN|=,所以p=.
(2)因为抛物线C:y2=8x,所以p=4,所以抛物线的焦点F的坐标为(2,0).
设P(x0,y0),如图,
由抛物线的定义可知|PF|=x0+=x0+2,又|PF|=3|PA|,
所以x0+2=3x0,解得x0=1,故|PF|=3.
方法一:cos ∠FPA=-cos ∠PFO=-=-=-.
方法二:连接AF(图略),|PA|=1,|y0|=2,所以|AF|==2,
在△APF中,由余弦定理的推论得
cos ∠FPA===-.
【答案】 (1)B (2)-
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)焦点弦:解决焦点弦问题.
[跟踪训练2] (1)设抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,过F的直线l与抛物线在第一象限交于点A,与y轴交于点C,若=,则直线l的斜率为( )
A. B.
C.2 D.
解析:选C.因为=,所以F为AC的中点,过点A作AA′垂直于y轴于点A′,所以OF为△AA′C的中位线,则|AA′|=p,所以A的坐标为(p,p),而F(,0),则直线l的斜率k==2.
(2)已知等边三角形的一个顶点位于原点,另外两个顶点在抛物线y2=x上,则这个等边三角形的边长为________.
解析:由题意可知等边三角形的一个顶点位于原点,另外两个在抛物线y2=x上
的顶点关于x轴对称,如图所示.
设等边三角形边长为a,则A点的横坐标为a×cos 30°=a,A点的纵坐标为a×sin 30°=a,则A(a,a),代入y2=x得(a)2=×a,解得a=6(a=0舍去),故等边三角形的边长为6.
答案:6
1.(教材P73T3改编)已知抛物线y2=2px(p>0),焦点到顶点的距离为1,则该抛物线的准线方程为( )
A.y=1 B.x=-
C.x=1 D.x=-1
解析:选D.因为抛物线焦点到顶点的距离为1,所以=1,解得p=2,所以抛物线的准线方程为x=-=-1.
2.(多选)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的坐标可以为( )
A.(,-) B.(,)
C.(,) D.(,-)
解析:选BD.设抛物线y2=x的焦点为F,则F(,0),依题意可知|PF|=|PO|,所以xP=,则y=,yP=±.所以点P的坐标可以为(,),(,-).
3.已知顶点在原点的抛物线,其焦点关于准线的对称点坐标为(-6,0),则抛物线的标准方程为________________.
解析:由题意可得抛物线开口向右,设其方程为y2=2px(p>0),则焦点坐标为(,0),准线方程为x=-,因为焦点关于准线的对称点坐标为(-6,0),所以-6=-p,解得p=4,故抛物线的标准方程为y2=8x.
答案:y2=8x
4.已知抛物线的顶点在原点,对称轴为x轴,焦点在直线x-2y-4=0上.
(1)求该抛物线的方程;
(2)若该抛物线上的点A的横坐标为2,求点A到该抛物线焦点的距离.
解:(1)在x-2y-4=0中,令y=0,得x=4,又因为抛物线的对称轴为x轴,所以焦点坐标为(4,0),故设抛物线方程为y2=2px(p>0),故=4,解得p=8,故抛物线方程为y2=16x.
(2)设点A到该抛物线焦点的距离为h,由抛物线的定义可知h=xA+=2+4=6.
1.已学习:抛物线的几何性质及其应用.
2.须贯通:研究抛物线的几何性质应明确抛物线的开口方向,理解p的几何意义体现了数形结合的思想方法.
3.应注意:求抛物线方程时焦点的位置易判断失误.
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