y22px(p0)抛 物 线 l y y22px(p0)y x22py(p0)y F O x l x22py(p0)y O F l O x l x O F x F 定义 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。 {MMF =点M到直线l的距离} x0,yR xR,y0 xR,y0 范围 对称性 焦点 顶点 离心率 准线 方程 顶点到准线的距离 焦点到准线的距离 焦半径 A(x1,y1) x0,yR 关于x轴对称 (p,0) 2关于y轴对称 pp,0) (0,) 22焦点在对称轴上 ((0,p) 2O(0,0) e=1 xp 2xp 2p 2yp 2yp 2准线与焦点位于顶点两侧且到顶点的距离相等。 p AFx1p 2AFx1p 2AFy1p 2AFy1p 2焦 点弦 长 (x1x2)p (x1x2)p (y1y2)p (y1y2)p AB 焦点弦 y o Ax1,y1 x Bx2,y2 F AB的几条性质A(x1,y1)B(x2,y2) 以AB为直径的圆必与准线l相切 2p2pAB 若的倾斜角为,则 ABsin2cos2若AB的倾斜角为,则ABp2x1x2 y1y2p2 411AFBFAB2 AFBFAF•BFAF•BFp切线 y0yp(xx0) y0yp(xx0) 方程
1. 直线与抛物线的位置关系 直线
,抛物线
,
x0xp(yy0) x0xp(yy0) ,消y得:
(1)当k=0时,直线l与抛物线的对称轴平行,有一个交点; (2)当k≠0时,
Δ>0,直线l与抛物线相交,两个不同交点; Δ=0, 直线l与抛物线相切,一个切点; Δ<0,直线l与抛物线相离,无公共点.
(3)若直线与抛物线只有一个公共点,则直线与抛物线必相切吗?(不一定)
2. 关于直线与抛物线的位置关系问题常用处理方法 直线l:ykxb 抛物线
① 联立方程法:
ykxbk2x22(kbp)xb20 2y2px,(p0)
设交点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),则有0,以及x1x2,x1x2,还可进一步求出
y1y2kx1bkx2bk(x1x2)2by1y2(kx1b)(kx2b)k2x1x2kb(x1x2)b2
,
在涉及弦长,中点,对称,面积等问题时,常用此法,比如 a. 相交弦AB的弦长
AB1k2x1x21k2(x1x2)24x1x21k2 a或 AB11122yy1(yy)4yy 1k121212k2k2ab. 中点M(x0,y0), x0② 点差法:
x1x2yy2, y01 22设交点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),代入抛物线方程,得
y12px1 y22px2
22将两式相减,可得
(y1y2)(y1y2)2p(x1x2)
y1y22px1x2y1y2
2p y1y2a. 在涉及斜率问题时,kABb. 在涉及中点轨迹问题时,设线段AB的中点为M(x0,y0),
y1y22p2pp, x1x2y1y22y0y0 即kABp, y0同理,对于抛物线x22py(p0),若直线l与抛物线相交于A、B两点,点
M(x0,y0)是弦AB的中点,则有kABx1x22x0x0 2p2pp(注意能用这个公式的条件:1)直线与抛物线有两个不同的交点,2)直线的斜
率存在,且不等于零)
一、抛物线的定义及其应用
例1、设P是抛物线y2=4x上的一个动点.
(1)求点P到点A(-1,1)的距离与点P到直线x=-1的距离之和的最小值;
(2)若B(3,2),求|PB|+|PF|的最小值.
例2、(2011·山东高考)设M(x0,y0)为抛物线C:x2=8y上一 点,F为抛物线C的焦点,以F为圆心、|FM|为半径的圆和抛物线C的准线相交,则y0的取值范围是( )
A.(0,2) B.[0,2] C.(2,+∞) D.[2,+∞)
二、抛物线的标准方程和几何性质
例3、抛物线y=2px(p〉0)的焦点为F,准线为l,经过F的直线与抛物线交于
2
A、B两点,交准线于C点,点A在x轴上方,AK⊥l,垂足为K,若|BC|=2|BF|,且|AF|=4,则△AKF的面积是 ( ) A.4 B.33 C.43 D.8
例4、过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A、B,交其准线l于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3则此抛物线的方程为 ( ) A.y2=错误!x B.y2=9x C.y2=错误!x D.y2=3x
三、抛物线的综合问题
例5、(2011·江西高考)已知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点,斜率为22的直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)(x1〈x2)两点,且|AB|=9。 (1)求该抛物线的方程;
(2)O为坐标原点,C为抛物线上一点,若的值.
OC= OA+λOB,求λ例6、(2011·湖南高考)(13分)已知平面内一动点P到点F(1,0)的距离与点P到y轴的距离的差等于1。 (1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)过点F作两条斜率存在且互相垂直的直线l1,l2,设l1与轨迹C相交于点A,B,
l2与轨迹C相交于点D,E,求
ADEB的最小值
· 例7、已知点M(1,y)在抛物线C:y=2px(p〉0)上,M点到抛物线C的焦点
2
F的距离为2,直线l:y=-错误!x+b与抛物线C交于A,B两点. (1)求抛物线C的方程;
(2)若以AB为直径的圆与x轴相切,求该圆的方程.
练习题
1.已知抛物线x2=ay的焦点恰好为双曲线y2-x2=2的上焦点,则a等于 ( )
A.1 B.4 C.8
D.16
2.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.-错误!
B.-错误! C。错误!
D.错误!
3.(2011·辽宁高考)已知F是拋物线y2=x的焦点,A,B是该拋物线上的两点,|AF|+|BF|=3,则线段AB的中点到y轴的距离为 ( ) A。错误!
2
B.1 C。错误! D.错误!
4.已知抛物线y=2px,以过焦点的弦为直径的圆与抛物线准线的位置关系是 ( )
A.相离
B.相交 C.相切
D.不确定
5.(2012·宜宾检测)已知F为抛物线y2=8x的焦点,过F且斜率为1的直线交抛物线于
A、B两点,则||FA|-|FB||的值等于
B.8C. 8错误!
D.16
( ) A.4错误!
6.在y=2x2上有一点P,它到A(1,3)的距离与它到焦点的距离之和最小,则点P的坐标是 ( )
A.(-2,1)
B.(1,2) C.(2,1)
D.(-1,2)
7.设抛物线y2=8x的焦点为F,准线为l,P为抛物线上一点,PA⊥l,A为垂足.如果直线AF的斜率为-错误!,那么|PF|= ( )
A.4错误! B.8 C.8错误! D.16 8.(2011·陕西高考)设抛物线的顶点在原点,准线方程为x=-2,则抛物线的方程是 ( )
A.y2=-8x B.y2=8x C.y2=-4x D.y2=4x 9.(2012·永州模拟)以抛物线x2=16y的焦点为圆心,且与抛物线的准线相切的圆的方程为________.
10.已知抛物线的顶点在原点,对称轴为y轴,抛物线上一点Q(-3,m)到焦点的距离是5,则抛物线的方程为________.
11.已知抛物线y2=4x与直线2x+y-4=0相交于A、B两点,抛物线的焦点为F,那么| FA| +| FB| =________。
12.过抛物线y2=4x的焦点作直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2, y2)两点,
若x1+x2=6,那么 |AB|等于________ 13.根据下列条件求抛物线的标准方程:
(1)抛物线的焦点是双曲线 16x2-9y2=144的左顶点; (2)过点P(2,-4).
14.已知点A(-1,0),B(1,-1),抛物线C:y2=4x,O为坐标原点,过点A的动直线l交抛物线C于M,P两点,直线MB交抛物线C于另一点Q.若向量OM与OP的夹角为错误!,求△POM的面积.
一、抛物线的定义及其应用
例1、(1)如图,易知抛物线的焦点为F(1,0),准线是x=-1.
由抛物线的定义知:点P到直线x=-1的距离等于点P到焦点F的距离. 于是,问题转化为:在曲线上求一点P,使点P到点A(-1,1)的距离与点P到F(1,0)的距离之和最小.显然,连结AF交曲线于P点,则所求的最小值为|AF|,即为错误!.
(2)如图,自点B作BQ垂直准线于Q,交抛物线于点P1,则|P1Q|=|P1F|。则有|PB|+|PF|≥|P1B|+|P1Q|=|BQ|=4.即|PB|+|PF|的最小值为4。
例2、解析:圆心到抛物线准线的距离为p,即p=4,根据已 知只要|FM|〉4即可.根据抛物线定|FM|=y0+2由y0+2〉4,解得y0>2,故y0的取值范围是(2,+∞).
二、抛物线的标准方程和几何性质
例3、设点A(x1,y1),其中y1>0.由点B作抛物线的准线的垂线,垂足为B1.则有 |BF|=|BB1|;又|CB|=2|FB|,因此有|CB|=2|BB1|,cos∠CBB1=错误!=1π,∠CBB1=.即直线AB与x轴的夹角为错误!。又|AF|=|AK|=x1+错误!=4,23因此y1=4sin错误!=2错误!,因此△AKF的面积等于错误!|AK|·y1=错误!×4×23=4错误!。
例4.分别过点A、B作AA1、BB1垂直于l,且垂足分别为A1、B1,由已知条件|BC|=2|BF|得|BC|=2|BB1|,∴∠BCB1=30°,又|AA1|=|AF|=3,
∴|AC|=2|AA1|=6,∴|CF|=|AC|-|AF|=6-3=3,∴F为线段AC的中点.故点F到准线的距离为p=错误!|AA1|=错误!,故抛物线的方程为y2=3x。 三、抛物线的综合问题
例5、(1)直线AB的方程是y=2错误!(x-错误!),与y2=2px联立,从而有4x2-5px+p2=0,所以:x1+x2=错误!,由抛物线定义得:|AB|=x1+x2+p=9, 所以p=4,从而抛物线方程是y2=8x。
(2)由p=4,4x2-5px+p2=0可简化为x2-5x+4=0,从而x1=1,x2=4,y1=-22,y2=4错误!,从而A(1,-2错误!),B(4,4错误!); 设 OC=(x,y)=(1,-2错误!)+λ(4,4错误!)=(4λ+1,4错误!λ-
3
3
2错误!).
2又y23=8x3,即[2错误!(2λ-1)]=8(4λ+1).
即(2λ-1)2=4λ+1。解得λ=0,或λ=2.
例6、 (1)设动点P的坐标为(x,y),由题意有错误!-|x|=1。化简得y2=2x+2|x|.
当x≥0时,y2=4x;当x<0时,y=0。
所以,动点P的轨迹C的方程为y2=4x(x≥0)和y=0(x〈0). (2)由题意知,直线l1的斜率存在且不为0,设为k,则l1的方程为y=k(x-1).由错误!,得k2x2-(2k2+4)x+k2=0. (7分)
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2是上述方程的两个实根,于是x1+x2=2+错误!,
x1x2=1. (8分)
因为l1⊥l2,所以l2的斜率为-错误!. 设D(x3,y3),E(x4,y4),则同理可得
x3+x4=2+4k2,x3x4=1。 =(x1+1)(x2+1)+(x3+1)·(x4+1)
= x1x2+(x1+x2)+1+x3x4+(x3+x4)+1 (11分)
4
=1+(2+2)+1+1+(2+4k2)+1=8+4(k2+错误!)≥8+4×2错误!=16。
k当且仅当k2=错误!,即k=±1时, ADEB取最小值16。
·
例7 、(1)抛物线y2=2px(p〉0)的准线为x=-错误!,由抛物线定义和已知条件可知
|MF|=1-(-错误!)=1+错误!=2,解得p=2, 故所求抛物线C的方程为y2=4x。
(2)联立错误!消去x并化简整理得y2+8y-8b=0。
依题意应有Δ=64+32b>0,解得b〉-2。设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1
+y2=-8,y1y2=-8b,设圆心Q(x0,y0),则应用x0=错误!,y0=错误!=-4。 因为以AB为直径的圆与x轴相切,所以圆的半径为r=|y0|=4。 又|AB|=错误!=错误!= 5[
y1+y2
2
-4y1y2]=错误!
所以|AB|=2r=错误!=8,解得b=-错误!. 所以x1+x2=2b-2y1+2b-2y2=4b+16=错误!, 则圆心Q的坐标为(
24
,-4).故所求圆的方程为(x-错误!)2+(y+4)2=16. 5
练习题:
1.解析:根据抛物线方程可得其焦点坐标为(0,),双曲线的上焦点为(0,2),
4依题意则有错误!=2解得a=8。
2.解析:抛物线方程可化为x2=-错误!,其准线方程为y=错误!.设M(x0,y0),则由抛物线的定义,可知
1
-y0=1⇒y0=-错误!. 16
a3.解析:根据拋物线定义与梯形中位线定理,得线段AB中点到y轴的距离为:
错误!(|AF|+|BF|)-错误!=错误!-错误!=错误!。
4.解析:设抛物线焦点弦为AB,中点为M,准线l,A1、B1分别为A、B在直线
l上的射影,则|AA1|=|AF|,|BB1|=|BF|,于是M到l的距离d=错误(!|AA1|+|BB1|)=错误!(|AF|+|BF|)=错误!|AB|=半径,故相切.
5.解析:依题意F(2,0),所以直线方程为y=x-2由错误!,消去y得x2-12x+4=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则||FA|-|FB||=|(x1+2)-(x2+2)|=|x1-x2|=错误!=错误!=8错误!.
6.解析:如图所示,直线l为抛物线y=2x2的准线,F为其焦点,PN⊥l,AN1⊥l,由抛物线的定义知,|PF|=|PN|,∴|AP|+|PF|=|AP|+|PN|≥|AN1|,当且仅当A、P、N三点共线时取等
号.∴P点的横坐标与A点的横坐标相同即为1,则可排除A、C、D.答案:B 7.解析:设抛物线y2=8x的焦点为F,准线为l,P为抛物线上一点,PA⊥l,A为垂足.如果直线AF的斜率为-3,那么|PF|= ( ) A.4错误! B.8 C.8错误! D.16
8.解析:由准线方程x=-2,可知抛物线为焦点在x轴正 ,半轴上的标准方程,同时得p=4,所以标准方程为 y2=2px=8x
9.解析:抛物线的焦点为F(0,4),准线为y=-4,则圆心为(0,4),半径r=8。 所以,圆的方程为x2+(y-4)2=64。
10.解析:设抛物线方程为x2=ay(a≠0),则准线为y=-错误!。∵Q(-3,m)在抛物线上,∴9=am.而点Q到焦点的距离等于点Q到准线的距离,∴|m-(-
错误!)|=5。将m=错误!代入,得|错误!+错误!|=5,解得,a=±2,或a=±
18,∴所求抛物线的方程为x2=±2y,或x2=±18y。
11.解析:由错误!,消去y,得x2-5x+4=0(*),方程(*)的两根为A、B两点的横坐标,故x1+x2=5,因为抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),所以| FA| +| FB| =(x1+1)+(x2+1)=7
12.解析:因线段AB过焦点F,则|AB|=|AF|+|BF|.又由抛物线的定义知|
AF|=x1+1,|BF|=x2+1,故|AB|=x1+x2+2=8.
13.解析:双曲线方程化为错误!-错误!=1,左顶点为(-3,0),由题意设抛物线方程为
y=-2px(p>0),则-=-3,∴p=6,∴抛物线方程为y2=-12x.
2
(2)由于P(2,-4)在第四象限且抛物线对称轴为坐标轴,可设抛物线方程为y2=mx或x2=ny,代入P点坐标求得m=8,n=-1, ∴所求抛物线方程为y2=8x或x2=-y。 14.解:设点M(错误!,y1),P(错误!,y2),
∵P,M,A三点共线, ∴kAM=kPM,
即错误!=错误!,即错误!=错误!,∴y1y2=4.
∴ OM· OP=错误!·错误!+y1y2=5。∵向量 OM与 OP的夹角为错误!,
∴| OM|·|OP |·cos错误!=5。∴S△POM=错误!| OM| ·|
2
pOP| ·sin错误!=错误!.
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