67福建省2013届新课标高考文科数学一轮总复习课件:第58讲 抛物线

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掌握抛物线的定义、几何图形、标准方程及简单几何性质,能综合运用抛物线的基本知识,分析探究与抛物线相关的综合问题.______1____.FlFlFl平面内与一定点和一条定直线距离相等的点的轨迹叫做抛物线,点叫做抛物线的焦点,直线叫做抛物.抛物线的①定义线的2.抛物线的标准方程与几何性质00(0)(0)222222xyppFFpppxyxpy①准线;②轴;③轴;④,;⑤,;⑥;⑦;【要点指南】⑧;⑨1.(2010·四川卷)抛物线y2=8x的焦点到准线的距离是()A.1B.2C.4D.8【解析】由y2=8x,得p=4,故选C.2.抛物线y=ax2的准线方程是y=2,则a的值为()A.18B.-18C.8D.-8【解析】将方程y=ax2化为x2=1ay,所以准线方程为-14a=2,所以a=-18.3.抛物线y2=-8x的焦点坐标是()A.(2,0)B.(-2,0)C.(4,0)D.(-4,0)【解析】由抛物线方程y2=-8x,得2p=8,所以p2=2,从而抛物线的焦点为(-2,0).4.(2010·泰州模拟)若直线ax-y+1=0经过抛物线y2=4x的焦点,则实数a=-1.【解析】由题意知抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),点F在直线ax-y+1=0上,所以a+1=0,所以a=-1.5.过抛物线x2=4y的焦点F作直线l,交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,若y1+y2=6,则|AB|等于8.【解析】|AB|=y1+y2+p=6+2=8.一抛物线的定义及应用【例1】已知抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l,经过点F且斜率为3的直线与抛物线在x轴上方相交于点A,AK⊥l,垂足为K,求△AKF的面积.【解析】如图所示,由已知,F(1,0),根据抛物线定义知,|AF|=|AK|,又kAF=3,AK⊥l,所以∠KAF=∠AFx=60°,所以△AKF为正三角形,所以∠KFO=60°,|BF|=2,所以|KF|=|BF|cos60°=4,所以S△AKF=12×42×sin60°=43.【点评】充分应用抛物线的定义及图形的几何特征解题,简化运算.过抛物线y2=8x的焦点F作抛物线的弦AB,若AB中点Q的横坐标为3,求弦AB的长.素材1【解析】抛物线的焦点为F(2,0),准线方程为x=-2,过A、B、Q分别作准线的垂线,垂足分别为A1、B1、Q1.由抛物线定义知,|AB|=|FA|+|FB|=|AA1|+|BB1|=2|QQ1|=2(3+2)=10.二抛物线的标准方程与几何性质【例2】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F的距离为5,求m的值、抛物线方程和准线方程.【分析】确定抛物线方程的形式→待定系数法确定参数p→明确结论.【解析】方法1:设所求抛物线方程为x2=-2py(p0),则焦点为F(0,-p2),准线方程为y=p2,因为M(m,-3)在抛物线上,且|MF|=5,则m2=6pm2+-3+p22=5,解得p=4m=±26,所以抛物线方程为x2=-8y,m=±26,准线方程为y=2.方法2:如图所示,设抛物线方程为x2=-2py(p0),则焦点为F(0,-p2),准线l:y=p2,作MN⊥l,垂足为N,则|MN|=|MF|=5,而|MN|=3+p2,所以3+p2=5,所以p=4,所以抛物线方程为x2=-8y,准线方程为y=2.由m2=(-8)×(-3),得m=±26.【点评】(1)求抛物线的标准方程常采用待定系数法,利用题中已知条件确定抛物线的焦点到准线的距离p的值.(2)“看到准线想焦点,看到焦点想准线”,许多圆锥曲线问题均可根据定义而获得简捷、直观的求解.“由数想形,由形悟数,数形结合”是灵活解题的一条捷径.(1)(2010·合肥二检)直线l过抛物线y2=2px(p0)的焦点,且与抛物线交于A、B两点,若线段AB的长是8,AB的中点到y轴的距离是2,则此抛物线的方程是(B)A.y2=12xB.y2=8xC.y2=6xD.y2=4x素材2(2)已知F是抛物线C:y2=4x的焦点,A、B是C上的两个点,线段AB的中点为M(2,2),则△ABF的面积等于2.【分析】(1)由定义转化距离求参数p来确定方程.(2)“点差法”求AB的斜率,确定方程,进而求面积.【解析】(1)如图,分别过点A、B作抛物线准线的垂线,垂足分别为M、N,由抛物线的定义知,|AM|+|BN|=|AF|+|BF|=|AB|=8,又四边形AMNB为直角梯形,故AB的中点到准线的距离即为梯形的中位线的长度4,而抛物线的准线方程为x=-p2,所以4=2+p2⇒p=4,故抛物线的方程为y2=8x.(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),则y21=4x1y22=4x2,⇒(y1-y2)(y1+y2)=4(x1-x2)⇒y2-y1x2-x1=4y1+y2=42×2=1.所以线段AB所在直线的方程为y-2=x-2,即y=x,由y2=4xy=x⇒x2-4x=0⇒x=0或x=4,所以A(0,0),B(4,4),所以|AB|=42+42=42.F(1,0),F到线段AB的距离d=22,所以S△ABF=12|AB|d=2.三抛物线的综合应用【例3】如图,倾斜角为α的直线经过抛物线y2=8x的焦点F,且与抛物线交于A、B两点.(1)求抛物线的焦点F的坐标及准线l的方程;(2)若α为锐角,作线段AB的垂直平分线m交x轴于点P,求证:|FP|-|FP|cos2α为定值,并求此定值.【解析】(1)设抛物线的标准方程为y2=2px,则2p=8,从而p=4.因此焦点F(p2,0)的坐标为(2,0),又准线方程的一般式为x=-p2,从而所求准线l的方程为x=-2.(2)证法1:设直线AB方程为y=tanα(x-2),把x=1tanαy+2代入y2=8x,整理得y2-8tanαy-16=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),AB中点E(x0,y0),则y0=y1+y22=4tanα,x0=1tanαy0+2=4tan2α+2,设P(x3,0),则因为PE⊥AB,所以4tanα-04tan2α+2-x3·tanα=-1,所以x3=6+4tan2α,所以|PF|=x3-2=4+4cos2αsin2α=4sin2α,所以|FP|-|FP|cos2α=4sin2α×2sin2α=8.证法2:如图,作AC⊥l,BD⊥l,垂足分别为C、D,则由抛物线的定义知|FA|=|AC|,|FB|=|BD|.记A、B的横坐标分别为xA、xB,则|FA|=|AC|=xA+p2=|FA|cosα+4,解得|FA|=41-cosα,则类似地有|FB|=4-|FB|cosα,解得|FB|=41+cosα,记直线m与AB的交点为E,|FE|=|FA|-|AE|=|FA|-|FA|+|FB|2=12(|FA|-|FB|)=12(41-cosα-41+cosα)=4cosαsin2α.所以|FP|=|FE|cosα=4sin2α,故|FP|-|FP|cos2α=4sin2α(1-cos2α)=4·2sin2αsin2α=8.【点评】分析探究几何性质并充分应用抛物线的定义是本例求解的关键.A、B是抛物线y2=2px(p>0)上的两点,且OA⊥OB(O为坐标原点).(1)求A、B两点的横坐标之积和纵坐标之积;(2)求证:直线AB过定点.素材3【解析】设A(x1,y1),B(x2,y2),中点P(x0,y0).(1)kOA=y1x1,kOB=y2x2.因为OA⊥OB,所以kOA·kOB=-1,所以x1x2+y1y2=0.因为y21=2px1,y22=2px2,所以y212p·y222p+y1y2=0.因为y1≠0,y2≠0,所以y1y2=-4p2,所以x1x2=4p2.(2)证法1:设直线AB方程为x=my+n代入抛物线y2=2px,得y2=2p(my+n),即y2-2pmy-2pn=0,由(1)知y1·y2=-4p2,所以-2pn=-4p2,所以n=2p,所以直线AB方程为x=my+2p,该直线过定点(2p,0).证法2:因为y22-y21=(y2+y1)(y2-y1)=2p(x2-x1),又x1≠x2,所以y2-y1x2-x1=2py1+y2.所以直线AB的方程为y-y1=2py1+y2(x-x1)=2py1+y2(x-y212p),所以y=2py1+y2x-y21y1+y2+y1=2py1+y2x+y1y2y1+y2=2py1+y2x-4p2y1+y2=2py1+y2(x-2p).所以直线AB过定点(2p,0).备选例题如图,在平面直角坐标系xOy中,过y轴正方向上一点C(0,c)任作一直线,与抛物线y=x2相交于A、B两点.一条垂直于x轴的直线,分别与线段AB和直线l:y=-c交于点P、Q.(1)若OA→·OB→=2,求c的值;(2)若P为线段AB的中点,求证:直线QA为此抛物线的切线.【解析】(1)设直线AB的方程为y=kx+c,将该方程代入y=x2,得x2-kx-c=0.令A(a,a2),B(b,b2),则ab=-c.因为OA→·OB→=ab+a2b2=-c+c2=2,解得c=2或c=-1(舍去),故c=2.(2)证明:由题意知Q(a+b2,-c),直线AQ的斜率为kAQ=a2+ca-a+b2=a2-aba-b2=2a.又y=x2的导数为y′=2x,所以点A处抛物线的切线的斜率为2a.因此,直线AQ为该抛物线的切线.||1{|1}|||2{|}001111MFPMdPMMFdMFPMedeeee抛物线定义的集合表示:,即.圆锥曲线的统一定义为.当时,曲线为椭圆;当时,曲线为双曲线.类比圆锥曲线统一定义.;当时,曲线为抛物线.21122121220()(2).pypxpFABAxyBxyABxxp求抛物线的标准方程,要先根据题设判断抛物线的标准方程的类型,再由条件确定参数的值.同时,知道抛物线的标准方程、焦点坐标、准线方程三者之间是相依并存的,知道其中一个,就可以求出其他两个.焦点弦公式:对于过抛物线焦点的弦长,可用焦半径公式推出弦长公式.设过抛物线的焦点的弦.定义及标准方程的理解.为,,,,,则有(3)与椭圆、双曲线相比,抛物线没有对称中心,只有一个焦点,一条准线,一个顶点,一条对称轴,且离心率为常数1.41.45pxyxy抛物线标准方程中参数的几何意义是焦点到准线的距离,焦点的非零坐标是一次项系数的抛物线的对称轴是哪个轴,方程中的该项即为一次项;一次项前面是正号,则抛物线的开口方向为轴或轴的正方向;一次项前面是负号,则抛物线的开口方向为轴或轴的负方向.

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