【文档说明】高考数学(理数)一轮复习课件:第九章 解析几何 第六节 抛物线 (含详解).ppt,共(39)页,612.500 KB,由MTyang资料小铺上传
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第六节抛物线本节主要包括2个知识点:1.抛物线的定义及其应用;2.抛物线的标准方程及性质.突破点(一)抛物线的定义及其应用基础联通抓主干知识的“源”与“流”抛物线的定义平面内与一个定点F和一条定直线l(l
不经过点F)的__________的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的_____,直线l叫做抛物线的_____.距离相等焦点准线考点贯通抓高考命题的“形”与“神”利用抛物线的定义求解距离问题[例1](1)(2017·赣州模拟)若点A的坐标为(3,2),F是抛物线y2=2x的焦点,点M在抛
物线上移动时,使|MF|+|MA|取得最小值的M的坐标为()A.(0,0)B.12,1C.(1,2)D.(2,2)[解析]过M点作准线的垂线,垂足是N(图略),则|MF|+|MA|=|MN|+|MA|,当A,M,N三点共线时,|MF|+|MA|取得
最小值,此时M(2,2).[答案]D[解析](2)依题意,由点M向抛物线x2=4y的准线l:y=-1引垂线,垂足为M1(图略),则有|MA|+|MF|=|MA|+|MM1|,结合图形可知|MA|+|MM1|的最
小值等于圆心C(-1,5)到y=-1的距离再减去圆C的半径,即等于6-1=5,因此|MA|+|MF|的最小值是5.(3)由题可知l2:x=-1是抛物线y2=4x的准线,设抛物线的焦点为F(1,0),则动点P到l2的距离等于|PF|
,则动点P到直线l1和直线l2的距离之和的最小值,即焦点F到直线l1:4x-3y+6=0的距离,所以最小值是|4-0+6|5=2.[答案](2)5(3)2(2)已知M是抛物线x2=4y上一点,F为其焦点,点A在圆C:(x+1)2+(y-5)2=1上,则|MA|+|MF|的最小值
是________.(3)已知直线l1:4x-3y+6=0和直线l2:x=-1,抛物线y2=4x上一动点P到直线l1和直线l2的距离之和的最小值是________.焦点弦问题焦点弦的常用结论:以抛物线y2=2px(p>0)为例,设AB是抛物线的过焦点的一条弦(焦点弦),F是抛物线的焦点,
A(x1,y1),B(x2,y2),A,B在准线上的射影为A1,B1,则有以下结论:(1)x1x2=p24,y1y2=-p2;(2)若直线AB的倾斜角为θ,则|AF|=p1-cosθ,|BF|=p1+cosθ;(3)|AB|=x1+x2+p=2psin2
θ(其中θ为直线AB的倾斜角),抛物线的通径长为2p,通径是最短的焦点弦;(4)S△AOB=p22sinθ(其中θ为直线AB的倾斜角);(5)1|AF|+1|BF|=2p为定值;(6)以AB为直径的圆与抛物线的准线相切;(7)
以AF(或BF)为直径的圆与y轴相切;(8)以A1B1为直径的圆与直线AB相切,切点为F,∠A1FB1=90°;(9)A,O,B1三点共线,B,O,A1三点也共线.[例2]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OC=OA+λOB,求λ的值.[解](1)由题意得直线AB的方程为y=22·x
-p2,与y2=2px联立,消去y有4x2-5px+p2=0,所以x1+x2=5p4.由抛物线定义得|AB|=x1+x2+p=5p4+p=9,所以p=4,从而该抛物线的方程为y2=8x.[解]由(1)得4x2-5px+p2=0,即x2-5x+4=0,则x1=1,x2
=4,于是y1=-22,y2=42,从而A(1,-22),B(4,42).设C(x3,y3),则OC=(x3,y3)=OA+λOB=(1,-22)+λ(4,42)=(4λ+1,42λ-22).又y23=8x3,所以[22(2λ-1)]2=8(
4λ+1),整理得(2λ-1)2=4λ+1,解得λ=0或λ=2.(2)O为坐标原点,C为抛物线上一点,若OC=OA+λOB,求λ的值.[方法技巧]焦点弦问题的求解策略解决焦点弦问题的关键是“设而不求”方法的应用,解题
时,设出直线与抛物线两交点的坐标,根据抛物线的方程正确表示出焦点弦长,再利用已知条件求解.能力练通抓应用体验的“得”与“失”1.[考点一](2016·广州一模)如果P1,P2,„,Pn是抛物线C:y2=4x上的点,它们的横坐标依次为x1,x2,„,xn,F
是抛物线C的焦点,若x1+x2+„+xn=10,则|P1F|+|P2F|+„+|PnF|=()A.n+10B.n+20C.2n+10D.2n+20解析:由题意得,抛物线C:y2=4x的焦点为(1,0),准线为x=-1,由抛物线的定义,可知|P1F|
=x1+1,|P2F|=x2+1,„,|PnF|=xn+1,故|P1F|+|P2F|+„+|PnF|=x1+x2+„+xn+n=n+10,选A.答案:A2.[考点二]已知抛物线y2=4x,圆F:(x-1)2+y2=1,过点F作直线l,自上而下顺次与上述两曲线交于点A,B,C,
D(如图所示),则下列关于|AB|·|CD|的值的说法中,正确的是()A.等于1B.等于4C.最小值是1D.最大值是4解析:设直线l:x=ty+1,代入抛物线方程,得y2-4ty-4=0.设A(x1,y1),D(x2,y2),根据抛
物线的定义知,|AF|=x1+1,|DF|=x2+1,故|AB|=x1,|CD|=x2,所以|AB|·|CD|=x1x2=y214·y224=y1y2216.而y1y2=-4,故|AB|·|CD|=1.答案:A3.已知抛物线y2=2x的弦AB的中点的横坐标为3
2,则|AB|的最大值为()A.1B.2C.3D.4解析:设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=3,利用抛物线的定义可知,|AF|+|BF|=x1+x2+1=4,由图可知|AF|+|BF|≥|AB|,即|AB
|≤4,当且仅当直线AB过焦点F时,|AB|取得最大值4.答案:D[考点一]4.[考点二]若抛物线y2=4x的焦点为F,过F且斜率为1的直线交抛物线于A,B两点,动点P在曲线y2=-4x(y≥0)上,则△PAB的
面积的最小值为________.解析:由题意得F(1,0),直线AB的方程为y=x-1.由y=x-1,y2=4x,得x2-6x+1=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=6,∴|AB|=x1+x2+p=8.设P-y204,y0(y0≥0),则点P
到直线AB的距离d=y204+y0+12,∴△PAB的面积S=12|AB|·d=|y20+4y0+4|2=y0+222≥22,即△PAB的面积的最小值是22.答案:225.[考点二]设抛物线
y2=2px(p>0)的焦点为F,经过点F的直线交抛物线于A、B两点,点C在抛物线的准线上,且BC∥x轴.证明:直线AC经过原点O.证明:设直线AB的方程为x=my+p2,代入y2=2px,得y2-2pmy-p2=0.由根与系数的关系,得yAyB=-p2,即yB=-p2
yA.∵BC∥x轴,且C在准线x=-p2上,∴C-p2,yB.则kOC=yB-p2=2pyA=yAxA=kOA.∴直线AC经过原点O.突破点(二)抛物线的标准方程及性质基础联通抓主干知识的“源”与“流”图形y2
=2px(p>0)y2=-2px(p>0)x2=2py(p>0)x2=-2py(p>0)标准方程p的几何意义:焦点F到准线l的距离范围x≥0,y∈Rx≤0,y∈Ry≥0,x∈Ry≤0,x∈R焦点坐标______-p2,00,p2____
_____准线方程x=-p2_____________y=p2离心率e=1焦半径|PF|=x0+p2|PF|=_________|PF|=______|PF|=-y0+p2p2,00,-p2x=p2y=-p2-x
0+p2y0+p2考点贯通抓高考命题的“形”与“神”求抛物线的标准方程1.定义法根据抛物线的定义,确定p的值(系数p是指焦点到准线的距离),再结合焦点位置,求出抛物线方程.标准方程有四种形式,要注意选择.2.待定系数法(1)根据抛物线焦点是
在x轴上还是在y轴上,设出相应形式的标准方程,然后根据条件确定关于p的方程,解出p,从而写出抛物线的标准方程.(2)当焦点位置不确定时,有两种方法解决.一种是分情况讨论,注意要对四种形式的标准方程进行讨论,对于焦点在x轴上的抛物线,为避免开口方向不确定可分为y2=2px(p>0)和y2=-2p
x(p>0)两种情况求解.另一种是设成y2=mx(m≠0),若m>0,开口向右;若m<0,开口向左;若m有两个解,则抛物线的标准方程有两个.同理,焦点在y轴上的抛物线可以设成x2=my(m≠0).如果不确定焦点所在的坐标轴,应考
虑上述两种情况设方程.[例1]若抛物线的顶点在原点,焦点为直线3x-4y-12=0与坐标轴的交点,求抛物线的标准方程.[解]对于直线方程3x-4y-12=0,令x=0,得y=-3,令y=0,得x=4,所以抛物线的焦点坐
标可能为(0,-3)或(4,0).当焦点坐标为(0,-3)时,设方程为x2=-2py(p>0),则p2=3,所以p=6,此时抛物线的标准方程为x2=-12y;当焦点坐标为(4,0)时,设方程为y2=2px(p>0),
则p2=4,所以p=8,此时抛物线的标准方程为y2=16x.所以所求抛物线的标准方程为x2=-12y或y2=16x.抛物线的几何性质[例2](1)已知抛物线y2=2px(p>0)的准线经过点(-1,1),则该抛物线焦点坐标为()A.12,0B.(
1,0)C.14,0D.(0,1)[解析]抛物线y2=2px(p>0)的准线为x=-p2且过点(-1,1),故-p2=-1,解得p=2.所以抛物线的焦点坐标为(1,0).[答案]B[解析]抛物线y2=4mx的准线方程为x=-1m,
椭圆x27+y23=1的左焦点坐标为(-2,0),由题意知-1m=-2,所以实数m=12.[答案]12(2)若抛物线y2=4mx的准线经过椭圆x27+y23=1的左焦点,则实数m的值为________.[方法技巧]涉及抛物线几何性质的问题常结合图形思考,通过图形可以直观地看出抛物线的顶点
、对称轴、开口方向等几何特征,体现了数形结合思想解题的直观性.抛物线方程的实际应用抛物线的几何特性在实际中应用广泛,解决此类问题的关键是根据题意(一般是根据题中所给图形)建立适当的直角坐标系,设出抛物线的标准方程,依据题意得到抛物线上一点
的坐标,从而求出抛物线方程,进而解决实际问题.[例3]一条隧道的横断面由抛物线弧及一个矩形的三边围成,尺寸(单位:m)如图,一辆卡车空车时能通过此隧道,现载一集装箱,箱宽3m,车与箱共高4.5m,此车能否通过隧道?说明理由.[解]建立如图所示的直
角坐标系,设矩形的边与抛物线的接点为A,B,则A(-3,-3),B(3,-3).设抛物线方程为x2=-2py(p>0),将B点坐标代入得9=-2p·(-3),所以p=32.所以抛物线方程为x2=-3y(-3≤y≤
0).因为车与箱共高4.5m,所以集装箱上表面距抛物线形隧道拱顶0.5m.设抛物线上点D的坐标为(x0,-0.5),则x20=32,所以|x0|=32=62,所以2|x0|=6<3,故此车不能通过隧道.能力练通抓应用体验的“得”与“失”1.[考点二]抛物线y=2x2的焦点坐标是()A.
18,0B.12,0C.0,18D.0,12解析:抛物线的标准方程为x2=12y,所以焦点坐标是0,18.答案:C2.[考点二]抛物线y=ax2的准线方程是y=1,则a的值为()A.14B.-14C.4D.-4解析:由题意知抛物线的标准方程
为x2=1ay,所以准线方程y=-14a=1,解得a=-14.答案:B3.[考点一]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=-8xB.y2=8xC.y2=-4xD.y2=4x解
析:因为抛物线的准线方程为x=-2,所以p2=2,所以p=4,所以抛物线的方程是y2=8x.答案:B4.[考点一]以x轴为对称轴,原点为顶点的抛物线上的一点P(1,m)到焦点的距离为4,则抛物线的方程是()A.y=4x2B.y=12x2C.y2=6xD.y2=12x
解析:设抛物线的方程为y2=2px,则由抛物线的定义知1+p2=4,即p=6,所以抛物线方程为y2=12x.答案:D5.抛物线x2=2py(p>0)的焦点为F,其准线与双曲线x23-y23=1相交于A,
B两点,若△ABF为等边三角形,则p=________.解析:在等边三角形ABF中,AB边上的高为p,AB2=33p,所以B±33p,-p2.又因为点B在双曲线上,故p233-p243=1,解得p=6(负值舍去).答案:6[考点二
]6.[考点三]如图是抛物线形拱桥,当水面在l时,拱顶离水面2米,水面宽4米.水位下降1米后,水面宽________米.解析:建立坐标系如图所示.则可设抛物线方程为x2=-2py(p>0).∵点(2,-2)在抛物线上,∴p=1,即
抛物线方程为x2=-2y.当y=-3时,x=±6.∴水位下降1米后,水面宽为26米.答案:26[全国卷5年真题集中演练——明规律]1.(2016·全国甲卷)设F为抛物线C:y2=4x的焦点,曲线y=kx(k>0)
与C交于点P,PF⊥x轴,则k=()A.12B.1C.32D.2解析:∵y2=4x,∴F(1,0).又∵曲线y=kx(k>0)与C交于点P,PF⊥x轴,∴P(1,2).将点P(1,2)的坐标代入y=kx(k>0),得k=2.故选D.答案:D2.(2016·全国
乙卷)以抛物线C的顶点为圆心的圆交C于A,B两点,交C的准线于D,E两点.已知|AB|=42,|DE|=25,则C的焦点到准线的距离为()A.2B.4C.6D.8解析:设抛物线的方程为y2=2px(p>0),圆的方程为x2+y2=r2.∵|AB|=42,|DE|=25
,抛物线的准线方程为x=-p2,∴不妨设A4p,22,D-p2,5.∵点A4p,22,D-p2,5在圆x2+y2=r2上,∴16p2+8=r2,p24+5=r2,∴16p
2+8=p24+5,∴p=4(负值舍去).∴C的焦点到准线的距离为4.答案:B3.(2015·新课标全国卷Ⅰ)已知椭圆E的中心在坐标原点,离心率为12,E的右焦点与抛物线C:y2=8x的焦点重合,A,B是C的准线与E的两个交点,则|AB|=()A.3B.6C.9D.12
解析:∵抛物线y2=8x的焦点为(2,0),∴椭圆中c=2,又ca=12,∴a=4,b2=a2-c2=12,从而椭圆的方程为x216+y212=1.∵抛物线y2=8x的准线为x=-2,∴xA=xB=-2,将xA=-2代入椭圆方程可得
|yA|=3,由图象的对称性可知|AB|=2|yA|=6.故选B.答案:B4.(2014·新课标全国卷Ⅰ)已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,准线为l,P是l上一点,Q是直线PF与C的一个交点,若FP=4FQ,则|QF|=()A.72B.52C.3D.2解析:如图所
示,过点Q作QQ′⊥l交l于点Q′,设l与x轴交点为M,因为FP=4FQ,所以|QQ′|∶|MF|=|PQ|∶|PF|=3∶4,又焦点F到准线l的距离|MF|=4,所以|QF|=|QQ′|=3.故选C.答案:C5.(
2014·新课标全国卷Ⅱ)设F为抛物线C:y2=3x的焦点,过F且倾斜角为30°的直线交C于A,B两点,O为坐标原点,则△OAB的面积为()A.334B.938C.6332D.94解析:易知抛物线中p=32,焦点F34,0,直线AB的斜率k=33,故直线AB的
方程为y=33x-34,代入抛物线方程y2=3x,整理得x2-212x+916=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=212.由抛物线的定义可得弦长|AB|=x1+x2+p=212
+32=12,结合图象可得O到直线AB的距离d=p2·sin30°=38,所以△OAB的面积S=12|AB|·d=94.答案:D