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1、
第七節(jié) 拋 物 線
考點(diǎn)一
拋物線的定義及應(yīng)用
[例1] 設(shè)P是拋物線y2=4x上的一個(gè)動點(diǎn).
(1)求點(diǎn)P到點(diǎn)A(-1,1)的距離與點(diǎn)P到直線x=-1的距離之和的最小值;
(2)若B(3,2),求|PB|+|PF|的最小值.
[自主解答] [來源:]
(1)如圖,易知拋物線的焦點(diǎn)為F(1,0),準(zhǔn)線是x=-1.
由拋物線的定義知:點(diǎn)P到直線x=-1的距離等于點(diǎn)P到焦點(diǎn)F的距離.
于是,問題轉(zhuǎn)化為:在曲線上求一點(diǎn)P,使點(diǎn)P到點(diǎn)A(-1,1)的距離與點(diǎn)P到F(1,0)的距離之和最?。?
顯然,連接AF交曲線于點(diǎn)P,則所求的最小值為|AF|,即為
2、.
(2)如圖,過點(diǎn)B作BQ垂直準(zhǔn)線于Q,交拋物線于點(diǎn)P1,則|P1Q|=|P1F|.
則有|PB|+|PF|≥|P1B|+|P1Q|=|BQ|=4.
即|PB|+|PF|的最小值為4.
【互動探究】
若將本例(2)中的B點(diǎn)坐標(biāo)改為(3,4),求|PB|+|PF|的最小值.
解:由題意可知點(diǎn)(3,4)在拋物線的外部.
∵|PB|+|PF|的最小值即為B,F(xiàn)兩點(diǎn)間的距離.
∴|PB|+|PF|≥|BF|===2.
即|PB|+|PF|的最小值為2.
【方法規(guī)律】
拋物線定義中的“轉(zhuǎn)化”法
利用拋物線的定義解決此類問題,應(yīng)靈活地進(jìn)行拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離與
3、到準(zhǔn)線距離的等價(jià)轉(zhuǎn)化.“看到準(zhǔn)線想到焦點(diǎn),看到焦點(diǎn)想到準(zhǔn)線”,這是解決拋物線焦點(diǎn)弦有關(guān)問題的有效途徑.
1.(2014·天津模擬)已知?jiǎng)訄A過定點(diǎn)F,且與直線x=-相切,其中p>0,則動圓圓心的軌跡E的方程為____________.
解析:依題意得,圓心到定點(diǎn)F的距離與到直線x=-的距離相等,再依拋物線的定義知,動圓圓心的軌跡E為拋物線,其方程為y2=2px.
答案:y2=2px
2.過拋物線y2=4x的焦點(diǎn)F的直線交該拋物線于A,B兩點(diǎn),若|AF|=3,則|BF|=________.
解析:因?yàn)閽佄锞€y2=4x的焦點(diǎn)F(1,0).
顯然,當(dāng)AB垂直于x軸時(shí)
4、,|AF|≠3,
所以AB的斜率k存在,
設(shè)AB的方程為y=k(x-1),與拋物線y2=4x聯(lián)立,
消去y得k2x2-2k2x-4x+k2=0,
即k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2).
由根與系數(shù)的關(guān)系得
x1+x2==2+.
又|AF|=3=x1+=x1+1,所以x1=2,
代入k2x2-2k2x-4x+k2=0,得k2=8,
所以x1+x2=,x2=,
故|BF|=x2+1=+1=.
答案:
考點(diǎn)二
拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程及性質(zhì)
[例2] (1)(2013·四川高考)拋物線y2=4x的焦點(diǎn)到雙曲
5、線x2-=1的漸近線的距離是( )
A. B. C.1 D.
(2)(2013·江西高考)拋物線x2=2py(p>0)的焦點(diǎn)為F,其準(zhǔn)線與雙曲線-=1相交于A,B兩點(diǎn),若△ABF為等邊三角形,則p=________.
[自主解答] (1)由拋物線y2=4x,有2p=4,p=2.其焦點(diǎn)坐標(biāo)為(1,0),雙曲線x2-=1的漸近線方程為y=±x.不妨取其中一條x-y=0.由點(diǎn)到直線的距離公式有d==.
(2)在等邊三角形ABF中,AB邊上的高為p,=p,所以B.又因?yàn)辄c(diǎn)B在雙曲線上,故-=1,解得p=6.
答案:(1)B (
6、2)6
【方法規(guī)律】
1.求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程的方法及流程
(1)方法:求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程常用待定系數(shù)法,因?yàn)槲粗獢?shù)只有p,所以只需一個(gè)條件確定p值即可.[來源:]
(2)流程:因?yàn)閽佄锞€方程有四種標(biāo)準(zhǔn)形式,因此求拋物線方程時(shí),需先定位,再定量.
2.確定及應(yīng)用拋物線性質(zhì)的關(guān)鍵與技巧
(1)關(guān)鍵:利用拋物線方程確定及應(yīng)用其焦點(diǎn)、準(zhǔn)線等性質(zhì)時(shí),關(guān)鍵是將拋物線方程化成標(biāo)準(zhǔn)方程.
(2)技巧:要結(jié)合圖形分析,靈活運(yùn)用平面幾何的性質(zhì)以圖助解.
1.已知拋物線關(guān)于x軸對稱,它的頂點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)O,并且經(jīng)過點(diǎn)M(2,y0).若點(diǎn)M到該拋物線焦點(diǎn)的距離為3,則|OM|=( )
A.2
7、 B.2 C.4 D.2
解析:選B 依題意,設(shè)拋物線方程是y2=2px(p>0),則有2+=3,得p=2,故拋物線方程是y2=4x,點(diǎn)M的坐標(biāo)是(2,±2),|OM|==2.
2.(2014·湖州模擬)已知雙曲線C1:-=1(a>0,b>0)的離心率為2.若拋物線C2:x2=2py(p>0)的焦點(diǎn)到雙曲線C1的漸近線的距離為2,則拋物線C2的方程為( )
A.x2=y(tǒng) B.x2=y(tǒng)
C.x2=8y D.x2=16y
解析:選D 雙曲線的漸近線方程為y=
8、177;x,由于= = =2,所以=,所以雙曲線的漸近線方程為y=±x.拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)為,所以=2,則p=8,所以拋物線方程為x2=16y.
高頻考點(diǎn)[來源:]
考點(diǎn)三 直線與拋物線的位置關(guān)系
1.直線與拋物線的位置關(guān)系,是高考命題的熱點(diǎn),多以解答題的形式出現(xiàn),試題難度較大,多為中、高檔題.
2.直線與拋物線的位置關(guān)系有以下幾個(gè)命題角度:
(1)已知拋物線方程及其他條件,求直線方程;
(2)證明直線過定點(diǎn);
(3)求線段長度或線段之積(和)的最值;
(4)求定值.
[例3](2014·杭州模擬)已知直線y=2x-2與拋物
9、線x2=2py(p>0)交于M1,M2兩點(diǎn),且|M1M2|=8.
(1)求p的值;
(2)設(shè)A是直線y=上一點(diǎn),直線AM2交拋物線于另一點(diǎn)M3,直線M1M3交直線y=于點(diǎn)B,求·的值.
[自主解答] (1)由整理得x2-4px+4p=0,
設(shè)M1(x1,y1),M2(x2,y2),則
∵|M1M2|=8,
∴=8,
即=8.
∴p2-p-12=0,解得p=4或p=-3(舍去),
且p=4滿足Δ>0,∴p=4.
(2)由(1)知拋物線方程為x2=8y,
且x1+x2=16,x1x2=16,M1,M2,
設(shè)M3,A(t,2),B(a,2),
由A,M2,M3
10、三點(diǎn)共線得kM2M3=kAM2,∴=,即x+x2x3-t(x2+x3)=x-16,
整理得x2x3-t(x2+x3)=-16,?、?
由B,M3,M1三點(diǎn)共線,同理可得x1x3-a(x1+x3)=-16,?、?
②式兩邊同乘x2得x1x2x3-a(x1x2+x2x3)=-16x2,
即16x3-a(16+x2x3)=-16x2,?、踇來源:]
由①得x2x3=t(x2+x3)-16,
代入③得16x3-16a-at(x2+x3)+16a=-16x2,
即16(x2+x3)=at(x2+x3),∴at=16.
∴·=at+4=20.
直線與拋物線的位置關(guān)系的常見類
11、型及解題策略
(1)求直線方程.先尋找確定直線的兩個(gè)條件,若缺少一個(gè)可設(shè)出此量,利用題設(shè)條件尋找關(guān)于該量的方程,解方程即可.
(2)證明直線過定點(diǎn).可依題設(shè)條件尋找該直線的方程,可依據(jù)方程中的參數(shù)及其他條件確定該直線過那個(gè)定點(diǎn).
(3)求線段長度和線段之積(和)的最值.可依據(jù)直線與拋物線相交,依據(jù)弦長公式,求出弦長或弦長關(guān)于某個(gè)量的函數(shù),然后利用基本不等式或利用函數(shù)的知識,求函數(shù)的最值;也可利用拋物線的定義轉(zhuǎn)化為兩點(diǎn)間的距離或點(diǎn)到直線的距離.
(4)求定值.可借助于已知條件,將直線與拋物線聯(lián)立,尋找待定式子的表達(dá)式,化簡即可得到.
(2014·濰坊模擬)已知過點(diǎn)A(-4
12、,0)的動直線l與拋物線G:x2=2py(p>0)相交于B,C兩點(diǎn).當(dāng)直線l的斜率是時(shí),=4.
(1)求拋物線G的方程;
(2)設(shè)線段BC的中垂線在y軸上的截距為b,求b的取值范圍.
解:(1)設(shè)B(x1,y1),C(x2,y2),當(dāng)直線l的斜率是時(shí),
l的方程為y=(x+4),即x=2y-4,
聯(lián)立消去x,得2y2-(8+p)y+8=0,y1+y2=,y1y2=4,由已知=4,∴y2=4y1,
由韋達(dá)定理及p>0可得y1=1,y2=4,p=2,
∴拋物線G的方程為x2=4y.[來源:]
(2)由題意知直線l的斜率存在,且不為0,
設(shè)l:y=k(x+4),BC中點(diǎn)
13、坐標(biāo)為(x0,y0),
由得x2-4kx-16k=0,
由Δ>0得k<-4或k>0,∴x0==2k,y0=k(x0+4)=2k2+4k,BC中垂線方程為y-2k2-4k=-(x-2k),
∴b=2(k+1)2,∴b>2.
故b的取值范圍為(2,+∞).
———————————[課堂歸納——通法領(lǐng)悟]————————————————
4個(gè)結(jié)論——直線與拋物線相交的四個(gè)結(jié)論
已知拋物線y2=2px(p>0),過其焦點(diǎn)的直線交拋物線于A,B兩點(diǎn),設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則有以下結(jié)論:
(1)|AB|=x1+x2+p或|AB|=(α為AB所在直線的傾斜角);
(2)x1x2=;
(3)y1y2=-p2;
(4)過拋物線焦點(diǎn)且與對稱軸垂直的弦稱為拋物線的通徑,拋物線的通徑長為2p.
3個(gè)注意點(diǎn)——拋物線問題的三個(gè)注意點(diǎn)
(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程時(shí)一般要用待定系數(shù)法求p的值,但首先要判斷拋物線是否為標(biāo)準(zhǔn)方程,若是標(biāo)準(zhǔn)方程,則要由焦點(diǎn)位置(或開口方向)判斷是哪一種標(biāo)準(zhǔn)方程.
(2)注意應(yīng)用拋物線定義中距離相等的轉(zhuǎn)化來解決問題.
(3)直線與拋物線有一個(gè)交點(diǎn),并不表明直線與拋物線相切,因?yàn)楫?dāng)直線與對稱軸平行(或重合)時(shí),直線與拋物線也只有一個(gè)交點(diǎn).