1、12.4.2 抛物线的几何性质学习目标:1.掌握抛物线的简单几何性质(重点)2.会用抛物线的几何性质处理简单问题(难点)3.直线与抛物线的公共点问题(易错点)自 主 预 习探 新 知教材整理 1 抛物线的几何性质阅读教材 P52表格的部分,完成下列问题类型 y22 px(p0) y22 px(p0) x22 py(p0) x22 py(p0)图象焦点 F(p2, 0) F( p2, 0) F(0, p2) F(0, p2)准线 x p2 x p2 y p2 y p2范围 x0, yR x0, yR xR, y0 xR, y0对称轴 x 轴 y 轴顶点 O(0,0)离心率 e1性质开口方向 向右
2、 向左 向上 向下1判断(正确的打“” ,错误的打“”)(1)抛物线是中心对称图形( )(2)抛物线的范围是 xR.( )(3)抛物线是轴对称图形( )(4)过抛物线的焦点且垂直于对称轴的弦长是 p.( )(5)抛物线 x22 py(p0)上任意一点 P(x0, y0)到其焦点的距离是 x0 .( )p2答案 (1) (2) (3) (4) (5)2若椭圆 1 的左焦点在抛物线 y22 px(p0)的准线上,则 p_.x24 y23解析 由椭圆标准方程知 a24, b23,所以 c2 a2 b21,所以椭圆的左焦点为(1,0),因为椭圆左焦点在抛物线 y22 px(p0)的准线上,所以 1,故
3、 p2.p2答案 2教材整理 2 抛物线的焦点弦、通径2阅读教材 P52例 1 上面的部分,完成下列问题抛物线的焦点弦即为过焦点 F 的直线与抛物线所成的相交弦弦长公式为AB x1 x2 p,在所有的焦点弦中以垂直于对称轴的焦点弦弦长最短, A0B02 p,称为抛物线的通径1过抛物线 y24 x 的焦点 F 做垂直于抛物线对称轴的直线,交抛物线于 A, B 两点,则线段 AB 的长为_. 【导学号:71392097】解析 易知线段 AB 为抛物线的通径,所以 AB4.答案 42如图 242,过抛物线 x24 y 的焦点作直线垂直于 y 轴,交抛物线于 A, B 两点,O 为抛物线的顶点,则 O
4、AB 的面积是_图 242解析 F(0,1),将 y1 代入得 xA2, AB4, S OAB 412.12答案 2合 作 探 究攻 重 难依据抛物线的几何性质求抛物线标准方程(1)已知双曲线 C1: 1( a0, b0)的离心率为 2.若抛物线 C2: x22 py x2a2 y2b2(p0)的焦点到双曲线 C1的渐近线的距离为 2,则抛物线 C2的方程为_(2)已知抛物线的焦点 F 在 x 轴正半轴上,直线 l 过 F 且垂直于 x 轴, l 与抛物线交于A, B 两点, O 是坐标原点,若 OAB 的面积等于 4,则此抛物线的标准方程为_. 【导学号:71392098】自主解答 (1)双
5、曲线 C1: 1( a0, b0)的离心率为x2a2 y2b22, 2, b a,ca a2 b2a 33双曲线的渐近线方程为 xy0,抛物线 C2: x22 py(p0)的焦点 到双3 (0,p2)曲线的渐近线的距离为 2, p8.所求的抛物线方程为 x216 y.| 30p2|2(2)不妨设抛物线的方程为 y22 px,如图所示, AB 是抛物线的通径, AB2 p,又OF p, S OAB ABOF 2p p p24,故 p2 .12 12 12 12 12 2答案 (1) x216 y (2) y24 x2名师指津 利用抛物线几何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
6、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:解决焦点弦问题.再练一题1抛物线的顶点在原点,对称轴重合于椭圆 9x216 y2144 的短轴所在的直线,抛物线焦点到顶点的距离为 3,则抛物线的标准方程为_解析 椭圆的方程可化为 1,其短轴在 y 轴上,x216 y29抛物线的对称轴为 y 轴,设抛物线的标准方程为 x22 py 或 x22 py(p0),由抛物线焦点到顶点的距离为 3 得 3, p6.抛物线的标准方程为 x212 y 或 x212 y.p2答案 x212 y 或 x212 y与抛物线有关的最值问题求抛物线 y x2上的点
7、到直线 4x3 y80 的最小距离 . 【导学号:71392099】精彩点拨 本题的解法有两种:法一,设 P(t, t2)为抛物线上一点,点 P 到直线的距离为 d ,再利用二次函数求最小距离;法二,设直线 4x3 y m0 与|4t 3t2 8|5直线 4x3 y80 平行且与抛物线相切,求出 m 的值后,再利用两平行线间的距离公式求4最小距离自主解答 法一:设 P(t, t2)为抛物线上的点,它到直线 4x3 y80 的距离d |4t 3t2 8|5 |3t2 4t 8|51515 .35(t 23)2 43当 t 时, d 有最小值 .23 43法二:如图,设与直线 4x3 y80 平行
8、的抛物线的切线方程为 4x3 y m0,由Error!消去 y 得 3x24 x m0, 1612 m0, m .43最小距离为 .| 8 43|52035 43名师指津 抛物线中最值的求解策略(1)可借助于抛物线的有关知识转化为函数的最值求解,但要注意抛物线的范围.(2)当条件中有关于抛物线上的点 P 到焦点 F 的距离问题,一定要考虑抛物线的定义,注意点 P 到 F 的距离与点 P 到准线距离的转化.再练一题2已知直线 l1:4 x3 y60 和直线 l2: x1,抛物线 y24 x 上一动点 P 到直线l1和直线 l2的距离之和的最小值是_解析 因为抛物线的方程为 y24 x,所以焦点坐
9、标 F(1,0),准线方程为 x1,所以设 P 到准线的距离为 PB,则 PB PF, P 到直线 l1:4 x3 y60 的距离为 PA,所以PA PB PA PF FD,其中 FD 为焦点到直线 4x3 y60 的距离,所以5FD 2,所以距离之和最小值是 2.|4 0 6|32 42 105答案 2抛物线的几何性质探究问题1从几何性质上看,抛物线与双曲线有何区别和联系?提示 (1)抛物线的几何性质和双曲线几何性质比较起来,差别较大,它的离心率为1,只有一个焦点、一个顶点、一条对称轴、一条准线,它没有对称中心(2)抛物线与双曲线的一支,尽管它们都是不封闭的有开口的光滑曲线,但是它们的图象性
10、质是完全不同的事实上,从开口的变化规律来看,双曲线的开口是越来越阔,而抛物线开口越来越趋于扁平2如何认识抛物线的焦点弦?提示 如图, AB 是抛物线 y22 px(p0)过焦点 F 的一条弦,设 A(x1, y1), B(x2, y2),AB 的中点 M(x0, y0),相应的准线为 l.(1)以 AB 为直径的圆必与准线 l 相切;(2)AB2 (焦点弦长与中点关系);(x0p2)(3)AB x1 x2 p;(4)若直线 AB 的倾斜角为 ,则 AB ;2psin2如当 90时, AB 叫抛物线的通径,是焦点弦中最短的;(5)A, B 两点的横坐标之积、纵坐标之积为定值,即 x1x2 , y
11、1y2 p2;p246(6) .1AF 1BF 2p3设抛物线上任意一点 P(x0, y0),焦点弦端点 A(x1, y1), B(x2, y2),则四种标准形式下的焦半径 PF、焦点弦 AB,如何表示提示 标准方程 y22 px(p0) y22 px(p0) x22 py(p0) x22 py(p0)焦半径 PF PF x0p2PF x0p2PF y0p2PF y0p2焦点弦 AB AB x1 x2 p AB p x1 x2 AB y1 y2 p AB p y1 y2已知过抛物线 y22 px(p0)的焦点 F 的直线交抛物线于 A, B 两点,且AB p,求 AB 所在的直线方程. 52【
12、导学号:71392100】精彩点拨 求 AB 所在直线的方程的关键是确定直线的斜率 k,利用直线 AB 过焦点F, AB x1 x2 p p 求解52自主解答 由题意可知,抛物线 y22 px(p0)的准线为 x .p2设 A(x1, y1), B(x2, y2), A, B 到抛物线准线的距离分别为 dA, dB.由抛物线的定义,知 AF dA x1 , BF dB x2 ,p2 p2于是 AB x1 x2 p p, x1 x2 p.52 32当 x1 x2 时, AB2 p0),如何判断直线与抛物线的交点个数?提示 直线与抛物线交点的个数等价于方程组Error!的解的个数,也等价于方程ky
13、22 py2 bp0 的解的个数(1)若 k0,当 0 时,直线和抛物线相交,有两个公共点;当 0 时,直线和抛物线相切,有一个公共点;当 0)相交,有一个公共点特别地,当直线l 的斜率不存在时,设直线 l 的方程为 x m,则当 m0 时, l 与抛物线相交,有两个公共点;当 m0 时, l 与抛物线相切,有一个公共点;当 m0,得2 b10,即 b0)的所有焦点弦中,弦长的最小值为_解析 通径长为 2p.答案 2 p2过抛物线 y24 x 的焦点作直线与抛物线相交于 P(x1, y1), Q(x2, y2)两点,若x1 x28,则 PQ 的值为_. 【导学号:71392102】解析 PQ
14、x1 x2210.答案 103直线 l: y x b 与抛物线 C: x24 y 相切于点 A,则实数 b 的值为_解析 由Error!得 x24 x4 b0,因为直线 l 与抛物线 C 相切,所以 (4) 24(4 b)0,解得 b1.答案 14已知抛物线 C: y x2,则过抛物线焦点 F 且斜率为 的直线 l 被抛物线截得的线14 12段长为_解析 由题意得 l 的方程为 y x1,即 x2( y1)代入抛物线方程,得129y( y1) 2,即 y23 y10.设线段端点坐标为( x1, y1),( x2, y2),则线段长度为y1 y2 p5.答案 55已知抛物线 y22 px(p0),过 C(4,0)作抛物线的两条切线 CA, CB, A, B 为切点若直线 AB 经过抛物线 y22 px 的焦点, CAB 的面积为 24,则以直线 AB 为准线的抛物线的标准方程是_. 【导学号:71392103】解析 由抛物线的对称性知, AB x 轴因为直线 AB 经过抛物线的焦点,| AB|2 p.又点 C 到直线 AB 的距离 d 4, CAB 的面积 S |AB|d 2pp2 12 1224.整理,得 p28 p480,解得 p4 或 p12(舍去), p4,直线 AB 的(p2 4)方程为 x2.以直线 AB 为准线的抛物线的标准方程为 y28 x.答案 y28 x
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