2019_2020学年高中数学第2章圆锥曲线与方程2.4.1抛物线及其标准方程学案新人教A版.docx

2.4.1抛物线及其标准方程学 习 目 标核 心 素 养1.掌握抛物线的定义及焦点、准线的概念(重点)2.掌握抛物线的标准方程及其推导过程(易错点)3.明确p的几何意义，并能解决简单的求抛物线标准方程问题(难点)1.通过抛物线定义的学习，培养数学抽象核心素养.2.通过抛物线定义及标准方程的应用，培养学生的直观想象、数学建模等核心素养.1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)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叫做抛物线的准线思考1：抛物线的定义中，若点F在直线l上，那么点的轨迹是什么？提示点的轨迹是过点F且垂直于直线l的直线2抛物线的标准方程图形标准方程焦点坐标准线方程y22px(p0)Fxy22px(p0)Fxx22py(p0)Fyx22py(p0)Fy思考2：(1)抛物线方程中p(p0)的几何意义是什么？(2)根据抛物线方程如何确定焦点的位置？提示(1)p的几何意义是焦点到准线的距离(2)根据抛物线方程中一次式2px，2py来确定焦点位置，“x，y”表示焦点在x轴或y轴上，系数“2p”的正负确定焦点在坐标轴的正半轴或负半轴上1抛物线y28x的焦点坐标是()A(2，0)B(2，0)C(4，0) D(4，0)B抛物线y28x的焦点在x轴的负半轴上，且2，因此焦点坐标是(2，0)2抛物线y28x的焦点到准线的距离是()A1B2 C4D8C由y28x得p4，即焦点到准线的距离为4.3抛物线x4y2的准线方程是()Ay By1Cx DxC由x4y2得y2x，故准线方程为x.4已知抛物线顶点为坐标原点，焦点在y轴上，抛物线上的点M(m，2)到焦点的距离为4，则m_4由已知，可设抛物线方程为x22py.由抛物线定义有24，p4，x28y.将(m，2)代入上式，得m216.m4.求抛物线的标准方程【例1】根据下列条件分别求出抛物线的标准方程：(1)准线方程为y；(2)焦点在y轴上，焦点到准线的距离为5；(3)经过点(3，1)；(4)焦点为直线3x4y120与坐标轴的交点思路探究：(1)(2)(3)(4)解(1)因为抛物线的准线交y轴于正半轴，且，则p，所以所求抛物线的标准方程为x2y.(2)已知抛物线的焦点在y轴上，可设方程为x22my(m0)，由焦点到准线的距离为5，知|m|5，m5，所以满足条件的抛物线有两条，它们的标准方程分别为x210y和x210y.(3)点(3，1)在第三象限，设所求抛物线的标准方程为y22px(p0)或x22py(p0)若抛物线的标准方程为y22px(p0)，则由(1)22p(3)，解得p；若抛物线的标准方程为x22py(p0)，则由(3)22p(1)，解得p.所求抛物线的标准方程为y2x或x29y.(4)对于直线方程3x4y120，令x0，得y3；令y0，得x4，抛物线的焦点为(0，3)或(4，0)当焦点为(0，3)时，3，p6，此时抛物线的标准方程为x212y；当焦点为(4，0)时，4，p8，此时抛物线的标准方程为y216x.所求抛物线的标准方程为x212y或y216x.1用待定系数法求抛物线标准方程的步骤2求抛物线的标准方程时需注意的三个问题(1)把握开口方向与方程间的对应关系(2)当抛物线的类型没有确定时，可设方程为y2mx或x2ny，这样可以减少讨论情况的个数(3)注意p与的几何意义1(2019全国卷)若抛物线y22px(p0)的焦点是椭圆1的一个焦点，则p()A2B3C4 D8答案D抛物线的定义的应用【例2】(1)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)到焦点的距离为5，求m的值、抛物线方程和准线方程；(2)已知抛物线y24x的焦点是F，点P是抛物线上的动点，对于定点A(4，2)，求|PA|PF|的最小值，并求出取最小值时的P点坐标；(3)已知动圆M与直线y2相切，且与定圆C：x2(y3)21外切，求动圆圆心M的轨迹方程思路探究：(1)利用抛物线定义先求抛物线的方程，再求m和准线方程(2)利用抛物线的定义，把|PF|转化为到准线的距离(3)利用|MC|的长度比点M到直线y2的距离大1求解解(1)设所求抛物线方程为x22py(p0)，由35得p4，因此抛物线方程为x28y，其准线方程为y2，由m224得m2.(2)如图，作PNl于N(l为准线)，作ABl于B，则|PA|PF|PA|PN|AB|，当且仅当P为AB与抛物线的交点时，取等号(|PA|PF|)min|AB|415.此时yP2，代入抛物线得xP1，P(1，2)(3)设动圆圆心为M(x，y)，半径为r，则由题意可得M到圆心C(0，3)的距离与直线y3的距离相等由抛物线的定义可知：动圆圆心的轨迹是以C(0，3)为焦点，以y3为准线的一条抛物线，其方程为x212y.抛物线定义的两种应用(1)实现距离转化根据抛物线的定义，抛物线上任意一点到焦点的距离等于它到准线的距离，因此，由抛物线定义可以实现点点距与点线距的相互转化，从而简化某些问题(2)解决最值问题在抛物线中求解与焦点有关的两点间距离和的最小值时，往往用抛物线的定义进行转化，即化折线为直线解决最值问题2(1)已知点P是抛物线y22x上的一个动点，则点P到点A(0，2)的距离与P到该抛物线准线的距离之和的最小值为()A.B3C. D.A由抛物线的定义可知，抛物线上的点到准线的距离等于到焦点的距离由图可得，点P到准线x的距离d|PF|，易知点A(0，2)在抛物线y22x的外部，连接AF，交y22x于点P，欲使所求距离之和最小，只需A，P，F共线，其最小值为|AF| .(2)若位于y轴右侧的动点M到F的距离比它到y轴的距离大.求点M的轨迹方程解由于位于y轴右侧的动点M到F的距离比它到y轴的距离大，所以动点M到F的距离与它到直线l：x的距离相等由抛物线的定义知动点M的轨迹是以F为焦点，l为准线的抛物线(不包含原点)，其方程应为y22px(p0)的形式，而，所以p1，2p2，故点M的轨迹方程为y22x(x0).抛物线的实际应用探究问题已知抛物线，如何建系，才能使抛物线方程为标准方程？提示以抛物线的顶点为坐标原点，以抛物线的对称轴为坐标轴建系【例3】河上有抛物线型拱桥，当水面距拱顶5米时，水面宽为8米，一小船宽4米，高2米，载货后船露出水面上的部分高米，问水面上涨到与抛物线拱顶相距多少米时，小船开始不能通航？思路探究：解如图，建立坐标系，设拱桥抛物线方程为x22py(p0)，由题意，将B(4，5)代入方程得p，抛物线方程为x2y. 当船的两侧和拱桥接触时船不能通航设此时船面宽为AA，则A(2，yA)，由22yA，得yA.又知船露出水面上部分为米，设水面与抛物线拱顶相距为h，则h|yA|2(米)，即水面上涨到距抛物线拱顶2米时，小船不能通航求抛物线实际应用的五个步骤(1)建立适当的坐标系(2)设出合适的抛物线标准方程(3)通过计算求出抛物线的标准方程(4)求出需要求出的量(5)还原到实际问题中，从而解决实际问题3如图是抛物线型拱桥，当水面在l时，拱顶离水面2米，水面宽4米，若水面下降0.42米后，则水面宽为()A2.2米 B4.4米C2.4米 D4米B如图，建立直角坐标系，设抛物线方程为x2my，将A(2，2)代入x2my，得m2，x22y，代入B(x0，2.42)得x02.2，故水面宽为4.4 m，故选B.1焦点在x轴上的抛物线，其标准方程可以统设为y2mx(m0)，此时焦点为F，准线方程为x；焦点在y轴上的抛物线，其标准方程可以统设为x2my(m0)，此时焦点为F，准线方程为y.2设M是抛物线上一点，焦点为F，则线段MF叫做抛物线的焦半径若M(x0，y0)在抛物线y22px(p0)上，则根据抛物线的定义，抛物线上的点到焦点的距离和到准线的距离可以相互转化，所以焦半径|MF|x0.3对于抛物线上的点，利用定义可以把其到焦点的距离转化为到准线的距离，也可以把其到准线的距离转化为到焦点的距离，因此可以解决有关距离的最值问题1准线方程为y的抛物线的标准方程为()Ax2yBx2yCy2x Dy2xB由准线方程为y知抛物线焦点在y轴负半轴上，且，则p.故所求抛物线的标准方程为x2y.2抛物线y224ax(a0)上有一点M，它的横坐标是3，它到焦点的距离是5，则抛物线的方程为()Ay28x By212xCy216x Dy220xA由题意知6a35，解得a，因此抛物线方程为y28x.3已知抛物线y22px(p0)的焦点F1，若点A(2，4)在抛物线上，则点A到焦点的距离为_4把点(2，4)代入抛物线y22px，得164p，