2019_2020学年高中数学第2章圆锥曲线与方程2.3.1抛物线及其标准方程学案新人教B版.docx

2.3.1抛物线及其标准方程学 习 目 标核 心 素 养1.理解抛物线的定义、标准方程及其推导过程(重点)2.掌握抛物线的定义及其标准方程的应用(难点)1.通过抛物线定义的理解及标准方程的推导，培养学生的逻辑推理素养.2.通过抛物线方程的实践应用，提升学生的数学运算、数学建模素养.1抛物线的定义思考1：平面内到一定点距离与到一定直线距离相等的点的轨迹是抛物线吗？提示不一定当直线l经过点F时，点的轨迹是过定点F且垂直于定直线l的一条直线；l不经过点F时，点的轨迹是抛物线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)xy22px(p0xx22py(p0)yx22py(p0)y思考2：抛物线的标准方程y22px(p0)中p的几何意义是什么？提示焦点到准线的距离思考3：已知抛物线的标准方程，怎样确定抛物线的焦点位置和开口方向？ 提示一次项变量为x(或y)，则焦点在x轴(或y轴)上；若系数为正，则焦点在正半轴上；系数为负，则焦点在负半轴上焦点确定，开口方向也随之确定1抛物线yax2的准线方程是y2，则实数a的值为()ABC8D8B由yax2，得x2y，2，a.2抛物线y24x的焦点坐标是()A(0,2) B(0,1)C(2,0)D(1,0)Dy24x，焦点F(1,0)3已知抛物线的顶点是原点，对称轴为坐标轴，并且经过点P(2，4)，则该抛物线的标准方程为_y28x或x2y设抛物线方程为y22px(p0)，或x22py(p0)将P(2，4)代入，分别得方程为y28x或x2y.求抛物线的标准方程【例1】分别求满足下列条件的抛物线的标准方程(1)准线方程为2y40；(2)过点(3，4)；(3)焦点在直线x3y150上思路探究解(1)准线方程为2y40，即y2，故抛物线焦点在y轴的正半轴上，设其方程为x22py(p0)，又2，所以2p8，故抛物线方程为x28y.(2)点(3，4)在第四象限，设抛物线的标准方程为y22px(p0)或x22p1y(p10)把点(3，4)的坐标分别代入y22px和x22p1y，得(4)22p3,322p1(4)，即2p，2p1.所求抛物线的标准方程为y2x或x2y.(3)令x0得y5；令y0得x15.抛物线的焦点为(0，5)或(15,0)所求抛物线的标准方程为x220y或y260x.求抛物线方程的主要方法是待定系数法，若已知抛物线的焦点位置，则可设出抛物线的标准方程，求出p值即可，若抛物线的焦点位置不确定，则要分情况讨论，另外，焦点在x轴上的抛物线方程可统一设成y2ax(a0)，焦点在y轴上的抛物线方程可统一设成x2ay(a0).1根据下列条件分别求抛物线的标准方程(1)抛物线的焦点是双曲线16x29y2144的左顶点；(2)抛物线的焦点F在x轴上，直线y3与抛物线交于点A，|AF|5.解(1)双曲线方程可化为1，左顶点为(3,0)，由题意设抛物线方程为y22px(p0)且3，p6，抛物线的方程为y212x.(2)设所求焦点在x轴上的抛物线的方程为y22px(p0)，A(m，3)，由抛物线定义得5|AF|.又(3)22pm，p1或p9，故所求抛物线方程为y22x或y218x.抛物线定义的应用探究问题1抛物线定义的实质可归结为“一动三定”，这句话的含义是什么？提示抛物线定义的实质可归结为“一动三定”，一个动点，设为M；一个定点F，即抛物线的焦点；一条定直线l，即为抛物线的准线；一个定值，即点M与点F的距离和M到l的距离之比等于1.定点F不能在直线上，否则，动点M的轨迹就不是抛物线. 2如何通过抛物线定义实现距离转化？提示根据抛物线的定义，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【例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的轨迹方程思路探究把|MF|比M到y轴的距离大，转化为|MF|与点M到x的距离相等，从而利用抛物线定义求解解由于位于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，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)1(变换条件、改变问法)若本例中的点M所在轨迹上有一点N到点F的距离为2，求点N的坐标解设点N的坐标为(x0，y0)，则|NF|2，即2y4，又由例题的解析知点M的轨迹方程为y22x(x0)，故y2x0，由可得或故点N的坐标为或.2(变换条件、改变问法)若本例中增加一点A(3,2)，其他条件不变，求|MA|MF|的最小值，并求出点M的坐标解如图，由于点M在抛物线上，所以|MF|等于点M到其准线l的距离|MN|，于是|MA|MF|MA|MN|，所以当A，M，N三点共线时，|MA|MN|取最小值，亦即|MA|MF|取最小值， 最小值为3.这时点M的纵坐标为2，可设M(x0,2)，代入抛物线方程得x02，即M(2,2)利用抛物线的定义可实现抛物线上的点到焦点和到准线距离的相互转化.解此类最值、定值问题时，首先要注意抛物线定义的转化应用，其次是注意平面几何知识的应用，例如两点之间线段最短，三角形中三边间的不等关系，点与直线上点的连线中垂线段最短等.与抛物线有关的应用问题【例3】河上有一抛物线形拱桥，当水面距拱桥顶5 m时，水面宽为8 m，一小船宽4 m，高2 m，载货后船露出水面上的部分高0.75 m，则水面上涨到与抛物线形拱桥顶相距多少米时，小船开始不能通航？思路探究建立平面直角坐标系得出抛物线方程，借助抛物线方程分析求解解如图所示，以拱桥的拱顶为原点，以过拱顶且平行于水面的直线为x轴，建立平面直角坐标系设抛物线方程为x22py(p0)，由题意可知点B(4，5)在抛物线上，故p，得x2y.当船面两侧和抛物线接触时，船不能通航，设此时船面宽为AA，则A(2，yA)，由22yA，得yA.又知船面露出水面上的部分高为0.75 m，所以h|yA|0.752(m)所以水面上涨到与抛物线形拱桥顶相距2 m时，小船开始不能通航涉及桥的高度、隧道的高低等抛物线型问题，通常用抛物线的标准方程解决，建立直角坐标系后，要结合点的位置分析坐标的符号，根据实际问题中的数据准确写出点的坐标，再结合实际问题求解.2某大桥在涨水时有最大跨度的中央桥孔，已知上部呈抛物线形，跨度为20 m，拱顶距水面6 m，桥墩高出水面4 m现有一货船欲过此孔，该货船水下宽度不超过18 m，目前吃水线上部分中央船体高5 m，宽16 m，且该货船在现在状况下还可多装1 000 t货物，但每多装150 t货物，船体吃水线就要上升0.04 m，若不考虑水下深度，问：该货船在现在状况下能否直接或设法通过该桥孔？为什么？解如图所示，以拱顶为原点，过拱顶的水平直线为x轴，竖直直线为y轴，建立直角坐标系拱顶距水面6 m，桥墩高出水面4 m，A(10，2)设桥孔上部抛物线方程是x22py(p0)，则1022p(2)，p25，抛物线方程为x250y，即yx2.若货船沿正中央航行，船宽16 m，而当x8时，y821.28 m，即船体在x8之间通过，B(8，1.28)，此时B点距水面6(1.28)4.72(m)，而船体高为5 m，无法通行又54.720.28 m,0.280.047，15071 050(t)，即若船通过增加货物通过桥孔，则要增加1 050 t，而船最多还能装1 000 t货物，所以货船在现有状况下不能通过桥孔.1思考辨析(1)平面内与一个定点F和一条定直线l的距离相等的点的轨迹一定是抛物线()(2)抛物线x220y的焦点到准线的距离是10()(3)抛物线y2x2的准线方程是y()提示(1)不一定当F在l上时是过F且垂直于l的一条直线(2)(3)2若点P到定点F(4,0)的距离比它到直线x50的距离小1，则点P的轨迹方程是()Ay216xBy232xCy216xDy216x或y0(x0)C点F(4,0)在直线x50的右侧，且P点到点F(4,0)的距离比它到直线x50的距离小1，点P到F(4,0)的距离与它到直线x40的距离相等故点P的轨迹为抛物线，且顶点在原点，开口向右，p8，故P点的轨迹方程为y216x.3抛物线y22px(p0)上一点M到焦点的距离是a，则点M的横坐标是 ()Aa BaCapDapB设抛物线上点M(x0，y0)，如图所示，过M作MNl于N(l是抛物线的准线x)，连MF.根据抛物线定义，|MN|MF|a，x0a，x0a，所以选B.4若抛物线y24x上的点M到焦点的距离为10，则M到y轴的距离是_9由于抛物线y24x的焦点为F(1,0