高考数学人教A一轮复习课件87抛物线

1、第七节 抛物线,【知识梳理】 1.抛物线的定义 满足以下三个条件的点的轨迹是抛物线: (1)在平面内. (2)与一个定点F和一条定直线l距离_. (3)l不经过点F.,相等,2.抛物线的标准方程与几何性质,y2=2px,y2=-2px,x2=2py,x2=-2py,O(0,0),y=0(x轴),x=0(y轴),x0,yR,x0,yR,y0,xR,y0,xR,【特别提醒】 抛物线焦点弦的几个常用结论 设AB是过抛物线y2=2px(p0)焦点F的弦,若A(x1,y1), B(x2,y2),则 (1)x1x2= ,y1y2=-p2. (2)弦长|AB|=x1+x2+p= (为弦AB的倾斜角).,(3

2、) 为定值 . (4)以AB为直径的圆与准线相切. (5)以AF或BF为直径的圆与y轴相切.,【小题快练】 链接教材练一练 1.(选修1-1P59T3(1)改编)设抛物线y2=8x上一点P到 y轴的距离是4,则点P到该抛物线焦点的距离是_.,【解析】如图所示,抛物线的准线l的方程 为x=-2,F是抛物线的焦点,过点P作PAy轴, 垂足是A,延长PA交直线l于点B,则|AB|=2,由于点P到 y轴的距离为4,则点P到准线l的距离|PB|=4+2=6,所以 点P到焦点的距离|PF|=|PB|=6. 答案:6,2.(选修1-1P63T1(1)改编)已知抛物线的顶点是原点,对称轴为坐标轴,并且经过点P

3、(-2,-4),则该抛物线的标准方程为_.,【解析】很明显点P在第三象限,所以抛物线的焦点可能在x轴负半轴上或y轴负半轴上. 当焦点在x轴负半轴上时,设方程为y2=-2px(p0),把点P(-2,-4)的坐标代入得(-4)2=-2p(-2), 解得p=4,此时抛物线的标准方程为y2=-8x;,当焦点在y轴负半轴上时,设方程为x2=-2py(p0),把 点P(-2,-4)的坐标代入得(-2)2=-2p(-4),解得p= , 此时抛物线的标准方程为x2=-y. 综上可知,抛物线的标准方程为y2=-8x或x2=-y. 答案:y2=-8x或x2=-y,感悟考题 试一试 3.(2017贵阳模拟)已知过抛

4、物线y2=6x焦点的弦长为12,则此弦所在直线的倾斜角是(),【解析】选B.由焦点弦长公式|AB|= ,得 =12, 所以sin= ,所以= 或 .,4.(2016浙江高考)若抛物线y2=4x上的点M到焦点的距离为10,则M到y轴的距离是_. 【解析】xM+1=10 xM=9. 答案:9,考点一抛物线的定义及其应用 【典例1】(1)(2014全国卷)已知抛物线C:y2=x的 焦点为F,A(x0,y0)是C上一点,|AF|= x0,则x0=() A.1B.2C.4D.8,(2)已知点P是抛物线x2=4y上的动点,点P在x轴上的射影是点Q,点A的坐标是(8,7),则|PA|+|PQ|的最小值为 (

5、) A.7B.8C.9D.10,【解题导引】(1)由y2=x可知,抛物线的准线方程为x= - ,从而可得A到抛物线准线的距离为x0+ ,然后利用 抛物线的定义即可求得x0的值. (2)利用抛物线的定义,将|PQ|转化为|PF|-1,再结合图 形求解.,【规范解答】(1)选A.根据抛物线的定义可知|AF|=x0+ = x0,解得x0=1. (2)选C.抛物线的焦点为F(0,1),准线方程为y=-1,根据 抛物线的定义知,|PF|=|PM|=|PQ|+1.,所以|PA|+|PQ|=|PA|+|PM|-1=|PA|+|PF|-1|AF|-1= -1=10-1=9. 当且仅当A,P,F三点共线时,等号

6、成立, 则|PA|+|PQ|的最小值为9.,【母题变式】 1.在本例(1)中,若A点在x轴上方,且AF的延长线交抛物线于点B,求B点的坐标.,【解析】由例题可知A(1,1), 所以kAF= 所以直线AF的方程为y= 即4x-3y-1=0. 由 即(4y+1)(y-1)=0,所以y=- 或y=1. 又因为A在x轴上方,所以B在x轴下方, 即,2.在本例(1)中,若A点在x轴上方,且AF的延长线交抛物线于点B,求AOB的面积.,【解析】SAOB=SAOF+SBOF = |OF|yA|+ |OF|yB|,【规律方法】 1.与抛物线定义有关的两个线段 抛物线的焦半径、焦点弦. 2.抛物线定义的作用 将

7、抛物线上的点到焦点的距离转化为该点到准线的距离;将抛物线上的点到准线的距离转化为该点到焦点的距离.,【变式训练】(2017广州模拟)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+20 C.2n+10D.2n+20,【解析】选A.由抛物线的方程y2=4x可知其焦点为(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, 所以|P1F|+|P2F|+|PnF|=x1+1+x2+1+xn

8、+1 =(x1+x2+xn)+n=n+10.,【加固训练】 1.(2017昆明模拟)设经过抛物线C的焦点的直线l与抛物线C交于A,B两点,那么抛物线C的准线与以AB为直径的圆的位置关系为() A.相离B.相切 C.相交但不经过圆心D.相交且经过圆心,【解析】选B.设圆心为M,过点A,B,M作准线l的垂线,垂 足分别为A1,B1,M1,则|MM1|= (|AA1|+|BB1|).由抛物线 定义可知|BF|=|BB1|,|AF|=|AA1|,所以|AB|=|BB1|+ |AA1|,|MM1|= |AB|,即圆心M到准线的距离等于圆的 半径,故以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.,2.(2017忻州

9、模拟)已知P为抛物线y2=4x上一个动点, Q为圆x2+(y-4)2=1上一个动点,那么点P到点Q的距离与点P到抛物线的准线距离之和的最小值是_.,【解析】由题意知,圆x2+(y-4)2=1的圆心为C(0,4),半 径为1,抛物线的焦点为F(1,0),根据抛物线的定义,点P 到点Q的距离与点P到抛物线准线的距离之和即点P到 点Q的距离与点P到抛物线焦点的距离之和,因此|PQ|+ |PF|PC|+|PF|-1|CF|-1= -1. 答案: -1,3.(2017厦门模拟)已知点P在抛物线y2=4x上,且点P 到y轴的距离与其到焦点的距离之比为 ,则点P到x轴 的距离为_.,【解析】设点P的坐标为(

10、xP,yP),抛物线y2=4x的准线方 程为x=-1,根据抛物线的定义,点P到焦点的距离等于 点P到准线的距离,故 解得xP=1,所以yp2=4, 所以|yP|=2. 答案:2,考点二抛物线的标准方程及其性质 【典例2】(1)如图,过抛物线y2=2px(p0)的焦点F的直线依次交抛物线及准线于点A,B,C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则抛物线的方程为(),(2)(2016全国卷)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|=4 ,|DE| =2 ,则C的焦点到准线的距离为() A.2B.4C.6D.8,【解题导引】(1)分别过点A,B作准线的垂

11、线,分别交准线于点E,D,设|BF|=a,根据抛物线定义可知|BD|=a,进而推断出BCD的值,在直角三角形中求得a,利用比例线段的性质可求得p,则抛物线方程可得.,(2)设抛物线方程为y2=2px(p0),结合已知条件可设出 A(x0,2 ),D ,分别代入抛物线与圆的方程,求 解p的值.,【规范解答】(1)选B.如图,分别过点A,B作准线的垂线, 分别交准线于点E,D, 设|BF|=a,则由已知得:|BC|=2a, 由定义得:|BD|=a,故BCD=30, 在直角三角形ACE中,因为|AF|=3,|AC|=3+3a, 所以2|AE|=|AC|,所以3+3a=6,从而得a=1, 因为BDFG

12、,所以 求得p= , 因此抛物线方程为y2=3x.,(2)选B.以开口向右的抛物线为例来解答,其他开口同理可得. 设抛物线方程为y2=2px(p0),设圆的方程为x2+y2=r2, 题目条件翻译如图:,设A(x0,2 ),D , 点A(x0,2 )在抛物线y2=2px上,所以8=2px0. 点D 在圆x2+y2=r2上,所以5+ =r2. 点A(x0,2 )在圆x2+y2=r2上,所以x02+8=r2. 联立解得:p=4,焦点到准线的距离为p=4.,【规律方法】 1.求抛物线的标准方程的方法 (1)先定位:根据焦点或准线的位置. (2)再定形:即根据条件求p.,2.抛物线性质的应用技巧 (1)

13、利用抛物线方程确定及应用其焦点、准线时,关键是将抛物线方程化成标准方程. (2)要结合图形分析,灵活运用平面图形的性质以形助数.,【变式训练】 已知抛物线y2=2px(p0)的焦点为F,准线为l,P为抛物线上一点,PAl,垂足为A,如果APF是边长为4的正三角形,那么此抛物线的焦点坐标为_,点P的横坐标xP=_.,【解析】设 则|PA|= =4. 又在RtAMF中,AFM=FAP=60, 故tanAFM= 联立式,得p=2,|y0|=2 . 故焦点坐标为(1,0),点P的横坐标为xp= =3. 答案:(1,0)3,【加固训练】 1.抛物线x2=4y的焦点坐标是(),【解析】选B.因为抛物线x2

14、=4y中,p=2, =1,焦点在 y轴上,开口向上,所以焦点坐标为(0,1).,2.已知m,n,m+n成等差数列,m,n,mn成等比数列,则抛物线mx2=ny的焦点坐标是(),【解析】选A.由题意知,2n=m+m+n且n2=mmn,解得 m=2,n=4,故抛物线为x2=2y,其焦点坐标为,3.已知点A(-2,3)在抛物线C:y2=2px(p0)的准线上,记C的焦点为F,则直线AF的斜率为(),【解析】选C.由已知,得准线方程为x=-2, 所以F的坐标为(2,0). 又A(-2,3), 所以直线AF的斜率为k=,考点三直线与抛物线的综合问题 【考情快递】,【考题例析】 命题角度1:直线与抛物线的

15、交点问题 【典例3】(2016浙江高考)如图,设抛物线y2=2px (p0)的焦点为F,抛物线上的点A到y轴的距离等于|AF|-1.,(1)求p的值. (2)若直线AF交抛物线于另一点B,过B与x轴平行的直线和过F与AB垂直的直线交于点N,AN与x轴交于点M.求M的横坐标的取值范围.,【解题导引】根据抛物线的几何性质及直线与抛物线的位置关系求解.,【规范解答】(1)由题意知抛物线上的点A到焦点F的距 离等于点A到直线x=-1的距离, 由抛物线的定义得 =1,所以p=2.,(2)由(1)得抛物线的方程为y2=4x,F(1,0), 可设A(t2,2t),t0,t1. 因为AF不垂直于y轴, 可设直

16、线AF:x=sy+1(s0), 由 消去x得y2-4sy-4=0,故y1y2=-4,所以B,又直线AB的斜率为 故直线FN的斜率为 从而得直线FN:y= (x-1), 直线BN:y= 设M(m,0),由A,M,N三点共线,得,所以m= 所以m2, 经检验m2满足题意. 综上,点M的横坐标的取值范围是(-,0)(2,+).,命题角度2:与抛物线弦的中点有关的问题 【典例4】(2017郑州模拟)已知抛物线C:y=mx2(m0),焦点为F,直线2x-y+2=0交抛物线C于A,B两点,P是线段AB的中点,过P作x轴的垂线交抛物线C于点Q.,(1)求抛物线C的焦点坐标. (2)若抛物线C上有一点R(xR

17、,2)到焦点F的距离为3,求此时m的值. (3)是否存在实数m,使ABQ是以Q为直角顶点的直角三角形?若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.,【解题导引】(1)将抛物线方程化成标准形式,直接求 出焦点坐标.(2)利用抛物线的定义求解.(3)只需证明 =0即可.,【规范解答】(1)因为抛物线C:x2= 所以它的焦点 (2)因为|RF|=yR+ 所以2+ =3,得m= .,(3)存在,联立方程 消去y得mx2-2x-2=0, 依题意,有=(-2)2-4m(-2)0恒成立. 设A(x1,mx12),B(x2,mx22), 则,因为P是线段AB的中点,所以 即 所以 得 若存在实数m,使ABQ是以

18、Q为直角顶点的直角三角形, 则 =0,即 结合(*)化简得 =0, 即2m2-3m-2=0, 所以m=2或m=- , 而2(0,+),- (0,+).,所以存在实数m=2,使ABQ是以Q为直角顶点的直角三角形.,【技法感悟】 1.直线与抛物线交点问题的解题思路 (1)求交点问题,通常解直线方程与抛物线方程组成的方程组. (2)与交点相关的问题通常借助根与系数的关系或用向量法解决.,2.解决抛物线的弦及弦中点问题的常用方法 (1)有关直线与抛物线的弦长问题,要注意直线是否过抛物线的焦点,若过抛物线的焦点,可直接使用公式|AB|=x1+x2+p,若不过焦点,则必须用一般弦长公式.,(2)涉及抛物线

19、的弦长、中点、距离等相关问题时,一般利用根与系数的关系采用“设而不求”“整体代入”等解法. 提醒:涉及弦的中点、斜率时,一般用“点差法”求解.,【题组通关】 1.(2017茂名模拟)若动圆的圆心在抛物线y= x2上, 且与直线y+3=0相切,则此圆恒过定点() A.(0,2)B.(0,-3) C.(0,3)D.(0,6),【解析】选C.直线y+3=0是抛物线x2=12y的准线,由抛物线的定义知抛物线上的点到直线y=-3的距离与到焦点(0,3)的距离相等,所以此圆恒过定点(0,3).,2.若点A的坐标是(3,2),F是抛物线y2=2x的焦点,点P在抛物线上移动,为使得|PA|+|PF|取得最小值

20、,则P点的坐标是() A.(1,2)B.(2,1) C.(2,2)D.(0,1),【解析】选C.易知点A(3,2)在抛物线y2=2x的内部,由 抛物线定义可知|PF|与点P到准线x=- 的距离相等,则 |PA|+|PF|最小时,P点应为过A作准线的垂线与抛物线 的交点,故P的纵坐标为2,横坐标为2.,3.抛物线y2=4x的焦点为F,倾斜角为45的直线过点F交该抛物线于A,B两点,则|AB|=_.,【解析】由题可知焦点F(1,0),直线AB的方程为y=x-1, 设点A(x1,y1),B(x2,y2), 联立方程组 可得x2-6x+1=0, x1+x2=6,|AB|=x1+x2+p=6+2=8.

21、答案:8,4.(2017衡水模拟)如图所示,抛物线关于x轴对称,它的顶点在坐标原点,点P(1,2),A(x1,y1),B(x2,y2)均在抛物线上. (1)写出该抛物线的方程及其准线方程. (2)当PA与PB的斜率存在且倾斜角互补时,求y1+y2的值及直线AB的斜率.,【解析】(1)由已知条件,可设抛物线的方程为y2=2px (p0). 因为点P(1,2)在抛物线上,所以22=2p1,解得p=2. 故所求抛物线的方程是y2=4x,准线方程是x=-1. (2)设直线PA的斜率为kPA,直线PB的斜率为kPB, 则kPA= (x11),kPB= (x21),因为PA与PB的斜率存在且倾斜角互补,

22、所以kPA=-kPB. 由A(x1,y1),B(x2,y2)均在抛物线上,得 y12=4x1, y22=4x2, 所以,所以y1+2=-(y2+2). 所以y1+y2=-4. 由-得,y12-y22=4(x1-x2), 所以kAB= =-1(x1x2).,5.(2015浙江高考)如图,已知抛物线C1:y= x2,圆C2: x2+(y-1)2=1,过点P(t,0)(t0)作不过原点O的直线PA, PB分别与抛物线C1和圆C2相切,A,B为切点. (1)求点A,B的坐标. (2)求PAB的面积.,注:直线与抛物线有且只有一个公共点,且与抛物线的对称轴不平行,则该直线与抛物线相切,称该公共点为切点.

23、,【解题导引】(1)设出直线PA的方程,通过联立方程,判别式为零,得到点A的坐标;根据圆的性质,利用点关于直线对称,得到点B的坐标;(2)利用两点间距离公式及点到直线的距离公式,得到三角形的底边长与底边上的高,由此计算三角形的面积.,【规范解答】(1)由题意可知,直线PA的斜率存在, 故可设直线PA的方程为y=k(x-t), 所以 消去y整理得:x2-4kx+4kt=0. 因为直线PA与抛物线相切,所以=16k2-16kt=0,解得 k=t.所以x=2t,即点A(2t,t2). 设圆C2的圆心为D(0,1),点B的坐标为(x0,y0),由题意知,点B,O关于直线PD对称, 故有 解得 即点,(2)由(1)知,|AP|= 直线A