數學拋物線的標準方知識點講解答案
1. 拋物線定義:
平面內與一個定點和一條直線的距離相等的點的軌跡叫做拋物線,點叫做拋物線的焦點,直線叫做拋物線的準線,定點不在定直線上。它與橢圓、雙曲線的第二定義相仿,僅比值(離心率e)不同,當e=1時為拋物線,當0
2. 拋物線的標準方程有四種形式,參數的幾何意義,是焦點到準線的距離,掌握不同形式方程的幾何性質(如下表):
其中為拋物線上任一點。
3. 對于拋物線上的點的坐標可設為,以簡化運算。
4. 拋物線的焦點弦:設過拋物線的焦點的直線與拋物線交于,直線與的斜率分別為,直線的傾斜角為,則有,,,,,,。
說明:
1. 求拋物線方程時,若由已知條件可知曲線是拋物線一般用待定系數法;若由已知條件可知曲線的動點的規律一般用軌跡法。
2. 凡涉及拋物線的弦長、弦的中點、弦的斜率問題時要注意利用韋達定理,能避免求交點坐標的復雜運算。
3. 解決焦點弦問題時,拋物線的定義有廣泛的應用,而且還應注意焦點弦的幾何性質。
【解題方法指導】
例1. 已知拋物線的頂點在坐標原點,對稱軸為軸,且與圓相交的公共弦長等于,求此拋物線的方程。
解析:設所求拋物線的方程為或
設交點(y10)
則,∴,代入得
∴點在上,在上
∴或,∴
故所求拋物線方程為或。
例2. 設拋物線的焦點為,經過的直線交拋物線于兩點,點在拋物線的準線上,且∥軸,證明直線經過原點。
解析:證法一:由題意知拋物線的焦點
故可設過焦點的直線的方程為
由,消去得
設,則
∵∥軸,且在準線上
∴點坐標為
于是直線的方程為
要證明經過原點,只需證明,即證
注意到知上式成立,故直線經過原點。
證法二:同上得。又∵∥軸,且在準線上,∴點坐標為。于是,知三點共線,從而直線經過原點。
證法三:如圖,
設軸與拋物線準線交于點,過作,是垂足
則∥∥,連結交于點,則
又根據拋物線的幾何性質,
∴因此點是的中點,即與原點重合,∴直線經過原點。
評述:本題考查拋物線的概念和性質,直線的方程和性質,運算能力和邏輯推理能力。其中證法一和二為代數法,證法三為幾何法,充分運用了拋物線的幾何性質,數形結合,更為巧妙。
【考點突破】
【考點指要】
拋物線部分是每年高考必考內容,考點中要求掌握拋物線的定義、標準方程以及幾何性質,多出現在選擇題和填空題中,主要考查基礎知識、基礎技能、基本方法,分值大約是5分。
考查通常分為四個層次:
層次一:考查拋物線定義的應用;
層次二:考查拋物線標準方程的求法;
層次三:考查拋物線的幾何性質的應用;
層次四:考查拋物線與平面向量等知識的綜合問題。
解決問題的基本方法和途徑:待定系數法、軌跡方程法、數形結合法、分類討論法、等價轉化法。
【典型例題分析】
例3. (2006江西)設為坐標原點,為拋物線的焦點,為拋物線上一點,若,則點的坐標為( )
A. B.
C. D.
答案:B
解析:解法一:設點坐標為,則
,
解得或(舍),代入拋物線可得點的坐標為。
解法二:由題意設,則,
即,,求得,∴點的坐標為。
評述:本題考查了拋物線的動點與向量運算問題。
例4. (2006安徽)若拋物線的焦點與橢圓的右焦點重合,則的值為( )
A. -2 B. 2 C. -4 D. 4
答案:D
解析:橢圓的右焦點為,所以拋物線的焦點為,則。
評述:本題考查拋物線與橢圓的標準方程中的基本量的關系。
【達標測試】
一. 選擇題:
1. 拋物線的準線方程為,則實數的值是( )
A. B. C. D.
2. 設拋物線的頂點在原點,其焦點在軸上,又拋物線上的點,與焦點的距離為4,則等于( )
A. 4 B. 4或-4 C. -2 D. -2或2
3. 焦點在直線上的拋物線的標準方程為( )
A. B. 或
C. D. 或
4. 圓心在拋物線上,并且與拋物線的準線及軸都相切的圓的方程為( )
A. B.
C. D.
5. 正方體的棱長為1,點在棱上,且,點是平面上的動點,且點到直線的距離與點到點的距離的平方差為1,則點的軌跡是( )
A. 拋物線 B. 雙曲線 C. 直線 D. 以上都不對
6. 已知點是拋物線上一點,設點到此拋物線準線的距離為,到直線的距離為,則的最小值是()
A. 5 B. 4 C. D.
7. 已知點是拋物線上的動點,點在軸上的射影是,點的坐標是,則的最小值是( )
A. B. 4 C. D. 5
8. 過拋物線的焦點的直線交拋物線于兩點,為坐標原點,則的值是( )
A. 12 B. -12 C. 3 D. -3
二. 填空題:
9. 已知圓和拋物線的準線相切,則的值是_____。
10. 已知分別是拋物線上兩點,為坐標原點,若的垂心恰好是此拋物線的焦點,則直線的方程為_____。
11. 過點(0,1)的直線與交于兩點,若的中點的橫坐標為,則___。
12. 已知直線與拋物線交于兩點,那么線段的中點坐標是_____。
三. 解答題:
13. 已知拋物線頂點在原點,對稱軸為軸,拋物線上一點到焦點的距離是5,求拋物線的方程。
14. 過點(4,1)作拋物線的弦,恰被所平分,求所在直線方程。
15. 設點F(1,0),M點在軸上,點在軸上,且。
⑴當點在軸上運動時,求點的軌跡的方程;
⑵設是曲線上的三點,且成等差數列,當的垂直平分線與軸交于E(3,0)時,求點的坐標。
【綜合測試】
一. 選擇題:
1. (2005上海)過拋物線的焦點作一條直線與拋物線相交于兩點,它們的橫坐標之和等于5,則這樣的直線( )
A. 有且僅有一條 B. 有且僅有兩條
C. 有無窮多條 D. 不存在
2. (2005江蘇)拋物線上的一點到焦點的距離為1,則點的縱坐標是( )
A. B. C. D. 0
3. (2005遼寧)已知雙曲線的中心在原點,離心率為,若它的一條準線與拋物線的準線重合,則該雙曲線與拋物線的交點與原點的距離是( )
A. B. C. D. 21
4. (2005全國Ⅰ)已知雙曲線的`一條準線與拋物線的準線重合,則該雙曲線的離心率為( )
A. B. C. D.
5. (2004全國)設拋物線的準線與軸交于點,若過點的直線與拋物線有公共點,則直線的斜率的取值范圍是( )
A. B. C. D.
6. (2006山東)動點是拋物線上的點,為原點,當時取得最小值,則的最小值為( )
A. B. C. D.
7. (2004北京)在一只杯子的軸截面中,杯子內壁的曲線滿足拋物線方程,在杯內放一個小球,要使球觸及杯子的底部,則該球的表面積的取值范圍是( )
A. B. C. D.
8. (2005北京)設拋物線的準線為,直線與該拋物線相交于兩點,則點及點到準線的距離之和為( )
A. 8 B. 7 C. 10 D. 12
二. 填空題:
9. (2004全國Ⅳ)設是曲線上的一個動點,則點到點的距離與點到軸的距離之和的最小值是_____。
10. (2005北京)過拋物線的焦點且垂直于軸的弦為,以為直徑的圓為,則圓與拋物線準線的位置關系是_____,圓的面積是_____。
11. (2005遼寧)已知拋物線的一條弦,,所在直線與軸交點坐標為(0,2),則_____。
12. (2004黃岡)已知拋物線的焦點在直線上,現將拋物線沿向量進行平移,且使得拋物線的焦點沿直線移到點處,則平移后所得拋物線被軸截得的弦長_____。
三. 解答題:
13. (2004山東)已知拋物線C:的焦點為,直線過定點且與拋物線交于兩點。
⑴若以弦為直徑的圓恒過原點,求的值;
⑵在⑴的條件下,若,求動點的軌跡方程。
14. (2005四川)
如圖,是拋物線的焦點,點為拋物線內一定點,點為拋物線上一動點,的最小值為8。
⑴求拋物線方程;
⑵若為坐標原點,問是否存在點,使過點的動直線與拋物線交于兩點,且,若存在,求動點的坐標;若不存在,請說明理由。
15. (2005河南)已知拋物線,為頂點,為焦點,動直線與拋物線交于兩點。若總存在一個實數,使得。
⑴求;
⑵求滿足的點的軌跡方程。
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