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导入 新课. . . . . 椭 圆. 抛物线. 双曲线. 观察与分析. 在生活中存在着各式各样的抛物线,你能说出抛物线存在哪些几何性质吗?. 下面让我们一起学习和研究抛物线的简单几何性质 ……. 圆锥曲线与方程. 2.3.2 抛物线的简单几何性质. 教学目标. 知识与能力:. 了解用方程的方法研究图形的对称性;. 理解抛物线的范围、对称性及顶点、离心率的概念;. 掌握抛物线的标准方程、会用抛物线的定义解决实际问题. 过程与方法:. 情感态度与价值观:. 注重数形结合,掌握解析法研究几何问题的一般方法,注重培养学生的能力;.
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导入新课 椭 圆 抛物线 双曲线
观察与分析 在生活中存在着各式各样的抛物线,你能说出抛物线存在哪些几何性质吗?
下面让我们一起学习和研究抛物线的简单几何性质……下面让我们一起学习和研究抛物线的简单几何性质……
教学目标 知识与能力: 了解用方程的方法研究图形的对称性; 理解抛物线的范围、对称性及顶点、离心率的概念; 掌握抛物线的标准方程、会用抛物线的定义解决实际问题.
过程与方法: 情感态度与价值观: 注重数形结合,掌握解析法研究几何问题的一般方法,注重培养学生的能力; 注重探索能力的培养. 在合作、互动的教学氛围中,培养学生科学探索精神,激励学生创新; 让学生参与利用信息技术探究点的轨迹问题,培养学生学习数学的兴趣.
教学重难点 重点: 难点: 认识生活中的抛物线及其特点. 掌握抛物线的简单几何性质.
前面我们已经学习了椭圆,双曲线的性质,你能说出抛物线的性质与它们的性质有什么区别吗?前面我们已经学习了椭圆,双曲线的性质,你能说出抛物线的性质与它们的性质有什么区别吗? 分析:经过上面的学习我们知道,抛物线只有一个焦点、一个顶点一条对称轴、一条准线;它没有中心.通常抛物线称为无心圆锥曲线,而椭圆和双曲线称为有心圆锥曲线.
抛物线y2=2px(p>0)与椭圆、双曲线一样同样有许多重要的性质,在这里我们一起研究它的几个简单几何性质.抛物线y2=2px(p>0)与椭圆、双曲线一样同样有许多重要的性质,在这里我们一起研究它的几个简单几何性质. 一.范围: 因为p>0,由y2=2px(p>0)可知,对于此抛物线上的点M (x , y), x≥0,所以这条抛物线在y轴的右侧,开口方向与x轴正向相同;当x的值增大时,|y|也增大,这说明抛物线向右上方和右下方无限延伸.
二. 对称性: 以-y代y,方程y2=2px(p>0)不变,所以这条抛物线关于x轴对称.我们把抛物线的对称轴叫做抛物线的轴. 三. 顶点: 抛物线和它的轴的交点叫做抛物线的顶点.在方程y2=2px(p>0)中,当y=0时,x=0,因此抛物线y2=2px(p>0)的坐标的顶点就是坐标的原点.
四.离心率: 抛物线上的点M到焦点的距离和它到准线的距离的比,叫做抛物线的离心率,用e表示.由定义可知,e=-1.
例1: 已知抛物线关于x轴对称,它的顶点在坐标原点,并且经过点M(2,-2 ),求它的标准方程. 解:因为抛物线关于x轴对称,它的顶点在原点,并且经过点M(2,-2 ),所以,可以设它的标准方程为 y2=2px(p>0) 因为点M在抛物线上,所以(-2 )2=2p·2, 即 p=2. 因此,所求的抛物线的标准方程为y2=4x
y M x O F 例2: 如图,M是抛物线有y2=4x上一点,F是抛物线的焦点,以Fx为始边、FM为终边的角∠xFM=60°,求|FM|. 解:因为∠xFM=60°,所以线段FM所在直线的斜率为k=tan 60°= ,因此,直线FM的方程为y= (x-1). { y= (x-1),① 与抛物线y2=4x联立,得 y2=4x. ②
y 继续解答 M x O F 把①代入②得 3x2-10x+3=0, 解得 x1= , x2=3. 把x1= ,x2=3分别代入①得 y1= ,y2=2 . 由图可知( , )不符合题意,所以M点的坐标为(3,2 ). 因此,|FM|= = 4.
B y x ● O F 例3: A 如图,直线y=x-2与抛物线y2=2x相交于A,B两点,求证:OA⊥OB. 证明:将y=x-2代入y2=2x中,得 (x-2)2=2x. 化简得 x2-6x+4=0, 解得 x=3± , 则 y=3± -2=1± .
继续解答 因为kOB= ,kOA= , 所以kOB · kOA= × = =-1 所以OA⊥OB.
解题技巧的小小总结: 一. 已知抛物线的标准方程,求它的焦点坐标和准线方程时,首先要判断抛物线的对称轴和开口方向,一次项的变量如果为x(或y)则x轴(或y轴)是抛物线的对称轴,一次项系数的符号决定开口方向. 二. 由已知条件求抛物线标准方程时,首先要根据已知条件确定抛物线标准方程的类型,再求出方程中的参数p.
课堂小结 一.与椭圆、双曲线的几何性质比较,抛物线的几何性质如下: 1.抛物线只位于半个坐标平面内,它可以无限延伸,但没有渐近线. 2.抛物线只有1条对称轴,无对称中心. 3.抛物线只有1个顶点、1个焦点、1条准线. 4.抛物线的离心率是确定的,其值为1.
二. 简单的定义: 1.我们把抛物线的对称轴叫做抛物线的对称轴. 2.抛物线和它的轴的交点叫做抛物线的顶点. 3.抛物线上的动点M到焦点的距离和它到准线的距离比,叫做抛物线的离心率.
三. 当抛物线的标准方程为y2=2px(p>0)时,它具有如下几何性质: 1.它的范围为向右上方和右下方无限延伸. 2.它关于x轴对称. 3.它的顶点就是坐标原点. 4.它的离心率e=1.
高考链接 1.(2008广东文、理)设b>0,椭圆方程为 ,抛物线方程为x2=8(y-b).如图4所示,过点F(0,b+2)作x轴的平行线,与抛物线在第一象限的交点为G.已知抛物线在点G的切线经 过椭圆的右焦点F1.
(1)求满足条件的椭圆方程和抛物线方程; (2)设A,B分别是椭圆长轴的左、右端点,试探究在抛物线上是否存在点P,使得△ABP为直角三角形?若存在,请指出共有几个这样的点?并说明理由(不必具体求出这些点的坐标).
得 解:解方程组 所以点G的坐标为G(4,b+2), 由x2=8(y-b),得y= x2+b,求导数得 yˊ= x, 于是,抛物线y= x2+b在点G的切线l的斜率为 又椭圆 中 , 即c=b,所以椭圆的右焦点为F1(b,0)由切线l过点F1,可知 ,解得b=1.
继续解答 所以满足条件的椭圆方程和 抛物线方程分别为 和 (2)在抛物线上存在点P,使得△ABP为直角三角形.且这样的点有4个. 证明:分别过点A、B做y轴的平行线,交抛物线于M,N点,则∠MAB=90°,∠NBA=90°, 显然M,N在抛物线上,且使得△ABM,△ABN为直角三角形.
若以∠APB为直角,设点P坐标为 ,A、B两点的坐标分别为 和 , . 关于x2的二次方程有一大于零的解, ∴x有两解,即以∠APB为直角Rt△APB的有两个, 综上所述, 满足条件的点共有4个.
2. (2008陕西文、理)已知抛物线:y=2x2,直线y=kx+2交C于A,B两点,M是线段AB的中点,过M作x轴的垂线交C于点N. (Ⅰ)证明:抛物线C在点N处的切线与AB平行; (Ⅱ)是否存在实数k使 ,若存在,求k的值;若不存在,说明理由.
继续解答 y A M 2 B 1 N O x 1 解:(Ⅰ)如图,设A(x1,2x12),B(x2,2x22),把y=kx+2代入y=2x2得2x2-kx-2=0, 由韦达定理得,x1+x2= , x1x2=-1, ∴ ∴ N的点坐标为 , 将y=2x2代入上式得,
∵直线l与抛物线C相切, ∴m=k,即l//AB. (Ⅱ)假设存在实数k ,则NA⊥NB, 又∵ M是AB的中点, 由(Ⅰ)知
∵MN ⊥ x轴, 又 ,解得 k=±2. 即存在k=±2,使
随堂练习 1.填空题: (1) 抛物线y2=4x的焦点F,准线l交x轴于R,过抛物线上一点P(4,4)作于PQ ⊥ l于Q,则S梯PQRF=____________. 14 (2)若抛物线y2=2x上两点 A(x1,y1),B(x2,y2)关于直线y=x+m对称,则 ,则m= ________.
2.选择题: (1)抛物线上有A、B、C三点横坐标依次为1, 2 ,3在轴一点D纵坐标为6,则四边形ABCD为( ) A. 正方形 B. 菱形 C. 平行四边形 D. 任意四边形 C (2)已知A、B是抛物线y2=2px(p>0)上两点,O为原点,若|OA|=|OB|且△OAB的重心恰为抛物线的焦点,则AB的直线方程为( ) A. x=p B. x=3p C. x= p D. x= p D
3.解答题: (1)抛物线y2=4x上两定点A、B(A在轴上方,B在轴下方)F为焦点,|AF|=2,|BF|=5,P为抛物线AOB这一段上一点,求S△PAB面积最大值. 解:由已知F(1,0)准线x=-1,|AF|=2 ∴xA+1=2 ∴A(1,2) |BF|=5,xB+1=5 ∴B(4,-4) AB=3 l AB:2x+y-4=0 y0∈(-4,2)
继续解答 ∴y0=-1 dMAX= ∴
(2)设抛物线的顶点为O,经过焦点且垂直于对称轴的直线交抛物线与B,C两点,经过抛物线上的一点P且垂直于轴的直线与轴交于点Q.求证:|PQ|是|BC|和|OQ|的比例中项.(2)设抛物线的顶点为O,经过焦点且垂直于对称轴的直线交抛物线与B,C两点,经过抛物线上的一点P且垂直于轴的直线与轴交于点Q.求证:|PQ|是|BC|和|OQ|的比例中项. 证明:设抛物线方程为y2=2px,则点B的坐标为( ,p),点C的坐标为( ,-p),设点P的坐标为(x,y),则点Q的坐标为(x,0). 因为|PQ|=|y|= ,|BC|=2p,|OQ|=x,所以|PQ|2=|BC||OQ|,即|PQ|是|BC|和|OQ|的比例中项.
(3)已知等边三角形的一个顶点位于抛物线y2=2px(p>0)的焦点,另外两个顶点在抛物线上,求这个等边三角形的边长.(3)已知等边三角形的一个顶点位于抛物线y2=2px(p>0)的焦点,另外两个顶点在抛物线上,求这个等边三角形的边长. 解:设等边三角形的另外两个顶点分别是A,B,其中点A在x轴上方.直线FA的方程为 与y2=2px联立,消去x,得 y2-2 py-p2=0. 解方程,得y1=( +2)p,y2=( -2)p.
继续解答 x1= 把y1=( +2)p代入 ,得 x2= 把y2=( -2)p代入 ,得 所以,满足条件的点A有两个:A1( ,( +2)p), A2( ,( -2)p). 根据图形的对称性,可得满足条件的点B也有两个:B1( ,-( +2)p), B2( ,-( -2)p). 所以,等边三角形的边长是|A1B1|=2( +2)p,或者|A2B2|=2(2- )p.
习题解答 y y2=4x y2=2x y2=x y2= x x 1.(1)y2= x; (2)x2=20y; (3)y2=-16x; (4)x2=-32y. 2.图形右图,x的系数越大,抛物线的开口越大.
3. 解:过点M(2,0)且斜率为1的直线l的方程为y=x-2, 与抛物线的方程y2=4x联立 { y=x-2, y2=4x. x2=4-2 , { { x1=4+2 , 解得 y2=2-2 . y1=2+2 ; 设A(x1,y1),B(x2,y2),则 |AB|=
4. 解:设直线AB的方程为x=a(a>0).将x=a代入抛物线方程y2=4x,得 y2=4a, 即y=±2 . 因为|AB|=2|y|=2×2 =4 =4 , 所以a=3. 因此,直线AB的方程为x=3.