拋物線的簡單幾何性質(zhì)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
j.Co M
2.3.2拋物線的簡單幾何性質(zhì)
(一)目標(biāo):
1.掌握拋物線的范圍、對(duì)稱性、頂點(diǎn)、離心率等幾何性質(zhì);
2.能根據(jù)拋物線的幾何性質(zhì)對(duì)拋物線方程進(jìn)行討論,在此基礎(chǔ)上列表、描點(diǎn)、畫拋物線圖形;
3.在對(duì)拋物線幾何性質(zhì)的討論中,注意數(shù)與形的結(jié)合與轉(zhuǎn)化 .
(二)重點(diǎn):拋物線的幾何性質(zhì)及其運(yùn)用
(三)教學(xué)難點(diǎn):拋物線幾何性質(zhì)的運(yùn)用
(四)教學(xué)過程:
一、復(fù)習(xí)引入:(學(xué)生回顧并填表格)
1.拋物線定義:平面內(nèi)與一個(gè)定點(diǎn)F和一條定直線 的距離相等的點(diǎn)的軌跡叫做拋物線. 定點(diǎn)F叫做拋物線的焦點(diǎn),定直線 叫做拋物線的準(zhǔn)線.
圖形

方程

焦點(diǎn)


準(zhǔn)線

2.拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程:
相同點(diǎn):(1)拋物線都過原點(diǎn);(2)對(duì)稱軸為坐標(biāo)軸;(3)準(zhǔn)線都與對(duì)稱軸垂直,垂足與焦點(diǎn)在對(duì)稱軸上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱 它們到原點(diǎn)的距離都等于一次項(xiàng)系數(shù)絕對(duì)值的 ,即 .
不同點(diǎn):(1)圖形關(guān)于x軸對(duì)稱時(shí),x為一次項(xiàng),y為二次項(xiàng),方程右端為 、左端為 ;圖形關(guān)于y軸對(duì)稱時(shí),x為二次項(xiàng),y為一次項(xiàng),方程右端為 ,左端為 . (2)開口方向在x軸(或y軸)正向時(shí),焦點(diǎn)在x軸(或y軸)的正半軸上,方程右端取正號(hào);開口在x軸(或y軸)負(fù)向時(shí),焦點(diǎn)在x軸(或y軸)負(fù)半軸時(shí),方程右端取負(fù)號(hào).
二、講解新課:
類似研究雙曲線的性質(zhì)的過程,我們以 為例來研究一下拋物線的簡單幾何性質(zhì):
1.范圍
因?yàn)閜>0,由方程 可知,這條拋物線上的點(diǎn)M的坐標(biāo)(x,y)滿足不等式x≥0,所以這條拋物線在y軸的右側(cè);當(dāng)x的值增大時(shí),y也增大,這說明拋物線向右上方和右下方無限延伸.
2.對(duì)稱性
以-y代y,方程 不變,所以這條拋物線關(guān)于x軸對(duì)稱,我們把拋物線的對(duì)稱軸叫做拋物線的軸.
3.頂點(diǎn)
拋物線和它的軸的交點(diǎn)叫做拋物線的頂點(diǎn).在方程 中,當(dāng)y=0時(shí),x=0,因此拋物線 的頂點(diǎn)就是坐標(biāo)原點(diǎn).
4.離心率
拋物線上的點(diǎn)M與焦點(diǎn)的距離和它到準(zhǔn)線的距離的比,叫做拋物線的離心率,用e表示.由拋物線的定義可知,e=1.
對(duì)于其它幾種形式的方程,列表如下:(學(xué)生通過對(duì)照完成下表)
標(biāo)準(zhǔn)方程圖形頂點(diǎn)對(duì)稱軸焦點(diǎn)準(zhǔn)線離心率



注意強(qiáng)調(diào) 的幾何意義:是焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離.
思考:拋物線有沒有漸近線?(體會(huì)拋物線與雙曲線的區(qū)別)
三、例題講解:
例1 已知拋物線關(guān)于x軸為對(duì)稱,它的頂點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn),并且經(jīng)過點(diǎn) ,求它的標(biāo)準(zhǔn)方程,并用描點(diǎn)法畫出圖形.
分析:首先由已知點(diǎn)坐標(biāo)代入方程,求參數(shù)p.
解:由題意,可設(shè)拋物線方程為 ,因?yàn)樗^點(diǎn) ,
所以 ,即
因此,所求的拋物線方程為 .
將已知方程變形為 ,根據(jù) 計(jì)算拋物線在 的范圍內(nèi)幾個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo),得
x01234…
y022.83.54…
描點(diǎn)畫出拋物線的一部分,再利用對(duì)稱性,就可以畫出拋物線的另一部分
點(diǎn)評(píng):在本題的畫圖過程中,如果描出拋物線上更多的點(diǎn),可以發(fā)現(xiàn)這條拋物線雖然也向右上方和右下方無限延伸,但并不能像雙曲線那樣無限地接近于某一直線,也就是說,拋物線沒有漸近線.
例2斜率為1的直線經(jīng)過拋物線y2=4x的焦點(diǎn),與拋物線交于兩點(diǎn)A、B,求線段AB的長.
解法1:如圖所示,由拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程可知,焦點(diǎn)F(1,0),準(zhǔn)線方程x=?1.
由題可知,直線AB的方程為y=x?1
代入拋物線方程y2=4x,整理得:x2?6x+1=0
解上述方程得x1=3+2 ,x2=3?2
分別代入直線方程得y1=2+2 ,y2=2?2
即A、B的坐標(biāo)分別為(3+2 ,2+2 ),(3?2 ,2?2 )
∴AB=
解法2:設(shè)A(x1,y1)、B(x2,y2),則x1+x2=6,x1?x2=1
∴AB= x1?x2

解法3:設(shè)A(x1,y1)、B(x2,y2),由拋物線定義可知,
AF等于點(diǎn)A到準(zhǔn)線x=?1的距離AA′
即AF=AA′=x1+1
同理BF=BB′=x2+1
∴AB=AF+BF=x1+x2+2=8
點(diǎn)評(píng):解法2是利用韋達(dá)定理根與系數(shù)的關(guān)系,設(shè)而不求,是解析幾何中求弦長的一種普遍適用的方法;解法3充分利用了拋物線的定義,解法簡潔,值得引起重視。
變式訓(xùn)練:過拋物線 的焦點(diǎn) 作直線,交拋物線于 , 兩點(diǎn),若 ,求 。
解: , , 。
點(diǎn)評(píng):由以上例2以及變式訓(xùn)練可總結(jié)出焦點(diǎn)弦弦長: 或 。
四、達(dá)標(biāo)練習(xí):
1.過拋物線 的焦點(diǎn)作直線交拋物線于 , 兩點(diǎn),如果 ,那么 =( )
(A)10 (B)8 (C)6 (D)4
2.已知 為拋物線 上一動(dòng)點(diǎn), 為拋物線的焦點(diǎn),定點(diǎn) ,則 的最小值為( )
(A)3 (B)4 (C)5 (D)6
3.過拋物線 焦點(diǎn) 的直線 它交于 、 兩點(diǎn),則弦 的中點(diǎn)的軌跡方程是 ______
4.定長為 的線段 的端點(diǎn) 、 在拋物線 上移動(dòng),求 中點(diǎn) 到 軸距離的最小值,并求出此時(shí) 中點(diǎn) 的坐標(biāo).
參考答案:1. B 2. B 3. 4. , M到 軸距離的最小值為 .
五、小結(jié) :拋物線的離心率、焦點(diǎn)、頂點(diǎn)、對(duì)稱軸、準(zhǔn)線、中心等.
六、課后作業(yè):
1.根據(jù)下列條件,求拋物線的方程,并畫出草圖.
(1)頂點(diǎn)在原點(diǎn),對(duì)稱軸是x軸,頂點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離等于8.
(2)頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)在y軸上,且過P(4,2)點(diǎn).
(3)頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)在y軸上,其上點(diǎn)P(m,-3)到焦點(diǎn)距離為5.
2.過拋物線焦點(diǎn)F的直線與拋物線交于A、B兩點(diǎn),若A、B在準(zhǔn)線上的射影是A2、B2,則∠A2FB2等于  .
3.拋物線頂點(diǎn)在原點(diǎn),以坐標(biāo)軸為對(duì)稱軸,過焦點(diǎn)且與y軸垂直的弦長為16,求拋物線方程.
4.以橢圓 的右焦點(diǎn),F(xiàn)為焦點(diǎn),以坐標(biāo)原點(diǎn)為頂點(diǎn)作拋物線,求拋物線截橢圓在準(zhǔn)線所得的弦長.
5.有一拋物線型拱橋,當(dāng)水面距拱頂4米時(shí),水面寬40米,當(dāng)水面下降1米時(shí),水面寬是多少米?
習(xí)題答案:
1.(1)y2=±32x(2)x2=8y(3)x2=-8y
2.90° 3.x2=±16 y4. 5. 米
七、板書設(shè)計(jì)(略)


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