2.涉及抛物线的弦长、弦的中点、弦的斜率问题时,要注意运用“设而不求”的策略,避免求交点坐标的复杂运算.
1.求抛物线方程的方法:待定系数法,定义法,直接法;
4.特别注意范围的限定.
[例4](2005全国卷Ⅲ)设
两点在抛物线
上,l是AB的垂直平分线.
(Ⅰ)当且仅当
取何值时,直线l经过抛物线的焦点F?证明你的结论;
(Ⅱ)当直线l的斜率为2时,求l在y轴上截距的取值范围.
解:(Ⅰ)
两点到抛物线的准线的距离相等.
∵抛物线的准线是x轴的平行线,
不同时为0,
∴上述条件等价于![]()
∵
, ∴上述条件等价于 ![]()
即当且仅当
时,l经过抛物线的焦点F.
另解:(Ⅰ)∵抛物线
,即
,
∴焦点为
(1)直线
的斜率不存在时,显然有
(2)直线
的斜率存在时,设为k, 截距为b
即直线
:y=kx+b
由已知得:
![]()
![]()
![]()
即
的斜率存在时,不可能经过焦点
所以当且仅当
=0时,直线
经过抛物线的焦点F
(II)(理)设l在y轴上的截距为b,依题意得l的方程为
;过点A、B的直线方程可写为
,所以
满足方程
得
;
A,B为抛物线上不同的两点等价于上述方程的判别式![]()
即![]()
设AB的中点N的坐标为
,则
![]()
由![]()
即得l在y轴上截距的取值范围为(
).
法二:y1=2x12, y2=2x22, 相减得
![]()
,
中点在抛物线内必![]()
[研讨.欣赏](2005山东文)
已知动圆过定点
,且与直线
相切,其中
.
(I)求动圆圆心
的轨迹的方程;
(II)设A、B是轨迹
上异于原点
的两个不同点,直线
和
的倾斜角分别为
和
,当
变化且
时,证明直线
恒过定点,并求出该定点的坐标.
![]()
![]()
解:(I)如图,设
为动圆圆心,
为记为
,过点
作直线
的垂线,垂足为
,由题意知:
即动点
到定点
与定直线
的距离相等,由抛物线的定义知,点
的轨迹为抛物线,其中
为焦点,
为准线,所以轨迹方程为![]()
(II)如图,设
,由题意得
。又直线
的倾斜角
满足
,故
。∴直线
的斜率存在,否则,
的倾斜角
。从而设直线
的方程为
,显然
,将
与![]()
联立消去
,得
由韦达定理知
①
由
,得
。将①式代入上式整理化简,得
:此时直线
的方程可表示为:
,即
。∴直线
恒过定点![]()
3.运用距离公式求出标准方程中的待定系数;
2.合理选择坐标系,确定标准方程;
[例1]给定抛物线y2=2x,设A(a,0),a>0,P是抛物线上的一点,且|PA|=d,试求d的最小值.
解:设P(x0,y0)(x0≥0),则y02=2x0,
∴d=|PA|=![]()
=
=
.
∵a>0,x0≥0,
∴(1)当0<a<1时,1-a>0,
此时有x0=0时,dmin=
=a.
(2)当a≥1时,1-a≤0,
此时有x0=a-1时,dmin=
.
[例2]过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的弦AB,点A、B在抛物线准线上的射影为A1、B1,求∠A1FB1.
![]()
解法1:由抛物线定义及平行线性质知∠A1FB1=180°-(∠AFA1+∠BFB1)
=180°-
(180°-∠A1AF)-
(180°-∠B1BF)
=
(∠A1AF+∠B1BF)=90°.
法2:设弦AB的方程是:![]()
得
,
设A(x1,y1),B(x2,y2),由韦达定理得y1y2= -p2
又
,![]()
∴
从而知∠A1FB1=90°.
提炼方法: 1.平面几何法与定义法结合,简捷高效;
2.
弦AB的方程是:
(本题不存在AB垂直于y轴的情况),避开了斜率存在性的讨论,解题中应注意灵活运用.
[例3]
如下图所示,直线l1和l2相交于点M,l1⊥l2,点N∈l1,以A、B为端点的曲线段C上任一点到l2的距离与到点N的距离相等.若△AMN为锐角三角形,|AM|=
,|AN|=3,且|NB|=6,建立适当的坐标系,求曲线段C的方程.
解:以直线l1为x轴,线段MN的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系,由条件可知,曲线段C是以点N为焦点,以l2为准线的抛物线的一段.其中A、B分别为曲线段C的端点.
设曲线段C的方程为y2=2px(p>0)(xA≤x≤xB,y>0),其中xA、xB为A、B的横坐标,p=|MN|,
所以M(-
,0)
、N(
,0).
由|AM|=
,|AN|=3,得
(xA+
)2+2pxA=17, ①
(xA-
)2+2pxA=9. ②
①②联立解得xA=
,代入①式,并由p>0,
|
|
xA=1 xA=2.
因为△AMN为锐角三角形,所以
>xA.
|
|
xA=2. xA=1.
由点B在曲线段C上,得xB=|BN|-
=4.
综上,曲线段C的方程为y2=8x(1≤x≤4,y>0).
提炼方法: 1.熟练运用定义确定曲线C是抛物线段;
5.把点A的坐标(0,9)代入y=ax2+c得c=9,即运动物体的轨迹方程为y=ax2+9.
令y=0,得ax2+9=0,即x2=-
.
若物体落在D内,应有6<
<7,
解得-
<a<-
. 6.N(x0+4,
0)![]()
6.已知抛物线y2=8x上两个动点A、B及一个定点M(x0, y0),F是抛物线的焦点,且|AF|、|MF|、|BF|成等差数列,线段AB的垂直平分线与x轴交于一点N
则点N的坐标是_____________(用x0表示);
简答:1-4.BBDC; 4.考虑特殊位置,令焦点弦PQ平行于
轴,
5. 下图所示的直角坐标系中,一运动物体经过点A(0,9),其轨迹方程是y=ax2+c(a<0),D=(6,7)为x轴上的给定区间.为使物体落在D内,a的取值范围是___________;
![]()
4.过抛物线
的焦点F作一直线交抛物线于P、Q两点,若PF与FQ的长分别为p、q,则
等于 (
)
A
B
C
D ![]()
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