高二数学知抛物线习题精选精讲

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抛物线

(1)抛物线——二次曲线的和谐线

椭圆与双曲线都有两种定义方法,可抛物线只有一种:到一个定点和一条定直线的距离相等的所有点的集合.其离心率e=1,这使它既与椭圆、双曲线相依相伴,又鼎立在圆锥曲线之中.由于这个美好的1,既使它享尽和谐之美,又生出多少华丽的篇章.

【例1】P为抛物线

y2?2px上任一点,F为焦点,则以PF为直径的圆与y轴( )

A.相交 B.相切 C.相离 D.位置由P确定

【解析】如图,抛物线的焦点为F??p?,0?,准线是 ?2?YHQ,

PM2l:x??且

p2.作PH⊥l于H,交y轴于Q,那么PF?PHNQH?OF?中位线,

p.作MN⊥y轴于N则MN是梯形PQOF的 2111MN??OF?PQ??PH?PF.故以

222OF(p,0)l:x=-p2XPF为直径的圆与y轴相切,选B.

【评注】相似的问题对于椭圆和双曲线来说,其结论则 分别是相离或相交的.

(2)焦点弦——常考常新的亮点弦

y2=2px有关抛物线的试题,许多都与它的焦点弦有关.理解并掌握这个焦点弦的性质,对破解这些试题是大有帮助的. 【例2】 过抛物线

y2?2px?p?0?的焦点F作直线交抛物线于A?x1,y1?,B?x2,y2?两点,求证:

112??AFBFpp2

(1)

AB?x1?x2?p (2)

【证明】(1)如图设抛物线的准线为l,作

AA1?lA1,BB1?l于B1,则AF?AA1?x1?pBF?BB1?x2?.两式相加即得:

2,

YA1A(x,y)11XAB?x1?x2?p

(2)当AB⊥x轴时,有

?AF?BF?p,112??成立; AFBFpFB1B(x,y)22l当AB与x轴不垂直时,设焦点弦AB的方程为:

p??y?k?x??.代入抛物线方程:

2??p22p?2222?k?0k?x???2px.化简得:kx?p?k?2?x?42??2?1?

k2∵方程(1)之二根为x,x,∴x?x2?141

2

.

x1?x2?p111111??????pp2AFBFAA1BB1x?px?px1x2??x1?x2??122224x1?x2?px1?x2?p2??. pp2pp2p?x1?x2?p???x1?x2??2424

?故不论弦AB与x轴是否垂直,恒有

112??AFBFp成立.

(3)切线——抛物线与函数有缘

有关抛物线的许多试题,又与它的切线有关.理解并掌握抛物线的切线方程,是解题者不可或缺的基本功. 【例3】证明:过抛物线

y2?2px上一点M(x,y)的切线方程是:yy=p(x+x)

0

0

0

0

【证明】对方程

?y??y2?2px两边取导数:2y?y??2p,p.切线的斜率 yk?y?x?x0?py0.由点斜式方程:

y?y0?p?x?x0??y0y?px?px0?y02y00

?1?

2 yy=p(x+x) y0?2px0,代入()即得:10

(4)定点与定值——抛物线埋在深处的宝藏

抛物线中存在许多不不易发现,却容易为人疏忽的定点和定值.掌握它们,在解题中常会有意想不到的收获. 例如:1.一动圆的圆心在抛物线( )A.y2?8x上,且动圆恒与直线

x?2?0相切,则此动圆必过定点

?4,0?B.?2,0?C.?0,2?D.?0,?2?

显然.本题是例1的翻版,该圆必过抛物线的焦点,选B. 2.抛物线

y2?2px的通径长为2p;

y2?2px过焦点的弦两端分别为A?x1,y1?,B?x2,y2?,那么:y1y2??p2

3.设抛物线

以下再举一例 【例4】设抛物线

y2?2px的焦点弦AB在其准线上的射影是AB,证明:以AB为直径的圆必过一定点

11

11

【分析】假定这条焦点弦就是抛物线的通径,那么A1B1=AB=2p,而A1B1与AB的距离为p,可知该圆必过抛物线的焦点.由此我们猜想:一切这样的圆都过抛物线的焦点.以下我们对AB的一般情形给于证明.

【证明】如图设焦点两端分别为那么:

A?x1,y1?,B?x2,y2?,

A1Y1Ay1y2??p2?CA1?CB1?y1y2?p2.

CF?p.

MCB1BFX设抛物线的准线交x轴于C,那么

2??A1FB1中CF?CA1?CB1.故?A1FB1?90?.

这就说明:以A1B1为直径的圆必过该抛物线的焦点.

● 通法 特法 妙法

(1)解析法——为对称问题解困排难

解析几何是用代数的方法去研究几何,所以它能解决纯几何方法不易解决的几何问题(如对称问题等). 【例5】(07.四川文科卷.10题)已知抛物线 y=-x2+3上存在关于直线x+y=0对称的相异两点 A、B,则|AB|等于( )

A.3 B.4 C.3

YBMAOX为

2 D.42

【分析】直线AB必与直线x+y=0垂直,且线段 AB的中点必在直线x+y=0上,因得解法如下.

【解析】∵点A、B关于直线x+y=0对称,∴设直线AB的方程

y??x. 由

l?x+y=0?y?x?m2?x?x?m?3?0?2?y??x?3设方程(1)之两根为x1,x2,则x1?x2?1?

??1.

.故有M设AB的中点为M(x0,y0),则x0?x1?x211??.代入x+y=0:y=

2220

?11???,?. ?22?从而m?y?x?1.直线AB的方程为:y?x?1.方程(1)成为:x2?x?2?0.解得:

x??2,1,从而y??1,2,故得:A(-2,-1),B(1,2).?AB?32,选C.

(2)几何法——为解析法添彩扬威

虽然解析法使几何学得到长足的发展,但伴之而来的却是难以避免的繁杂计算,这又使得许多考生对解析几何习题望而生畏.针对这种现状,人们研究出多种使计算量大幅度减少的优秀方法,其中最有成效的就是几何法.

【例6】(07.全国1卷.11题)抛物线y方的部分相交于点

2?4x的焦点为F,准线为l,经过F且斜率为3的直线与抛物线在x轴上

A,AK⊥l,垂足为K,则△AKF的面积( )

A.4 B.33 C.43 3时∠AFX=60°.

YKAD.8

【解析】如图直线AF的斜率为60°MOF(1,0)L:x=-1

X=2pxY2

△AFK为正三角形.设准线l交x轴于M,则FM?p?2,

且∠KFM=60°,∴

KF?4,S?AKF?32?4?43.选C. 4【评注】(1)平面几何知识:边长为a的正三角形的 面积用公式S??32a计算. 4 (2)本题如果用解析法,需先列方程组求点A的坐标,,再计算正三角形的边长和面积.虽不是很难,但决没有如上的几何法简单.

(3)定义法——追本求真的简单一着

许多解析几何习题咋看起来很难.但如果返朴归真,用最原始的定义去做,反而特别简单. 【例7】(07.湖北卷.7题)双曲线

x2y2C1:2?2?1(a?0,b?0)的左准线为l,左焦点和右焦点分别为F1和F2;抛物线C2的线为l,焦点为

abF2;C1与C2的一个交点为MA.?1

,则

F1F2MF1?MF1MF2等于( )

B.1 C.?1 2 D.

12

【分析】 这道题如果用解析法去做,计算会特别繁杂,而平面几何知识又一时用不上,那么就从最原始的定义方面去寻找出路吧.

如图,我们先做必要的准备工作:设双曲线的半 焦距c,离心率为e,作

MH?l于H,令

yMF1?r1,MF2?r2.∵点M在抛物线上,

Hr2Oa2cM(x,y)r?MH?MF2?r2,故??1?e,

MHMF2r2|MF1|这就是说:的实质是离心率e.

|MF2|其次,

MF1MF1r1F1(-c,0)l:x=-r2F2(c,0)x|F1F2|与离心率e有什么关系?注意到:

|MF1| F1F22ce?2ae?r1?r2??1?????e?1???e?1. MF1r1r1r1?e?|F1F2||MF1|???e?1??e??1.∴选 A..

|MF1||MF2| 这样,最后的答案就自然浮出水面了:由于

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