拋物線及其標準方程 第一課時

2022-04-29 18:03:02 字數 4069 閱讀 3458

【自學導引】

1.平面內與乙個定點f和一條定直線l的距離相等的點的軌跡叫做拋物線.點f叫做拋物線的焦點,直線l叫做拋物線的準線.

2.方程y2=±2px,x2=±2py(p>0)叫做拋物線的標準方程,有四種形式.

3.拋物線y2=2px(p>0)的焦點座標是,它的準線方程是,它的開口方向向右.

4.拋物線y2=-2px(p>0)的焦點座標是,它的準線方程是,它的開口方向向左.

5.拋物線x2=2py(p>0)的焦點座標是,它的準線方程是,它的開口方向向上.

6.拋物線x2=-2py(p>0)的焦點座標是,它的準線方程是,它的開口方向向下.

【思考導學】

1.拋物線的標準方程中p具有一定的幾何意義,它表示拋物線的焦點到其準線的距離,簡稱焦準距,所以p>0.

2.拋物線的焦點在一次項對應的軸上,開口方向由它的標準方程中2p前面正、負號決定.

3.拋物線y2=mx(m≠0)的焦準距p為,焦點座標是,準線方程是.

【典例剖析】

[例1](1)已知拋物線的標準方程是x2=4y,求它的焦點座標和準線方程;

(2)已知拋物線的焦點座標是(-3,0),求它的標準方程.

解:(1)因為p=2,所以焦點座標是(0,1),準線方程是y=-1.

(2)因為焦點在x軸的負半軸上,並且=3,p=6,所以所求拋物線的標準方程是y2=-12x.

點評:明確題目中p的值及拋物線的開口方向是解決問題的首要過程.

[例2]已知拋物線的焦點為(3,3),準線為x軸,求拋物線的方程.

解:設m(x,y)為拋物線上的任意一點,

則由拋物線的定義得=|y|,

兩邊平方並整理,得y=x2-x+3為所求拋物線的方程.

點評:當拋物線不在標準位置時,只有利用其定義來求方程.

[例3]點m與點f(0,-2)的距離比它到直線l:y-3=0的距離小1,求點m的軌跡方程.

解:設點m的座標為(x,y).

由已知條件可知,點m與點f的距離等於它到直線y-2=0的距離.根據拋物線的定義,點m的軌跡是以f(0,-2)為焦點的拋物線.

∵=2,∴p=4.

∵焦點在y軸的負半軸上,

∴點m的軌跡方程x2=-8y.

點評:若將條件化為|mf|+1=|y-3|,其中|mf|用兩點間的距離公式表示,再化簡得方程.過程將非常繁瑣.

【隨堂訓練】

1.已知拋物線的焦點座標是(2,0),則拋物線的標準方程是( )

a.y2=4x

b.y2=-4x

c.y2=-8x

d.y2=8x

解析:∵=2,∴p=4,∵拋物線的焦點在x軸上,∴拋物線的標準方程是y2=8x.

答案:d

2.已知拋物線的準線方程是x=-7,則拋物線的標準方程是( )

a.x2=-28y

b.y2=28x

c.y2=-28x

d.x2=28y

解析:∵,∴p=14,∵拋物線的焦點在x軸上,∴拋物線的方程是y2=28x.

答案:b

3.已知拋物線的焦點座標是(0,-3),則拋物線的標準方程是( )

a.x2=-12y

b.x2=12y

c.y2=-12x

d.y2=12x

解析:∵=3,∴p=6.∵拋物線的焦點在y軸上,

∴拋物線的方程為x2=-12y.

答案:a

4.拋物線y2=-4px(p>0)的焦點為f,準線為l,則p表示( )

a.f到l的距離

b.f到y軸的距離

c.f點的橫座標

d.f到l的距離的

解析:在拋物線的標準方程y2=-2px(p>0)中,p是焦點到準線的距離,是焦點到y軸的距離或y軸與準線間的距離,所以在拋物線方程y2=-4px(p>0)中,p為焦點到y軸或y軸與準線間的距離.

答案:b

5.求焦點到準線的距離是2的拋物線的標準方程______.

解析:由拋物線的定義知p=2

因此所求拋物線的標準方程有以下四種形式:y2=4x,y2=-4x,x2=4y,x2=-4y.

答案:y2=4x,y2=-4x,x2=4y,x2=-4y

6.已知點(-2,3)與拋物線y2=2px(p>0)的焦點的距離是5,求p的值為______.

解:拋物線的焦點為(,0)

由 =5得p=4.

答案:4

【強化訓練】

1.經過點p(4,-2)的拋物線標準方程為( )

a.y2=x或x2=-8y

b.y2=x或y2=8x

c.y2=-8x

d.x2=-8y

解析:設拋物線的方程為y2=2px或x2=2p1y.

∵點p(4,-2)在拋物線上,∴4=2p×4或16=2p1(-2),

∴p=或p1=-4,∴拋物線的方程為y2=x或x2=-8y.

答案:a

2.拋物線x2=4ay的準線方程為( )

a.x=-a

b.x=a

c.y=-a

d.y=a

解析:∵拋物線的焦點在y軸上,∴拋物線的準線方程為y=-,即y=-a.

答案:c

3.焦點在直線3x-4y-12=0上的拋物線標準方程為( )

a.x2=16y或y2=16x

b.y2=16x或x2=12y

c.y2=16x或x2=-12y

d.x2=16y或y2=-12x

解析:直線3x-4y-12=0與x軸、y軸的交點分別是(4,0)和(0,-3),所以拋物線的焦點為(4,0)或(0,-3).因此,所求拋物線的標準方程為y2=16x或x2=-12y.

答案:c

4.動點到點(3,0)的距離比它到直線x=-2的距離大1,則動點的軌跡是( )

a.橢圓

b.雙曲線

c.雙曲線的一支

d.拋物線

解析:由題意可知,動點到點(3,0)的距離等於它到直線x=-3的距離,由拋物線定義知動點的軌跡是拋物線.

答案:d

5.拋物線y=x2(a≠0)的焦點座標是

解析:把方程y=x2寫成x2=ay,∴拋物線的焦點座標是(0,).

答案:(0,)

6.圓心在拋物線y2=2x上,且與x軸和該拋物線的準線都相切的圓的方程是_______.

解析:由題設可知圓與x軸的切點為拋物線的焦點,所以圓心為(,±1),半徑為1.

∴圓的方程為(x-)2+(y±1)2=1.

答案:(x-)2+(y±1)2=1

7.拋物線的焦點f在x軸上,a(m,-3)在拋物線上,且|af|=5,求拋物線的標準方程.

解:設拋物線方程為y2=2px或y2=-2px,(p>0)

∵a點在拋物線上

∴(-3)2=2pm或(-3)2=-2pm

∴m又|af|=+|m|=5

把①代入②可得=5

即p2-10p+9=0∴p=1或p=9

∴所求拋物線方程為y2=±2x或y2=±18x.

8.已知拋物線的焦點座標是(),準線方程是y=,求拋物線的方程.

解:設m(x,y)為拋物線上任意一點,則m到焦點的距離為

,點m到準線的距離為|y-|,

由拋物線的定義,得.

兩邊平方並整理,得y=ax2+bx+c為所求拋物線的方程.

9.過拋物線y2=2px(p>0)的焦點f任作一條直線m,交拋物線於p1、p2兩點,求證:以p1p2為直徑的圓和該拋物線的準線相切.

證明:設p1p2的中點為p0,過p1、p2、p0分別向準線l引垂線,垂足分別為q1、q2、q0,根據拋物線的定義得

|p1f|=|p1q1|,

|p2f|=|p2q2|.

∴|p1p2|=|p1f|+|p2f|=|p1q1|+|p2q2|.

∵p1q1∥p0q0∥p2q2,|p1p0|=|p0p2|,

∴|p0q0|=(|p1q1|+|p2q2|)=|p1p2|.

由此可知,p0q0是以p1p2為直徑的圓p0的半徑,且p0q0⊥l,因此,圓p0與準線相切.

【學後反思】

1.拋物線的標準方程有四種形式,p的意義是表示焦點到準線的距離,因為焦點不在準線上,所以p>0.

2.標準方程中前面的正負號決定了拋物線的開口方向.

3.重視拋物線的定義在解題中的作用.

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