解析幾何學案 十九 專題 拋物線的幾個常見結論及其應用

2022-12-25 07:42:02 字數 2772 閱讀 3384

結論一:若ab是拋物線的焦點弦(過焦點的弦),且,,則:,。

例:已知直線ab是過拋物線焦點f的直線,求證:為定值。

結論二:(1)若ab是拋物線的焦點弦,且直線ab的傾斜角為α,則(α≠0)。(2)焦點弦中通徑(過焦點且垂直於拋物線對稱軸的弦)最短。

例:已知過拋物線的焦點的弦ab長為12,則直線ab傾斜角為 。

結論三:兩個相切:(1)以拋物線焦點弦為直徑的圓與準線相切。

(2)過拋物線焦點弦的兩端點向準線作垂線,以兩垂足為直徑端點的圓與焦點弦相切。

結論四:若拋物線方程為,過(,0)的直線與之交於a、b兩點,

則oa⊥ob。反之也成立。

結論五:對於拋物線,其引數方程為設拋物線上動點座標為,為拋物線的頂點,顯然,即的幾何意義為過拋物線頂點的動弦的斜率.

例直線與拋物線相交於原點和點,為拋物線上一點,和垂直,且線段長為,求的值.

練習:1. 過拋物線的焦點作一直線交拋物線於兩點,若線段與的長分別是,則

2.設拋物線的焦點為,經過點的直線交拋物線於兩點.點在拋物線的準線上,且軸.證明直線經過原點.

3.已知拋物線的焦點是,準線方程是,求拋物線的方程以及頂點座標和對稱軸方程.

備選1.拋物線的頂點座標是,準線的方程是,試求該拋物線的焦點座標和方程.

2.已知為拋物線上兩點,且,求線段中點的軌跡方程.

拋物線的幾個常見結論及其應用

拋物線中有一些常見、常用的結論,了解這些結論後在做選擇題、填空題時可迅速解答相關問題,在做解答題時也可迅速開啟思路。

結論一:若ab是拋物線的焦點弦(過焦點的弦),且,,則:,。

證明:因為焦點座標為f(,0),當ab不垂直於x軸時,可設直線ab的方程為: ,

由得: ∴,。

當ab⊥x軸時,直線ab方程為,則,,∴,同上也有:。

例:已知直線ab是過拋物線焦點f,求證:為定值。

證明:設,,由拋物線的定義知:,,又+=,所以+=-p,且由結論一知:。

則: =(常數)

結論二:(1)若ab是拋物線的焦點弦,且直線ab的傾斜角為α,則(α≠0)。(2)焦點弦中通徑(過焦點且垂直於拋物線對稱軸的弦)最短。

證明:(1)設,,設直線ab:

由得:, ∴,,

∴。易驗證,結論對斜率不存在時也成立。

(2)由(1):ab為通徑時,,的值最大,最小。

例:已知過拋物線的焦點的弦ab長為12,則直線ab傾斜角為 。

解:由結論二,12=(其中α為直線ab的傾斜角),

則,所以直線ab傾斜角為或。

結論三:兩個相切:(1)以拋物線焦點弦為直徑的圓與準線相切。

(2)過拋物線焦點弦的兩端點向準線作垂線,以兩垂足為直徑端點的圓與焦點弦相切。

已知ab是拋物線的過焦點f的弦,求證:(1)以ab為直徑的圓與拋物線的準線相切。

(2)分別過a、b做準線的垂線,垂足為m、n,求證:以mn為直徑的圓與直線ab相切。

證明:(1)設ab的中點為q,過a、q、b向準線l作垂線,

垂足分別為m、p、n,鏈結ap、bp。

由拋物線定義:,,

∴,∴以ab為直徑為圓與準線l相切

(2)作圖如(1),取mn中點p,鏈結pf、mf、nf,

∵,am∥of,∴∠amf=∠afm,∠amf=∠mfo,

∴∠afm=∠mfo。同理,∠bfn=∠nfo,

∴∠mfn=(∠afm+∠mfo+∠bfn+∠nfo)=90°,

∴,∴∠pfm=∠fmp

∴∠afp=∠afm+∠pfm=∠fma+∠fmp=∠pma=90°,∴fp⊥ab

∴以mn為直徑為圓與焦點弦ab相切。

結論四:若拋物線方程為,過(,0)的直線與之交於a、b兩點,則oa⊥ob。反之也成立。

證明:設直線ab方程為:,由得, △>0,,

∵ao⊥bo,∴⊥∴

將,代入得,。∴直線ab恆過定點(0,1)。

∴當且僅當k=0時,取最小值1。

結論五:對於拋物線,其引數方程為設拋物線上動點座標為,為拋物線的頂點,顯然,即的幾何意義為過拋物線頂點的動弦的斜率.

例直線與拋物線相交於原點和點,為拋物線上一點,和垂直,且線段長為,求的值.

解析:設點分別為,則,.

的座標分別為...

練習:2. 過拋物線的焦點作一直線交拋物線於兩點,若線段與的長分別是,則

【解析:化為標準方程,得,從而.取特殊情況,過焦點的弦垂直於對稱軸,則為通徑,即,從而,故】

2.設拋物線的焦點為,經過點的直線交拋物線於兩點.點在拋物線的準線上,且軸.證明直線經過原點.

【證明:拋物線焦點為.設直線的方程為,代入拋物線方程,得.若設,則.  軸,且點在準線;

又由,得,  故,即直線經過原點.】

3.已知拋物線的焦點是,準線方程是,求拋物線的方程以及頂點座標和對稱軸方程.

【解:設是拋物線上的任意一點,由拋物線的定義得.

整理,得,此即為所求拋物線的方程.

拋物線的對稱軸應是過焦點且與準線垂直的直線,因此有對稱軸方程.

設對稱軸與準線的交點為,可求得,於是線段的中點就是拋物線的頂點,座標是】

備選1.拋物線的頂點座標是,準線的方程是,試求該拋物線的焦點座標和方程.

解:依題意,拋物線的對稱軸方程為.

設對稱軸和準線的交點是,可以求得.設焦點為,則的中點是,故得焦點座標為.  再設是拋物線上的任一點,

根據拋物線的定義得,化簡整理得,即為所求拋物線的方程.

2.已知為拋物線上兩點,且,求線段中點的軌跡方程.

解析:設,,

據的幾何意義,可得.

設線段中點,則

消去引數得點的軌跡方程為.

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