高三数学第一轮复习:抛物线的定义、性质及标准方程
辽河油田第三高级中学 杨闯 【本讲主要内容】
抛物线的定义及相关概念、抛物线的标准方程、抛物线的几何性质 【知识掌握】 【知识点精析】 1. 抛物线定义: 平面内与一个定点
和一条直线的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,点
叫做抛物线
的焦点,直线叫做抛物线的准线,定点不在定直线上。它与椭圆、双曲线的第二定义
相仿,仅比值(离心率e)不同,当e=1时为抛物线,当01时为双
曲线。
2. 抛物线的标准方程有四种形式,参数形式方程的几何性质(如下表):
的几何意义,是焦点到准线的距离,掌握不同
其中
为抛物线上任一点。
3. 对于抛物线上的点的坐标可设为,以简化运算。
4. 抛物线的焦点弦:设过抛物线
,直线
与
的斜率分别为
的焦点的直线与抛物线交于
,则
,直线的倾斜角为
有,,,,,
,。
说明:
1. 求抛物线方程时,若由已知条件可知曲线是抛物线一般用待定系数法;若由已知条件可知曲线的动点的规律一般用轨迹法。
2. 凡涉及抛物线的弦长、弦的中点、弦的斜率问题时要注意利用韦达定理,能避免求交点坐标的复杂运算。
3. 解决焦点弦问题时,抛物线的定义有广泛的应用,而且还应注意焦点弦的几何性质。
【解题方法指导】
例1. 已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为长等于
,求此抛物线的方程。
或
(y1>0)
,∴
在
上,
,代入
在
得上
轴,且与圆
相交的公共弦
解析:设所求抛物线的方程为设交点则∴点
∴或,∴或
。
故所求抛物线方程为
例2. 设抛物线点
在抛物线的准线上,且
的焦点为∥
,经过的直线交抛物线于经过原点。
两点,
轴,证明直线
解析:证法一:由题意知抛物线的焦点
故可设过焦点的直线的方程为
由 设
,消去得,则
∵∥轴,且在准线上
∴点坐标为
于是直线的方程为
要证明 注意到
经过原点,只需证明,即证
经过原点。
知上式成立,故直线
证法二:同上得。又∵∥轴,且在准线上,∴点坐标为
。于是
过原点。
证法三:如图,
,知三点共线,从而直线经
设 则
轴与抛物线准线交于点∥
∥
,连结
,过交
作于点
,,则
是垂足
又根据抛物线的几何性质,
∴ 因此点
是
的中点,即
与原点
重合,∴直线
经过原点
。
评述:本题考查抛物线的概念和性质,直线的方程和性质,运算能力和逻辑推理能力。其中证法一和二为代数法,证法三为几何法,充分运用了抛物线的几何性质,数形结合,更为巧妙。
【考点突破】 【考点指要】
抛物线部分是每年高考必考内容,考点中要求掌握抛物线的定义、标准方程以及几何性质,多出现在选择题和填空题中,主要考查基础知识、基础技能、基本方法,分值大约是5分。
考查通常分为四个层次:
层次一:考查抛物线定义的应用; 层次二:考查抛物线标准方程的求法; 层次三:考查抛物线的几何性质的应用;
层次四:考查抛物线与平面向量等知识的综合问题。
解决问题的基本方法和途径:待定系数法、轨迹方程法、数形结合法、分类讨论法、等价转化法。
【典型例题分析】 例3. (2006江西)设若
A. C. 答案:B
解析:解法一:设点 解得
或
,
(舍),代入抛物线可得点
的坐标为
。
坐标为
,则
,则点
为坐标原点,
为抛物线
的焦点,
为抛物线上一点,
的坐标为( )
B. D.
解法二:由题意设,则,
即,,求得,∴点的坐标为。
评述:本题考查了抛物线的动点与向量运算问题。
例4. (2006安徽)若抛物线的焦点与椭圆的右焦点重合,则的
值为( )
A. -2 B. 2 C. -4 D. 4 答案:D
解析:椭圆
。
的右焦点为,所以抛物线的焦点为,则
评述:本题考查抛物线与椭圆的标准方程中的基本量的关系。
【达标测试】 一. 选择题: 1. 抛物线
的准线方程为
,则实数
的值是( )
A. B. C. D.
,与焦点
的距
2. 设抛物线的顶点在原点,其焦点在离为4,则
等于( )
轴上,又抛物线上的点
A. 4 B. 4或-4 C. -2 D. -2或2 3. 焦点在直线 A. C.
上的抛物线的标准方程为( )
B. D.
或或
4. 圆心在抛物线上,并且与抛物线的准线及轴都相切的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
5. 正方体
上的动点,且点的轨迹是( )
的棱长为1,点到直线
在棱
到点
上,且,点是平面
的距离与点的距离的平方差为1,则点
A. 抛物线 B. 双曲线 C. 直线 D. 以上都不对 6. 已知点
是抛物线的距离为
上一点,设点,则
到此抛物线准线的距离为
,到直线
的最小值是( )
A. 5 B. 4 C. 7. 已知点
是抛物线
D.
上的动点,点
在
轴上的射影是
,点
的坐标是
,则的最小值是( )
A. B. 4 C. D. 5
两点,
为坐标原点,则
的
8. 过抛物线的焦点的直线交抛物线于
值是( )
A. 12 B. -12 C. 3 D. -3
二. 填空题: 9. 已知圆
和抛物线
的准线相切,则
的值是_____。
10. 已知抛物线的焦点
分别是抛物线,则直线
上两点,为坐标原点,若的垂心恰好是此
的方程为_____。
11. 过点(0,1)的直线与___。 12. 已知直线____。
三. 解答题:
与抛物线
交于两点,若的中点的横坐标为,则
交于两点,那么线段的中点坐标是_
13. 已知抛物线顶点在原点,对称轴为求抛物线的方程。 14. 过点
(4,1)作抛物线
轴上,
轴,抛物线上一点到焦点的距离是5,
的弦点在
,恰被所平分,求所在直线方程。
。
15. 设点F(1,0),M点在 ⑴当点 ⑵设当
的垂直平分线与
在
轴上,且的方程; 上的三点,且
的坐标。
轴上运动时,求点的轨迹是曲线
成等差数列,
轴交于E(3,0)时,求点
【综合测试】 一. 选择题:
1. (2005上海)过抛物线
的焦点作一条直线与抛物线相交于
两点,它们的
横坐标之和等于5,则这样的直线( )
A. 有且仅有一条 B. 有且仅有两条 C. 有无穷多条 D. 不存在 2. (2005江苏)抛物线
上的一点
到焦点的距离为1,则点
的纵坐标是( )
A. B. C. D. 0
,若它的一条准线与抛物线
3. (2005辽宁)已知双曲线的中心在原点,离心率为的准线重合,则该双曲线与抛物线 A.
B.
C.
的交点与原点的距离是( )
D. 21
4. (2005全国Ⅰ)已知双曲线重合,则该双曲线的离心率为( )
的一条准线与抛物线的准线
A. B. C.
的准线与
D. 轴交于点
,若过点
的直线与抛物线有
5. (2004全国)设抛物线
公共点,则直线的斜率的取值范围是( )
A. B. C.
是抛物线
D.
时
6. (2006山东)动点取得最小值,则
上的点,为原点,当
的最小值为( )
A. B. C. D.
7. (2004北京)在一只杯子的轴截面中,杯子内壁的曲线满足抛物线方程
,在杯内放一个小球,要使球触及杯子的底部,则该球的表面积
取值范围是( ) A.
B.
C. 的准线为,直线
D.
的
8. (2005北京)设抛物线两点,则点
及点
与该抛物线相交于
到准线的距离之和为( )
A. 8 B. 7 C. 10 D. 12
二. 填空题: 9. (2004全国Ⅳ)设点
到
是曲线
上的一个动点,则点
到点
的距离与
轴的距离之和的最小值是_____。
10. (2005北京)过抛物线圆为
,则圆
的焦点
且垂直于
轴的弦为
,以
为直径的
与抛物线准线的位置关系是_____,圆的面积是_____。
的一条弦
,
,
所在
11. (2005辽宁)已知抛物线
直线与轴交点坐标为(0,2),则_____。 的焦点在直线
移到点
上,现将抛物线沿处,则平移后所
12. (2004黄冈)已知抛物线向量
进行平移,且使得抛物线的焦点沿直线
轴截得的弦长
_____。
得抛物线被
三. 解答题:
13. (2004山东)已知抛物线C:与抛物线交于 ⑴若以弦
两点。 为直径的圆恒过原点
,求
的焦点为,直线过定点且
的值;
的轨迹方程。
⑵在⑴的条件下,若,求动点
14. (2005四川)
如图,一动点,
是抛物线的焦点,点为抛物线内一定点,点为抛物线上
的最小值为8。
⑴求抛物线方程; ⑵若且
为坐标原点,问是否存在点
,若存在,求动点
,使过点
的动直线与抛物线交于
两点,
的坐标;若不存在,请说明理由。
15. (2005河南)已知抛物线抛物线交于 ⑴求 ⑵求满足
,
为顶点,,使得
为焦点,动直线
。
与
两点。若总存在一个实数;
的点
的轨迹方程。
高三数学第一轮复习:抛物线的定义、性质及标准方程
辽河油田第三高级中学 杨闯 【本讲主要内容】
抛物线的定义及相关概念、抛物线的标准方程、抛物线的几何性质 【知识掌握】 【知识点精析】 1. 抛物线定义: 平面内与一个定点
和一条直线的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,点
叫做抛物线
的焦点,直线叫做抛物线的准线,定点不在定直线上。它与椭圆、双曲线的第二定义
相仿,仅比值(离心率e)不同,当e=1时为抛物线,当01时为双
曲线。
2. 抛物线的标准方程有四种形式,参数形式方程的几何性质(如下表):
的几何意义,是焦点到准线的距离,掌握不同
其中
为抛物线上任一点。
3. 对于抛物线上的点的坐标可设为,以简化运算。
4. 抛物线的焦点弦:设过抛物线
,直线
与
的斜率分别为
的焦点的直线与抛物线交于
,则
,直线的倾斜角为
有,,,,,
,。
说明:
1. 求抛物线方程时,若由已知条件可知曲线是抛物线一般用待定系数法;若由已知条件可知曲线的动点的规律一般用轨迹法。
2. 凡涉及抛物线的弦长、弦的中点、弦的斜率问题时要注意利用韦达定理,能避免求交点坐标的复杂运算。
3. 解决焦点弦问题时,抛物线的定义有广泛的应用,而且还应注意焦点弦的几何性质。
【解题方法指导】
例1. 已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为长等于
,求此抛物线的方程。
或
(y1>0)
,∴
在
上,
,代入
在
得上
轴,且与圆
相交的公共弦
解析:设所求抛物线的方程为设交点则∴点
∴或,∴或
。
故所求抛物线方程为
例2. 设抛物线点
在抛物线的准线上,且
的焦点为∥
,经过的直线交抛物线于经过原点。
两点,
轴,证明直线
解析:证法一:由题意知抛物线的焦点
故可设过焦点的直线的方程为
由 设
,消去得,则
∵∥轴,且在准线上
∴点坐标为
于是直线的方程为
要证明 注意到
经过原点,只需证明,即证
经过原点。
知上式成立,故直线
证法二:同上得。又∵∥轴,且在准线上,∴点坐标为
。于是
过原点。
证法三:如图,
,知三点共线,从而直线经
设 则
轴与抛物线准线交于点∥
∥
,连结
,过交
作于点
,,则
是垂足
又根据抛物线的几何性质,
∴ 因此点
是
的中点,即
与原点
重合,∴直线
经过原点
。
评述:本题考查抛物线的概念和性质,直线的方程和性质,运算能力和逻辑推理能力。其中证法一和二为代数法,证法三为几何法,充分运用了抛物线的几何性质,数形结合,更为巧妙。
【考点突破】 【考点指要】
抛物线部分是每年高考必考内容,考点中要求掌握抛物线的定义、标准方程以及几何性质,多出现在选择题和填空题中,主要考查基础知识、基础技能、基本方法,分值大约是5分。
考查通常分为四个层次:
层次一:考查抛物线定义的应用; 层次二:考查抛物线标准方程的求法; 层次三:考查抛物线的几何性质的应用;
层次四:考查抛物线与平面向量等知识的综合问题。
解决问题的基本方法和途径:待定系数法、轨迹方程法、数形结合法、分类讨论法、等价转化法。
【典型例题分析】 例3. (2006江西)设若
A. C. 答案:B
解析:解法一:设点 解得
或
,
(舍),代入抛物线可得点
的坐标为
。
坐标为
,则
,则点
为坐标原点,
为抛物线
的焦点,
为抛物线上一点,
的坐标为( )
B. D.
解法二:由题意设,则,
即,,求得,∴点的坐标为。
评述:本题考查了抛物线的动点与向量运算问题。
例4. (2006安徽)若抛物线的焦点与椭圆的右焦点重合,则的
值为( )
A. -2 B. 2 C. -4 D. 4 答案:D
解析:椭圆
。
的右焦点为,所以抛物线的焦点为,则
评述:本题考查抛物线与椭圆的标准方程中的基本量的关系。
【达标测试】 一. 选择题: 1. 抛物线
的准线方程为
,则实数
的值是( )
A. B. C. D.
,与焦点
的距
2. 设抛物线的顶点在原点,其焦点在离为4,则
等于( )
轴上,又抛物线上的点
A. 4 B. 4或-4 C. -2 D. -2或2 3. 焦点在直线 A. C.
上的抛物线的标准方程为( )
B. D.
或或
4. 圆心在抛物线上,并且与抛物线的准线及轴都相切的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
5. 正方体
上的动点,且点的轨迹是( )
的棱长为1,点到直线
在棱
到点
上,且,点是平面
的距离与点的距离的平方差为1,则点
A. 抛物线 B. 双曲线 C. 直线 D. 以上都不对 6. 已知点
是抛物线的距离为
上一点,设点,则
到此抛物线准线的距离为
,到直线
的最小值是( )
A. 5 B. 4 C. 7. 已知点
是抛物线
D.
上的动点,点
在
轴上的射影是
,点
的坐标是
,则的最小值是( )
A. B. 4 C. D. 5
两点,
为坐标原点,则
的
8. 过抛物线的焦点的直线交抛物线于
值是( )
A. 12 B. -12 C. 3 D. -3
二. 填空题: 9. 已知圆
和抛物线
的准线相切,则
的值是_____。
10. 已知抛物线的焦点
分别是抛物线,则直线
上两点,为坐标原点,若的垂心恰好是此
的方程为_____。
11. 过点(0,1)的直线与___。 12. 已知直线____。
三. 解答题:
与抛物线
交于两点,若的中点的横坐标为,则
交于两点,那么线段的中点坐标是_
13. 已知抛物线顶点在原点,对称轴为求抛物线的方程。 14. 过点
(4,1)作抛物线
轴上,
轴,抛物线上一点到焦点的距离是5,
的弦点在
,恰被所平分,求所在直线方程。
。
15. 设点F(1,0),M点在 ⑴当点 ⑵设当
的垂直平分线与
在
轴上,且的方程; 上的三点,且
的坐标。
轴上运动时,求点的轨迹是曲线
成等差数列,
轴交于E(3,0)时,求点
【综合测试】 一. 选择题:
1. (2005上海)过抛物线
的焦点作一条直线与抛物线相交于
两点,它们的
横坐标之和等于5,则这样的直线( )
A. 有且仅有一条 B. 有且仅有两条 C. 有无穷多条 D. 不存在 2. (2005江苏)抛物线
上的一点
到焦点的距离为1,则点
的纵坐标是( )
A. B. C. D. 0
,若它的一条准线与抛物线
3. (2005辽宁)已知双曲线的中心在原点,离心率为的准线重合,则该双曲线与抛物线 A.
B.
C.
的交点与原点的距离是( )
D. 21
4. (2005全国Ⅰ)已知双曲线重合,则该双曲线的离心率为( )
的一条准线与抛物线的准线
A. B. C.
的准线与
D. 轴交于点
,若过点
的直线与抛物线有
5. (2004全国)设抛物线
公共点,则直线的斜率的取值范围是( )
A. B. C.
是抛物线
D.
时
6. (2006山东)动点取得最小值,则
上的点,为原点,当
的最小值为( )
A. B. C. D.
7. (2004北京)在一只杯子的轴截面中,杯子内壁的曲线满足抛物线方程
,在杯内放一个小球,要使球触及杯子的底部,则该球的表面积
取值范围是( ) A.
B.
C. 的准线为,直线
D.
的
8. (2005北京)设抛物线两点,则点
及点
与该抛物线相交于
到准线的距离之和为( )
A. 8 B. 7 C. 10 D. 12
二. 填空题: 9. (2004全国Ⅳ)设点
到
是曲线
上的一个动点,则点
到点
的距离与
轴的距离之和的最小值是_____。
10. (2005北京)过抛物线圆为
,则圆
的焦点
且垂直于
轴的弦为
,以
为直径的
与抛物线准线的位置关系是_____,圆的面积是_____。
的一条弦
,
,
所在
11. (2005辽宁)已知抛物线
直线与轴交点坐标为(0,2),则_____。 的焦点在直线
移到点
上,现将抛物线沿处,则平移后所
12. (2004黄冈)已知抛物线向量
进行平移,且使得抛物线的焦点沿直线
轴截得的弦长
_____。
得抛物线被
三. 解答题:
13. (2004山东)已知抛物线C:与抛物线交于 ⑴若以弦
两点。 为直径的圆恒过原点
,求
的焦点为,直线过定点且
的值;
的轨迹方程。
⑵在⑴的条件下,若,求动点
14. (2005四川)
如图,一动点,
是抛物线的焦点,点为抛物线内一定点,点为抛物线上
的最小值为8。
⑴求抛物线方程; ⑵若且
为坐标原点,问是否存在点
,若存在,求动点
,使过点
的动直线与抛物线交于
两点,
的坐标;若不存在,请说明理由。
15. (2005河南)已知抛物线抛物线交于 ⑴求 ⑵求满足
,
为顶点,,使得
为焦点,动直线
。
与
两点。若总存在一个实数;
的点
的轨迹方程。