3.3.1 抛物线的标准方程(课件+学案+练习共3份)苏教版(2019)选择性必修第一册
3.3.1 抛物线的标准方程
课标要求 1. 掌握抛物线的标准方程,能根据已知条件求抛物线的标准方程.
2. 能根据抛物线的标准方程求焦点坐标和准线方程. 3. 能利用抛物线的定义和标准方程求最值.
一、抛物线的定义
1.思考 抛物线可以看成双曲线的一支对吗?
2.填空 平面内到一个定点F和一条定直线l(F不在l上)的____________的点的轨迹叫作________,定点F叫作抛物线的________,定直线l叫作抛物线的________.
温馨提醒 (1)定义的实质可归结为“一动三定”:一个动点,设为M;一个定点F叫作抛物线的焦点;一条定直线l叫作抛物线的准线;一个定值,即点M与点F的距离和它到直线l的距离之比等于1.
(2)注意定点F不在定直线l上,否则动点M的轨迹不是抛物线,而是过点F垂直于直线l的一条直线.
例如,到点F(0,1)与到直线l:x+y-1=0的距离相等的点的轨迹方程为x-y+1=0,轨迹是一条直线.
3.做一做 (多选)下列命题是假命题的是( )
A.到定点F(-1,0)和定直线x=1的距离相等的动点P的轨迹为抛物线
B.到定点F(2,1)和定直线3x-2y-4=0的距离相等的动点P的轨迹为抛物线
C.抛物线的焦点一定在y轴上
D.抛物线的标准方程中,p表示焦点到准线的距离,p的值永远大于0
二、抛物线的标准方程
1.思考 比较椭圆、双曲线标准方程的建立过程,你认为如何建立坐标系,可使所求抛物线的方程形式简单?
2.填空
图形 标准方程 焦点坐标 准线方程
_______________ x=-
_______________ x=
_______________ y=-
_______________ y=
温馨提醒 (1)p的几何意义是焦点到准线的距离.
(2)标准方程的结构特征:顶点在坐标原点、焦点在坐标轴上.
(3)抛物线的开口方向:抛物线的开口方向取决于一次项变量(x或y)的取值范围.
3.做一做 抛物线y=-x2的准线方程是( )
A.x= B.x= C.y=2 D.y=4
题型一 求抛物线的标准方程
例1 分别求满足下列条件的抛物线的标准方程.
(1)焦点为(-2,0);
(2)准线为y=-1;
(3)过点A(2,3);
(4)焦点到准线的距离为.
思维升华 求抛物线的标准方程主要利用待定系数法,其步骤为
(1)依据条件设出抛物线的标准方程的类型.
(2)求参数p的值.
(3)确定抛物线的标准方程.
特别提醒 当焦点位置不确定时,应分类讨论,也可以设y2=ax(a≠0)或x2=ay(a≠0)的形式,以简化讨论过程.
训练1 分别求满足下列条件的抛物线的标准方程:
(1)过点(3,-4);
(2)焦点在直线x+3y+15=0上.
题型二 抛物线定义的应用
例2 (1)已知抛物线C:y2=x的焦点为F,A(x0,y0)是C上一点,AF=x0,则x0等于( )
A.1 B.2 C.4 D.8
(2)已知点P是抛物线y2=2x上的一个动点,求点P到点(0,2)的距离与P到该抛物线准线的距离之和的最小值.
迁移1 若将本例(2)中的点(0,2)改为点A(3,2),求PA+PF的最小值.
迁移2 若将本例(2)中的点(0,2)换为直线l1:3x-4y+=0,求点P到直线3x-4y+=0的距离与P到该抛物线的准线的距离之和的最小值.
思维升华 抛物线定义在求最值中的应用
(1)解此类最值问题时,首先要注意抛物线定义的转化应用,其次是注意平面几何知识的应用,例如两点之间线段最短,三角形中三边间的不等关系,点与直线上点的连线垂线段最短等.
(2)数形结合是求解几何最值的常用方法之一.
训练2 已知定长为3的线段AB的端点A,B在抛物线y2=x上移动,求AB的中点M到y轴距离的最小值.
题型三 抛物线的实际应用问题
例3 河上有一抛物线形拱桥,当水面距拱桥顶5 m时,水面宽为8 m,一小船宽4 m,高2 m,载货后船露出水面上的部分高0.75 m,问:水面上涨到与抛物线拱桥拱顶相距多少米时,小船开始不能通航?
思维升华 (1)解决本题的关键是把实际问题转化为数学问题,利用数学模型,通过数学语言(文字、符号、图形、字母等)表达、分析、解决问题.
(2)以抛物线为数学模型的实例很多,如拱桥、隧道、喷泉等,应用抛物线解决问题主要体现在:①建立适当的平面直角坐标系,求抛物线的标准方程;②利用已求方程求点的坐标.
(3)求解抛物线实际应用题的步骤:
训练3 探照灯反光镜的纵断面是抛物线的一部分,光源在抛物线的焦点处,已知灯口直径是60 cm,灯深40 cm,则光源到反光镜顶点的距离是( )
A.11.25 cm B.5.625 cm C.20 cm D.10 cm
[课堂小结]
1.牢记2个知识点
(1)抛物线的定义.
(2)抛物线的标准方程.
2.掌握2种解决问题的方法
(1)求标准方程的方法.
(2)运用定义解决有关距离的最值问题的方法.
3.注意1个易错点
忽视抛物线的开口方向而致误.
3.3.1 抛物线的标准方程
知识探究
一、1.提示 双曲线与抛物线上的点的性质存在着差异,虽然抛物线的形状与双曲线的形状看起来有点“像”,但绝不能把抛物线看成是双曲线的一支.
2.距离相等 抛物线 焦点 准线
3.BC [由抛物线定义易得A是真命题;B是假命题,因为定点F(2,1)在定直线3x-2y-4=0上,所以动点P的轨迹为直线;C是假命题,抛物线的焦点的位置可以随抛物线方程的不同而不同,比如y2=2x的焦点在x轴上.D明显正确.]
二、1.提示 过F作直线FN⊥直线l,垂足为N,以直线NF为x轴,线段NF的垂直平分线为y轴,建立如图所示的直角坐标系xOy,设焦点F到准线l的距离为p,则F,
又设P(x,y)为抛物线上任意一点,过点P作PH⊥l,垂足为H,则PF=PH,得=,
将上式两边平方并化简,得y2=2px(p>0).
2.y2=2px(p>0) y2=-2px(p>0) x2=2py(p>0) x2=-2py(p>0)
3.C [将y=-x2化为标准方程x2=-8y,由此可知准线方程为y=2.]
题型剖析
例1 解 (1)由于焦点在x轴的负半轴上,且=2,∴p=4,
∴抛物线的标准方程为y2=-8x.
(2)∵焦点在y轴正半轴上,且=1,∴p=2,
∴抛物线的标准方程为x2=4y.
(3)由题意,抛物线方程可设为y2=mx(m≠0)或x2=ny(n≠0),
将点A(2,3)的坐标代入,
得32=m·2或22=n·3,∴m=或n=.
∴所求抛物线的标准方程为y2=x或x2=y.
(4)由焦点到准线的距离为,可知p=.
∴所求抛物线的标准方程为y2=5x或y2=-5x或x2=5y或x2=-5y.
训练1 解 (1)法一 ∵点(3,-4)在第四象限,
∴设抛物线的标准方程为y2=2px (p>0)或x2=-2p1y (p1>0).
把点(3,-4)的坐标分别代入y2=2px和x2=-2p1y,
得(-4)2=2p·3,32=-2p1·(-4),即2p=,2p1=.
∴所求抛物线的标准方程为y2=x或x2=-y.
法二 抛物线的方程可设为y2=ax (a≠0)或x2=by (b≠0).
把点(3,-4)分别代入,可得a=,b=-.
∴所求抛物线的标准方程为y2=x或x2=-y.
(2)令x=0得y=-5;令y=0得x=-15.
∴抛物线的焦点为(0,-5)或(-15,0).
∴所求抛物线的标准方程为x2=-20y或y2=-60x.
例2 (1)A [∵+x0=x0,∴x0=1.]
(2)解
由抛物线的定义可知,抛物线上的点到准线的距离等于它到焦点的距离.由题图可知,点P,点(0,2)和抛物线的焦点F
三点共线时距离之和最小,
所以最小距离
d==.
迁移1 解 将x=3代入y2=2x,
得y=±.
所以点A在抛物线内部,
设点P为其上一点,点P到准线(设为l)x=-的距离为d,则PA+PF=PA+d.
由图可知,当PA⊥l时,PA+d最小,最小值是,
即PA+PF的最小值是.
迁移2 解 如图,作PQ垂直于准线l于点Q,PA1+PQ=PA1+PF≥A1Fmin.
A1F的最小值为点F到直线3x-4y+=0的距离d==1.即所求最小值为1.
训练2 解 如图,设点F是抛物线y2=x的焦点,过A,B两点分别作其准线的垂线AC,BD,过AB的中点M作准线的垂线MN,C,D,N为垂足,
则MN=(AC+BD).
由抛物线的定义,知AC=AF,BD=BF,
∴MN=(AF+BF)≥AB=.
设点M的横坐标为x,
则MN=x+,x≥-=,
当线段AB过焦点F时,等号成立,此时点M到y轴的最短距离为.
例3 解 如图,以拱桥的拱顶为原点,以过拱顶且平行于水面的直线为x轴,建立平面直角坐标系.
设抛物线方程为x2=-2py(p>0),
由题意可知,点B(4,-5)在抛物线上,
故p=,得x2=-y.
当船面两侧和抛物线接触时,船不能通航,设此时船面宽为AA′,则A(2,yA),
由22=-yA,得yA=-.
又知船面露出水面上的部分高为0.75 m,
所以h=|yA|+0.75=2(m).
所以水面上涨到与抛物线形拱桥拱顶相距2 m时,小船开始不能通航.
训练3 B [如图,
建立平面直角坐标系,
设抛物线方程是
y2=2px(p>0).
∵A(40,30)在抛物线上,
∴302=2p×40,∴p=,
∴光源到反光镜顶点的距离为===5.625(cm).](共52张PPT)
3.3.1 抛物线的标准方程
第3章 圆锥曲线与方程 3.3 抛物线
课标要求
1.掌握抛物线的标准方程,能根据已知条件求抛物线的标准方程. 2.能根据抛物线的标准方程求焦点坐标和准线方程. 3.能利用抛物线的定义和标准方程求最值.
知识探究
题型剖析
课时精练
内容索引
知识探究
1.思考 抛物线可以看成双曲线的一支对吗?
提示 双曲线与抛物线上的点的性质存在着差异,虽然抛物线的形状与双曲线的形状看起来有点“像”,但绝不能把抛物线看成是双曲线的一支.
一、抛物线的定义
2.填空 平面内到一个定点F和一条定直线l(F不在l上)的__________的点的轨迹叫作________,定点F叫作抛物线的______,定直线l叫作抛物线的______.
距离相等
抛物线
焦点
准线
温馨提醒
(1)定义的实质可归结为“一动三定”:一个动点,设为M;一个定点F叫作抛物线的焦点;一条定直线l叫作抛物线的准线;一个定值,即点M与点F的距离和它到直线l的距离之比等于1.
(2)注意定点F不在定直线l上,否则动点M的轨迹不是抛物线,而是过点F垂直于直线l的一条直线.
例如,到点F(0,1)与到直线l:x+y-1=0的距离相等的点的轨迹方程为x-y+1=0,轨迹是一条直线.
3.做一做 (多选)下列命题是假命题的是
A.到定点F(-1,0)和定直线x=1的距离相等的动点P的轨迹为抛物线
B.到定点F(2,1)和定直线3x-2y-4=0的距离相等的动点P的轨迹为抛物线
C.抛物线的焦点一定在y轴上
D.抛物线的标准方程中,p表示焦点到准线的距离,p的值永远大于0
√
由抛物线定义易得A是真命题;B是假命题,因为定点F(2,1)在定直线3x-2y-4=0上,所以动点P的轨迹为直线;C是假命题,抛物线的焦点的位置可以随抛物线方程的不同而不同,比如y2=2x的焦点在x轴上.D明显正确.
√
1.思考 比较椭圆、双曲线标准方程的建立过程,你认为如何建立坐标系,可使所求抛物线的方程形式简单?
二、抛物线的标准方程
提示
2.填空
图形 标准方程 焦点坐标 准线方程
___________________
___________________
___________________
____________________
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
温馨提醒
(1)p的几何意义是焦点到准线的距离.
(2)标准方程的结构特征:顶点在坐标原点、焦点在坐标轴上.
(3)抛物线的开口方向:抛物线的开口方向取决于一次项变量(x或y)的取值范围.
√
题型剖析
题型一 求抛物线的标准方程
例1
分别求满足下列条件的抛物线的标准方程.
(1)焦点为(-2,0);(2)准线为y=-1;
∴p=4,∴抛物线的标准方程为y2=-8x.
∴抛物线的标准方程为x2=4y.
(3)由题意,抛物线方程可设为y2=mx(m≠0)或x2=ny(n≠0),
将点A(2,3)的坐标代入,
得32=m·2或22=n·3,
∴所求抛物线的标准方程为y2=5x或y2=-5x或x2=5y或x2=-5y.
思维升华
求抛物线的标准方程主要利用待定系数法,其步骤为
(1)依据条件设出抛物线的标准方程的类型.
(2)求参数p的值.
(3)确定抛物线的标准方程.
特别提醒 当焦点位置不确定时,应分类讨论,也可以设y2=ax(a≠0)或x2=ay(a≠0)的形式,以简化讨论过程.
分别求满足下列条件的抛物线的标准方程:
(1)过点(3,-4);
训练1
法一 ∵点(3,-4)在第四象限,
∴设抛物线的标准方程为y2=2px (p>0)或x2=-2p1y (p1>0).
把点(3,-4)的坐标分别代入y2=2px和x2=-2p1y,
得(-4)2=2p·3,32=-2p1·(-4),
法二 抛物线的方程可设为y2=ax (a≠0)或x2=by (b≠0).
(2)焦点在直线x+3y+15=0上.
令x=0得y=-5;令y=0得x=-15.
∴抛物线的焦点为(0,-5)或(-15,0).
∴所求抛物线的标准方程为
x2=-20y或y2=-60x.
题型二 抛物线定义的应用
例2
√
(2)已知点P是抛物线y2=2x上的一个动点,求点P到点(0,2)的距离与P到该抛物线准线的.
由抛物线的定义可知,抛物线上的点到准线的距离等于它到焦点的距离.
三点共线时距离之和最小,
若将本例(2)中的点(0,2)改为点A(3,2),求PA+PF的最小值.
迁移1
所以点A在抛物线内部,
则PA+PF=PA+d.
迁移2
如图,作PQ垂直于准线l于点Q,PA1+PQ=PA1+PF≥A1Fmin.
即所求最小值为1.
思维升华
抛物线定义在求最值中的应用
(1)解此类最值问题时,首先要注意抛物线定义的转化应用,其次是注意平面几何知识的应用,例如两点之间线段最短,三角形中三边间的不等关系,点与直线上点的连线垂线段最短等.
(2)数形结合是求解几何最值的常用方法之一.
已知定长为3的线段AB的端点A,B在抛物线y2=x上移动,求AB的中点M到y轴距离的最小值.
训练2
如图,设点F是抛物线y2=x的焦点,过A,B两点分别作其准线的垂线AC,BD,过AB的中点M作准线的垂线MN,C,D,N为垂足,
由抛物线的定义,知AC=AF,BD=BF,
设点M的横坐标为x,
题型三 抛物线的实际应用问题
例3
河上有一抛物线形拱桥,当水面距拱桥顶5 m时,水面宽为8 m,一小船宽4 m,高2 m,载货后船露出水面上的部分高0.75 m,问:水面上涨到与抛物线拱桥拱顶相距多少米时,小船开始不能通航?
如图,以拱桥的拱顶为原点,以过拱顶且平行于水面的直线为x轴,建立平面直角坐标系.
设抛物线方程为x2=-2py(p>0),
由题意可知,点B(4,-5)在抛物线上,
当船面两侧和抛物线接触时,船不能通航,设此时船面宽为AA′,则A(2,yA),
又知船面露出水面上的部分高为0.75 m,
所以h=|yA|+0.75=2(m).
所以水面上涨到与抛物线形拱桥拱顶相距2 m时,小船开始不能通航.
思维升华
(1)解决本题的关键是把实际问题转化为数学问题,利用数学模型,通过数学语言(文字、符号、图形、字母等)表达、分析、解决问题.
(2)以抛物线为数学模型的实例很多,如拱桥、隧道、喷泉等,应用抛物线解决问题主要体现在:①建立适当的平面直角坐标系,求抛物线的标准方程;②利用已求方程求点的坐标.
(3)求解抛物线实际应用题的步骤:
探照灯反光镜的纵断面是抛物线的一部分,光源在抛物线的焦点处,已知灯口直径是60 cm,灯深40 cm,则光源到反光镜顶点的距离是
A.11.25 cm B.5.625 cm C.20 cm D.10 cm
训练3
如图,建立平面直角坐标系,
设抛物线方程是y2=2px(p>0).
∵A(40,30)在抛物线上,
√
课堂小结
1.牢记2个知识点
(1)抛物线的定义.
(2)抛物线的标准方程.
2.掌握2种解决问题的方法
(1)求标准方程的方法.
(2)运用定义解决有关距离的最值问题的方法.
3.注意1个易错点
忽视抛物线的开口方向而致误.
课时精练
一、基础巩固
√
1.抛物线y2=-8x的焦点坐标是
A.(2,0) B.(-2,0) C.(4,0) D.(-4,0)
∵y2=-8x,∴p=4,
∴焦点坐标为(-2,0).
√
法一 设动点P的坐标为(x,y).
2.若动点P与定点F(1,1)和直线l:3x+y-4=0的距离相等,则动点P的轨迹是
A.椭圆 B.双曲线 C.抛物线 D.直线
整理,得x2+9y2+4x-12y-6xy+4=0,
即(x-3y+2)2=0,∴x-3y+2=0.所以动点P的轨迹为直线.
√
3.顶点在原点,对称轴是y轴,并且顶点与焦点的距离等于3的抛物线的标准方程是
A.x2=±3y B.y2=±6x
C.x2=±12y D.x2=±6y
∴2p=12,
又∵对称轴是y轴,
∴抛物线的标准方程为x2=±12y.
√
4.(多选)对标准形式的抛物线,给出下列条件:
①焦点在y轴上;②焦点在x轴上;③抛物线上横坐标为1的点到焦点的距离等于6;④由原点向过焦点的某直线作垂线,垂足坐标为(2,1).
其中满足抛物线方程为y2=10x的是
A.① B.② C.③ D.④
抛物线y2=10x的焦点在x轴上,②满足,①不满足;
√
所以③不满足;
则k=-2,此时满足条件的直线存在,所以④满足.故选BD.
√
5.(多选)经过点P(4,-2)的抛物线的标准方程可以为
A.y2=x B.x2=8y C.x2=-8y D.y2=-8x
当抛物线的焦点在x轴上时,
√
设抛物线的方程为y2=2px(p>0),
又因为抛物线经过点P(4,-2),
所以抛物线的方程为y2=x;
当抛物线的焦点在y轴上时,
设抛物线的方程为x2=-2py(p>0),
又因为抛物线经过点P(4,-2),
所以42=-2p×(-2),解得p=4,
所以抛物线的方程为x2=-8y.
综上,抛物线的方程为y2=x或x2=-8y.
6.若抛物线方程为7x+4y2=0,则焦点坐标为___________.
如图,设抛物线的焦点为F,连接BF,PF.
8.如图所示,设P是曲线y2=4x上的一个动点,则点P到点B(-1,1)的距离与点P到直线x=-1的距离之和的最小值为________.
因为抛物线的方程为y2=4x,
所以准线方程为x=-1,焦点F的坐标为(1,0),
所以点P到点B(-1,1)的距离与点P到准线x=-1的距离之和等于PB+PF,则PB+PF≥BF,
当B,P,F三点共线且P居B,F之间时PB+PF取得最小值BF,
因为交点在第一象限,抛物线的顶点在原点,其准线垂直于x轴,
所以可设抛物线方程为y2=2px(p>0),
所以抛物线方程为y2=4x,准线方程为x=-1,
10.如图所示,一隧道内设双行线公路,其截面由长方形的三条边和抛物线的一段构成,为保证安全,要求行驶车辆顶部(设为平顶)与隧道顶部在竖直方向上高度之差至少要有0.5米.
0.7
依题意,设该抛物线的方程为x2=-2py(p>0),如图所示.
(1)以隧道的顶点为原点O,其对称轴所在的直线为y轴,建立平面直角坐标系(如图),求该抛物线的方程;
因为点C(5,-5)在抛物线上,所以52=-2p·(-5),
0.7
(2)若行车道总宽度AB为7米,请计算通过隧道的车辆限制高度为多少米(精确到0.1米).
设车辆高h米,则DB=h+0.5,
故D(3.5,h-6.5),
代入方程x2=-5y,解得h=4.05,
所以车辆通过隧道的限制高度为4.0米.
基础巩固
√
11.顶点在原点,对称轴为坐标轴,焦点为直线3x-4y-12=0与坐标轴的交点的抛物线的标准方程为
A.x2=-12y或y2=16x B.x2=12y或y2=-16x
C.x2=9y或y2=12x D.x2=-9y或y2=-12x
二、综合运用
对于直线方程3x-4y-12=0,
令x=0,得y=-3;令y=0,得x=4,
所以抛物线的焦点为(0,-3)或(4,0).
当焦点为(0,-3)时,设抛物线方程为x2=-2py(p>0),
此时抛物线的标准方程为x2=-12y;
当焦点为(4,0)时,设抛物线方程为
y2=2px(p>0),
此时抛物线的标准方程为y2=16x.
故所求抛物线的标准方程为x2=-12y或y2=16x.
12.(多选)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线l的斜率为且经过点F,直线l与抛物线C交于A,B两点(点A在第一象限),与抛物线的准线交于D.若AF=4,则以下结论正确的是
A.p=2 B.F为AD的中点 C.BD=2BF D.BF=2
√
如图所示,作AH⊥准线于点H,AM⊥x轴于点M,BE⊥准线于点E.
√
√
设准线与x轴的交点为N.
∵p=2,∴NF=FM=2,故△AMF≌ △ DNF,
∴F为AD的中点,故B正确;
∵BD=2BF,BD+BF=DF=AF=4,
由抛物线的定义知动点M的轨迹是以F为焦点,l为准线的抛物线,其方程应为y2=2px(p>0)的形式.
故点M的轨迹方程为y2=2x(x>0).
三、创新拓展
√课时精练 18 抛物线的标准方程
(分值:100分)
一、基础巩固
选择题每小题5分,共25分
1.抛物线y2=-8x的焦点坐标是( )
(2,0) (-2,0) (4,0) (-4,0)
2.若动点P与定点F(1,1)和直线l:3x+y-4=0的距离相等,则动点P的轨迹是( )
椭圆 双曲线 抛物线 直线
3.顶点在原点,对称轴是y轴,并且顶点与焦点的距离等于3的抛物线的标准方程是( )
x2=±3y y2=±6x x2=±12y x2=±6y
4.(多选)对标准形式的抛物线,给出下列条件:
①焦点在y轴上;②焦点在x轴上;③抛物线上横坐标为1的点到焦点的距离等于6;④由原点向过焦点的某直线作垂线,垂足坐标为(2,1).
其中满足抛物线方程为y2=10x的是( )
① ② ③ ④
5.(多选)经过点P(4,-2)的抛物线的标准方程可以为( )
y2=x x2=8y x2=-8y y2=-8x
6.若抛物线方程为7x+4y2=0,则焦点坐标为________.
7.以椭圆+y2=1的右焦点为焦点的抛物线的标准方程为______________.
8.如图所示,设P是曲线y2=4x上的一个动点,则点P到点B(-1,1)的距离与点P到直线x=-1的距离之和的最小值为________.
9.(15分)已知抛物线的顶点在原点,它的准线过双曲线-=1(a>0,b>0)的一个焦点,而且与x轴垂直.又抛物线与此双曲线交于点,求抛物线和双曲线的方程.
10.(15分)如图所示,一隧道内设双行线公路,其截面由长方形的三条边和抛物线的一段构成,为保证安全,要求行驶车辆顶部(设为平顶)与隧道顶部在竖直方向上高度之差至少要有0.5米.
(1)以隧道的顶点为原点O,其对称轴所在的直线为y轴,建立平面直角坐标系(如图),求该抛物线的方程;
(2)若行车道总宽度AB为7米,请计算通过隧道的车辆限制高度为多少米(精确到0.1米).
二、综合运用
选择题每小题5分,共10分
11.顶点在原点,对称轴为坐标轴,焦点为直线3x-4y-12=0与坐标轴的交点的抛物线的标准方程为( )
x2=-12y或y2=16x
x2=12y或y2=-16x
x2=9y或y2=12x
x2=-9y或y2=-12x
12.(多选)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线l的斜率为且经过点F,直线l与抛物线C交于A,B两点(点A在第一象限),与抛物线的准线交于D.若AF=4,则以下结论正确的是( )
p=2 F为AD的中点
BD=2BF BF=2
13.(15分)已知位于y轴右侧的动点M到F的距离比它到y轴的距离大,求点M的轨迹方程.
三、创新拓展
选择题每小题5分,共5分
14.已知P为抛物线y2=4x上一个动点,Q为圆x2+(y-4)2=1上一个动点,那么点P到点Q的距离与点P到抛物线的准线的距离之和的最小值是( )
5 8 +2 -1
课时精练18 抛物线的标准方程
1.B [∵y2=-8x,∴p=4,∴焦点坐标为(-2,0).]
2.D [法一 设动点P的坐标为(x,y).
则=.
整理,得x2+9y2+4x-12y-6xy+4=0,
即(x-3y+2)2=0,∴x-3y+2=0.所以动点P的轨迹为直线.
法二 显然定点F(1,1)在直线l:3x+y-4=0上,则与定点F和直线l距离相等的动点P的轨迹是过F点且与直线l垂直的一条直线.]
3.C [∵顶点与焦点的距离等于3,∴=3,∴2p=12,
又∵对称轴是y轴,∴抛物线的标准方程为x2=±12y.]
4.BD [抛物线y2=10x的焦点在x轴上,②满足,①不满足;
设M(1,y0)是y2=10x上一点,则MF=1+=1+=≠6,所以③不满足;
由于抛物线y2=10x的焦点为,过该焦点的直线斜率存在时,方程为y=k,若由原点向该直线作垂线,垂足为(2,1)时,则k=-2,此时满足条件的直线存在,所以④满足.故选BD.]
5.AC [当抛物线的焦点在x轴上时,设抛物线的方程为y2=2px(p>0),
又因为抛物线经过点P(4,-2),所以(-2)2=2p×4,解得p=,
所以抛物线的方程为y2=x;当抛物线的焦点在y轴上时,
设抛物线的方程为x2=-2py(p>0),
又因为抛物线经过点P(4,-2),所以42=-2p×(-2),解得p=4,
所以抛物线的方程为x2=-8y.
综上,抛物线的方程为y2=x或x2=-8y.]
6. [抛物线方程化为y2=-x,所以抛物线开口向左,2p=,=,故焦点坐标为.]
7.y2=4x [由+y2=1得,右焦点为(,0),
所以抛物线的标准方程为y2=4x.]
8. [如图,设抛物线的焦点为F,连接BF,PF.
因为抛物线的方程为y2=4x,
所以准线方程为x=-1,焦点F的坐标为(1,0),
所以点P到点B(-1,1)的距离与点P到准线x=-1的距离之和等于PB+PF,
则PB+PF≥BF,当B,P,F三点共线且P居B,F之间时PB+PF取得最小值BF,
此时BF==,
即所求最小值为.]
9.解 因为交点在第一象限,抛物线的顶点在原点,其准线垂直于x轴,
所以可设抛物线方程为y2=2px(p>0),
将点代入方程求得p=2,
所以抛物线方程为y2=4x,准线方程为x=-1,
由此知道双曲线方程中c=1,焦点为(-1,0),(1,0),点到两焦点距离之差的绝对值为2a=1,所以a=,b2=c2-a2=,
所以双曲线的标准方程为-=1.
10.解 (1)依题意,
设该抛物线的方程为x2=-2py(p>0),如图所示.
因为点C(5,-5)在抛物线上,
所以52=-2p·(-5),解得p=,
所以该抛物线的方程为x2=-5y.
(2)设车辆高h米,则DB=h+0.5,
故D(3.5,h-6.5),
代入方程x2=-5y,解得h=4.05,
所以车辆通过隧道的限制高度为4.0米.
11.A [对于直线方程3x-4y-12=0,
令x=0,得y=-3;令y=0,得x=4,
所以抛物线的焦点为(0,-3)或(4,0).
当焦点为(0,-3)时,设抛物线方程为x2=-2py(p>0),
则=3,所以p=6,此时抛物线的标准方程为x2=-12y;
当焦点为(4,0)时,设抛物线方程为y2=2px(p>0),
则=4,所以p=8,此时抛物线的标准方程为y2=16x.
故所求抛物线的标准方程为x2=-12y或y2=16x.]
12.ABC [如图所示,作AH⊥准线于点H,AM⊥x轴于点M,BE⊥准线于点E.
直线l的斜率为,
故tan∠AFM=,∴∠AFM=.
又AF=4,故MF=2,AM=2.
∴A,将点A的坐标代入抛物线的方程得p=2(负值舍去),故A正确;
设准线与x轴的交点为N.
∵p=2,∴NF=FM=2,故△AMF≌△DNF,
∴F为AD的中点,故B正确;
∵∠BDE=,∴BD=2BE=2BF,故C正确;
∵BD=2BF,BD+BF=DF=AF=4,
∴BF=,故D错误.故选ABC.]
13.解 由于位于y轴右侧的动点M到F的距离比它到y轴的距离大,
所以动点M到F的距离与它到直线l:x=-的距离相等.
由抛物线的定义知动点M的轨迹是以F为焦点,l为准线的抛物线,其方程应为y2=2px(p>0)的形式.又因为=,所以p=1,2p=2.
故点M的轨迹方程为y2=2x(x>0).
14.D [设圆x2+(y-4)2=1的圆心为C,则C(0,4),半径r=1.由题意可知抛物线的焦点F(1,0),点P到点Q的距离与点P到抛物线准线的距离之和为PQ+PF≥QF≥CF-1=-1=-1.故选D.]
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