2.涉及拋物線的弦長(zhǎng)、弦的中點(diǎn)、弦的斜率問題時(shí),要注意運(yùn)用“設(shè)而不求”的策略,避免求交點(diǎn)坐標(biāo)的復(fù)雜運(yùn)算.
1.求拋物線方程的方法:待定系數(shù)法,定義法,直接法;
4.特別注意范圍的限定.
[例4](2005全國卷Ⅲ)設(shè)
兩點(diǎn)在拋物線
上,l是AB的垂直平分線.
(Ⅰ)當(dāng)且僅當(dāng)
取何值時(shí),直線l經(jīng)過拋物線的焦點(diǎn)F?證明你的結(jié)論;
(Ⅱ)當(dāng)直線l的斜率為2時(shí),求l在y軸上截距的取值范圍.
解:(Ⅰ)
兩點(diǎn)到拋物線的準(zhǔn)線的距離相等.
∵拋物線的準(zhǔn)線是x軸的平行線,
不同時(shí)為0,
∴上述條件等價(jià)于![]()
∵
, ∴上述條件等價(jià)于 ![]()
即當(dāng)且僅當(dāng)
時(shí),l經(jīng)過拋物線的焦點(diǎn)F.
另解:(Ⅰ)∵拋物線
,即
,
∴焦點(diǎn)為
(1)直線
的斜率不存在時(shí),顯然有
(2)直線
的斜率存在時(shí),設(shè)為k, 截距為b
即直線
:y=kx+b
由已知得:
![]()
![]()
![]()
即
的斜率存在時(shí),不可能經(jīng)過焦點(diǎn)
所以當(dāng)且僅當(dāng)
=0時(shí),直線
經(jīng)過拋物線的焦點(diǎn)F
(II)(理)設(shè)l在y軸上的截距為b,依題意得l的方程為
;過點(diǎn)A、B的直線方程可寫為
,所以
滿足方程
得
;
A,B為拋物線上不同的兩點(diǎn)等價(jià)于上述方程的判別式![]()
即![]()
設(shè)AB的中點(diǎn)N的坐標(biāo)為
,則
![]()
由![]()
即得l在y軸上截距的取值范圍為(
).
法二:y1=2x12, y2=2x22, 相減得
![]()
,
中點(diǎn)在拋物線內(nèi)必![]()
[研討.欣賞](2005山東文)
已知?jiǎng)訄A過定點(diǎn)
,且與直線
相切,其中
.
(I)求動(dòng)圓圓心
的軌跡的方程;
(II)設(shè)A、B是軌跡
上異于原點(diǎn)
的兩個(gè)不同點(diǎn),直線
和
的傾斜角分別為
和
,當(dāng)
變化且
時(shí),證明直線
恒過定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo).
![]()
![]()
解:(I)如圖,設(shè)
為動(dòng)圓圓心,
為記為
,過點(diǎn)
作直線
的垂線,垂足為
,由題意知:
即動(dòng)點(diǎn)
到定點(diǎn)
與定直線
的距離相等,由拋物線的定義知,點(diǎn)
的軌跡為拋物線,其中
為焦點(diǎn),
為準(zhǔn)線,所以軌跡方程為![]()
(II)如圖,設(shè)
,由題意得
。又直線
的傾斜角
滿足
,故
。∴直線
的斜率存在,否則,
的傾斜角
。從而設(shè)直線
的方程為
,顯然
,將
與![]()
聯(lián)立消去
,得
由韋達(dá)定理知
①
由
,得
。將①式代入上式整理化簡(jiǎn),得
:此時(shí)直線
的方程可表示為:
,即
。∴直線
恒過定點(diǎn)![]()
3.運(yùn)用距離公式求出標(biāo)準(zhǔn)方程中的待定系數(shù);
2.合理選擇坐標(biāo)系,確定標(biāo)準(zhǔn)方程;
[例1]給定拋物線y2=2x,設(shè)A(a,0),a>0,P是拋物線上的一點(diǎn),且|PA|=d,試求d的最小值.
解:設(shè)P(x0,y0)(x0≥0),則y02=2x0,
∴d=|PA|=![]()
=
=
.
∵a>0,x0≥0,
∴(1)當(dāng)0<a<1時(shí),1-a>0,
此時(shí)有x0=0時(shí),dmin=
=a.
(2)當(dāng)a≥1時(shí),1-a≤0,
此時(shí)有x0=a-1時(shí),dmin=
.
[例2]過拋物線y2=2px(p>0)焦點(diǎn)F的弦AB,點(diǎn)A、B在拋物線準(zhǔn)線上的射影為A1、B1,求∠A1FB1.
![]()
解法1:由拋物線定義及平行線性質(zhì)知∠A1FB1=180°-(∠AFA1+∠BFB1)
=180°-
(180°-∠A1AF)-
(180°-∠B1BF)
=
(∠A1AF+∠B1BF)=90°.
法2:設(shè)弦AB的方程是:![]()
得
,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由韋達(dá)定理得y1y2= -p2
又
,![]()
∴
從而知∠A1FB1=90°.
提煉方法: 1.平面幾何法與定義法結(jié)合,簡(jiǎn)捷高效;
2.
弦AB的方程是:
(本題不存在AB垂直于y軸的情況),避開了斜率存在性的討論,解題中應(yīng)注意靈活運(yùn)用.
[例3]
如下圖所示,直線l1和l2相交于點(diǎn)M,l1⊥l2,點(diǎn)N∈l1,以A、B為端點(diǎn)的曲線段C上任一點(diǎn)到l2的距離與到點(diǎn)N的距離相等.若△AMN為銳角三角形,|AM|=
,|AN|=3,且|NB|=6,建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求曲線段C的方程.
解:以直線l1為x軸,線段MN的垂直平分線為y軸,建立直角坐標(biāo)系,由條件可知,曲線段C是以點(diǎn)N為焦點(diǎn),以l2為準(zhǔn)線的拋物線的一段.其中A、B分別為曲線段C的端點(diǎn).
設(shè)曲線段C的方程為y2=2px(p>0)(xA≤x≤xB,y>0),其中xA、xB為A、B的橫坐標(biāo),p=|MN|,
所以M(-
,0)
、N(
,0).
由|AM|=
,|AN|=3,得
(xA+
)2+2pxA=17, ①
(xA-
)2+2pxA=9. ②
①②聯(lián)立解得xA=
,代入①式,并由p>0,
|
|
xA=1 xA=2.
因?yàn)椤?i>AMN為銳角三角形,所以
>xA.
|
|
xA=2. xA=1.
由點(diǎn)B在曲線段C上,得xB=|BN|-
=4.
綜上,曲線段C的方程為y2=8x(1≤x≤4,y>0).
提煉方法: 1.熟練運(yùn)用定義確定曲線C是拋物線段;
5.把點(diǎn)A的坐標(biāo)(0,9)代入y=ax2+c得c=9,即運(yùn)動(dòng)物體的軌跡方程為y=ax2+9.
令y=0,得ax2+9=0,即x2=-
.
若物體落在D內(nèi),應(yīng)有6<
<7,
解得-
<a<-
. 6.N(x0+4,
0)![]()
6.已知拋物線y2=8x上兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)A、B及一個(gè)定點(diǎn)M(x0, y0),F(xiàn)是拋物線的焦點(diǎn),且|AF|、|MF|、|BF|成等差數(shù)列,線段AB的垂直平分線與x軸交于一點(diǎn)N
則點(diǎn)N的坐標(biāo)是_____________(用x0表示);
簡(jiǎn)答:1-4.BBDC; 4.考慮特殊位置,令焦點(diǎn)弦PQ平行于
軸,
5. 下圖所示的直角坐標(biāo)系中,一運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過點(diǎn)A(0,9),其軌跡方程是y=ax2+c(a<0),D=(6,7)為x軸上的給定區(qū)間.為使物體落在D內(nèi),a的取值范圍是___________;
![]()
4.過拋物線
的焦點(diǎn)F作一直線交拋物線于P、Q兩點(diǎn),若PF與FQ的長(zhǎng)分別為p、q,則
等于 (
)
A
B
C
D ![]()
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