20xx高中数学 抛物线的简单几何性质学案 新人教A版选修2-1

时间:2024.5.2

抛物线的简单几何性质

课前预习学案

一、 预习目标

回顾抛物线的定义及抛物线的标准方程,预习抛物线的范围、对称性、顶点、离心率等几何性质

二、 预习内容

1、 复习回顾

(1)    抛物线定义

                                         叫作抛物线;          叫做抛物线的焦点。              叫做抛物线的准线

(2)抛物线的标准方程

①相同点                                                  

②不同点                                                 

(3)回顾练习

①已知抛物线y2=2px的焦点为F,准线为l,过焦点F的弦与抛物线交于A、B两点,过A、B分别作AP⊥l,BQ⊥l,M为PQ的中点,求证:MFAB

②在抛物线y2=2x上方有一点M(3,),P在抛物线上运动,|PM|=d1,P到准线的距离为d2,求当d1 +d2最小时,P的坐标。

2、预习新知

(1)根据抛物线图像探究抛物线的简单几何性质

①范围 :                                                             ;

②对称性:                                                                    

③顶点:                                                                

④离心率:                                                                 

(2)自我检测:

1.已知点,直线,点是直线上的动点,若过垂直于轴的直线与线段的垂直平分线交于点,则点所在曲线是(   )

圆             椭圆          双曲线        抛物线

2.设抛物线的焦点为,以为圆心,长为半径作一圆,与抛物线在轴上方交于,则的值为  (    )

8            18                    4

3.过点的抛物线的标准方程是                          

焦点在上的抛物线的标准方程是                      

4.抛物线的焦点为为一定点,在抛物线上找一点,当为最小时,则点的坐标            ,当为最大时,则点的坐标                       

三、提出疑惑

同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中

课内探究学案

一、学习目标

1.掌握抛物线的范围、对称性、顶点、离心率等几何性质;

2.能根据抛物线的几何性质对抛物线方程进行讨论,在此基础上列表、描点、画抛物线图形;

3.在对抛物线几何性质的讨论中,注意数与形的结合与转化

二、学习过程

1、定义                                                                    

2、标准方程                                                               

3、几何性质

①范围 :                                                             ;

②对称性:                                                                    

③顶点:                                                                

④离心率:                                                                 

4、完成下表

思考问题:抛物线是双曲线的一支吗?为什么?

5、分析例题

例1 已知抛物线关于x轴为对称,它的顶点在坐标原点,并且经过点,求它的标准方程,并用描点法画出图形.

例2 探照灯反射镜的轴截面是抛物线的一部分,光源位于抛物线的焦点处,已知灯的圆的直径60cm,灯深为40cm,求抛物线的标准方程和焦点位置.

例3 过抛物线的焦点F任作一条直线m,交这抛物线于AB两点,

求证:以AB为直径的圆和这抛物线的准线相切.

例4. 已知抛物线与圆相交于两点,圆与轴正半轴交于点,直线是圆的切线,交抛物线与,并且切点在上.

(1)求三点的坐标.(2)当两点到抛物线焦点距离和最大时,求直线的方程.

课后练习与提高

1.过抛物线的焦点作直线交抛物线于两点,如果,那么=( B )

(A)10         (B)8             (C)6            (D)4

2.已知为抛物线上一动点,为抛物线的焦点,定点,则的最小值为( B )

(A)3             (B)4              (C)5            (D)6

3.过抛物线的焦点作直线交抛物线于两点,若线段的长分别是,则=( C )

(A)          (B)          (C)       (D)

4.过抛物线焦点的直线它交于两点,则弦的中点的轨迹方程是 ______    (答案: )       

5.定长为的线段的端点在抛物线上移动,求中点轴距离的最小值,并求出此时中点的坐标

(答案:  , M到轴距离的最小值为

6.根据下列条件,求抛物线的方程,并画出草图.

(1)顶点在原点,对称轴是x轴,顶点到焦点的距离等于8.

(2)顶点在原点,焦点在y轴上,且过P(4,2)点.

(3)顶点在原点,焦点在y轴上,其上点Pm,-3)到焦点距离为5.

7.过抛物线焦点F的直线与抛物线交于AB两点,若AB在准线上的射影是A2B2,则∠A2FB2等于       

8.抛物线顶点在原点,以坐标轴为对称轴,过焦点且与y轴垂直的弦长为16,求抛物线方程.

9.以椭圆的右焦点,F为焦点,以坐标原点为顶点作抛物线,求抛物线截椭圆在准线所得的弦长.

10.有一抛物线型拱桥,当水面距拱顶4米时,水面宽40米,当水面下降1米时,水面宽是多少米?


抛物线的简单几何性质

教学目的:

1.掌握抛物线的范围、对称性、顶点、离心率等几何性质;

2.能根据抛物线的几何性质对抛物线方程进行讨论,在此基础上列表、描点、画抛物线图形;

3.在对抛物线几何性质的讨论中,注意数与形的结合与转化

教学重点:抛物线的几何性质及其运用

教学难点:抛物线几何性质的运用

授课类型:新授课

课时安排:1课时

教    具:多媒体、实物投影仪

内容分析

  “抛物线的简单几何性质”是课本第八章最后一节,它在全章占有重要的地位和作用本节知识在生产、生活和科学技术中经常用到,也是大纲规定的必须掌握的内容,还是将来大学学习的基础知识之一  对于训练学生用坐标法解题,本节一如前面各节一样起着相当重要的作用

研究抛物线的几何性质和研究椭圆、双曲线的几何性质一样,按范围、对称性、顶点、离心率顺序来研究,完全可以独立探索得出结论  已知抛物线的标准方程,求它的焦点坐标和准线方程时,首先要判断抛物线的对称轴和开口方向,一次项的变量如果为(或),则轴(或轴)是抛物线的对称轴,一次项的符号决定开口方向,由已知条件求抛物线的标准方程时,首先要根据已知条件确定抛物线标准方程的类型,再求出方程中的参数 

本节分两课时进行教学 第一课时内容主要讲抛物线的四个几何性质、抛物线的画图、例1、例2、及其它例题;第二课时主要内容焦半径公式、通径、例3

教学过程

一、复习引入:

1.抛物线定义:

平面内与一个定点F和一条定直线的距离相等的点的轨迹叫做抛物线 定点F叫做抛物线的焦点,定直线叫做抛物线的准线

2.抛物线的标准方程:

相同点:(1)抛物线都过原点;(2)对称轴为坐标轴;(3)准线都与对称轴垂直,垂足与焦点在对称轴上关于原点对称  它们到原点的距离都等于一次项系数绝对值的,即 

不同点:(1)图形关于X轴对称时,X为一次项,Y为二次项,方程右端为、左端为;图形关于Y轴对称时,X为二次项,Y为一次项,方程右端为,左端为  (2)开口方向在X轴(或Y轴)正向时,焦点在X轴(或Y轴)的正半轴上,方程右端取正号;开口在X轴(或Y轴)负向时,焦点在X轴(或Y轴)负半轴时,方程右端取负号

二、讲解新课:

抛物线的几何性质

1.范围

因为p>0,由方程可知,这条抛物线上的点M的坐标(x,y)满足不等式x≥0,所以这条抛物线在y轴的右侧;当x的值增大时,|y|也增大,这说明抛物线向右上方和右下方无限延伸.

2.对称性

以-y代y,方程不变,所以这条抛物线关于x轴对称,我们把抛物线的对称轴叫做抛物线的轴.

3.顶点

抛物线和它的轴的交点叫做抛物线的顶点.在方程中,当y=0时,x=0,因此抛物线的顶点就是坐标原点.

4.离心率

抛物线上的点M与焦点的距离和它到准线的距离的比,叫做抛物线的离心率,用e表示.由抛物线的定义可知,e=1.

对于其它几种形式的方程,列表如下:

注意强调的几何意义:是焦点到准线的距离

抛物线不是双曲线的一支,抛物线不存在渐近线

通过图形的分析找出双曲线与抛物线上的点的性质差异,当抛物线上的点趋向于无穷远时,抛物线在这一点的切线斜率接近于对称轴所在直线的斜率,也就是说接近于和对称轴所在直线平行,而双曲线上的点趋向于无穷远时,它的切线斜率接近于其渐近线的斜率

附:抛物线不存在渐近线的证明.(反证法)

假设抛物线y2=2px存在渐近线ymxnAxy)为抛物线上一点,

A0xy1)为渐近线上与A横坐标相同的点如图,

则有y1mxn

 

m≠0时,若x→+∞,则

m=0时,,当x→+∞,则

这与ymxn是抛物线y2=2px的渐近线矛盾,所以抛物线不存在渐近线

三、讲解范例:

例1 已知抛物线关于x轴为对称,它的顶点在坐标原点,并且经过点,求它的标准方程,并用描点法画出图形.

分析:首先由已知点坐标代入方程,求参数p

解:由题意,可设抛物线方程为,因为它过点

所以   ,即

因此,所求的抛物线方程为

将已知方程变形为,根据计算物线在的范围内几个点的坐标,得

描点画出抛物线的一部分,再利用对称性,就可以画出抛物线的另一部分

点评:在本题的画图过程中,如果描出抛物线上更多的点,可以发现这条抛物线虽然也向右上方和右下方无限延伸,但并不能像双曲线那样无限地接近于某一直线,也就是说,抛物线没有渐近线.

例2 探照灯反射镜的轴截面是抛物线的一部分,光源位于抛物线的焦点处,已知灯的圆的直径60cm,灯深为40cm,求抛物线的标准方程和焦点位置.

分析:这是抛物线的实际应用题,设抛物线的标准方程后,根据题设条件,可确定抛物线上一点坐标,从而求出p值.

解:如图,在探照灯的轴截面所在平面内建立直角坐标系,使反光镜的顶点(即抛物线的顶点)与原点重合,x轴垂直于灯口直径.

设抛物线的标准方程是 (p>0).

由已知条件可得点A的坐标是(40,30),代入方程,得

即  

所求的抛物线标准方程为

例3 过抛物线的焦点F任作一条直线m,交这抛物线于AB两点,

求证:以AB为直径的圆和这抛物线的准线相切.

分析:运用抛物线的定义和平面几何知识来证比较简捷.

证明:如图.设AB的中点为E,过AEB分别向准线引垂线ADEHBC,垂足为DHC,则

AF|=|AD|,|BF|=|BC

∴|AB|=|AF|+|BF|=|AD|+|BC|=2|EH

所以EH是以AB为直径的圆E的半径,且EHl,因而圆E和准线相切.

四、课堂练习

1.过抛物线的焦点作直线交抛物线于两点,如果,那么=( B )

(A)10         (B)8             (C)6            (D)4

2.已知为抛物线上一动点,为抛物线的焦点,定点,则的最小值为( B )

(A)3             (B)4              (C)5            (D)6

3.过抛物线的焦点作直线交抛物线于两点,若线段的长分别是,则=( C )

(A)          (B)          (C)       (D)

4.过抛物线焦点的直线它交于两点,则弦的中点的轨迹方程是 ______    (答案: )      

5.定长为的线段的端点在抛物线上移动,求中点轴距离的最小值,并求出此时中点的坐标

(答案:  , M到轴距离的最小值为

五、小结 :抛物线的离心率、焦点、顶点、对称轴、准线、中心等 

六、课后作业

1.根据下列条件,求抛物线的方程,并画出草图.

(1)顶点在原点,对称轴是x轴,顶点到焦点的距离等于8.

(2)顶点在原点,焦点在y轴上,且过P(4,2)点.

(3)顶点在原点,焦点在y轴上,其上点Pm,-3)到焦点距离为5.

2.过抛物线焦点F的直线与抛物线交于AB两点,若AB在准线上的射影是A2B2,则∠A2FB2等于       

3.抛物线顶点在原点,以坐标轴为对称轴,过焦点且与y轴垂直的弦长为16,求抛物线方程.

4.以椭圆的右焦点,F为焦点,以坐标原点为顶点作抛物线,求抛物线截椭圆在准线所得的弦长.

5.有一抛物线型拱桥,当水面距拱顶4米时,水面宽40米,当水面下降1米时,水面宽是多少米?

习题答案:

1.(1)y2=±32x    (2)x2=8y     (3)x2=-8y  

2.90°

3.x2=±16 y  

4.

5.

七、板书设计(略)

八、课后记: 


第二篇:高中数学 2.4.2 抛物线的简单几何性质学案 新人教A版选修2-1


§2.4.2  抛物线的简单几何性质(一)

学习目标:1、记住抛物线的几何性质,会根据抛物线的几何性质确定抛物线的位置及基本量;2、会简单应用抛物线的几何性质。

一、知识回顾:

1、抛物线的顶点坐标是        ,焦点坐标是        ,准线方程是          ,离心率是    ,通径长       

2、抛物线上的两点到焦点的距离之和为5,则线段的中点的横坐标是       

3、抛物线的焦点为为定点,在抛物线上找一点,当为最小时,则点的坐标        ,当为最大时,则点的坐标                  

二、典例分析:

〖例1〗:求证:以通过抛物线焦点的弦为直径的圆必与抛物线的准线相切。

〖例2〗:正三角形的一个顶点位于坐标原点,另外两个顶点在抛物线上,求这个正三角形的边长。

〖例3〗:定长为3的线段的两端点在抛物线上移动,设点为线段的中点,求点轴的最小距离。

〖例4〗:抛物线上有两个定点(位于轴的上下两侧),是抛物线的焦点,并且。在抛物线这段曲线上,求一点,使得的面积最大,并求最大面积。


三、课后作业:

1、已知点,直线,点是直线上的动点,若过垂直于轴的直线与线段的垂直平分线交于点,则点所在曲线是(    )

A、圆       B、椭圆     C、双曲线       D、抛物线

2、若抛物线的焦点与双曲线的右焦点重合,则(    )

A、      B、       C、      D、

3、过抛物线的焦点的直线交抛物线于两点,则的最小值为(    )

A、       B、       C、      D、无法确定

4、设抛物线的焦点为,以为圆心,长为半径作一圆,与抛物线在轴上方交于,则的值为(    )

A、8        B、18       C、    D、4

5、抛物线上一点到顶点的距离等于它到准线的距离,这点坐标是(    )

A、       B、      C、     D、

6、已知点是抛物线上的点,设点到抛物线的准线的距离为,到圆上一动点的距离为,则的最小值为(    )

A、       B、       C、       D、

7、过定点,作直线与曲线有且仅有1个公共点,则这样的直线共有     条。

8、过抛物线的焦点的直线与抛物线交于两点,若点在抛物线的准线上的射影分别是,则         

9、抛物线的动弦长为,则弦的中点轴的最小距离为       

10、是抛物线上的两点,且

(1)求两点的横坐标之积和纵坐标之积;(2)求证:直线过定点;(3)求弦中点的轨迹方程;(4)求面积的最小值;(5)上的射影轨迹方程。


(选做题)11、是抛物线上的两点,满足为坐标原点):

(1)求证:两点的横坐标之积为定值;(2)直线经过一定点;(3)求线段的中点的轨迹方程。

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