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:MF⊥AB
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A、B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,求中点到轴距离的最小值,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P(m,-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A、B两点,若A、B在准线上的射影是A2,B2,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y=mx+n,A(x,y)为抛物线上一点,
A0(x,y1)为渐近线上与A横坐标相同的点如图,
则有和y1=mx+n.
∴
当m≠0时,若x→+∞,则
当m=0时,,当x→+∞,则
这与y=mx+n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,根据计算抛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A、B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A、E、B分别向准线引垂线AD,EH,BC,垂足为D、H、C,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EH⊥l,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,求中点到轴距离的最小值,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P(m,-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A、B两点,若A、B在准线上的射影是A2,B2,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.米
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,求点到轴的最小距离。
〖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,则弦的中点到轴的最小距离为 。
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)在上的射影轨迹方程。
(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。