廖庆伟
抛物线是高中数学中的重要内容,也是高考考查的重点,主要考查定义、标准方程、几何性质等基础知识,考查基本技能与基本方法的运用。
一、知识扫描
平面内与一个定点F和一条直线l(l不过F)的距离相等的点的集合叫作抛物线。这个定点F叫作抛物线的焦点,这条定直线l叫作抛物线的准线。其数学表达式为|MF|=d(其中d为点M到准线的距离)。
抛物线的标准方程与几何性质如表1所示。
焦半径:抛物线y2=2px(p>0)上一点P(x0,y0)到焦点F(上,0)的距离|PF|。
常用结论:设抛物线方程为y2=2px(p>0),F为焦点。
焦半径:设P(x,y)为抛物线上任意一点,则|PF|=x+-p
通径:过焦点且与对称轴垂直的弦AB,|AB|=2p:p越大,抛物线的开口越大。
焦点弦:设过焦点F的直线l与抛物线交于点A(x1,y1),B(x2,y2),则有:
⑤以AB为直径的圆与准线相切。
⑥以AF或BF为直径的圆与y轴相切。
二、常见题型
考点一:抛物线的定义及运用
例1?若抛物线y2=2x上一点M到它的焦点F的距离为3/2,0为坐标原点,则△MFO的面积为()。
A.√2/2
B.√2/4
C.1/2
D.1/4
解析:由题意知,抛物线的准线方程为x2。
设M(a,b),由抛物线的定义可知,点M到准线的距离为3/2
所以a=1,代入抛物线方程y2=2x,解得b=±√2,所以S△MPO=1/2X1/2X√2=√2/4。
故选B。
点评:利用抛物线的定义解决此类问题时,应灵活地运用抛物线上的点到焦点的距离与到准线距离的等价转化。“看到准线想到焦点,看到焦点想到准线”,这是解决抛物线焦点弦有关问题的有效途径。
考点二:抛物线的标准方程
例2?如图1,抛物线的顶点在坐标原点,焦点为F,过抛物线上一点A(3,y)作准线l的垂线,垂足为B,若△ABF为等边三角形,则抛物线的标准方程是()。
A.y2=1/2x
B.y2=x
C.y2=2x
D.y2=4x
解析:设抛物线方程为y2=2px(p>0),则F( (p/2 ,0 ),B(-p/2,0)。
将A(3,y)代入抛物线方程得y2=6p,y=√6p。
由于△ABF为等边三角形,故kAF=√3,即 √6p-0 /3-p/2=√3 ,解得p=2。
所以抛物线的标准方程是y2=4x,故选D。
点评:求抛物线方程主要有两种方法。
①定义法:根据条件确定动点满足的几何特征,从而确定p的值,得到抛物线的标准方程。
②待定系数法:根据条件设出标准方程,再确定参数p的值,这里要注意抛物线标准方程有四种形式。从简单化角度出发,焦点在x轴的,设为y2=ax(a≠0),焦点在y轴的,设为x2=by(b≠0)
考点三:抛物线的几何性质
例3?如图2,设抛物线y2=4x的焦点为F,不经过焦点的直线上有三个不同的点A,B,C,其中点A,B在抛物线上,点C在y轴上,则S△BCF/S△ACF=()。
A.|BF|-1/|AF|-1
B.|BF|2-1/|AF|2-1
C.|BF|+1/|AF|+1
D.|BF|2+1/|AF|2+1
解析:如图3所示,抛物线的准线DE的方程为x=-1。
過A作AE⊥DE于E,交y轴于N;过B作BD⊥DE于D,交y轴于M。
由抛物线的定义知|BF|=|BD|,|AF|=|AE|。
所以|BM|=|BD|-1=|BF|-1,|AN|=|AE|-1=|AF|-1。
所以S△BCF/S△ACF=| BC|/|AC |=xB/xA= |BF|-1/|AF|-1故选A。
点评:本题需结合平面几何中同高的三角形面积比等于底边比,抛物线上的点到准线的距离等于其到焦点的距离求解,在平面几何背景下考查圆锥曲线的标准方程及其性质,是高考中小题的热点。
考点四:拋物线中的最值
例4 ?抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,已知点A,B为抛物线上的两个动点,且满足∠AFB=120°。过弦AB的中点M作抛物线准线的垂线MN,垂足为N,则 | MN|/|AB |的最大值为( )。
A.√3/3
B.1
C.2√3/3
D.2
解析:设|AF| = =a ,| BF | =b。
由余弦定理得|AB|2=a2+b2-2ab·cos120° = a2 +b2+ab= (a+b)2-ab≥(a+b)2- ( a +b/2)2=/43 (a+b)2。
因为a+b= |AF|+ | BF| =2 |MN| ,所以|AB|2≥3/4|2MN|2,所以 |MN|/|AB|≤ √3/3。故其最大值为 √3 /3,应选A。
点评:解决圆锥曲线中的最值问题一般有两种方法:一是几何意义,特别是用圆锥曲线的定义和平面几何的有关结论来解决,非常巧妙:二是将圆锥曲线中最值问题转化为函数问题,然后根据函数的特征选用参数法、配方法、判别式法、三角函数有界法、函数单调法以及均值不等式法求解。本题是利用抛物线性质及余弦定理、基本不等式等知识求最值的。注意由于抛物线上的点到焦点的距离与到准线的距离相等,所以抛物线的顶点到焦点的距离最小。考点五:拋物线中的定值问题