王佩其
在解析几何中,抛物线问题的求解往往离不开抛物线定义。抛物线定义不仅能帮助同学们打开解题思路,而且可以减少计算量,真可谓“抛物线问题,定义先行”。
一、定义助我求轨迹
例1如图1,在平面直角坐标系xOy中,点F=(,0),直线l:x=,点P在直线l上移动,R是线段PF与y轴的交点,RQ⊥FP,PQ⊥l。判断动点Q的轨迹,并求其轨迹方程。
解析:依题意知,点R是线段FP的中点,且RQ⊥FP,所以RQ是线段FP的垂直平分线。
因为点Q在线段FP的垂直平分线上,所以|PQ|=|QF|。
又|PQ|是点Q到直线l的距离,故动点Q的轨迹是以F为焦点,l为准线的抛物线,其方程为y2=2x。
评注:解答本题的关键是发现|PQ|=|QF|,即动点Q的轨迹满足抛物线的定义。
二、定义助我求方程
例2如图2,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A、B,交一其准线l于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则此抛物线的方程为____。
解析:如图3,分别过A、B作AA1⊥l于A,BB1⊥l于B1。
。
由抛物线的定义知:|AF|=|AA1|,|BF|=|BB1|。
因为|BC|=2|BF|,所以|BC|=2|BB1|,∠BCB1=30°,∠AFx=60°。
连接A1F,则△AA1F为等边三角形。过F作FF1⊥AA1于F1,则F1为AA1的中点。设准线l交x轴于K,则|KF|=|A1F1|=,即p=
因此,抛物线的方程为
评注:求抛物线的标准方程就是求参数p的值,这个值可根据抛物线的定义并借助几何法求得,从而避免了烦琐的代数运算。
三、定义助我求比值
例3已知点A(2,0),抛物线的焦点为F,射线FA与抛物线C相交于点M,与其准线相交于点N,则|FM|:|MN|=()。
A.2:√5
B.1:2
C.1:√5
D.1:3
解析:如图4所示,过点M作MH⊥l,由抛物线定义知|MF|=|MH|,所以|MF|:|MN|=|MH|:|MN|。
由于△MHN△FOA,则
故答案为C。
评注:本题与例2相似,利用抛物线的定义和图形特征,把解析几何问题转化为平面几何问题,大大减少了计算量。
四、定义助我求面积
例4设O为抛物线的顶点,F为拋物线的焦点,且PQ过焦点的弦,若|OF|=a,|PQ|=b,求△OPQ的面积。
解析:因为PQ过焦点,所以|PQ|可看成两个焦半径之和。
如图5,不妨设抛物线方程为y2=4ax,
评注:将焦点弦分成两段,利用定义将焦点弦长用两端点横坐标表示,结合方程,利用根与系数的关系是常见的基本技能。本题计算三角形面积的技巧,也是抛物线中经常用到的,必须掌握。
五、定义助我求最值
例5已知抛物线y2”=2x的焦点是F,点P是抛物线,上的动点,又有点A(3,2),求|PA|+|PF|的最小值,并求出取最小值时点P的坐标。
解析:将x=3代入抛物线方程y'2=2x,得y=±6。
因为√6>2,所以A在抛物线内部。如图6,设抛物线上点P到准线l:x=的距离为d,由定义知|PA|+|PF|=|PA|+d。当PA⊥准线l时,|PA|+d的值最小,最小值為。,即|PA|+|PF|的最小值为,此时P点纵坐标为2,代入y2=2x,得x=2,点P的坐标为(2,2)。
评注:与抛物线有关的最值问题,一般情况下都与抛物线的定义有关。由于抛物线的定义在运用上有较大的灵活性,因此此类问题也有一定的难度。“看到准线想焦点,看到焦点想准线”,这是解决抛物线焦点弦有关问题的重要方法。