抛物线焦点弦的性质结论归纳与应用

2021-04-08 03:06韩义成
数理化解题研究 2021年7期
关键词:准线通径垂线

韩义成

(甘肃省积石山县积石中学 731700)

我们在平时的学习中善于归纳总结一些数学的性质和结论,就能提高解题的效率和速度,做到事半功倍的效果.下面是我在教学中归纳总结的抛物线焦点弦问题的性质和结论,供参考.

若AB是抛物线y2=2px(p>0)的焦点弦(过焦点的弦),且A(x1,y1),B(x2,y2).

结论2|AB|=x1+x2+P.

(2)焦点弦中通径(过焦点且垂直于抛物线对称轴的弦)最短.

易验证,结论对斜率不存在时也成立.

(2)由(1)知,当AB为通径时,α=90°,sin2α的值最大,|AB|最小.

例1 已知过抛物线y2=9x的焦点的弦AB长为12,则直线AB倾斜角为____.

结论4两个相切:(1)以抛物线焦点弦为直径的圆与准线相切.

(2)过抛物线焦点弦的两端点向准线作垂线,以两垂足为直径端点的圆与焦点弦相切.

已知:AB是抛物线y2=2px(p>0)的过焦点F的弦,求证:(1)以AB为直径的圆与抛物线的准线相切.

(2)分别过点A、B作准线的垂线,垂足为点M、N,求证:以MN为直径的圆与直线AB相切.

证明(1)设AB的中点为Q,过点A、Q、B向准线l作垂线,垂足分别为点M、P、N,连接AP、BP.

由抛物线定义,知|AM|=|AF|.

所以以AB为直径的圆与准线l相切.

(2)如图2,取MN中点P,连接PF、MF、NF.

因为|AM|=|AF|,AM∥OF,

所以∠AMF=∠AFM,∠AMF=∠MFO.

所以∠AFM=∠MFO.同理,∠BFN=∠NFO.

所以∠PFM=∠FMP.

所以∠AFP=∠AFM+∠PFM=∠FMA+∠FMP=∠PMA=90°.

所以FP⊥AB.

所以以MN为直径的圆与焦点弦AB相切.

则y1=p,y2=-p.

所以y1y2=-p2.

例2 设抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,经过点F的直线交抛物线于A、B两点.点C在抛物线的准线上,且BC∥x轴.证明:直线AC经过原点O.

4a2x2-4akx-1=0.

解法2特值法.当直线平行于x轴时得出答案.

解法3利用定比分点坐标公式.

结论7过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F作一直线交抛物线于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,过A、B两点分别作抛物线的切线,设其交点为M.则

(1)点M在抛物线的准线上;

(2)FM⊥AB;

(3)AM⊥BM.

逆命题过抛物线的准线上一点M作抛物线y2=2px(p>0)的切线,切点分别为A、B,则直线AB过焦点F.

(2)设△ABM的面积为S,写出S=f(λ)的表达式,并求S的最小值.

解析(1)由已知条件,得F(0,1),λ>0.

设A(x1,y1),B(x2,y2).

y1=λ2y2.

所以过抛物线上A、B两点的切线方程分别是

解得p=2.

总之,只要我们在平时的教学中善于归纳、总结、整理,就会得出一些课本之外的性质和结论,对我们的学习、解题有很大的帮助.

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