与抛物线有关的问题很多,常见的有:(1)求抛物线的方程;(2)判断直线与抛物线的位置关系;(3)求直线的斜率或方程;(4)求直线与抛物线所围成图形的面积;(5)求抛物线的焦点或弦长等.与抛物线有关的问题侧重于考查抛物线的定义、几何性质、韦达定理、弦长公式等.下面主要谈一谈两类抛物线问题的解法.
一、与抛物线有关的直线斜率或方程问题
与抛物线有关的直线斜率或方程问题,往往需要先设出相关的参数,如直线的斜率或方程,交点的坐标等;然后根据直线与抛物线的位置关系来建立关系式;再根据判别式Δ、韦达定理、弦长公式等,建立关于直线斜率的关系式;最后通过化
简、换元等求出问题答案.
例1.如图1,过抛物线y2=4x的焦点F作斜率为k的直线l,与抛物线交于A、D两点,与圆(x-1)2+y2=1交于B、C两点(A、圆的方程,以及A、B、C、D四点的位置关系建立关于x、x的关系式,通过代换求出问题的答案1 2 .
例2.已知抛物线C的顶点在原点,焦点在x轴,点A(-4,4)在抛物线C上;
(1)求抛物线C的方程;
(2)直线l过定点B(-1,0),且与抛物线C相交,所得的弦长为8,求该直线的方程.
解:(1)已知抛物线C的顶点在原点,焦点在x轴;故设抛物线的方程为:y2=mx(m≠0);
又点A(-4,4)在抛物线C上,代入可得-4m=16,即m=-4;
故抛物线C的方程为:y2=-4x;
(2)由题意可设直线l的方程为:y=k(x+1)(k≠0),l C P(x ,y) Q(x ,y21 )直线与抛物线 的两个交点为 1, 2,
即1+k2=2k2,解得k=±1,
所以直线l的方程为y=x+1或y=-x-1.
解答本题需抓住两个关键信息:(1)直线l过定点B(-1,0),据此可设出直线的方程;(2)直线与抛物线C相交,所得的弦长为8,由此可联想到弦长公式,于是
将直线与抛物线的方程联立,根据韦达定理求得
x1+x2、x1x2,再根据弦长公式建立关系式,通过解方程求得k的值.解答与抛物线有关的直线斜率或方程问题,关键是根据题目中的信息,联系相关的公式、定理,建立关于直线斜率、方程的关系式.
二、与抛物线有关的图形面积问题
要求与抛物线有关的图形面积问题,需先根据题意画出图形,以确定直线与抛物线的位置关系,明确图形的性质,并将其割补为几个三角形,以将问题转化为几个三角形的面积问题.在割补图形时,往往要沿着与坐标轴平行、垂直的线,或已知的直线切割,这样方便快速求得三角形的底边长、高线长、两邻边的夹
例3.如图2,已知点P是抛物线C:y2=2x上的点,直线l与抛物线C切于点P,直线PQ⊥l,且与抛物线交于点Q(异于点P),与抛物线C在点Q处的切线交l交于T,求ΔPQT的面积的最小值.
号成立;
故SΔPQT≥23=8,即本题答案为8.
由于PQ⊥l,则△PQT为直角三角形,只需求得三角形的两条直角边PQ、PT的长,即可根据三角形的面积公式解题.要求PQ、PT的长,需设出切线l、直线PQ的方程,分别将PQ的方程与直线l的方程、抛物线的方程联立,求得Q、T的坐标,进而根据两点间的距离公式求解.
总的来说,有关抛物线的问题运算量较大,较为复杂,但只要我们在解题的过程中认真审题,灵活运用抛物线的定义、几何性质,韦达定理、弦长公式等,就能找到解题突破口.同学们要学会运用数形结合思想、方程思想、转化思想来辅助解题,这样能有效提升解题的效率.