廖慶偉
拋物線是高中數(shù)學中的重要內(nèi)容,也是高考考查的重點,主要考查定義、標準方程、幾何性質(zhì)等基礎(chǔ)知識,考查基本技能與基本方法的運用。
一、知識掃描
平面內(nèi)與一個定點F和一條直線l(l不過F)的距離相等的點的集合叫作拋物線。這個定點F叫作拋物線的焦點,這條定直線l叫作拋物線的準線。其數(shù)學表達式為|MF|=d(其中d為點M到準線的距離)。
拋物線的標準方程與幾何性質(zhì)如表1所示。
焦半徑:拋物線y2=2px(p>0)上一點P(x0,y0)到焦點F(上,0)的距離|PF|。
常用結(jié)論:設(shè)拋物線方程為y2=2px(p>0),F(xiàn)為焦點。
焦半徑:設(shè)P(x,y)為拋物線上任意一點,則|PF|=x+-p
通徑:過焦點且與對稱軸垂直的弦AB,|AB|=2p:p越大,拋物線的開口越大。
焦點弦:設(shè)過焦點F的直線l與拋物線交于點A(x1,y1),B(x2,y2),則有:
⑤以AB為直徑的圓與準線相切。
⑥以AF或BF為直徑的圓與y軸相切。
二、常見題型
考點一:拋物線的定義及運用
例1?若拋物線y2=2x上一點M到它的焦點F的距離為3/2,0為坐標原點,則△MFO的面積為()。
A.√2/2
B.√2/4
C.1/2
D.1/4
解析:由題意知,拋物線的準線方程為x2。
設(shè)M(a,b),由拋物線的定義可知,點M到準線的距離為3/2
所以a=1,代入拋物線方程y2=2x,解得b=±√2,所以S△MPO=1/2X1/2X√2=√2/4。
故選B。
點評:利用拋物線的定義解決此類問題時,應(yīng)靈活地運用拋物線上的點到焦點的距離與到準線距離的等價轉(zhuǎn)化?!翱吹綔示€想到焦點,看到焦點想到準線”,這是解決拋物線焦點弦有關(guān)問題的有效途徑。
考點二:拋物線的標準方程
例2?如圖1,拋物線的頂點在坐標原點,焦點為F,過拋物線上一點A(3,y)作準線l的垂線,垂足為B,若△ABF為等邊三角形,則拋物線的標準方程是()。
A.y2=1/2x
B.y2=x
C.y2=2x
D.y2=4x
解析:設(shè)拋物線方程為y2=2px(p>0),則F( (p/2 ,0 ),B(-p/2,0)。
將A(3,y)代入拋物線方程得y2=6p,y=√6p。
由于△ABF為等邊三角形,故kAF=√3,即 √6p-0 /3-p/2=√3 ,解得p=2。
所以拋物線的標準方程是y2=4x,故選D。
點評:求拋物線方程主要有兩種方法。
①定義法:根據(jù)條件確定動點滿足的幾何特征,從而確定p的值,得到拋物線的標準方程。
②待定系數(shù)法:根據(jù)條件設(shè)出標準方程,再確定參數(shù)p的值,這里要注意拋物線標準方程有四種形式。從簡單化角度出發(fā),焦點在x軸的,設(shè)為y2=ax(a≠0),焦點在y軸的,設(shè)為x2=by(b≠0)
考點三:拋物線的幾何性質(zhì)
例3?如圖2,設(shè)拋物線y2=4x的焦點為F,不經(jīng)過焦點的直線上有三個不同的點A,B,C,其中點A,B在拋物線上,點C在y軸上,則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:如圖3所示,拋物線的準線DE的方程為x=-1。
過A作AE⊥DE于E,交y軸于N;過B作BD⊥DE于D,交y軸于M。
由拋物線的定義知|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故選A。
點評:本題需結(jié)合平面幾何中同高的三角形面積比等于底邊比,拋物線上的點到準線的距離等于其到焦點的距離求解,在平面幾何背景下考查圓錐曲線的標準方程及其性質(zhì),是高考中小題的熱點。
考點四:拋物線中的最值
例4 ?拋物線y2=2px(p>0)的焦點為F,已知點A,B為拋物線上的兩個動點,且滿足∠AFB=120°。過弦AB的中點M作拋物線準線的垂線MN,垂足為N,則 | MN|/|AB |的最大值為( )。
A.√3/3
B.1
C.2√3/3
D.2
解析:設(shè)|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。
因為a+b= |AF|+ | BF| =2 |MN| ,所以|AB|2≥3/4|2MN|2,所以 |MN|/|AB|≤ √3/3。故其最大值為 √3 /3,應(yīng)選A。
點評:解決圓錐曲線中的最值問題一般有兩種方法:一是幾何意義,特別是用圓錐曲線的定義和平面幾何的有關(guān)結(jié)論來解決,非常巧妙:二是將圓錐曲線中最值問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題,然后根據(jù)函數(shù)的特征選用參數(shù)法、配方法、判別式法、三角函數(shù)有界法、函數(shù)單調(diào)法以及均值不等式法求解。本題是利用拋物線性質(zhì)及余弦定理、基本不等式等知識求最值的。注意由于拋物線上的點到焦點的距離與到準線的距離相等,所以拋物線的頂點到焦點的距離最小??键c五:拋物線中的定值問題