16fw.com,0)2.x2=2py(p≠0),焦点是F(0,)
性质
剖析:由题意所求曲线段是抛物线的一部分,求曲线方程需建立适当的直角坐标系,设出抛物线方程,由条件求出待定系数即可,求出曲线方程后要标注x、y的取值范围.解:以直线l1为x轴,线段MN的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系,由条件可知,曲线段C是以点N为焦点,以l2为准线的抛物线的一段.其中A、B分别为曲线段C的端点.设曲线段C的方程为y2=2px(p>0)(xA≤x≤xB,y>0),其中xA、xB为A、B的横坐标,p=|MN|,所以M(-,0)、N(,0).由|AM|=,|AN|=3,得(xA+)2+2pxA=17,①(xA-)2+2pxA=9.②①②联立解得xA=,代入①式,并由p>0,p=4,p=2,xA=1xA=2.因为△AMN为锐角三角形,所以>xA.P=2,P=4,xA=2.xA=1.由点B在曲线段C上,得xB=|BN|-=4.综上,曲线段C的方程为y2=8x(1≤x≤4,y>0).评述:本题体现了坐标法的基本思路,考查了定义法、待定系数法求曲线方程的步骤,综合考查了学生分析问题、解决问题的能力.【例3】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.剖析:证直线AC经过原点O,即证O、A、C三点共线,为此只需证kOC=kOA.本题也可结合图形特点,由抛物线的几何性质和平面几何知识去解决.证法一:设AB:x=my+,代入y2=2px,得y2-2pmy-P2=0.由韦达定理,得yAyB=-p2,即yB=-.∵BC∥x轴,且C在准线x=-上,∴C(-,yB).则kOC====kOA.故直线AC经过原点O.证法二:如下图,记准线l与x轴的交点为E,过A作AD⊥l,垂足为D.
则AD∥EF∥BC.连结AC交EF于点N,则==,=.∵|AF|=|AD|,|BF|=|BC|,∴|EN|===|NF|,即N是EF的中点.从而点N与点O重合,故直线AC经过原点O.评述:本题的“几何味”特别浓,这就为本题注入了活力.在涉及解析思想较多的证法中,关键是得到yA·yB=-p2这个重要结论.还有些证法充分利用了平面几何知识,这也提醒广大师生对圆锥曲线几何性质的重视,也只有这样才能挖掘出丰富多彩的解析几何的题目.五、闯关训练一)、夯实基础1.(2003年高考·新课程)设a>0,f(x)=ax2+bx+c,曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处切线的倾斜角的取值范围为[0,],则P到曲线y=f(x)对称轴距离的取值范围为A.[0,]B.[0,]C.[0,||]D.[0,||].答案:B2.(2004年全国Ⅰ,8)设抛物线y2=8x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线l与抛物线有公共点,则直线l的斜率的取值范围是A.[-,]B.[-2,2]C.[-1,1]D.[-4,4]答案:C3.(2003年春季上海)直线y=x-1被抛物线y2=4x截得线段的中点坐标是___________.答案:(3,2)4.在抛物线y=4x2上求一点,使该点到直线y=4x-5的距离最短,该点的坐标是____________.答案:(,1).5.下图所示的直角坐标系中,一运动物体经过点A(0,9),其轨迹方程是y=ax2+c(a<0),D=(6,7)为x轴上的给定区间.
(1)为使物体落在D内,求a的取值范围;(2)若物体运动时又经过点P(2,8.1),问它能否落在D内?并说明理由.答案:运动物体能落在D内.6.正方形ABCD中,一条边AB在直线y=x+4上,另外两顶点C、D在抛物线y2=x上,求正方形的面积.答案:50二)、培养能力7.给定抛物线y2=2x,设A(a,0),a>0,P是抛物线上的一点,且|PA|=d,试求d的最小值.答案dmin=.8.过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的弦AB,点A、B在抛物线准线上的射影为A1、B1,求∠A1FB1.
解:由抛物线定义及平行线性质知∠A1FB1=180°-(∠AFA1+∠BFB1)=180°-(180°-∠A1AF)-(180°-∠B1BF)=(∠A1AF+∠B1BF)=90°.三)、实际应用某大桥在职涨水时有最大跨度的中央桥孔的上部呈抛物线形,跨度为20米,拱顶距水面6米,桥墩高出水面4米,现有一货船欲过此孔,该货船水下宽度不超过18米,目前吃水线上部分中央船体高5米,宽16米,且该货船在现在状况下还可多装1000吨货物,但每装150吨货物,船体吃水线就要上升0。04米,若不考虑水下深度,问:该货船在现在状况下能否直接或设法通过该桥孔?为什么?四)、探究创新9.(2003年春季北京)已知动圆过定点P(1,0),且与定直线l:x=-1相切,点C在l上.(1)求动圆圆心的轨迹M的方程;(2)设过点P,且斜率为-的直线与曲线M相交于A、B两点.①问△ABC能否为正三角形?若能,求点C的坐标;若不能,说明理由.②当△ABC为钝角三角形时,求这时点C的纵坐标的取值范围.解:(1)依题意,曲线M是以点P为焦点,直线l为准线的抛物线,所以曲线M的方程为y2=4x,如下图.
(2)①由题意得,直线AB的方程为y=-(x-1).y=-(x-1),y2=4x,解得A(,),B(3,-2),若△ABC能为正三角形,设C(-1,y),则|AC|=|AB|=|BC|,(+1)2+(-y)2=(3-)2+(2+)2,①(3+1)2+(2+y)2=(3-)2+(2+)2.②解得y=-.但y=-不符合(1),所以①②组成的方程组无解.因此直线l上不存在点C使△ABC是正三角形.②设C(-1,y)使△ABC成钝角三角形,由y=-(x-1),x=-1,即当点C的坐标为(-1,2)时,A、B、C三点共线,故y≠2.又|AC|2=(-1-)2+(y-)2=-+y2,|BC|2=(3+1)2+(y+2)2=28+4y+y2,|AB|2=()2=.当|BC|2>|AC|2+|AB|2,即28+4y+y2>-y+y2+,即y>时,∠CAB为钝角.当|AC|2>|BC|2+|AB|2,即-y+y2>28+4y+y2+,即y<-时,∠CBA为钝角.又|AB|2>|AC|2+|BC|2,即>-+y2+28+4y+y2,即y2+y+<0,(y+)2<0.该不等式无解,所以∠ACB不可能为钝角.因此,当△ABC为钝角三角形时,点C的纵坐标y的取值范围是y<-或y>(y≠2).六、思悟小结本节主要内容是抛物线的定义、方程及几何性质.解决本节问题时应注意以下几点:1.求抛物线方程时,若由已知条件可知曲线是抛物线,一般用待定系数法;若由已知条件可知曲线的动点的规律,一般用轨迹法.2.凡涉及抛物线的弦长、弦的中点、弦的斜率问题时要注意利用韦达定理,能避免求交点坐标的复杂运算.3.解决焦点弦问题时,抛物线的定义有广泛的应用,而且还应注意焦点弦的几何性质.拓展题例【例题】(2003年北京东城区模拟题)已知抛物线C1:y2=4ax(a>0),椭圆C以原点为中心,以抛物线C1的焦点为右焦点,且长轴与短轴之比为,过抛物线C1的焦点F作倾斜角为的直线l,交椭圆C于一点P(点P在x轴上方),交抛物线C1于一点Q(点Q在x轴下方).(1)求点P和Q的坐标;(2)将点Q沿直线l向上移动到点Q′,使|QQ′|=4a,求过P和Q′且中心在原点,对称轴是坐标轴的双曲线的方程.七、板书设计(略)
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