与抛物线有结论
抛物线中有一些常见、常?y?k(x?p?)用的结论,了解这些结论后在做选择题、填空题2??y2?2px?时可迅速解答相关问题,在做解答题时也可迅速打开思路。
p2结论一:若AB是抛物线y?2px(p?0)的焦点弦(过焦点的弦),且A(x1,y1),B(x2,y2),则:x1x2?,
42y1y2??p2。
证明:因为焦点坐标为F(
22pp,0),当AB不垂直于x轴时,可设直线AB的方程为: y?k(x?), 222y12y22p4p2由得: ky?2py?kp?0 ∴y1y2??p,x1x2?。 ???2p2p4p24当AB⊥x轴时,直线AB方程为x?p2x1x2?。
4p,则y1?p,y2??p,∴y1y2??p2,同上也有:2例:已知直线AB是过抛物线y2?2px(p?0)焦点F,求证:
11?AFBF为定值。
pp,BF?x2?,又22证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),由抛物线的定义知:AF?x1?p2。 AF+BF=AB,所以x1+x2=AB-p,且由结论一知:x1x2?4则:1?1?AF?BF?AFBFAF?BFABABAB2 =?(常数) ?222pppppp(x1?)(x2?)x1x2?p(x1?x2)?p?(AB?p)?2242424AB?2Psin2?结论二:(1)若AB是抛物线y2?2px(p?0)的焦点弦,且直线AB的倾斜角为α,则(α≠0)。(2)焦点弦中通径(过焦点且垂直于抛物线对称轴的弦)最短。
p证明:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),设直线AB:y?k(x?)
2p2p?由?y?k(x?2)得:,ky2?2py?kp2?0 ∴y1?y2?,y1y2??p2, ?k2?y?2px?1112p1?k22p(1?k2)2p(1?tan2?)2P2???2。 ∴AB?1?2y1?y2?1?2(y1?y2)?4y1y2?1?2kkkkk2tan2?sin?易验证,结论对斜率不存在时也成立。
(2)由(1):AB为通径时,??90,sin2?的值最大,AB最小。
1
例: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 。
解:由结论二,12= 则sin???9(其中α为直线AB的倾斜角), sin2??2?3,所以直线AB倾斜角为或。
332结论三:两个相切:(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A、B做准线的垂线,垂足为M、N,求证:以MN为直径的圆与直线AB相
y 切。
证明:(1)设AB的中点为Q,过A、Q、B向准线l作垂线, 垂足分别为M、P、N,连结AP、BP。 由抛物线定义:AM?AF,BN?BF,
111∴QP?(AM?BN)?(AF?BF)?AB,
222M P O N B A Q F x ∴以AB为直径为圆与准线l相切
(2)作图如(1),取MN中点P,连结PF、MF、NF,
M ∵AM?AF,AM∥OF,∴∠AMF=∠AFM,∠AMF=∠MFO, y A ∴∠AFM=∠MFO。同理,∠BFN=∠NFO,
1P ∴∠MFN=(∠AFM+∠MFO+∠BFN+∠NFO)=90°, O F 2N 1B ∴MP?NP?FP?MN,
2∴∠PFM=∠FMP
∴∠AFP=∠AFM+∠PFM=∠FMA+∠FMP=∠PMA=90°,∴FP⊥AB ∴以MN为直径为圆与焦点弦AB相切。
x 结论四:若抛物线方程为y2?2px(p?0),过(2p,0)的直线与之交于A、B两点,则OA⊥OB。反之也成立。
?y?k(x?2p)证明:设直线AB方程为:y?k(x?2p),由 ?2得, △>0,x1?x2?k,x1x2??b
?y?2px∵
AO
⊥
BO
,
∴
AO⊥BO∴
x1x2?y1y2?x1x2?(kx1?b)(kx2?b)?(1?k2)x1x2?kb(x1?x2)?b2?0
2
将x1?x2?k,x1x2??b代入得,b?1。∴直线AB恒过定点(0,1)。
S?AOB?1112x1?x2?1?(x1?x2)2?4x1x2?k?4?1 222∴当且仅当k=0时,S?AOB取最小值1。
结论五(了解):对于抛物线x2?2py(p?0),其参数方程为?坐标为(2pt,显然kOP2pt),O为抛物线的顶点,
2?x?2pt,2?y?2pt,设抛物线x2?2py上动点P2pt2??t,即t的几何意义为过抛物线顶点O的2pt动弦OP的斜率.
OB和OA垂直,例 直线y?2x与抛物线y2?2px(p?0)相交于原点和A点,B为抛物线上一点,
且线段AB长为513,求P的值.
解析:设点A,B分别为(2ptA2,2ptA),(2ptB2,2ptB),则tA?111?,tB???kOA??2. kOA2kOB2p?5?p??A,B的坐标分别为?,p?,(8p,?4p).∴AB??8p???(p?4p)2?13p?513.∴p?2.
22?2???
练习:
1. 过抛物线y?ax2(a?0)的焦点F作一直线交抛物线于P,Q两点,若线段PF与FQ的长分别
是p,q,则
11?= pq 【解析:化为标准方程,得x2?y(a?0),从而2p?.取特殊情况,过焦点F的弦PQ垂直于对称轴,则PQ为通径,即PQ?2p?,从而p?q?1a111,故??4a】
pq2a1a1a2.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.
??0?.设直线AB的方程为x?my?【证明:抛物线焦点为F?,?p?2p,代入抛物线方程,得2C在准线∥轴,且点x,B(x,y2),则y1y2??p2. ∵BCy2?2pmy?p2?0.若设A(x1,y1)2kCO?2p; y1y12p?, 故kCO?kAO,即直线AC经过原点O.】 x1y1 又由y12?2px1,得kAO?,,准线方程是x?y?2?0,求抛物线的方程以及顶点坐标和对称3.已知抛物线的焦点是F(11)轴方程.
3
【解:设P(x,y)是抛物线上的任意一点,由抛物线的定义得(x?1)2?(y?1)2? 整理,得x2?y2?2xy?8x?8y?0,此即为所求抛物线的方程.
x?y?22.
,且与准线x?y?2?0垂直的直线,因此有对称轴方程 抛物线的对称轴应是过焦点F(11)y?x.
,?1),于是线段MF的中点就是抛物线的顶点, 设对称轴与准线的交点为M,可求得M(?10)】 坐标是(0,
0),4..抛物线的顶点坐标是A(1,准线l的方程是x?2y?2?0,试求该抛物线的焦点坐标和方程.
解:依题意,抛物线的对称轴方程为2x?y?2?0.
???.设焦点为F,则FM的中点是A,故 设对称轴和准线的交点是M,可以求得M??,55???,得焦点坐标为F???. 再设P(x,y)是抛物线上的任一点, 55??4262根据抛物线的定义得
22x?2y?24??2??x??y??????5??5?5?,化简整理得
4x2?y2?4xy?4x?12y?0,即为所求抛物线的方程.
5.已知A,B为抛物线x2?4y上两点,且OA?OB,求线段AB中点的轨迹方程. 解析:设kOA?t,OB?OA?kOB??,
??4t2),B??,2?. 据t的几何意义,可得A(4t,tt??441t?1?4??1?x?4t??2???t??,?2?t??t??设线段中点P(x,y),则?
?y?1?4t2?4??2?t2?1?.?????2?t2?t2???消去参数t得P点的轨迹方程为x2?2(y?4).
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