簡解拋物線問題的六種途徑

2022-12-13 09:57:07 字數 1416 閱讀 4831

一、回歸定義

例1 已知點p(3,2)在拋物線y2=4x的內部,f是拋物線的焦點,在拋物線上求一點m,使|mp|+|mf|有最小值,並求此最小值.

解:過m作準線l的垂線ma,垂足有a,則由拋物線的定義有|mf|=|ma|.

∴|mp|+|mf|=|mp|+|ma|,

顯然當p、m、a三點共線時,即|mp|+|mf|最小.

此時,m點的座標為(1,2),最小值為4.

二、巧設方程

例2 拋物線頂點在頂點,焦點在x軸,而且被直線y=2x+1所截得的弦長ab為,求拋物線的方程.

分析:此題僅焦點位置定,而開口未定,常規方法要分類討論.其實可巧設方程y2=ax(a≠0)而得簡解.

解:由題意,可設拋物線方程為y2=ax(a≠0),將直線方程y=2x+1代入拋物線方程,並消去y,整理,得

4x2+(4-a)x+1=0.

則x1+x2=,x1x2=.

再由弦長公式|ab|=.

∴=,即a2-8a-48=0.

解得a=12或a=-4.

故所求的拋物線方程為y2=12x,或y2=-4x.

三、設而不求

例3 已知拋物線y2=-8x的弦pq被點a(-1,1)平分,求弦pq所在的直線方程.

解:設pq的端點p(x1,y1),q(x2,y2),則有

,兩式相減得(y1+y2)(y1-y2)=-8(x1-x2),

∴=-4, 即=-4.

故pq所在的直線方程為y-1=-4(x+1),即4x+y+3=0.

四、運用性質

拋物線y2=2px(p>0)的性質很多,特別是過焦點f的弦ab的性質非常重要,若a(x1,y1),b(x2,y2),則有性質:①y1y2=-p2;②x1x2=;③+=等等.

例4過拋物線y2=2px焦點f的一條直線與拋物線交於p,q兩點,過p與拋物線頂點的直線交準線於m,求證:mq平行於拋物線的對稱軸.

證明:設p(x1,y1),q(x2,y2),m(x3,y3),則由結論,得

y2=.

又焦點f(,0),準線x=-,則op所在的直線方程為y=.

則得m點的縱座標為y3=-,又x1=,

故y3=-=-.

∴y2=y3.

所以直線mq平行於拋物線的對稱軸.

五、選取特例

特別是有關定值的拋物線問題,或是有關拋物線的選擇題,常常可用此法.

例5 過拋物線的焦點f作一直線交拋物線於p、q兩點,若線段pf與fq的長分別是、,則等於

(a)2a (b) (c) 4a (d)

解:取直線pq平行於x軸,則p=q=,則==4a,選(c).

六、運用向量

例6 過拋物線的焦點f的直線與拋物線相交於a、b兩點,自a、b兩準線作垂線,垂足分別為,求證:.

解:拋物線的焦點,設a、b兩點的縱座標分別為,易得,又

,則,故,則,即。

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