抛物线及其标准方程

主编:黄冈中学数学集体备课组

1、抛物线的定义:

  平面内与一个定点F和一条定直线l(不过该定点)的距离相等的点的轨迹叫抛物线;

  点F叫抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.

2、抛物线的标准方程:

  ①推导过程:

  如图,建立直角坐标系xOy,使x轴经过点F且垂直于直线l,垂足为K,并使原点与线段KF的中点重合.

  设|KF|=p (p>0),那么焦点F的坐标为(,准线l的方程为

  设点M(x,y)是抛物线上任意一点,点M到l的距离为d.

  由抛物线的定义,抛物线就是集合

  

  将上式两边平方并化简,得y2=2px ①

  方程y2=2px叫抛物线的标准方程,它表示的抛物线的焦点在x轴的正半轴上,坐标是

  它的准线方程是

  ②抛物线标准方程的四种形式:

  一条抛物线,由于它在坐标平面内的位置不同,方程也不同,所以抛物线的标准方程还有其他几种形式:y2=-2px,x2=2py,x2=-2py.这四种抛物线的图形,标准方程,焦点坐标及准线方程列表如下:

  相同点:(1)顶点为原点;(2)对称轴为坐标轴;(3)顶点到焦点的距离=顶点到准线的距离=

  不同点:(1)一次变量为,则对称轴为轴;

  (2)一次项的系数为正(负),则开口向坐标轴的正(负)方向.

例1、已知抛物线方程如下,求出焦点坐标和准线方程.

  (1)

  (2)

  (3)

解:

  (1)易知,焦点F,准线方程是

  (2)化成,∴,焦点F,准线方程是

  (3)化成,∴,焦点F,准线方程是

例2、求适合下列条件的抛物线的标准方程:

  (1)过点(-3,2);

解:

  设抛物线方程为x2=2p1y或y2=-2p2x(p1>0,p2>0),

  代入点(-3,2)得:9=4p1或4=-2p2·(-3).

  解得

  故抛物线的标准方程为

  (2)焦点在直线x-2y-4=0上.

解:

  直线x-2y-4=0与坐标轴的交点为(4,0),(0,-2).

  ①当焦点为(4,0)时,抛物线设为y2=2p1x(p1>0),

  ∴抛物线为y2=16x.

  ②当焦点为(0,-2)时,抛物线设为x2=-2p2y(p2>0),

  ∴抛物线为x2=-8y.

  ∴抛物线的方程为y2=16x或x2=-8y.

例3、点M与点的距离比它到直线l:的距离小1,求点M的轨迹方程.

解:

  题意等价于点M到点的距离与到直线的距离相等,

  ∴M的轨迹为以为焦点,为准线的抛物线,所求的方程为

例4、动点M到y轴的距离比到点(2,0)的距离小2,求点M的轨迹方程.

解:

  题目条件等价于动点M到x=-2的距离等于到点(2,0)(备注:视频中-2改为2)的距离,或M在x轴的非正半轴上,∴轨迹方程为y2=8x或y=0(x≤0).

例5、已知抛物线y2=2x的焦点是F,点P是抛物线上的动点,又有点A(3,2),求|PA|+|PF|的最小值,并求出取最小值时P点坐标.

解:

  当x=3时,y2=2×3=6,∴

  ,∴A在抛物线内部.

  抛物线y2=2x,焦点为,准线为L:

  过P作为垂足,则

  ,当PA,共线时,取到最小值

  此时P的纵坐标为2,∴横坐标为2.∴P为(2,2).

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