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本文题目:高三数学教案:抛物线经典例题讲解
抛物线习题精选精讲
(1)抛物线——二次曲线的和谐线
椭圆与双曲线都有两种定义方法,可抛物线只有一种:到一个定点和一条定直线的距离相等的所有点的集合.其离心率e=1,这使它既与椭圆、双曲线相依相伴,又鼎立在圆锥曲线之中.由于这个美好的1,既使它享尽和谐之美,又生出多少华丽的篇章.
【例1】P为抛物线 上任一点,F为焦点,则以PF为直径的圆与y轴( )
相交 相切 相离 位置由P确定
【解析】如图,抛物线的焦点为 ,准线是
.作PH⊥ 于H,交y轴于Q,那么 ,
且 .作MN⊥y轴于N则MN是梯形PQOF的
中位线, .故以
PF为直径的圆与y轴相切,选B.
【评注】相似的问题对于椭圆和双曲线来说,其结论则
分别是相离或相交的.
(2)焦点弦——常考常新的亮点弦
有关抛物线的试题,许多都与它的焦点弦有关.理解并掌握这个焦点弦的性质,对破解这些试题是大有帮助的.
【例2】 过抛物线 的焦点F作直线交抛物线于 两点,求证:
(1) (2)
【证明】(1)如图设抛物线的准线为 ,作
,
.两式相加即得:
(2)当AB⊥x轴时,有
成立;
当AB与x轴不垂直时,设焦点弦AB的方程为: .代入抛物线方程:
.化简得:
∵方程(1)之二根为x1,x2,∴ .
.
故不论弦AB与x轴是否垂直,恒有 成立.
(3)切线——抛物线与函数有缘
有关抛物线的许多试题,又与它的切线有关.理解并掌握抛物线的切线方程,是解题者不可或缺的基本功.
【例3】证明:过抛物线 上一点M(x0,y0)的切线方程是:y0y=p(x+x0)
【证明】对方程 两边取导数:
.由点斜式方程:
y0y=p(x+x0)
(4)定点与定值——抛物线埋在深处的宝藏
抛物线中存在许多不不易发现,却容易为人疏忽的定点和定值.掌握它们,在解题中常会有意想不到的收获.
例如:1.一动圆的圆心在抛物线 上,且动圆恒与直线 相切,则此动圆必过定点 ( )
显然.本题是例1的翻版,该圆必过抛物线的焦点,选B.
2.抛物线 的通径长为2p;
3.设抛物线 过焦点的弦两端分别为 ,那么:
以下再举一例
【例4】设抛物线 的焦点弦AB在其准线上的射影是A1B1,证明:以A1B1为直径的圆必过一定点
【分析】假定这条焦点弦就是抛物线的通径,那么A1B1=AB=2p,而A1B1与AB的距离为p,可知该圆必过抛物线的焦点.由此我们猜想:一切这样的圆都过抛物线的焦点.以下我们对AB的一般情形给于证明.
【证明】如图设焦点两端分别为 ,
那么:
设抛物线的准线交x轴于C,那么
.
这就说明:以A1B1为直径的圆必过该抛物线的焦点.
● 通法 特法 妙法
(1)解析法——为对称问题解困排难
解析几何是用代数的方法去研究几何,所以它能解决纯几何方法不易解决的几何问题(如对称问题等).
【例5】(07.四川文科卷.10题)已知抛物线
y=-x2+3上存在关于直线x+y=0对称的相异两点
A、B,则|AB|等于( )
A.3 B.4 C.3 D.4
【分析】直线AB必与直线x+y=0垂直,且线段
AB的中点必在直线x+y=0上,因得解法如下.
【解析】∵点A、B关于直线x+y=0对称,∴设直线AB的方程为: . 由
设方程(1)之两根为x1,x2,则 .
设AB的中点为M(x0,y0),则 .代入x+y=0:y0= .故有 .
从而 .直线AB的方程为: .方程(1)成为: .解得:
,从而 ,故得:A(-2,-1),B(1,2). ,选C.
(2)几何法——为解析法添彩扬威
虽然解析法使几何学得到长足的发展,但伴之而来的却是难以避免的繁杂计算,这又使得许多考生对解析几何习题望而生畏.针对这种现状,人们研究出多种使计算量大幅度减少的优秀方法,其中最有成效的就是几何法.
【例6】(07.全国1卷.11题)抛物线 的焦点为 ,准线为 ,经过 且斜率为 的直线与抛物线在 轴上方的部分相交于点 , ,垂足为 ,则 的面积( )
A. B. C. D.
【解析】如图直线AF的斜率为 时∠AFX=60°.
△AFK为正三角形.设准线 交x轴于M,则
且∠KFM=60°,∴ .选C.
【评注】(1)平面几何知识:边长为a的正三角形的
面积用公式 计算.
(2)本题如果用解析法,需先列方程组求点A的坐标,,再计算正三角形的边长和面积.虽不是很难,但决没有如上的几何法简单.
(3)定义法——追本求真的简单一着
许多解析几何习题咋看起来很难.但如果返朴归真,用最原始的定义去做,反而特别简单.
【例7】(07.湖北卷.7题)双曲线
的左准线为 ,左焦点和右焦点分别为 和 ;抛物线 的线为 ,焦点为 与 的一个交点为 ,则 等于( )
A. B. C. D.
【分析】 这道题如果用解析法去做,计算会特别繁杂,而平面几何知识又一时用不上,那么就从最原始的定义方面去寻找出路吧.
如图,我们先做必要的准备工作:设双曲线的半
焦距c,离心率为e,作 ,令
.∵点M在抛物线上,
,
这就是说: 的实质是离心率e.
其次, 与离心率e有什么关系?注意到:
.
这样,最后的答案就自然浮出水面了:由于 .∴选 A..
(4)三角法——本身也是一种解析
三角学蕴藏着丰富的解题资源.利用三角手段,可以比较容易地将异名异角的三角函数转化为同名同角的三角函数,然后根据各种三角关系实施“九九归一”——达到解题目的.
因此,在解析几何解题中,恰当地引入三角资源,常可以摆脱困境,简化计算.
【例8】(07.重庆文科.21题)如图,倾斜角为a的直线经过抛物线 的焦点F,且与抛物线交于A、B两点。
(Ⅰ)求抛物线的焦点F的坐标及准线l的方程;
(Ⅱ)若a为锐角,作线段AB的垂直平分线m交
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