高三數(shù)學(xué)說(shuō)課稿:拋物線

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    以下是為大家整理的關(guān)于《高三數(shù)學(xué)說(shuō)課稿:拋物線》,供大家學(xué)習(xí)參考!
    一、 內(nèi)容簡(jiǎn)析:
    1、知識(shí)梳理
    定義
    到定點(diǎn)的距離與到定直線的距離相等的點(diǎn)的軌跡
    方程
    1.y2=2px(p≠0),焦點(diǎn)是F( ,0)
    2.x2=2py(p≠0),焦點(diǎn)是F(0, )
    性質(zhì)
    以曲線C:y2=2px(p>0)為例
    1.范圍:x≥0
    2.對(duì)稱性:關(guān)于x軸對(duì)稱
    3.頂點(diǎn):原點(diǎn)O
    4.離心率:e=1
    5.準(zhǔn)線:x=-
    6.焦半徑P(x,y)∈S,|PF|=x+2、重點(diǎn)、難點(diǎn):
    本節(jié)重點(diǎn)是拋物線的定義、四種方程及幾何性質(zhì)。難點(diǎn)是四種方程的運(yùn)用及對(duì)應(yīng)性質(zhì)的比較、辨別和應(yīng)用,關(guān)鍵是定義的運(yùn)用。
    建議在教學(xué)中注意以下幾點(diǎn):
    1)圓錐曲線統(tǒng)一定義:平面內(nèi)與一定點(diǎn)F和定直線l的距離之比為常數(shù)e的點(diǎn)的軌跡,當(dāng)0<e<1時(shí),表示橢圓;當(dāng)e=1時(shí),表示拋物線;當(dāng)e>1時(shí),表示雙曲線;
    2)由于拋物線的離心率e=1,所以與橢圓及雙曲線相比,它有許多特殊的性質(zhì),而且許多性質(zhì)是可以借助于平面幾何的知識(shí)來(lái)解決的;
    3)拋物線方程中,字母p的幾何意義是拋物線的焦點(diǎn)F到準(zhǔn)線的距離, 等于焦點(diǎn)到拋物線頂點(diǎn)的距離.牢記它對(duì)解題非常有益;
    4)求拋物線方程時(shí),要依據(jù)題設(shè)條件,弄清拋物線的對(duì)稱軸和開(kāi)口方向,正確地選擇拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程;
    5)在解題中,拋物線上的點(diǎn)、焦點(diǎn)、準(zhǔn)線三者通常與拋物線的定義相聯(lián)系,所以要注意相互轉(zhuǎn)化;
    6)在定義中,點(diǎn)F不在直線L上,否則軌跡不是拋物線。
    二、 教學(xué)目標(biāo):
    1、掌握拋物線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程和簡(jiǎn)單幾何性質(zhì);
    2、學(xué)會(huì)利用定義與簡(jiǎn)單的幾何性質(zhì)解決與拋物線有關(guān)的問(wèn)題。
    3、在教學(xué)中滲透辯證、全面看待事物的思想與方法。
    三、點(diǎn)擊雙基
    1.(2004年春季北京)在拋物線y2=2px上,橫坐標(biāo)為4的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離為5,則p的值為
    A. B.1 C.2 D.4
    答案:C
    2.設(shè)a≠0,a∈R,則拋物線y=4ax2的焦點(diǎn)坐標(biāo)為
    A.(a,0) B.(0,a)
    C.(0,) D.隨a符號(hào)而定
    答案:C
    3.以拋物線y2=2px(p>0)的焦半徑|PF|為直徑的圓與y軸位置關(guān)系為
    A.相交 B.相離
    C.相切 D.不確定.
    答案:C
    4.以橢圓 + =1的中心為頂點(diǎn),以橢圓的左準(zhǔn)線為準(zhǔn)線的拋物線與橢圓右準(zhǔn)線交于A、B兩點(diǎn),則|AB|的值為_(kāi)__________.
    答案:
    5.(2002年全國(guó))對(duì)于頂點(diǎn)在原點(diǎn)的拋物線,給出下列條件:
    ①焦點(diǎn)在y軸上;②焦點(diǎn)在x軸上;③拋物線上橫坐標(biāo)為1的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離等于6;④拋物線的通徑的長(zhǎng)為5;⑤由原點(diǎn)向過(guò)焦點(diǎn)的某條直線作垂線,垂足坐標(biāo)為(2,1).
    能使這拋物線方程為y2=10x的條件是____________.(要求填寫合適條件的序號(hào))
    答案:②⑤
    四、典型例題:
    【例1】 求滿足下列條件的拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程,并求對(duì)應(yīng)拋物線的準(zhǔn)線方程:
    (1)過(guò)點(diǎn)(-3,2);
    (2)焦點(diǎn)在直線x-2y-4=0上.
    剖析:從方程形式看,求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程僅需確定一個(gè)待定系數(shù)p;從實(shí)際分析,一般需確定p和確定開(kāi)口方向兩個(gè)條件,否則,應(yīng)展開(kāi)相應(yīng)的討論.
    解:(1)設(shè)所求的拋物線方程為y2=-2px或x2=2py(p>0),
    ∵過(guò)點(diǎn)(-3,2),
    ∴4=-2p(-3)或9=2p·2.
    ∴p=
    或p= .
    ∴所求的拋物線方程為y2=- x或x2= y,前者的準(zhǔn)線方程是x= ,后者的準(zhǔn)線方程是y=- .
    (2)令x=0得y=-2,令y=0得x=4,
    ∴拋物線的焦點(diǎn)為(4,0)或(0,-2).
    當(dāng)焦點(diǎn)為(4,0)時(shí), =4,
    ∴p=8,此時(shí)拋物線方程y2=16x;
    焦點(diǎn)為(0,-2)時(shí), =2,
    ∴p=4,此時(shí)拋物線方程為x2=-8y.
    ∴所求的拋物線的方程為y2=16x或x2=-8y,對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)線方程分別是x=-4,y=2.
    評(píng)述:這里易犯的錯(cuò)誤就是缺少對(duì)開(kāi)口方向的討論,先入為主,設(shè)定一種形式的標(biāo)準(zhǔn)方程后求解,以致失去一解.
    【例2】如下圖所示,直線l1和l2相交于點(diǎn)M,l1⊥l2,點(diǎn)N∈l1,以A、B為端點(diǎn)的曲線段C上任一點(diǎn)到l2的距離與到點(diǎn)N的距離相等.若△AMN為銳角三角形,|AM|= ,|AN|=3,且|NB|=6,建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求曲線段C的方程.剖析:由題意所求曲線段是拋物線的一部分,求曲線方程需建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系,設(shè)出拋物線方程,由條件求出待定系數(shù)即可,求出曲線方程后要標(biāo)注x、y的取值范圍.
    解:以直線l1為x軸,線段MN的垂直平分線為y軸,建立直角坐標(biāo)系,由條件可知,曲線段C是以點(diǎn)N為焦點(diǎn),以l2為準(zhǔn)線的拋物線的一段.其中A、B分別為曲線段C的端點(diǎn).
    設(shè)曲線段C的方程為y2=2px(p>0)(xA≤x≤xB,y>0),其中xA、xB為A、B的橫坐標(biāo),p=|MN|,
    所以M(- ,0) 、N( ,0).
    由|AM|= ,|AN|=3,得
    (xA+ )2+2pxA=17, ①
    (xA- )2+2pxA=9.   ②
    ①②聯(lián)立解得xA= ,代入①式,并由p>0,
    或 解得
     p=4, p=2,
    xA=1 xA=2.
    因?yàn)椤鰽MN為銳角三角形,所以 >xA.
    所以 故舍去 P=2, P=4,
    xA=2. xA=1.
    由點(diǎn)B在曲線段C上,得xB=|BN|- =4.
    綜上,曲線段C的方程為y2=8x(1≤x≤4,y>0).
    評(píng)述:本題體現(xiàn)了坐標(biāo)法的基本思路,考查了定義法、待定系數(shù)法求曲線方程的步驟,綜合考查了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力.
    【例3】 設(shè)拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,經(jīng)過(guò)點(diǎn)F的直線交拋物線于A、B兩點(diǎn),點(diǎn)C在拋物線的準(zhǔn)線上,且BC∥x軸.證明直線AC經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O.
    剖析:證直線AC經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O,即證O、A、C三點(diǎn)共線,為此只需證kOC=kOA.本題也可結(jié)合圖形特點(diǎn),由拋物線的幾何性質(zhì)和平面幾何知識(shí)去解決.
    證法一:設(shè)AB:x=my+ ,代入y2=2px,得y2-2pmy-P2=0.
    由韋達(dá)定理,得yAyB=-p2,
    即yB=- .
    ∵BC∥x軸,且C在準(zhǔn)線x=- 上,
    ∴C(-,yB).
    則kOC= = = =kOA.
    故直線AC經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O.
    證法二:如下圖,記準(zhǔn)線l與x軸的交點(diǎn)為E,過(guò)A作AD⊥l,垂足為D.
    則AD∥EF∥BC.連結(jié)AC交EF于點(diǎn)N,則 = = , = .
    ∵|AF|=|AD|,|BF|=|BC|,
    ∴|EN|== =|NF|,
    即N是EF的中點(diǎn).從而點(diǎn)N與點(diǎn)O重合,故直線AC經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O.
    評(píng)述:本題的“幾何味”特別濃,這就為本題注入了活力.在涉及解析思想較多的證法中,關(guān)鍵是得到y(tǒng)A·yB=-p2這個(gè)重要結(jié)論.還有些證法充分利用了平面幾何知識(shí),這也提醒廣大師生對(duì)圓錐曲線幾何性質(zhì)的重視,也只有這樣才能挖掘出豐富多彩的解析幾何的題目.
    五、闖關(guān)訓(xùn)練
    一)、夯實(shí)基礎(chǔ)
    1.(2003年高考·新課程)設(shè)a>0,f(x)=ax2+bx+c,曲線y=f(x)在點(diǎn)P(x0,f(x0))處切線的傾斜角的取值范圍為[0, ],則P到曲線y=f(x)對(duì)稱軸距離的取值范圍為
    A.[0, ] B.[0, ]
    C.[0,| |] D.[0,| |]
    .答案:B
    2.(2004年全國(guó)Ⅰ,8)設(shè)拋物線y2=8x的準(zhǔn)線與x軸交于點(diǎn)Q,若過(guò)點(diǎn)Q的直線l與拋物線有公共點(diǎn),則直線l的斜率的取值范圍是
    A.[- , ] B.[-2,2]
    C.[-1,1] D.[-4,4]
    答案:C
    3.(2003年春季上海)直線y=x-1被拋物線y2=4x截得線段的中點(diǎn)坐標(biāo)是___________.
    答案:(3,2)
    4.在拋物線y=4x2上求一點(diǎn),使該點(diǎn)到直線y=4x-5的距離短,該點(diǎn)的坐標(biāo)是____________.
    答案:( ,1).
    5.下圖所示的直角坐標(biāo)系中,一運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(0,9),其軌跡方程是y=ax2+c(a<0),D=(6,7)為x軸上的給定區(qū)間.
    (1)為使物體落在D內(nèi),求a的取值范圍;
    (2)若物體運(yùn)動(dòng)時(shí)又經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(2,8.1),問(wèn)它能否落在D內(nèi)?并說(shuō)明理由.
    答案:運(yùn)動(dòng)物體能落在D內(nèi).
    6.正方形ABCD中,一條邊AB在直線y=x+4上,另外兩頂點(diǎn)C、D在拋物線y2=x上,求正方形的面積.
    答案:50
    二)、培養(yǎng)能力
    7.給定拋物線y2=2x,設(shè)A(a,0),a>0,P是拋物線上的一點(diǎn),且|PA|=d,試求d的小值.
    答案dmin= .
    8.過(guò)拋物線y2=2px(p>0)焦點(diǎn)F的弦AB,點(diǎn)A、B在拋物線準(zhǔn)線上的射影為A1、B1,求∠A1FB1.解:由拋物線定義及平行線性質(zhì)知∠A1FB1=180°-(∠AFA1+∠BFB1)
    =180°- (180°-∠A1AF)- (180°-∠B1BF)
    = (∠A1AF+∠B1BF)=90°.
    三)、實(shí)際應(yīng)用
    某大橋在職漲水時(shí)有大跨度的中央橋孔的上部呈拋物線形,跨度為20米,拱頂距水面6米,橋墩高出水面4米,現(xiàn)有一貨船欲過(guò)此孔,該貨船水下寬度不超過(guò)18米,目前吃水線上部分中央船體高5米,寬16米,且該貨船在現(xiàn)在狀況下還可多裝1000噸貨物,但每裝150噸貨物,船體吃水線就要上升0。04米,若不考慮水下深度,問(wèn):該貨船在現(xiàn)在狀況下能否直接或設(shè)法通過(guò)該橋孔?為什么?
    四)、探究創(chuàng)新
    9.(2003年春季北京)已知?jiǎng)訄A過(guò)定點(diǎn)P(1,0),且與定直線l:x=-1相切,點(diǎn)C在l上.
    (1)求動(dòng)圓圓心的軌跡M的方程;
    (2)設(shè)過(guò)點(diǎn)P,且斜率為-的直線與曲線M相交于A、B兩點(diǎn).
    ①問(wèn)△ABC能否為正三角形?若能,求點(diǎn)C的坐標(biāo);若不能,說(shuō)明理由.
    ②當(dāng)△ABC為鈍角三角形時(shí),求這時(shí)點(diǎn)C的縱坐標(biāo)的取值范圍.
    解:(1)依題意,曲線M是以點(diǎn)P為焦點(diǎn),直線l為準(zhǔn)線的拋物線,所以曲線M的方程為y2=4x,如下圖.
    (2)①由題意得,直線AB的方程為
    y=- (x-1).
    消去y,得3x2-10x+3=0. 由 y=- (x-1),
    y2=4x,
    解得A( , ),B(3,-2),
    若△ABC能為正三角形,
    設(shè)C(-1,y),則|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組成的方程組無(wú)解.因此直線l上不存在點(diǎn)C使△ABC是正三角形.
    ②設(shè)C(-1,y)使△ABC成鈍角三角形,由
    得y=2 ,y=- (x-1),
    x=-1,
    即當(dāng)點(diǎn)C的坐標(biāo)為(-1,2 )時(shí),A、B、C三點(diǎn)共線,故y≠2 .
    又|AC|2=(-1- )2+(y- )2=- +y2,|BC|2=(3+1)2+(y+2 )2=28+4 y+y2,|AB|2=( )2= .
    當(dāng)|BC|2>|AC|2+|AB|2,
    即28+4 y+y2> - y+y2+ ,
    即y>時(shí),∠CAB為鈍角.
    當(dāng)|AC|2>|BC|2+|AB|2,
    即 - y+y2>28+4 y+y2+ ,
    即y<- 時(shí),∠CBA為鈍角.
    又|AB|2>|AC|2+|BC|2,即
    > - +y2+28+4y+y2,即
    y2+ y+ <0,(y+ )2<0.
    該不等式無(wú)解,所以∠ACB不可能為鈍角.
    因此,當(dāng)△ABC為鈍角三角形時(shí),點(diǎn)C的縱坐標(biāo)y的取值范圍是
    y<- 或y> (y≠2 ).
    六、思悟小結(jié)
    本節(jié)主要內(nèi)容是拋物線的定義、方程及幾何性質(zhì).解決本節(jié)問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
    1.求拋物線方程時(shí),若由已知條件可知曲線是拋物線,一般用待定系數(shù)法;若由已知條件可知曲線的動(dòng)點(diǎn)的規(guī)律,一般用軌跡法.
    2.凡涉及拋物線的弦長(zhǎng)、弦的中點(diǎn)、弦的斜率問(wèn)題時(shí)要注意利用韋達(dá)定理,能避免求交點(diǎn)坐標(biāo)的復(fù)雜運(yùn)算.
    3.解決焦點(diǎn)弦問(wèn)題時(shí),拋物線的定義有廣泛的應(yīng)用,而且還應(yīng)注意焦點(diǎn)弦的幾何性質(zhì).
    拓展題例
    【例題】 (2003年北京東城區(qū)模擬題)已知拋物線C1:y2=4ax(a>0),橢圓C以原點(diǎn)為中心,以拋物線C1的焦點(diǎn)為右焦點(diǎn),且長(zhǎng)軸與短軸之比為,過(guò)拋物線C1的焦點(diǎn)F作傾斜角為 的直線l,交橢圓C于一點(diǎn)P(點(diǎn)P在x軸上方),交拋物線C1于一點(diǎn)Q(點(diǎn)Q在x軸下方).
    (1)求點(diǎn)P和Q的坐標(biāo);
    (2)將點(diǎn)Q沿直線l向上移動(dòng)到點(diǎn)Q′,使|QQ′|=4a,求過(guò)P和Q′且中心在原點(diǎn),對(duì)稱軸是坐標(biāo)軸的雙曲線的方程.
    七、板書設(shè)計(jì)(略)