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1、高考资源网(ks5u.com)您身边的高考专家抛物线焦点弦的性质及应用甘肃省漳县一中748300张永鹏13993279721平面内与一个定点F和一条定直线l的距离相等的点的轨迹叫做抛物线。由于抛物线定义的特殊性,使得它有许多其他圆锥曲线所没有的特征,特别是抛物线过焦点的弦的性质尤其突出,同时也高考中经常要考查的内容。据不完全统计,在近几年高考中关于抛物线焦点弦的性质出现在:1、2000年理科的第11题(选择题),2、2001年理科的第19题(解答题),3、2002年文科的第16题(填空题),4、2004年理科的第16题(填空
2、题)设抛物线的方程为y2=2px(P>0),过焦点F(,0)作倾斜角为q的直线,交抛物线于P、Q两点,则线段PQ称抛物线的焦点弦,(如图1).抛物线的焦点弦具有以下性质:性质1:设P(x1,y1),Q(x2,y2),则y1y2=-p2.证明:①当q=90°时,PQ方程为x=代入y2=2px中有y2=p2,即y1=p,y2=-p,∴y1y2=-p2.②当q≠90°时,设直线PQ斜率为k,则PQ方程为y=k(x﹣)与y2=2px联立,消x后得到:ky2-2py-kp2=0,∴y1y2=-p2.因为,,所以,所以例1过抛物线焦点的
3、一条直线与它交于两点P、Q,通过点P和抛物线顶点的直线交准线于点M,求证:直线MQ平行与抛物线的对称轴.证明:为了方便比较,可将P点横坐标及Q点纵坐标均用P点的纵坐标y1表示.∴P(,y1),Q(x2,y2),但y1y2=-p2,∴y2=﹣,PM方程是:y=x,当x=﹣时,y=﹣即为M点的纵坐标,这样M点与Q点的纵坐标相同,故MQ∥Ox.[例2](2001年高考)设坐标原点为O,抛物线y2=2x与过焦点的直线交于A、B两点,则-7-www.ks5u.com版权所有@高考资源网高考资源网(ks5u.com)您身边的高考专家=.
4、A、B、-C、3D、-3解析:设弦的两个端点为A(x1,y1)、B(x2,y2),x1x2=,,∴==-=,故答案选B。性质2:抛物线焦点弦的长度:=.证明:如图所示,分别做、垂直于准线,由抛物线定义有.且有,,于是可得,.∴+==.故命题成立.例3已知圆M:x2+y2-4x=0及一条抛物线,抛物线顶点在O(0,0),焦点是圆M的圆心F,过F作倾斜角为a的直线l,l与抛物线及圆由上而下顺次交于A、B、C、D四点,若a=arcsin,求
5、AB
6、+
7、CD
8、.解:如图,方程x2+y2-4x=0,表示的图的圆心为(2,0)即为抛物线
9、的焦点,∴抛物线的方程是y2=8x(其中p=4),
10、AD
11、===40,但圆的直径
12、BC
13、=4,∴
14、AB
15、+
16、CD
17、=
18、AD
19、-
20、BC
21、=40-4=36.性质3:三角形OAB的面积公式:证法一:当直线倾斜角为直角时,公式显然成立。当直线倾斜角不是直角时,设焦点弦所在直线方程:-7-www.ks5u.com版权所有@高考资源网高考资源网(ks5u.com)您身边的高考专家由性质4:以抛物线的焦点弦为直径的圆与抛物线的准线相切.证法一:如图3,设PQ中点为R,则R即为PQ为直线圆的圆心,过R作RS⊥MN于S,又设P(x1,y1),
22、Q(x2,y2),
23、PQ
24、=
25、PF
26、+
27、QF
28、=+=+=x1++x2+=x1+x2+p,而R(,),∴RS=+=,∴
29、RS
30、=
31、PQ
32、,∴RS为圆的半径,命题得证.证法二:由图3知RS为梯形PQNM的中位线,∴
33、RS
34、=(
35、PM
36、+
37、QN
38、)=
39、PQ
40、(利用性质3),∴RS为圆的半径,故结论成立.性质5:以抛物线y2=2px(p>0),焦点弦PQ端点向准线作垂线,垂足分别为M、N,则FM⊥FN.(其中F为焦点).证明:如图4,由抛物线定义知
41、PF
42、=
43、PM
44、,∴∠1=∠2,而PM∥Ox,∴∠2=∠3,∴∠1=∠3,同理∠4=
45、∠6,而∠1+∠3+∠4+∠6=180°,∴∠3+∠6=90°,∴FM⊥FN.性质6:设抛物线y2=2px(p>0),焦点为F,焦点弦PQ,则+=(定值).证法一:由P、Q向准线作垂线,垂足分别为M、N,作QA⊥Ox于A,FB⊥PM于B,准线与Ox交于E,(如图5)由△AFQ∽△BPF,则=,即=,但由定义知
46、NQ
47、=
48、FQ
49、,
50、PM
51、=
52、PF
53、,-7-www.ks5u.com版权所有@高考资源网高考资源网(ks5u.com)您身边的高考专家∴=,有﹣1=1﹣即+=2,而
54、EF
55、=p,代入后即得+=.证法二:由性质的语法二,
56、设
57、FP
58、=t1,
59、FQ
60、=-t2,而t1+t2=,t1t2=﹣,
61、t1-t2
62、=,则+=﹣===(∵t2﹣t1<0),还有其它证法.例42001年理科第11题:过抛物线的焦点F作一直线交抛物线于P、Q两点,若线段PF与QF的长分别是p,q,则等于()(A)2a(B)(C)4a(D)200