高三數學說課稿:拋物線

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    以下是為大家整理的關于《高三數學說課稿:拋物線》,供大家學習參考!
    一、 內容簡析:
    1、知識梳理
    定義
    到定點的距離與到定直線的距離相等的點的軌跡
    方程
    1.y2=2px(p≠0),焦點是F( ,0)
    2.x2=2py(p≠0),焦點是F(0, )
    性質
    以曲線C:y2=2px(p>0)為例
    1.范圍:x≥0
    2.對稱性:關于x軸對稱
    3.頂點:原點O
    4.離心率:e=1
    5.準線:x=-
    6.焦半徑P(x,y)∈S,|PF|=x+2、重點、難點:
    本節(jié)重點是拋物線的定義、四種方程及幾何性質。難點是四種方程的運用及對應性質的比較、辨別和應用,關鍵是定義的運用。
    建議在教學中注意以下幾點:
    1)圓錐曲線統(tǒng)一定義:平面內與一定點F和定直線l的距離之比為常數e的點的軌跡,當0<e<1時,表示橢圓;當e=1時,表示拋物線;當e>1時,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,而且許多性質是可以借助于平面幾何的知識來解決的;
    3)拋物線方程中,字母p的幾何意義是拋物線的焦點F到準線的距離, 等于焦點到拋物線頂點的距離.牢記它對解題非常有益;
    4)求拋物線方程時,要依據題設條件,弄清拋物線的對稱軸和開口方向,正確地選擇拋物線標準方程;
    5)在解題中,拋物線上的點、焦點、準線三者通常與拋物線的定義相聯系,所以要注意相互轉化;
    6)在定義中,點F不在直線L上,否則軌跡不是拋物線。
    二、 教學目標:
    1、掌握拋物線的定義、標準方程和簡單幾何性質;
    2、學會利用定義與簡單的幾何性質解決與拋物線有關的問題。
    3、在教學中滲透辯證、全面看待事物的思想與方法。
    三、點擊雙基
    1.(2004年春季北京)在拋物線y2=2px上,橫坐標為4的點到焦點的距離為5,則p的值為
    A. B.1 C.2 D.4
    答案:C
    2.設a≠0,a∈R,則拋物線y=4ax2的焦點坐標為
    A.(a,0) B.(0,a)
    C.(0,) D.隨a符號而定
    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,以橢圓的左準線為準線的拋物線與橢圓右準線交于A、B兩點,則|AB|的值為___________.
    答案:
    5.(2002年全國)對于頂點在原點的拋物線,給出下列條件:
    ①焦點在y軸上;②焦點在x軸上;③拋物線上橫坐標為1的點到焦點的距離等于6;④拋物線的通徑的長為5;⑤由原點向過焦點的某條直線作垂線,垂足坐標為(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)
    答案:②⑤
    四、典型例題:
    【例1】 求滿足下列條件的拋物線的標準方程,并求對應拋物線的準線方程:
    (1)過點(-3,2);
    (2)焦點在直線x-2y-4=0上.
    剖析:從方程形式看,求拋物線的標準方程僅需確定一個待定系數p;從實際分析,一般需確定p和確定開口方向兩個條件,否則,應展開相應的討論.
    解:(1)設所求的拋物線方程為y2=-2px或x2=2py(p>0),
    ∵過點(-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,前者的準線方程是x= ,后者的準線方程是y=- .
    (2)令x=0得y=-2,令y=0得x=4,
    ∴拋物線的焦點為(4,0)或(0,-2).
    當焦點為(4,0)時, =4,
    ∴p=8,此時拋物線方程y2=16x;
    焦點為(0,-2)時, =2,
    ∴p=4,此時拋物線方程為x2=-8y.
    ∴所求的拋物線的方程為y2=16x或x2=-8y,對應的準線方程分別是x=-4,y=2.
    評述:這里易犯的錯誤就是缺少對開口方向的討論,先入為主,設定一種形式的標準方程后求解,以致失去一解.
    【例2】如下圖所示,直線l1和l2相交于點M,l1⊥l2,點N∈l1,以A、B為端點的曲線段C上任一點到l2的距離與到點N的距離相等.若△AMN為銳角三角形,|AM|= ,|AN|=3,且|NB|=6,建立適當的坐標系,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的直角坐標系,設出拋物線方程,由條件求出待定系數即可,求出曲線方程后要標注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,建立直角坐標系,由條件可知,曲線段C是以點N為焦點,以l2為準線的拋物線的一段.其中A、B分別為曲線段C的端點.
    設曲線段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,p=|MN|,
    所以M(- ,0) 、N( ,0).
    由|AM|= ,|AN|=3,得
    (xA+ )2+2pxA=17, ①
    (xA- )2+2pxA=9.   ②
    ①②聯立解得xA= ,代入①式,并由p>0,
    或 解得
     p=4, p=2,
    xA=1 xA=2.
    因為△AMN為銳角三角形,所以 >xA.
    所以 故舍去 P=2, P=4,
    xA=2. xA=1.
    由點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).
    評述:本題體現了坐標法的基本思路,考查了定義法、待定系數法求曲線方程的步驟,綜合考查了學生分析問題、解決問題的能力.
    【例3】 設拋物線y2=2px(p>0)的焦點為F,經過點F的直線交拋物線于A、B兩點,點C在拋物線的準線上,且BC∥x軸.證明直線AC經過原點O.
    剖析:證直線AC經過原點O,即證O、A、C三點共線,為此只需證kOC=kOA.本題也可結合圖形特點,由拋物線的幾何性質和平面幾何知識去解決.
    證法一:設AB:x=my+ ,代入y2=2px,得y2-2pmy-P2=0.
    由韋達定理,得yAyB=-p2,
    即yB=- .
    ∵BC∥x軸,且C在準線x=- 上,
    ∴C(-,yB).
    則kOC= = = =kOA.
    故直線AC經過原點O.
    證法二:如下圖,記準線l與x軸的交點為E,過A作AD⊥l,垂足為D.
    則AD∥EF∥BC.連結AC交EF于點N,則 = = , = .
    ∵|AF|=|AD|,|BF|=|BC|,
    ∴|EN|== =|NF|,
    即N是EF的中點.從而點N與點O重合,故直線AC經過原點O.
    評述: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,關鍵是得到y(tǒng)A·yB=-p2這個重要結論.還有些證法充分利用了平面幾何知識,這也提醒廣大師生對圓錐曲線幾何性質的重視,也只有這樣才能挖掘出豐富多彩的解析幾何的題目.
    五、闖關訓練
    一)、夯實基礎
    1.(2003年高考·新課程)設a>0,f(x)=ax2+bx+c,曲線y=f(x)在點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Ⅰ,8)設拋物線y2=8x的準線與x軸交于點Q,若過點Q的直線l與拋物線有公共點,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截得線段的中點坐標是___________.
    答案:(3,2)
    4.在拋物線y=4x2上求一點,使該點到直線y=4x-5的距離短,該點的坐標是____________.
    答案:( ,1).
    5.下圖所示的直角坐標系中,一運動物體經過點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,求a的取值范圍;
    (2)若物體運動時又經過點P(2,8.1),問它能否落在D內?并說明理由.
    答案:運動物體能落在D內.
    6.正方形ABCD中,一條邊AB在直線y=x+4上,另外兩頂點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A(a,0),a>0,P是拋物線上的一點,且|PA|=d,試求d的小值.
    答案dmin= .
    8.過拋物線y2=2px(p>0)焦點F的弦AB,點A、B在拋物線準線上的射影為A1、B1,求∠A1FB1.解:由拋物線定義及平行線性質知∠A1FB1=180°-(∠AFA1+∠BFB1)
    =180°- (180°-∠A1AF)- (180°-∠B1BF)
    = (∠A1AF+∠B1BF)=90°.
    三)、實際應用
    某大橋在職漲水時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,現有一貨船欲過此孔,該貨船水下寬度不超過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:該貨船在現在狀況下能否直接或設法通過該橋孔?為什么?
    四)、探究創(chuàng)新
    9.(2003年春季北京)已知動圓過定點P(1,0),且與定直線l:x=-1相切,點C在l上.
    (1)求動圓圓心的軌跡M的方程;
    (2)設過點P,且斜率為-的直線與曲線M相交于A、B兩點.
    ①問△ABC能否為正三角形?若能,求點C的坐標;若不能,說明理由.
    ②當△ABC為鈍角三角形時,求這時點C的縱坐標的取值范圍.
    解:(1)依題意,曲線M是以點P為焦點,直線l為準線的拋物線,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組成的方程組無解.因此直線l上不存在點C使△ABC是正三角形.
    ②設C(-1,y)使△ABC成鈍角三角形,由
    得y=2 ,y=- (x-1),
    x=-1,
    即當點C的坐標為(-1,2 )時,A、B、C三點共線,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|BC|2>|AC|2+|AB|2,
    即28+4 y+y2> - y+y2+ ,
    即y>時,∠CAB為鈍角.
    當|AC|2>|BC|2+|AB|2,
    即 - y+y2>28+4 y+y2+ ,
    即y<- 時,∠CBA為鈍角.
    又|AB|2>|AC|2+|BC|2,即
    > - +y2+28+4y+y2,即
    y2+ y+ <0,(y+ )2<0.
    該不等式無解,所以∠ACB不可能為鈍角.
    因此,當△ABC為鈍角三角形時,點C的縱坐標y的取值范圍是
    y<- 或y> (y≠2 ).
    六、思悟小結
    本節(jié)主要內容是拋物線的定義、方程及幾何性質.解決本節(jié)問題時應注意以下幾點:
    1.求拋物線方程時,若由已知條件可知曲線是拋物線,一般用待定系數法;若由已知條件可知曲線的動點的規(guī)律,一般用軌跡法.
    2.凡涉及拋物線的弦長、弦的中點、弦的斜率問題時要注意利用韋達定理,能避免求交點坐標的復雜運算.
    3.解決焦點弦問題時,拋物線的定義有廣泛的應用,而且還應注意焦點弦的幾何性質.
    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以原點為中心,以拋物線C1的焦點為右焦點,且長軸與短軸之比為,過拋物線C1的焦點F作傾斜角為 的直線l,交橢圓C于一點P(點P在x軸上方),交拋物線C1于一點Q(點Q在x軸下方).
    (1)求點P和Q的坐標;
    (2)將點Q沿直線l向上移動到點Q′,使|QQ′|=4a,求過P和Q′且中心在原點,對稱軸是坐標軸的雙曲線的方程.
    七、板書設計(略)