0),其焦點(diǎn)F(-■,0), P(-3,m)在拋物線..." />
前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
一、轉(zhuǎn)化定義求方程
例1 已知拋物線的方程為標(biāo)準(zhǔn)方程,焦點(diǎn)在x軸上,其上一個(gè)P(-3,m)到焦點(diǎn)的距離為5,求拋物線的方程。
分析:由P點(diǎn)坐標(biāo)及焦點(diǎn)位置可知拋物線開口向左,故可設(shè)出標(biāo)準(zhǔn)方程,依題設(shè)列方程組求解或通過定義轉(zhuǎn)化求解。
解法1:(直接法)由于(-3,m)在第二、三象限,而焦點(diǎn)在x軸上,所以拋物線方程可設(shè)為y2=-2px(p>0),其焦點(diǎn)F(-■,0),
P(-3,m)在拋物線上且|PF|=5,
m2=6p,■,解得p=4m=±2■,
故拋物線方程為y2=-8x。
解法2:(定義法)設(shè)拋物線方程為y2=-2px(p>0),則焦點(diǎn)F(-■,0),準(zhǔn)線為x=■。
又|PF|=5,由定義知■-(-3)=5,所以p=4,故拋物線方程為y2=-8x.
點(diǎn)評(píng):本題根據(jù)拋物線所過已知點(diǎn)而設(shè)出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)方程。標(biāo)準(zhǔn)方程中只需待定p值,因此1中m不必求出;2利用定義回避m,將P點(diǎn)到焦點(diǎn)距離等長的轉(zhuǎn)化到準(zhǔn)線的距離,簡化了運(yùn)算過程。
二、拼湊定義求軌跡
例2 方程■=|x-y+3|表示的曲線是()
A.圓 B.橢圓 C.雙曲線 D.拋物線
分析:本題乍一看,不知道從何下手,有的同學(xué)兩邊平方然后化簡,這樣也可以,但計(jì)算量很大,若充分分析題目的特點(diǎn),理解拋物線定義的實(shí)質(zhì),則本題可以迎刃而解。
解:原方程變形為■=■,它表示點(diǎn)M(x,y)與F(-3,1)的距離等于點(diǎn)M到直線x-y+3=0的距離。
根據(jù)拋物線的定義,知此方程表示的曲線是拋物線。故選D
點(diǎn)評(píng):本題若直接化簡方程,再判斷其軌跡較繁雜,然而根據(jù)方程兩邊所表示的幾何意義,利用拋物線的定義就簡單的多了。
三、巧用定義求最值
例3 已知P為拋物線y2=4x上一點(diǎn),記P到此拋物線的準(zhǔn)線的距離為d1,P到直線x+2y-12=0的距離為d2,則d1+d2的最小值為()
A.■
B.11■
C.■■
D.無法確定
分析:若直接設(shè)出P(x0,■)(x0>0),根據(jù)d1+d2=x0+1+■,運(yùn)用函數(shù)思想求解,需去掉絕對值,運(yùn)算復(fù)雜。如果利用定義中相等關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換,問題就能迎刃而解。
解:如圖1,根據(jù)拋物線的定義,可以將“P到此拋物線的準(zhǔn)線的距離為d1”轉(zhuǎn)換為“P到拋物線焦點(diǎn)F的距離”,所以當(dāng)PF垂直于直線x+2y-12=0時(shí),d1+d2最小,并等于F到直線x+2y-12=0的距離|FE|,而F的坐標(biāo)為(1,0),所以|FE|=■=■■,則d1+d2的最小值為■■,故選C。
點(diǎn)評(píng):本題利用拋物線的定義將拋物線上一點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離轉(zhuǎn)化為到焦點(diǎn)的距離,仍然根據(jù)三點(diǎn)共線時(shí)取得最小值,可以發(fā)現(xiàn)拋物線的定義在解決問題時(shí)起了至關(guān)重要的作用。
四、活用定義推證明
例4 求證:以拋物線的焦點(diǎn)弦(通過焦點(diǎn)的弦)AB為直徑的圓與拋物線的準(zhǔn)線l相切。
證明:如右圖所示:設(shè)拋物線方程為y2=2px(p>0),A(x1,y1),B(x2,y2),拋物線焦點(diǎn)為F,
AF=x1+■,BF=x2+■,
AB=AF+BF=x1+x2+p,圓心即AB中點(diǎn)M到準(zhǔn)線l的距離為d=■+■=■AB。
故以拋物線的焦點(diǎn)弦(通過焦點(diǎn)的弦)AB為直徑的圓與拋物線的準(zhǔn)線l相切。
關(guān)鍵詞:數(shù)控車工;拋物線;FANUC;編程
數(shù)控車床能夠加工各種類型的回轉(zhuǎn)體的零件,其中對于圓柱面、錐面、圓弧面、球面等零件,利用直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)指令就可以完成加工,而對于拋物線等一些非圓曲線的零件,編程時(shí)具有一定的難度。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)的數(shù)控系統(tǒng)只提供直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)兩種插補(bǔ)功能,因此,在數(shù)控機(jī)床上對拋物線類零件的加工,多數(shù)采用宏程序來進(jìn)行編程,采用小直線段或者小圓弧段逼近的方法編制。
1.拋物線類零件的編程思路
依據(jù)數(shù)據(jù)密化的原理,我們可以根據(jù)拋物線的曲線方程,利用FANUC數(shù)控系統(tǒng)具備的B類宏程序功能,密集的算出曲線上的坐標(biāo)點(diǎn)值,然后驅(qū)動(dòng)刀具沿著這些坐標(biāo)點(diǎn)一步步移動(dòng)就能加工出具有拋物線等非圓曲線輪廓的工件。實(shí)際上就是利用拋物線的方程,利用X作為自變量,Z作為因變量(或利用Z作為自變量,X作為因變量),找到無數(shù)個(gè)在拋物線曲線方程上的點(diǎn),再用G01指令將這些點(diǎn)連接起來,就加工出拋物線的形狀,自變量變化值越大,拋物線加工就越差,加工時(shí)間較短,反之,自變量變化值越小,拋物線加工就越精確,表面質(zhì)量也越好,同時(shí)時(shí)間也較長,所以要綜合考慮自變量的取值大小。
2.拋物線類零件的編程步驟
2.1.寫出拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程(或參數(shù)方程)。
2.2.對標(biāo)準(zhǔn)方程進(jìn)行轉(zhuǎn)化,從數(shù)學(xué)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化到編程坐標(biāo)系。
2.3.公式轉(zhuǎn)化,即將拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程轉(zhuǎn)化成實(shí)際需要的方程。
2.4.編制加工程序。
3.拋物線類零件的編程舉例
3.1.加工如下圖所示圖紙,零件外形(除拋物線外)已經(jīng)加工完成,要求編制拋物線部分的精加工程序。
3.2.加工參數(shù)選用
3.2.1.刀具選用。加工中所選刀具為93°正偏刀。
3.2.2.加工參數(shù)。由于拋物線的最小直徑為0,所以建議轉(zhuǎn)速不得小于1000r/min。
3.3.程序編制(僅編制拋物線部分精加工程序)
方法一:以X作為自變量
方法二:以Z作為自變量
4.注意事項(xiàng)
4.1.以上兩種方法都可以對拋物線進(jìn)行加工,選擇時(shí)根據(jù)實(shí)際情況選用,如Z方向的初始值和終止值容易確定,則以Z方向作為自變量。
4.2.自變量的變化值要選擇正確。
4.3.要注意檢查程序,可選擇幾個(gè)特殊點(diǎn)進(jìn)行校對。
5.結(jié)束語
綜上所述,隨著數(shù)控車床的使用日益普遍, 要充分發(fā)揮數(shù)控車床的功能,宏程序編程是必不可少的重要環(huán)節(jié)。使用宏程序編程,大部分零件尺寸和工藝參數(shù)可以傳遞到宏程序中,程序的修改比較方便。圖樣改變時(shí),僅需修改幾個(gè)參數(shù)即可,因此,柔性好,極易實(shí)現(xiàn)系列化生產(chǎn)。另外,使用宏程序除了能加工拋物線類零件外,還可以加工橢圓、雙曲線等非圓曲線,有效的擴(kuò)展數(shù)控機(jī)床的加工范圍,提高加工效率和品質(zhì),充分發(fā)揮機(jī)床的使用價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
引例 二次函數(shù)y=[SX(]1[]4[SX)]x2+1的圖象,試探究,平面上是否存在這樣的直線l和定點(diǎn)F,使得圖象上任何一點(diǎn)P(x,y)到點(diǎn)F的距離與到直線l的距離相等?
【解答】(配方法)由y=[SX(]1[]4[SX)]x2+1兩邊乘以4并移項(xiàng)得x2-4y+4=0,兩邊同時(shí)加上y2,得x2+(y-2)2=y2,兩邊開平方,同取算術(shù)根得[KF(]x2+(y-2)2[KF)]=|y|。
用距離公式看待上式,此式表明,拋物線上的動(dòng)點(diǎn)P(x,y)到定點(diǎn)F(0,2)的距離與到定直線y=0距離相等。這樣二次函數(shù)y=[SX(]1[]4[SX)]x2+1的圖象可視為:到定點(diǎn)F(0,2)的距離與到定直線y=0距離相等的點(diǎn)的軌跡,看來,二次函數(shù)的圖象與二次方程y2=2px異曲同工。
【另解】(標(biāo)準(zhǔn)方程法)由y=[SX(]1[]4[SX)]x2+1,得x2=4(y-1),它是拋物線x2=4y上移一個(gè)單位的結(jié)果,后者的焦點(diǎn)F(0,1),準(zhǔn)線l為y=-1,上移一個(gè)單位后,x2=4(y-1)的焦點(diǎn)F(0,2),準(zhǔn)線l為y=0,可以看出二次函數(shù)的圖象只是拋物線圖象的一種特殊形式(開口向上或向下),它統(tǒng)一于拋物線的共性之中:到定點(diǎn)(焦點(diǎn))和定直線(準(zhǔn)線)距離相等的點(diǎn)的軌跡。
對于函數(shù)y=ax2(a≠0),我們把它改寫為x2=[SX(]1[]a[SX)]y的形式(方程),這是頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)為(0,[SX(]1[]4a[SX)]),準(zhǔn)線方程是y=-[SX(]1[]4a[SX)]的拋物線,函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)配方得y=a(x+[SX(]b[]2a[SX)])2+[SX(]4ac-b2[]4a[SX)],由函數(shù)圖象平移的性質(zhì)可以知道,沿向量[WTHX]m[WTBX]=([SX(]b[]2a[SX)],-[SX(]4ac-b2[]4a[SX)])平移函數(shù)y=a(x+[SX(]b[]2a[SX)])2+[SX(]4ac-b2[]4a[SX)]的圖象,函數(shù)圖象不發(fā)生任何變化,平移后圖象對應(yīng)的函數(shù)解析式就是y=ax2+bx+c(a≠0),所以我們可以知道拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)的焦點(diǎn)坐標(biāo)是,(-[SX(]b[]2a[SX)],[SX(]4ac-b2[]4a[SX)]),準(zhǔn)線方程是y=[SX(]4ac-b2-1[]4a[SX)],由拋物線的定義,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)上的動(dòng)點(diǎn)P(x,y)到定點(diǎn)(-[SX(]b[]2a[SX)],[SX(]4ac-b2+1[]4a[SX)])的距離與到定直線y=[SX(]4ac-b2-1[]4a[SX)]距離相等,即有[KF(](x+[SX(]b[]2a[SX)])2+(y-[SX(]4ac-b2+1[]4a[SX)])[KF)]=[JB(|][SX(]y-4ac-b2-1[]4a[SX)][JB)|],這樣我們就利用了拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程討論了二次函數(shù)的圖象是拋物線的問題了。
下面我們來看如何由二次函數(shù)的一般形式y(tǒng)=ax2+bx+c(a≠0)用配方法得到上式,進(jìn)而說明它是拋物線,由y=ax2+bx+c(a≠0)得(x+[SX(]b[]2a[SX)])2+[SX(]4ac-b2[]4a2[SX)]=[SX(]y[]a[SX)],所以,(x+[SX(]b[]2a[SX)])2+[SX(]4ac-b2[]4a2[SX)]-[SX(]y[]a[SX)]+y2-[SX(]4ac-b2-1[]2a[SX)]y+[SX(](4ac-b2+1)2[]16a2[SX)]=y2-[SX(]4ac-b2-1[]2a[SX)]y+[SX(](4ac-b2-1)2[]16a2[SX)]。所以,(x+[SX(]b[]2a[SX)])2+(y-[SX(]4ac-b2+1[]4a[SX)])2=(y-[SX(]4ac-b2-1[]4a[SX)])2。
即(x+[SX(]b[]2a[SX)])2+(y-[SX(]4ac-b2-1[]4a[SX)])2=(y-[SX(]4ac-b2-1[]4a[SX)])2。
兩邊開方取算術(shù)根得
[KF(](x+[SX(]b[]2a[SX)])2+(y-[SX(]4ac-b2+1[]4a[SX)])[KF)]=[JB(|][SX(]y-4ac-b2-1[]4a[SX)][JB)|]。
由以上的討論我們可以得到下面的結(jié)果:
(1)二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)經(jīng)過坐標(biāo)平移變換可以簡化為x2=2py(p>0)或x2=-2py(p>0)的形式,這是拋物線的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方程。
(2)拋物線y=ax2(a≠0)的焦點(diǎn)坐標(biāo)是(0,[SX(]1[]4a[SX)]),準(zhǔn)線方程是y=-[SX(]1[]4a[SX)]。
(3)拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)的焦點(diǎn)坐標(biāo)是(-[SX(]b[]2a[SX)],[SX(]4ac-b2+1[]4a[SX)]),準(zhǔn)線方程是y=[SX(]4ac-b2-1[]4a[SX)]。
我們可以看到,二次函數(shù)的圖象,確實(shí)是二次曲線中研究的拋物線,它符合拋物線的定義,具有拋物線的性質(zhì)。還可以看出二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象只是對稱軸平行于y軸(包括y軸)的一類特殊位置的拋物線。
一、認(rèn)識(shí)拋物線,欣賞拋物線
所謂拋物線就是說平面內(nèi)的一個(gè)定點(diǎn)F和一條直線L的距離的比值等于1的點(diǎn)的軌跡。學(xué)習(xí)拋物線,首先,我們要知道什么是拋物線,只有深層次的理解了拋物線的定義,我們才能在平時(shí)的解題過程中靈活巧妙的運(yùn)用拋物線的知識(shí)。實(shí)踐才是硬道理,所以我們在教學(xué)過程中要多做練習(xí),要讓學(xué)生能通過讀題找到題目的考點(diǎn),嘗試自己寫出題目的計(jì)算表達(dá)式,以此來加深學(xué)生對概念的理解,加強(qiáng)學(xué)生對拋物線知識(shí)的記憶。
例如我們最初接觸到的圓形,計(jì)算圓面積的公式S=πr?,這是我們記憶中的圓的面積公式,也是數(shù)學(xué)家替我們總結(jié)好的公式,但是如果讓我們自己通過坐?訟檔耐夾衛(wèi)蔥闖黽撲愎?式呢?對于拋物線我們知道它是存在于坐標(biāo)系中的,拋物線也有屬于自己的定點(diǎn)及公式,例如:
①對于拋物線y2=2px(p>0),若點(diǎn)P(x0,y0)在拋物線內(nèi)部,則點(diǎn)P(x0,y0)的坐標(biāo)滿足y022px0
②過拋物線y2=2px上一點(diǎn)P(x0,y0),作拋物線的切線,其切線方程為
y0y=p(x0+x)
③已知拋物線y2=2px,若A、B兩點(diǎn)在拋物線上,過點(diǎn)A、B分別作拋物線的切線l1,l2,且l_1∩l_2=T,則點(diǎn)T的軌跡為:x=-a
④已知拋物線y2=2px,若A、B兩點(diǎn)在拋物線上,過點(diǎn)A、B分別作拋物線的切線l1,l2,且l_1∩l_2=T,若A(x1,y1),B(x2,y2),則x1?x2=定值,y1y2=定值。
這些公式都是關(guān)于拋物線的一些基本的公式,要想能完整的解題就必須要牢牢掌握這些公式。這些公式可以讓我們在面對題目時(shí)不至于那么的手足無措,因此,記住關(guān)于拋物線的所有公式,在解題過程中才能水到渠成,記憶永遠(yuǎn)是不過時(shí)的、最直接的、最簡便的學(xué)習(xí)方式。
二、興趣是永久的、最好的老師
數(shù)學(xué)是一門理科課程,理科的邏輯性、嚴(yán)謹(jǐn)性決定了數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)是枯燥乏味的,高中數(shù)學(xué)隨著教育事業(yè)與社會(huì)發(fā)展的需求,難度在不斷的提升,學(xué)生對于數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)也從一開始的“懼怕”到后來的“厭惡”。學(xué)生這種態(tài)度的變化讓老師不知所措,因此,學(xué)習(xí)拋物線,重要的不是被動(dòng)的教學(xué)過程,而是讓學(xué)生對拋物線產(chǎn)生興趣,在教學(xué)過程中給學(xué)生一定的空間,讓學(xué)生能充分的發(fā)揮自己的想象力, 結(jié)合實(shí)際,讓學(xué)生對拋物線不產(chǎn)生排斥的情感。例如:已知拋物線y2=2px(p>0),F(xiàn)為其焦點(diǎn),l為其準(zhǔn)線,過F任作一直線交拋物線于A,B兩點(diǎn),A'B'分別為A、B在l上的射影,M為A'B'的中點(diǎn) 求證:
①A'F與AM的交點(diǎn)在y軸上
②AB'與A'B交于原點(diǎn)。
分析:這道題在設(shè)直線時(shí)要考慮用什么形式的直線方程,對比:x=my+n和y=kx+b,該題選擇第一種形式,原因是減少分類討論,從而簡化解題過程。
這道題是一個(gè)計(jì)算題,主要考查基本概念,整個(gè)可變量就是一個(gè)變量m,但不用分類討論,因?yàn)楫?dāng)m=0時(shí),直線與拋物線有且只有一個(gè)交點(diǎn),與題目的有兩個(gè)交點(diǎn)矛盾。
解題思路:①設(shè)A(X1,Y1),B(X2,Y2)設(shè)一個(gè)輔助變量m
于是設(shè)直線AB為x=my+p/2.代入雙曲線方程得到y(tǒng)2-2pmx-p2=0
則y1+y2=2pm,y1y2=-p2
設(shè)直線A'F與y軸的交點(diǎn)N,計(jì)算該點(diǎn)的坐標(biāo),滿足直線方程AM即可(也可以證明三點(diǎn)共線,即A、M、N三點(diǎn)共線用斜率計(jì)算即可)
②解題思路與第一問類似,證明原點(diǎn)O在AB'和A'B上,只要直線OA與OB'斜率相等,OB與OA'相等就成。(計(jì)算過程省略)
三、教師正確的引導(dǎo)教學(xué)
學(xué)生是一個(gè)很奇怪的群體,他們是祖國的花朵,也是國家未來的棟梁。教師是學(xué)生在學(xué)習(xí)道路上的指引人,在拋物線的教學(xué)過程中,給學(xué)生獨(dú)立思考的空間是很重要,但是不能任由學(xué)生毫無章節(jié)的想象,脫離課堂教學(xué)的內(nèi)容。拋物線有四種不同形狀的圖形的計(jì)算公式,我們在教學(xué)過程可以讓學(xué)生進(jìn)行對比學(xué)習(xí),讓學(xué)生找到這些公式的相同點(diǎn)與不同點(diǎn),記住它們特殊情況,就能夠在直角坐標(biāo)系中準(zhǔn)確的畫出它們的基本表達(dá)式所代表的圖形。
在拋物線方程的講解中,筆者是將拋物線方程轉(zhuǎn)化為兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)式,即焦點(diǎn)在x軸和焦點(diǎn)在y軸上,然后根據(jù)方程的特點(diǎn),準(zhǔn)確判斷拋物線的開口方向。這樣就不會(huì)讓學(xué)生覺得拋物線很繁瑣的感覺,同時(shí)也類比了橢圓和雙曲線。
關(guān)鍵詞:助學(xué)單;助讀;助思;助論;助練
[?] 引言
最近比較流行助學(xué)單教學(xué),助學(xué)單的爭議一直沒有停過,有人認(rèn)為,有了助學(xué)單之后課堂上老師無事可做,只是幾個(gè)比較好的學(xué)生在課堂上起哄,課堂的學(xué)習(xí)秩序很糟糕,最終學(xué)生的學(xué)習(xí)效果很差. 但筆者經(jīng)過一段助學(xué)單教學(xué)的嘗試后,學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性、探究性、合作性明顯增強(qiáng),用學(xué)生一句話說,不被老師牽著鼻子走,感覺真爽,做自己的主人. 筆者嘗試的助學(xué)單不同于導(dǎo)學(xué)案,導(dǎo)學(xué)案強(qiáng)調(diào)的是教師導(dǎo)、學(xué)生學(xué),依然是教師站在前臺(tái)指揮學(xué)生;助學(xué)單強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生學(xué)、學(xué)生評(píng),學(xué)生不能解決的教師再評(píng),教師退居到后臺(tái),讓學(xué)生覺得學(xué)習(xí)是自己的事. 一份好的助學(xué)單設(shè)計(jì)應(yīng)充分體現(xiàn)助讀、助思、助論、助練的作用.通過助學(xué)單能更好地引導(dǎo)學(xué)生去閱讀課本,帶著問題去思考課本的知識(shí),有效地參與學(xué)習(xí)過程,有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力. 筆者每次備課時(shí)會(huì)看看網(wǎng)絡(luò)上同行會(huì)做怎樣的助學(xué)單設(shè)計(jì),有時(shí)會(huì)看到概念的教學(xué)中教師直接將概念設(shè)計(jì)成缺詞填空,學(xué)生只要簡單地從教材中摘錄就可以了,這樣的思維是低級(jí)的,學(xué)生是沒有理解的,看似學(xué)生自主學(xué)習(xí)了,其實(shí)只是抄書匠,比原來的傳統(tǒng)被動(dòng)式學(xué)習(xí)更糟糕. 助學(xué)單的設(shè)計(jì)要將教材內(nèi)容轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的問題,這些問題要能激起學(xué)生進(jìn)一步的思考,并且能夠引導(dǎo)學(xué)生更好地去閱讀課本,學(xué)生通過質(zhì)疑,討論形成問題的答案,從而實(shí)現(xiàn)對知識(shí)的理解掌握,這樣的學(xué)習(xí)意義深遠(yuǎn).就像經(jīng)典動(dòng)畫片《朵拉歷險(xiǎn)記》里面有一句經(jīng)典臺(tái)詞,當(dāng)你不認(rèn)識(shí)路的時(shí)候,問地圖. 我們的學(xué)生就缺少看地圖找路的過程,換句話說,當(dāng)你不知道該怎么學(xué)習(xí)時(shí),問助學(xué)單. 這就是助學(xué)單要給學(xué)生提供的平臺(tái). 不再是教師咀嚼好了教材喂給學(xué)生,變“教材”為“學(xué)材”,學(xué)生不再依賴?yán)蠋?,而是教師將要學(xué)習(xí)的知識(shí),設(shè)計(jì)成助學(xué)單,讓學(xué)生以助學(xué)單為載體,通過閱讀、思考、交流等途徑找到答案或接近答案,使知識(shí)內(nèi)化并獲得知識(shí). 下面筆者以“拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程”助學(xué)單為例闡述助學(xué)單設(shè)計(jì)中的助讀、助思、助論、助練原則,通過課堂實(shí)錄評(píng)析助學(xué)單對學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用.
[?] 拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程助學(xué)單設(shè)計(jì)
筆者嘗試的助學(xué)單按“自主學(xué)習(xí)―合作交流―展示點(diǎn)撥―鞏固深化”四個(gè)環(huán)節(jié)展開. 這一點(diǎn)與活動(dòng)單、導(dǎo)學(xué)單不同,后兩者是在活動(dòng)中先解決一個(gè)問題,然后再解決下一個(gè)問題,其實(shí)還是被教師牽著鼻子走. 而助學(xué)單是完全把學(xué)習(xí)的過程交由學(xué)生,課堂的一開始先由學(xué)生按照助學(xué)單的流程展開自主梳理,然后依照學(xué)生自己的學(xué)習(xí)情況,發(fā)現(xiàn)小組內(nèi)不能解決的問題,拋出問題,組間共同商量對策,教師在后臺(tái)拿捏問題討論的價(jià)值和激發(fā)討論深度,直至各小組成員能夠完全掌握新知. 以下是拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程助學(xué)單設(shè)計(jì)內(nèi)容.
學(xué)習(xí)目標(biāo):1. 了解拋物線定義,理解拋物線上點(diǎn)的共同特征;
2. 推導(dǎo)并掌握拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
3. 由所給條件會(huì)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
一、自主梳理:
1. 回憶解析幾何中研究橢圓、雙曲線的一般過程.
2. 請大家閱讀選修1-1教材47頁的內(nèi)容并思考下列問題.
(1)根據(jù)拋物線的定義,說出拋物線上的所有點(diǎn)具有怎樣的共同特征.
(2)類比橢圓、雙曲線的建系方式,課本47頁介紹了拋物線的哪一種建系方式?并畫出示意圖.
(3)設(shè)p為定點(diǎn)F到定直線l的距離(p>0),在上述建系下,根據(jù)定義,列出拋物線上的任意一點(diǎn)P(x,y)滿足的方程,并進(jìn)行化簡.
(4)y2=6x的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離是__________,焦點(diǎn)坐標(biāo)是__________,準(zhǔn)線方程是__________.
(5)拋物線y2=2px(p>0)過點(diǎn)(2,3),則p=__________.
二、合作交流,展示點(diǎn)撥
1. 針對上述自主梳理中出現(xiàn)的疑難問題進(jìn)行組內(nèi)和組間的合作探究.
疑問:(1)________,(2)________,(3)________,解惑:交流討論.
2. 完成下列表格(表1). 圖形標(biāo)準(zhǔn)方程焦點(diǎn)坐標(biāo)準(zhǔn)線方程開口方向
拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程中p的幾何意義_________________________________.
三、鞏固練習(xí):
練習(xí)1:完成下列表格(表1).
練習(xí)2:求經(jīng)過點(diǎn)(2,3)的拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
總結(jié)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程的基本步驟:____________________________.
若掌握得不好的學(xué)生,組內(nèi)仿照練習(xí)1、2自編習(xí)題解答.
[?] 課堂實(shí)錄及每塊功能闡述
助學(xué)單的教學(xué)必須要對學(xué)生進(jìn)行分組,這樣在合作交流時(shí)便于學(xué)生討論.一般將全班分成8組,每組6-8人.
學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)助學(xué)單的任務(wù)驅(qū)動(dòng),讓學(xué)生在提出問題、解決問題的過程中達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo).
第一環(huán)節(jié),自主梳理完成助讀功能.自主梳理部分由學(xué)生獨(dú)立完成,在學(xué)生閱讀完成自主梳理時(shí)教師進(jìn)行組間巡視,觀察學(xué)生的完成情況,哪里卡殼了,哪里填得不夠準(zhǔn)確,適當(dāng)問問學(xué)生或激發(fā)學(xué)生問問題. 影響學(xué)生學(xué)習(xí)的因素有很多,當(dāng)學(xué)生閱讀同一內(nèi)容時(shí)所反饋的對問題的理解在自主梳理部分暴露得很清晰,如學(xué)生在完成根據(jù)定義概括拋物線上點(diǎn)的特征的時(shí)候,有很多人面對課本上寫得很清楚的拋物線的定義即拋物線上點(diǎn)的特征的那句話視而不見. 這說明學(xué)生看書不仔細(xì),對教師依賴性強(qiáng),因?yàn)榍懊鏅E圓、雙曲線上點(diǎn)的特征是教師直接講授的. 通過組內(nèi)學(xué)生互相輔導(dǎo),這個(gè)問題會(huì)馬上得以解決.有學(xué)生在畫拋物線的示意圖時(shí)為難了,怎樣的示意圖才能將拋物線上點(diǎn)的特征顯示出來,即使書上有現(xiàn)成的圖,有些學(xué)生也不知道為什么要那么畫,這時(shí)候會(huì)在腦海中不斷出現(xiàn)學(xué)習(xí)中的障礙. 在講授式教學(xué)中不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問題,因?yàn)閷W(xué)生直接接受教師畫好的示意圖,而且教師在講授的過程中還會(huì)邊畫邊解釋,所以有部分學(xué)生是憑短暫記憶實(shí)現(xiàn)短暫理解,時(shí)間一長又忘了. 但通過自己閱讀發(fā)現(xiàn)再共同解決的問題就不會(huì)擔(dān)心遺忘,而學(xué)生在閱讀過程中發(fā)現(xiàn)的問題正是本節(jié)課的難點(diǎn). 學(xué)生通過閱讀完成問題(4)時(shí),會(huì)有一個(gè)一般到具體的轉(zhuǎn)化過程,而且書上沒有現(xiàn)成的答案可抄,這個(gè)問題就是檢測對上述問題是否理解及理解的深度.
第二環(huán)節(jié),合作交流、展示點(diǎn)撥完成助思、助論的功能.其實(shí)在第一環(huán)節(jié)自主梳理時(shí),不同層次的學(xué)生已經(jīng)在腦海中形成不同的問題. 合作交流環(huán)節(jié)給大家提供一個(gè)提問、解惑的平臺(tái),教師將學(xué)生的問題進(jìn)行歸納、篩選,讓各組展示能直指知識(shí)核心及難點(diǎn)的問題. 學(xué)生的能力遠(yuǎn)超筆者的想象,各小組長將組內(nèi)不能解決的問題直接寫到黑板上,這是當(dāng)時(shí)學(xué)生提出的5個(gè)問題:(1)為什么那條定直線叫準(zhǔn)線;(2)為什么建系時(shí)原點(diǎn)要建在拋物線的頂點(diǎn)O;(3)為什么化簡后只有一個(gè)二次式;(4)為什么焦點(diǎn)是
,0;(5)如何簡便判斷開口方向. 以上五個(gè)問題,(1)是命名問題,教師直接解決,問題(3)(4)(5)只有將問題(2)解決了才能解決.學(xué)生不能輕松解決問題(2),此時(shí)教師說明建系的方式不止一種,但原則是這種建系下要使方程更為簡潔. 有學(xué)生想弄明白其他建系方式下方程是怎樣的,教師可請某些學(xué)生在黑板上將推理寫出來,其余學(xué)生在下面選一種方式推導(dǎo),寫完后讓這些學(xué)生分別對著臺(tái)下的人說出自己的解答過程.這樣做,學(xué)生對方程的特點(diǎn)會(huì)理解得更深刻些.
一、創(chuàng)設(shè)情境,讓學(xué)生學(xué)得有興趣。
創(chuàng)設(shè)生動(dòng)有趣的生活情境,使學(xué)生身臨其境,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué),掌握數(shù)學(xué)和運(yùn)用數(shù)學(xué),溝通生活中的數(shù)學(xué)和課本中的數(shù)學(xué)的聯(lián)系,使數(shù)學(xué)和生活融為一體。這樣才有益于學(xué)生理解數(shù)學(xué),應(yīng)用數(shù)學(xué)。
如在學(xué)習(xí)“拋物線及標(biāo)準(zhǔn)方程”這節(jié)課時(shí),正值元旦過后,新年許多學(xué)生都放了煙花或剛觀看過煙花,它們的運(yùn)動(dòng)軌跡就是拋物線,創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的以煙花的軌跡為生活情境,讓學(xué)生感受了拋物線在生活中的實(shí)例,激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。又如,每位同學(xué)小時(shí)候都玩過紙飛機(jī),它的飛行軌跡也是拋物線。
情境的設(shè)置給新知識(shí)的引入提供了一個(gè)豐富、多樣的空間,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與意識(shí),達(dá)到了教學(xué)目的。數(shù)學(xué)在同學(xué)們的眼中不再是簡單的數(shù)學(xué),而是富有情感、貼近生活、具有活力的東西。同學(xué)們還能切切實(shí)實(shí)地感受到:數(shù)學(xué)來源于生活,生活中處處有數(shù)學(xué),數(shù)學(xué)知識(shí)能為我們的學(xué)習(xí)、生活服務(wù)!從而體現(xiàn)數(shù)學(xué)的意義與價(jià)值。
二、調(diào)動(dòng)情感,讓學(xué)生感受、體驗(yàn)數(shù)學(xué)。
調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極情感,可使學(xué)生積極地、主動(dòng)熱情地參與到數(shù)學(xué)知識(shí)的構(gòu)建過程中去, 體驗(yàn)數(shù)學(xué)、感受數(shù)學(xué),獲得經(jīng)驗(yàn)。要讓學(xué)生于快樂之中掌握知識(shí),創(chuàng)造一個(gè)和諧、熱烈、緊張、愉快的課堂氣氛,盡量讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,讓他們成為學(xué)習(xí)活動(dòng)的積極參與者.教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生大膽想象,大膽猜測,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,促使他們像科學(xué)家一樣去研究、驗(yàn)證自己的猜想。在猜測―驗(yàn)證―論證的過程中,體會(huì)數(shù)學(xué)結(jié)論形成的過程,體驗(yàn)數(shù)學(xué)知識(shí)的科學(xué)性,獲取成功的喜悅。
如探究拋物線的定義的過程:引導(dǎo)學(xué)生回憶平面內(nèi)與一個(gè)定點(diǎn)F的距離和一條定直線l的距離的比是常數(shù)e的軌跡,當(dāng)0
教師設(shè)計(jì)了一個(gè)動(dòng)手操作的活動(dòng)簡單實(shí)驗(yàn),讓每個(gè)學(xué)生用事先準(zhǔn)備好一根直尺、三角板、繩子、鉛筆,把一根直尺固定在畫圖板內(nèi)直線l的位置上,一塊三角板的一條直角邊緊靠直尺的邊緣;把一條繩子的一端固定于三角板另一條直角邊上的點(diǎn)A,截取繩子的長等于A到直線l的距離AC,并且把繩子另一端固定在圖板上的一點(diǎn)F;用一支鉛筆扣著繩子,緊靠著三角板的這條直角邊把繩子繃緊,然后使三角板緊靠著直尺左右滑動(dòng),這樣鉛筆就描出一條曲線,這條曲線叫做拋物線。反復(fù)演示后,請同學(xué)們來歸納拋物線的定義,教師總結(jié)。這樣 在整個(gè)探索的過程中逐步升華了學(xué)生渴望數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的情感。讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)、體驗(yàn)數(shù)學(xué),讓學(xué)生在動(dòng)手動(dòng)腦中獲得了不同的體驗(yàn)與收獲。學(xué)生的主體地位在新課堂上應(yīng)得到最鮮明的體現(xiàn)。
三、提供空間,讓學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中學(xué)習(xí)。
課程標(biāo)準(zhǔn)重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和動(dòng)手操作。通過“做數(shù)學(xué)”來學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。教學(xué)中要重視知識(shí)的發(fā)生和發(fā)展過程,加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐,體驗(yàn)數(shù)學(xué)知識(shí)的來歷,在操作過程中獲取知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)。 活動(dòng)、參與是思維的起點(diǎn),若分割了活動(dòng)與思維的聯(lián)系,則思維就很難得到發(fā)展,而動(dòng)手實(shí)踐,是最易激發(fā)學(xué)生的思維和想象的。關(guān)注學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn),讓學(xué)生在親身體驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)、理解、掌握、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)。
如關(guān)于拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo):
設(shè)定點(diǎn)F到定直線l的距離為p(p為已知數(shù)且大于0),怎樣選擇直角坐標(biāo)系,才能使所得的方程取較簡單的形式呢?
讓學(xué)生議論一下,教師巡視,啟發(fā)輔導(dǎo),最后簡單小結(jié)建立直角坐標(biāo)系的方案:
方案1:(由第一組同學(xué)完成,請一優(yōu)等生演板.)以l為y軸,過點(diǎn)F與直線l垂直的直線為x軸建立直角坐標(biāo)系(圖2-30).設(shè)定點(diǎn)F(p,0),動(dòng)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(x,y),過M作MDy軸于D,拋物線的集合為:p={M||MF|=|MD|}.
化簡后得:y2=2px-p2(p>0).
方案2:(由第二組同學(xué)完成,請一優(yōu)等生演板)
以定點(diǎn)F為原點(diǎn),平行l(wèi)的直線為y軸建立直角坐標(biāo)系(圖2-31).設(shè)動(dòng)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(x,y),且設(shè)直線l的方程為x=-p,定點(diǎn)F(0,0),過M作MDl于D,拋物線的集合為:
p={M||MF|=|MD|}.
化簡得:y2=2px+p2(p>0).
方案3:(由第三、四組同學(xué)完成,請一優(yōu)等生演板.)
取過焦點(diǎn)F且垂直于準(zhǔn)線l的直線為x軸,x軸與l交于K,以線段KF的垂直平分線為y軸,建立直角坐標(biāo)系(圖2-32).
拋物線上的點(diǎn)M(x,y)到l的距離為d,拋物線是集合p={M||MF|=d}.
化簡后得:y2=2px(p>0).
引導(dǎo)學(xué)生分析出:方案3中得出的方程作為拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.這是因?yàn)檫@個(gè)方程不僅具有較簡的形式,而方程中的系數(shù)有明確的幾何意義:一次項(xiàng)系數(shù)是焦點(diǎn)到準(zhǔn)線距離的2倍.
一、考試要求
(1)掌握橢圓的定義,標(biāo)準(zhǔn)方程和橢圓的簡單幾何性質(zhì),了解橢圓的參數(shù)方程。
(2)掌握雙曲線的定義,標(biāo)準(zhǔn)方程和雙曲線的簡單幾何性質(zhì)。
(3)掌握拋物線的定義,標(biāo)準(zhǔn)了方程和拋物線的簡單幾何性質(zhì)。
(4)了解圓錐曲線的初步應(yīng)用。
二、考情縱覽
圓錐曲線是解析幾何的核心內(nèi)容,是中學(xué)數(shù)學(xué)各主干知識(shí)的交匯點(diǎn),中學(xué)各種思想方法的綜合點(diǎn),初等數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)的銜接點(diǎn),理所當(dāng)然成為歷屆高考命題的熱點(diǎn)。
圓錐曲線的定義,方程和性質(zhì),在高考試卷中分值一般在10分左右,主要以選擇題和填空題形式考查圓錐曲線的概念,標(biāo)準(zhǔn)方程,幾何性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí)及其應(yīng)用,以簡單或中檔題為主,個(gè)別題目會(huì)是中等偏上的難度。圓錐曲線的綜合問題主要考查根據(jù)條件,求平面曲線的方程;通過方程,研究平面曲線的性質(zhì),縱觀近幾年高考試題,圓錐曲線的綜合問題一般都是一道解答題,通常難度較大,多為把關(guān)題或壓軸題,分值為12左右,重點(diǎn)考查圓錐曲線中的幾何量的確定或幾何量取值范圍的確定,主要的題型有:動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程問題,最值或取值范圍問題,定值或定點(diǎn)問題,探索性問題,直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問題,與其他數(shù)學(xué)知識(shí)的交匯問題。
三、復(fù)習(xí)建議
1、熟練掌握圓錐曲線的有關(guān)概念,方程和幾何性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí),它們是準(zhǔn)確解題的依據(jù)。
2、掌握把幾何條件轉(zhuǎn)化為代數(shù)形式的核心解題思路和坐標(biāo)法這個(gè)核心解題方法。
3、掌握好解答典型問題的通性和通法以及一些常用的求解技巧,如“設(shè)而不求,”或“代點(diǎn)法”“整體代入”或“點(diǎn)差法”等,通過強(qiáng)化訓(xùn)練以體會(huì)其中的思維模式與方法。
4、本章綜合性強(qiáng),能力要求高,還涉及到函數(shù)、方程、不等式、平面幾何等許多知識(shí),可以有效地考查函數(shù)與方程的思想,數(shù)形結(jié)合的思想,分類討論的思想和轉(zhuǎn)化化歸的思想。重視對數(shù)學(xué)思想方法的提煉,以便優(yōu)化解題思維,簡化解題過程。
四、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
五、重難點(diǎn)
重點(diǎn):掌握橢圓、雙曲線、拋物線的定義,標(biāo)準(zhǔn)方程和它們簡單幾何勝質(zhì)。特別橢圓及雙曲線的離心率的求解。
難點(diǎn):直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,軌跡問題、最值、范圍問題,定值問題及探索性問題。
六、資料的使用
圓錐曲線問題的求解特點(diǎn)是以代數(shù)方法求解幾何問題,所以求解思路易找,但是由于運(yùn)算量大,不僅影響解題速度,也極容易出錯(cuò),因此又易形成“答對困難”的現(xiàn)象。圓錐曲線中蘊(yùn)含著許多數(shù)學(xué)思想,若能根據(jù)題設(shè)特點(diǎn),靈活地運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)思想,往往能簡化運(yùn)算,從而使問題簡捷,準(zhǔn)確地獲解。因此需要大量的練習(xí),才能獲得基本功,才會(huì)熟能生巧。
第1講:橢圓——它的幾何性質(zhì)主要是圍繞橢圓中的“六點(diǎn)”(兩個(gè)焦點(diǎn),四個(gè)頂點(diǎn))“四線”(兩條對稱軸,兩條準(zhǔn)線)“兩形”(中心,焦點(diǎn)以及短軸端點(diǎn)構(gòu)成的三角形、橢圓上一點(diǎn)和兩焦點(diǎn)構(gòu)成的三角形),研究它們之間的相互關(guān)系。資料上的東西全部使用。
第2講:雙曲線——可與橢圓類比來理解,掌握雙曲線的定義,標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)。但應(yīng)特別注意兩者的不同點(diǎn),如a , b, c關(guān)系,漸近線等,漸近線是刻畫雙曲線范圍的重要概念,高考特別注意與互相關(guān)問題的考查,資料全使用。
第3講:拋物線——重視定義在解題中的應(yīng)用,靈活地進(jìn)行拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離與到準(zhǔn)線距離的等價(jià)轉(zhuǎn)化。拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程有四種,在求解過程中,首先要根據(jù)題目描述的幾何性質(zhì)判斷方程形式,然后利用已知求解。將方程y=ax2 與方程y2=2px區(qū)別開,誰是標(biāo)準(zhǔn)方程很重要。對于拋物線y2=2px(p>0)上的點(diǎn)的坐標(biāo)設(shè)為( ,y) 常有利于簡化運(yùn)算。
第4講直線與圓錐曲線的位置關(guān)系。
(1)直線與圓錐曲線的位置關(guān)系中的中點(diǎn)弦問題:(1)直線與圓錐曲線的關(guān)系是解析幾何中一類重要問題,解題時(shí)注意應(yīng)用根與系數(shù)的關(guān)系及“設(shè)而不求”的技巧。
(2)運(yùn)用“點(diǎn)差法”解決弦的中點(diǎn)問題:涉及弦的中點(diǎn)問題,可以利用判別式和根與系數(shù)的關(guān)系加以解決,也可以利用“點(diǎn)差法”解決此類問題,若知道中點(diǎn),則利用“點(diǎn)差法”可得出過中點(diǎn)弦的直線的斜率。
2、對于直線與曲線的交點(diǎn),常采取設(shè)而不求或“代點(diǎn)法”等方法,這是簡化解題過程的常技巧,要認(rèn)真領(lǐng)會(huì)。但采用這些方法,由于避免了方程的過程,方程的解是否存在,必須由>0這一條件進(jìn)行保證,否則會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。
3、解決圓錐曲線的最值與范圍問題常見的解法有兩種:幾何法和代數(shù)法。若題目的條件和結(jié)論能明顯體現(xiàn)幾何特征和意義,則考慮得用圖形性質(zhì)來解決,這就是幾何法。若題目的條件和結(jié)論體現(xiàn)一種明確的函數(shù)關(guān)系,則可首先建立起目標(biāo)函數(shù),再求這個(gè)函數(shù)的最值,這就是代數(shù)法。
在利用代數(shù)法解決最值與范圍問題時(shí)常從以下五個(gè)方面考慮:
(1)利用判別式來構(gòu)造不等關(guān)系,從而確定參數(shù)的取值范圍;
(2)利用已知參數(shù)的范圍,求新參數(shù)的范圍,解這類問題的核心是在兩個(gè)參數(shù)之間建立等量關(guān)系;
(3)利用隱含的不等關(guān)系建立不等式,從而求出參數(shù)的取值范圍;
1.平行四邊形ABCD的一條對角線固定在A(3,-1),C(2,-3)兩點(diǎn),點(diǎn)D在直線3x-y+1=0上移動(dòng),則點(diǎn)B的軌跡方程為()
A.3x-y-20=0 B.3x-y+10=0
C.3x-y-9=0 D.3x-y-12=0
答案:A 解題思路:設(shè)AC的中點(diǎn)為O,即.設(shè)B(x,y)關(guān)于點(diǎn)O的對稱點(diǎn)為(x0,y0),即D(x0,y0),則由3x0-y0+1=0,得3x-y-20=0.
2.由直線y=x+1上的一點(diǎn)向圓(x-3)2+y2=1引切線,則切線長的最小值為()
A.1 B.2
C. -2D.3
答案:C 解題思路:當(dāng)該點(diǎn)是過圓心向直線引的垂線的交點(diǎn)時(shí),切線長最小.因圓心(3,0)到直線的距離為d==2,所以切線長的最小值是l==.
3.直線y=x+b與曲線x=有且只有一個(gè)交點(diǎn),則b的取值范圍是()
A.{b||b|=}
B.{b|-1
C.{b|-1≤b2μ2-8μ+10=2(μ-2)2+2≥2,且f(μ)0,b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,A是雙曲線漸近線上的一點(diǎn),AF2F1F2,原點(diǎn)O到直線AF1的距離為|OF1|,則漸近線的斜率為()
A.或- B.或-
C.1或-1 D.或-
答案:D 命題立意:本題考查了雙曲線的幾何性質(zhì)的探究,體現(xiàn)了解析幾何的數(shù)學(xué)思想方法的巧妙應(yīng)用,難度中等.
解題思路:如圖如示,不妨設(shè)點(diǎn)A是第一象限內(nèi)雙曲線漸近線y=x上的一點(diǎn),由AF2F1F2,可得點(diǎn)A的坐標(biāo)為,又由OBAF1且|OB|=|OF1|,即得sin OF1B=,則tan OF1B=,即可得=, =,得=,由此可得該雙曲線漸近線的斜率為或-,故應(yīng)選D.
4.設(shè)F1,F(xiàn)2分別是橢圓+=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn),與直線y=b相切的F2交橢圓于點(diǎn)E,E恰好是直線EF1與F2的切點(diǎn),則橢圓的離心率為()
A. B.
C. D.
答案:C 解題思路:由題意可得,EF1F2為直角三角形,且F1EF2=90°,
|F1F2|=2c,|EF2|=b,
由橢圓的定義知|EF1|=2a-b,
又|EF1|2+|EF2|2=|F1F2|2,
即(2a-b)2+b2=(2c)2,整理得b=a,
所以e2===,故e=,故選C.5.等軸雙曲線C的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,C與拋物線y2=16x的準(zhǔn)線交于A,B兩點(diǎn),|AB|=4,則C的實(shí)軸長為()
A. B.2 C.4 D.8
答案:C 解題思路:由題意得,設(shè)等軸雙曲線的方程為-=1,又拋物線y2=16x的準(zhǔn)線方程為x=-4,代入雙曲線的方程得y2=16-a2y=±,所以2=4,解得a=2,所以雙曲線的實(shí)軸長為2a=4,故選C.
6.拋物線y2=-12x的準(zhǔn)線與雙曲線-=1的兩條漸近線圍成的三角形的面積等于()
A. B.3 C. D.3
答案:B 命題立意:本題主要考查拋物線與雙曲線的性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí),意在考查考生的運(yùn)算能力.
解題思路:依題意得,拋物線y2=-12x的準(zhǔn)線方程是x=3,雙曲線-=1的漸近線方程是y=±x,直線x=3與直線y=±x的交點(diǎn)坐標(biāo)是(3,±),因此所求的三角形的面積等于×2×3=3,故選B.
7.若雙曲線-=1與橢圓+=1(m>b>0)的離心率之積大于1,則以a,b,m為邊長的三角形一定是()
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.銳角三角形 D.鈍角三角形
答案:D 解題思路:雙曲線的離心率為e1=,橢圓的離心率e2=,由題意可知e1·e2>1,即b2(m2-a2-b2)>0,所以m2-a2-b2>0,即m2>a2+b2,由余弦定理可知三角形為鈍角三角形,故選D.
8. F1,F(xiàn)2分別是雙曲線-=1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn),過F1的直線l與雙曲線的左、右兩支分別交于A,B兩點(diǎn).若ABF2是等邊三角形,則該雙曲線的離心率為()
A.2 B. C. D.
答案:B 命題立意:本題主要考查了雙曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程、幾何性質(zhì)以及基本量的計(jì)算等基礎(chǔ)知識(shí),考查了考生的推理論證能力以及運(yùn)算求解能力.
解題思路:如圖,由雙曲線定義得,|BF1|-|BF2|=|AF2|-|AF1|=2a,因?yàn)锳BF2是正三角形,所以|BF2|=|AF2|=|AB|,因此|AF1|=2a,|AF2|=4a,且F1AF2=120°,在F1AF2中,4c2=4a2+16a2+2×2a×4a×=28a2,所以e=,故選B.
9.已知直線l1:4x-3y+6=0和直線l2:x=-1,拋物線y2=4x上一動(dòng)點(diǎn)P到直線l1和直線l2的距離之和的最小值是()
A.2 B.3
C. D.
答案:A 解題思路:設(shè)拋物線y2=4x上一動(dòng)點(diǎn)P到直線l1和直線l2的距離分別為d1,d2,根據(jù)拋物線的定義可知直線l2:x=-1恰為拋物線的準(zhǔn)線,拋物線的焦點(diǎn)為F(1,0),則d2=|PF|,由數(shù)形結(jié)合可知d1+d2=d1+|PF|取得最小值時(shí),即為點(diǎn)F到l1的距離,利用點(diǎn)到直線的距離公式得最小值為=2,故選A.
10.已知雙曲線-=1(a>0,b>0),A,B是雙曲線的兩個(gè)頂點(diǎn),P是雙曲線上的一點(diǎn),且與點(diǎn)B在雙曲線的同一支上,P關(guān)于y軸的對稱點(diǎn)是Q.若直線AP,BQ的斜率分別是k1,k2,且k1·k2=-,則雙曲線的離心率是()
A. B. C. D.
答案:C 命題立意:本題考查雙曲線方程及其離心率的求解,考查化簡及變形能力,難度中等.
解題思路:設(shè)A(0,-a),B(0,a),P(x1,y1),Q(-x1,y1),故k1k2=×=,由于點(diǎn)P在雙曲線上,故有-=1,即x=b2=,故k1k2==-=-,故有e===,故選C.
二、填空題
11.已知拋物線y2=4x的焦點(diǎn)為F,過點(diǎn)P(2,0)的直線交拋物線于A(x1,y1)和B(x2,y2)兩點(diǎn),則(1)y1y2=________;(2)三角形ABF面積的最小值是________.
答案:(1)-8 (2)2 命題立意:本題主要考查直線與拋物線的位置關(guān)系,難度中等.
解題思路:設(shè)直線AB的方程為x-2=m(y-0),即x=my+2,聯(lián)立得y2-4my-8=0.(1)由根與系數(shù)的關(guān)系知y1y2=-8.(2)三角形ABF的面積為S=|FP||y1-y2|=×1×=≥2.
知識(shí)拓展:將ABF分割后進(jìn)行求解,能有效減少計(jì)算量.
12. B1,B2是橢圓短軸的兩端點(diǎn),O為橢圓中心,過左焦點(diǎn)F1作長軸的垂線交橢圓于P,若|F1B2|是|OF1|和|B1B2|的等比中項(xiàng),則的值是________.
答案: 命題立意:本題考查橢圓的基本性質(zhì)及等比中項(xiàng)的性質(zhì),難度中等.
解題思路:設(shè)橢圓方程為+=1(a>b>0),令x=-c,得y2=, |PF1|=. ==,又由|F1B2|2=|OF1|·|B1B2|,得a2=2bc. a4=4b2(a2-b2), (a2-2b2)2=0, a2=2b2, =.
13.已知拋物線C:y2=2px(p>0)的準(zhǔn)線為l,過M(1,0)且斜率為的直線與l相交于點(diǎn)A,與C的一個(gè)交點(diǎn)為B.若=,則p=________.
答案:2 解題思路:過B作BE垂直于準(zhǔn)線l于E,
=, M為AB的中點(diǎn),
|BM|=|AB|,又斜率為,
BAE=30°, |BE|=|AB|,
|BM|=|BE|, M為拋物線的焦點(diǎn),
p=2.
14.
一、拋物線
【規(guī)律探蹤】在拋物線y2=2mx(m≠0)中,若直線l與拋物線相交于M、N兩點(diǎn),點(diǎn)P(x0,y0)是弦MN的中點(diǎn),弦MN所在的直線l的斜率為kMN,則kMN?y0=m。
注意:能用這個(gè)公式的條件:①直線與拋物線有兩個(gè)不同的交點(diǎn);②直線的斜率存在.
例1設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2)兩點(diǎn)在拋物線y=2x2上,l是AB的垂直平分線。
⑴當(dāng)且僅當(dāng)x1+x2取何值時(shí),直線l經(jīng)過拋物線的焦點(diǎn)F?證明你的結(jié)論。
⑵當(dāng)x1=1,x2=-3時(shí),求直線l的方程。
解析:⑴x2=12y,p=14,F(xiàn)(0,18)。
設(shè)線段AB的中點(diǎn)為P(x0,y0),直線l的斜率為k,則x1+x2=2x0
若直線l的斜率不存在,當(dāng)且僅當(dāng)x1+x2=0時(shí),AB的垂直平分線l為y軸,經(jīng)過拋物線的焦點(diǎn)F。
若直線l的斜率存在,則其方程為y=k(x-x0)+y0,kAB=-1k。
由1kAB?x0=p得:-kx0=14,x0=-14k。
若直線l經(jīng)過焦點(diǎn)F,則得:18=-kx0+y0=14+y0,y0=-14,與y00相矛盾。
當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),它不可能經(jīng)過拋物線的焦點(diǎn)F。
綜上所述,當(dāng)且僅當(dāng)x1+x2=0時(shí),直線l經(jīng)過拋物線的焦點(diǎn)F。
⑵當(dāng)x1=1,x2=-3時(shí),A(1,2),B(-3,18),x0=x1+x22=-1,y0=y1+y22=10.
由1kAB?x0=p得:k=14。
所求的直線l的方程為y=14(x+1)+10,即x-4y+41=0
二、橢圓
【規(guī)律探蹤】在橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)中,若直線l與橢圓相交于M、N兩點(diǎn)P(x0,y0),點(diǎn)是弦MN的中點(diǎn),弦MN所在的直線l的斜率為KMN,則KMN?y0x0=b2a2。
例2已知橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1、F2,離心率e=22,右準(zhǔn)線方程為x=2。
⑴求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
⑵過點(diǎn)F1的直線l與該橢圓相交于M、N兩點(diǎn),且|F2M+F2N|=2263,求直線l的方程。
解:⑴根據(jù)題意,得e=ca=22 x=a2c =2
a=2,b=1,c=1。所求的橢圓方程為x22+y2=1.
⑵橢圓的焦點(diǎn)為F1(-1,0)、F2(1,0)。設(shè)直線l被橢圓所截的弦MN的中點(diǎn)為P(x,y)。
由平行四邊形法則知:F2M+F2N=2F2P。
由|F2M+F2N|=2263得:|F2P|=263。
(x-1)2+y2=269.…………………………………①
若直線l的斜率不存在,則lx軸,這時(shí)點(diǎn)P與F1(-1,0)重合,|F2M+F2N|=|2F2F1|=4,與題設(shè)相矛盾,故直線l的斜率存在.
由kMN?yx=-b2a2得:yx+1?yx=-12.
y2=-12(x2+x).……………………………………②
②代入①,得(x-1)2-12(x2+x)=269.
整理,得:9x2-45x-17=0;解之得:x=173,或x=-23。
由②可知,x=173不合題意。
x=-23,從而y=±13;k=yx+1=±1.
所求的直線l方程為y=x+1,或y=-x-1。
三、雙曲線
例3設(shè)A、B是雙曲線x2-y22=1上兩點(diǎn),點(diǎn)N(1,2)是線段AB的中點(diǎn)。
⑴求直線AB的方程;
⑵如果線段AB的垂直平分線與雙曲線相交于C、D兩點(diǎn),那么A、B、C、D四點(diǎn)是否共圓,為什么?
解析:⑴a2=1,b2=2,焦點(diǎn)在x上;由kAB?y0x0=b2a2得:kAB?2=2,kAB=1。
所求的直線AB方程為y-2=1?(x-1),即x-y+1=0。
⑵設(shè)直線CD的方程為x+y+m=0,點(diǎn)N(1,2)在直線CD上,
1+2+m=0,m=-3。直線CD的方程為x+y=0。
又設(shè)弦CD的中點(diǎn)為M(x,y),由KCD?yx =b2a2 得:-1?yx=2 ,即y=-2x。
由x+y-3=0y=-2x得x=-3,y=6。點(diǎn)M的坐標(biāo)為(-3,6)。
又由x+y+3=0x2-y22=1得A(1,0).B(3,4)
由兩點(diǎn)間的距離公式可知:|MA|=|MB|=|MC|=|MD|=210。