第五节 抛物线及其标准方程
教材分析
1. 知识结构
2.重点难点分析
重点是抛物线的定义及标准方程;难点是标准方程及解直线与抛物线有关的综合问题.
(1)椭圆、双曲线、抛物线都是到定点 的距离和到定直线 的距离比为常数 的点的轨迹,这个定点是它们的焦点,定直线是它们的准线, 是它们的离心率.当 , , 时,这种轨迹分别表示椭圆、双曲线和抛物线.在直角坐标系下,它们的方程都是二次方程;这三种曲线都可以由平面截圆锥而得到.因而它们统称为二次曲线或圆锥曲线.
(2)对抛物线定义的理解,应注意定点不在定直线上,否则抛迹是一条直线.
(3)在推导抛物线方程的过程中,要注意领会如何建立坐标系.由抛物线定义可知,直线 是抛物线的对称轴,所以把 作为 轴可以使方程不出现 的一次项;因为线段 的中点适合条件,所以它在抛物线上,因而以 的中点作为原点,就可以使方程中不出现常数项.这样建立坐标系,得到的方程较为简单.
(4)由于建立坐标系的方法不同,抛物线的方程有四种不同形式: , , , .教科书上对方程与图形的关系,各种标准方程下的焦点坐标和准线方程,列表进行了对比,从而我们可以归纳出以下几个要点:
① 的几何意义:焦参数 是焦点到准线的距离,所以 恒为正数;
②方程有边一次项的变量与焦点所在坐标轴的名称相同,一次项系数的符号决定抛物线的开口方向;
③焦点的非零坐标(指 或 )是一次项系数的 .
④准线与坐标轴的交点与抛物线焦点关于原点对称.
(5)处理直线与抛物线的位置关系,类似于处理直线与椭圆、双曲线的关系.一般地,处理直线与圆锥曲线的位置关系,都是通过研究方程组解的个数,用判别式来进行判别.其中有两个比较容易忽略的地方:
①是否考虑了没有斜率的直线;
②对于双曲线是否考虑了与渐近线平行的直线,对于抛物线是否考虑了与对称轴平行的直线.反应到方程上,就是是否考虑了消去一个未知数后得到的方程二次项系数是否会为0.要把直线与圆锥曲线相切和相交区分开来.
(6)关于圆锥曲线弦长的计算.设斜率为 的直线交圆锥曲线于 , ,则计算 的方法可以有以下几种:
①利用弦长公式
或 计算;
②若 过圆锥曲线的焦点 ,可利用匾锥曲线的几何性质简化运算,即将 写成 ,再将 , 转换成 , 到相应准线距离的 倍.
以上两种方法一般都要结合韦达定理来进行.
教法建议
(1)椭圆的定义很简单但非常重要,教学时要注意和椭圆、双曲线的第二定义相联系,为深刻体会圆锥曲线的统一定义做好准备.
(2)在教学抛物线的标准方程时,应注意把位置特征(标准位置)和方程的特点(标准方程)统一起来,注意以下两点:
① 要让学生把握顶点、对称轴、开口方向与方程形式的对应关系:
②已知抛物线的标准方程求其焦点坐标和准线方程时,可以根据二次项、一次项的分布画一个草图,进行初步的“定位”;再根据2p的数值来“定量”,即求出 的值.然后把两者结合起来即可.
(3)教学时要注意让学生区分抛物线和双曲线的一支,初学者很容易将抛物线与双曲线的一支混淆.二者区别在于:当抛物线上的点趋向于无穷远时,抛物线在这一点的斜率(曲线在某一点的斜率是指曲线在这一点的切线的斜率)接近于坐标轴所在直线的斜率,也就是抛物线接近于和坐标轴所在直线平行;而双曲线上的点趋向于无穷远时,它的斜率接近于它的渐近线的斜率.