王佩其
在解析幾何中,拋物線問題的求解往往離不開拋物線定義。拋物線定義不僅能幫助同學(xué)們打開解題思路,而且可以減少計(jì)算量,真可謂“拋物線問題,定義先行”。
一、定義助我求軌跡
例1如圖1,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,點(diǎn)F=(,0),直線l:x=,點(diǎn)P在直線l上移動(dòng),R是線段PF與y軸的交點(diǎn),RQ⊥FP,PQ⊥l。判斷動(dòng)點(diǎn)Q的軌跡,并求其軌跡方程。
解析:依題意知,點(diǎn)R是線段FP的中點(diǎn),且RQ⊥FP,所以RQ是線段FP的垂直平分線。
因?yàn)辄c(diǎn)Q在線段FP的垂直平分線上,所以|PQ|=|QF|。
又|PQ|是點(diǎn)Q到直線l的距離,故動(dòng)點(diǎn)Q的軌跡是以F為焦點(diǎn),l為準(zhǔn)線的拋物線,其方程為y2=2x。
評(píng)注:解答本題的關(guān)鍵是發(fā)現(xiàn)|PQ|=|QF|,即動(dòng)點(diǎn)Q的軌跡滿足拋物線的定義。
二、定義助我求方程
例2如圖2,過拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)F的直線交拋物線于點(diǎn)A、B,交一其準(zhǔn)線l于點(diǎn)C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,則此拋物線的方程為____。
解析:如圖3,分別過A、B作AA1⊥l于A,BB1⊥l于B1。
。
由拋物線的定義知:|AF|=|AA1|,|BF|=|BB1|。
因?yàn)閨BC|=2|BF|,所以|BC|=2|BB1|,∠BCB1=30°,∠AFx=60°。
連接A1F,則△AA1F為等邊三角形。過F作FF1⊥AA1于F1,則F1為AA1的中點(diǎn)。設(shè)準(zhǔn)線l交x軸于K,則|KF|=|A1F1|=,即p=
因此,拋物線的方程為
評(píng)注:求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程就是求參數(shù)p的值,這個(gè)值可根據(jù)拋物線的定義并借助幾何法求得,從而避免了煩瑣的代數(shù)運(yùn)算。
三、定義助我求比值
例3已知點(diǎn)A(2,0),拋物線的焦點(diǎn)為F,射線FA與拋物線C相交于點(diǎn)M,與其準(zhǔn)線相交于點(diǎn)N,則|FM|:|MN|=()。
A.2:√5
B.1:2
C.1:√5
D.1:3
解析:如圖4所示,過點(diǎn)M作MH⊥l,由拋物線定義知|MF|=|MH|,所以|MF|:|MN|=|MH|:|MN|。
由于△MHN△FOA,則
故答案為C。
評(píng)注:本題與例2相似,利用拋物線的定義和圖形特征,把解析幾何問題轉(zhuǎn)化為平面幾何問題,大大減少了計(jì)算量。
四、定義助我求面積
例4設(shè)O為拋物線的頂點(diǎn),F(xiàn)為拋物線的焦點(diǎn),且PQ過焦點(diǎn)的弦,若|OF|=a,|PQ|=b,求△OPQ的面積。
解析:因?yàn)镻Q過焦點(diǎn),所以|PQ|可看成兩個(gè)焦半徑之和。
如圖5,不妨設(shè)拋物線方程為y2=4ax,
評(píng)注:將焦點(diǎn)弦分成兩段,利用定義將焦點(diǎn)弦長(zhǎng)用兩端點(diǎn)橫坐標(biāo)表示,結(jié)合方程,利用根與系數(shù)的關(guān)系是常見的基本技能。本題計(jì)算三角形面積的技巧,也是拋物線中經(jīng)常用到的,必須掌握。
五、定義助我求最值
例5已知拋物線y2”=2x的焦點(diǎn)是F,點(diǎn)P是拋物線,上的動(dòng)點(diǎn),又有點(diǎn)A(3,2),求|PA|+|PF|的最小值,并求出取最小值時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)。
解析:將x=3代入拋物線方程y'2=2x,得y=±6。
因?yàn)椤?>2,所以A在拋物線內(nèi)部。如圖6,設(shè)拋物線上點(diǎn)P到準(zhǔn)線l:x=的距離為d,由定義知|PA|+|PF|=|PA|+d。當(dāng)PA⊥準(zhǔn)線l時(shí),|PA|+d的值最小,最小值為。,即|PA|+|PF|的最小值為,此時(shí)P點(diǎn)縱坐標(biāo)為2,代入y2=2x,得x=2,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,2)。
評(píng)注:與拋物線有關(guān)的最值問題,一般情況下都與拋物線的定義有關(guān)。由于拋物線的定義在運(yùn)用上有較大的靈活性,因此此類問題也有一定的難度?!翱吹綔?zhǔn)線想焦點(diǎn),看到焦點(diǎn)想準(zhǔn)線”,這是解決拋物線焦點(diǎn)弦有關(guān)問題的重要方法。