题目列表(包括答案和解析)
1.如图,设F是抛物线的焦点,M是抛物线上任意一点,MT是抛物线在M的切线,MN是法线,ME是平行于抛物线的轴的直线.求证:法线MN必平分∠FME,即φ1=φ2.
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解:取坐标系如图,这时抛物线方程为y2=2px.(p>0),因为ME平行x轴(抛物线的轴),∴φ1=φ2,只要证明φ1=φ3,也就是△FMN的两边FM和FN相等.设点M的坐标为(x0,y0),则法线MN的方程是y-y0=-
(x-x0),令y=0,便得到法线与x轴的交点N的坐标(x0+p,0),所以|FN|=|x0+p-
|=x0+
,又由抛物线的定义可知,|MF|=x0+
,∴|FN|=|FM|,由此得到φ1=φ2=φ3,若M与顶点O重合,则法线为x轴,结论仍然成立.
2.参与设计小花园的喷水池活动.
要求水流形状美观,水流不落池外.
[知识探究学习]
1.求函数y=
-
的最大值.
解:将函数变形为y=
-
,由几何意义知,y可以看成在抛物线f(x)=x2上的点P(x,x2)到两定点A(3,2)和B(0,1)的距离之差,∵|PA|-|PB|≤|AB|,∴当P、A、B三点共线,且P在B的左方时取等号,此时P点为AB与抛物线的交点,即P为(
,
)时,ymax=|AB|=
.
2.公园要建造一个圆形的喷水池,在水池中央垂直于水面安装一个柱子OA,O恰在圆形水面中心,OA=1.25米.安置在柱子顶端A处的喷头向外喷水,水流在各个方向上沿形状相同的抛物线路经落下,且在过OA的任一平面上抛物线路径如图所示,为使水流形状较为漂亮,设计成水流在到OA距离1米处达到距水面最大高度2.25米.如果不计其它因素,那么水池的半径至少要多少米,才能使喷出的水流不致落到池外?
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分析 根据图形的对称性,设出并求出一边的抛物线的方程,便可求出水池的半径.
以OA所在直线为y轴,过O点作oy轴的垂直线ox轴,建立直角坐标系如图
依题意A(0,1.25),设右侧抛物线顶点为则B(1,2.25),抛物线与x轴正向交点为C,OC即圆型水池的半径.
设抛物线ABC的方程为
(x-1)2=-2p(y-2.25)
将A(0,1.25)代入求得p=![]()
∴抛物线方程为(x-1)2=-(y-2.25)
令y=0,(x-1)2=1.52,x=2.5(米)
即水池的半径至少要2.5米,才能使喷出的水流不致落到池外.
[知识验证实验]
1.已知点P(x0,y0)在抛物线含焦点的区域内,求证以点P为中点的抛物线y2=2px(p>0)的中点弦方程为
yy0-p(x+x0)=y20-2px0
注:运用求中点弦的方法不难求出结论,这一结论和过抛物线y2=2px上点的切线方程有什么联系?
若P(x0,y0)为非对称中心,将抛物线y2=2px换成椭圆
+
=1或双曲线
-
=1,它们的中点弦存在的话,中点弦方程又将如何?证明你的结论.
中点弦方程在高考中多以选择题、填空题的形式出现.
10.已知抛物线y2=4ax(0<a<1)的焦点为F,以A(a+4,0)为圆心,|AF|为半径在x轴上方作半圆交抛物线于不同的两点M和N,设P为线段MN的中点,
(Ⅰ)求|MF|+|NF|的值;
(Ⅱ)是否存在这样的a值,使|MF|、|PF|、|NF|成等差数列?如存在,求出a的值,若不存在,说明理由.
[生活实际运用]
9.已知圆C过定点A(0,p)(p>0),圆心C在抛物线x2=2py上运动,若MN为圆C在x轴上截得的弦,设|AM|=m,|AN|=n,∠MAN=θ.(1)当点C运动时,|MN|是否变化?写出并证明你的结论?(2)求
+
的最大值,并求取得最大值时θ的值和此时圆C的方程.
8.已知过抛物线y2=2px的焦点F的弦AB被F分成长度为m、n的两部分,则
+
= .
7.已知抛物线y2=2x的弦过定点(-2,0),则弦AB中点的轨迹方程是 .
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