抛物线及其标准方程

2.3.1 抛物线及其标准方程
一、目标
1.掌握抛物线的定义、几何图形,会推导抛物线的标准方程
2.能够利用给定条件求抛物线的标准方程
3.通过“观察”、“思考”、“探究”与“合作交流”等一系列数学活动，培养学生观察、类比、分析、概括的能力以及逻辑思维的能力，使学生学会数学思考与推理，学会反思与感悟，形成良好的数学观。并进一步感受坐标法及数形结合的思想
二、重点
抛物线的定义及标准方程
三、教学难点
抛物线定义的形成过程及抛物线标准方程的推导（关键是坐标系方案的选择）
四、教学过程
（一）复习旧知
在初中，我们学习过了二次函数 ，知道二次函数的图象是一条抛物线
例如：（1） ，（2） 的图象（展示两个函数图象）：

（二）讲授新课
1.课题引入
在实际生活中，我们也有许多的抛物线模型，例如1965年竣工的密西西比河河畔的萨尔南拱门,它就是用不锈钢铸成的抛物线形的建筑物。到底什么样的曲线才可以称做是抛物线？它具有怎样的几何特征？它的方程是什么呢？
这就是我们今天要研究的内容.（板书：课题§2.4.1 抛物线及其标准方程）
2.抛物线的定义
信息技术应用（课堂中展示画图过程）
先看一个实验：
如图：点F是定点， 是不经过点F的定直线，H是 上任意一点，过点H作 ，线段FH的垂直平分线 交MH于点M。拖动点H，观察点M的轨迹，你能发现点M满足的几何条件吗？（学生观察画图过程，并讨论）
可以发现，点M随着H运动的过程中，始终有MH=MF,即点M与定点F和定直线 的距离相等。（也可以用几何画板度量MH，MF的值）
（定义引入）：
我们把平面内与一个定点F和一条定直线 （ 不经过点F）距离相等的点的轨迹叫做抛物线，点F叫做抛物线的焦点，直线 叫做抛物线的准线.（板书）
思考？若F在 上呢？（学生思考、讨论、画图）
此时退化为过F点且与直线 垂直的一条直线.
3.抛物线的标准方程
从抛物线的定义中我们知道，抛物线上的点 满足到焦点F的距离与到准线 的距离相等。那么动点 的轨迹方程是什么，即抛物线的方程是什么呢？
要求抛物线的方程，必须先建立直角坐标系.
问题 设焦点F到准线 的距离为 ，你认为应该如何选择坐标系求抛物线的方程？按照你建立直角坐标系的方案，求抛物线的方程.
（引导学生分组讨论，回答，并不断补充常见的几种建系方法，叫学生应用投影仪展示计算结果）
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注意：1.标准方程必须出来，此表格在黑板上板书。
2.若出现比较复杂建系方案，可以以引入的字母参数较多为由，先排除计算
3.强调P的意义。
4.教师说明曲线方程与方程的曲线：从上述过程可以看到，抛物线上任意一点的坐标都满足方程，以方程的解 为坐标的点到抛物线的焦点的距离与到准线的距离相等，即方程的解为坐标的点都在抛物线上。所以这些方程都是抛物线的方程.
（选择标准方程）
师：观察4（3）个建系方案及其对应的方程，你认为哪种建系方案使方程更简单？
（学生选择，说明1.对称轴 2.焦点 3.方程无常数项，顶点在原点）
推导过程：取过焦点F且垂直于准线l的直线为x轴，x轴与l交于K，以线段KF的垂直平分线为y轴建立直角坐标系，如右图所示，则有F（ ,0）,l的方程为x=— .
设动点M（x,y），由抛物线定义得：
化简得y2=2px(p＞0)
师：我们把方程 叫做抛物线的标准方程，它表示的抛物线的焦点坐标是 ，准线方程是 。
师：在建立椭圆、双曲线的标准方程的过程中，选择不同的坐标系得到了不同形式的标准方程，对于抛物线，当我们选择如图三种建立坐标系的方法，我们也可以得到不同形式的抛物线的标准方程：
（学生分前两排，中间两排，后面两排三组分别计算三种情况，一起填充表格）
图形标准方程焦点坐标准线方程

y2=2px(p＞0)
（ ,0）

x=—
y2=—2px(p＞0)
（— ,0）

x=
x2=2py(p＞0)
（0, ）

y=—
x2=—2py(p＞0)
（0,— ）

y=

(三)例题讲解
例1（1）已知抛物线的标准方程是 ，求它的焦点坐标和准线方程,
（2）已知抛物线的焦点是 ，求它的标准方程.
解：（1）∵抛物线方程为y2=6x
∴p=3，则焦点坐标是（ ，0），准线方程是x=— .
（2）∵焦点在y轴的负半轴上，且 =2，∴p=4
则所求抛物线的标准方程是：x2=—8y.
变式训练1：
(1)已知抛物线的准线方程是x=— ，求它的标准方程.
(2)已知抛物线的标准方程是2y2+5x=0,求它的焦点坐标和准线方程.
解(1)∵焦点是F（0，3），∴抛物线开口向上，且 =3，则p=6
∴所求抛物线方程是x2=12y
(2)∵抛物线方程是2y2+5x=0，即y2=— x，∴p= [高考学习网XK]
则焦点坐标是F(— ,0)，准线方程是x=
例2 点M与点F（4，0）的距离比它到直线l:x+5=0的距离小1，求点M的轨迹方程.
解：如右图所示，设点M的坐标为（x,y)
由已知条件可知，点M与点F的距离等于它到直线x+4=0的距离.根据抛物线的定义，点M的轨迹是以F（4，0）为焦点的抛物线.
∵ =4，∴p=8
因为焦点在x轴的正半轴上，所以点M的轨迹方程为y2=16x.
变式训练2：
在抛物线y2=2x上求一点P，使P到焦点F与到点A（3，2）的距离之和最小.
解：如下图所示，设抛物线的点P到准线的距离为PQ
由抛物线定义可知：PF=PQ
∴PF+PA=PQ+PA
显然当P、Q、A三点共线时，PQ+PA最小.
∵A(3,2)，可设P（x0,2)代入y2=2x得x0=2
故点P的坐标为（2，2）.
(四)小结
1、抛物线的定义；
2、抛物线的四种标准方程；
3、注意抛物线的标准方程中的字母P的几何意义.
(五)课后练习


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