前言:
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抛物线的焦点弦及通径问题
1.焦点弦
(1)定义
过抛物线 焦点 的直线被抛物线所截得的 线段 叫做抛物线的焦点弦.
(2)焦点弦长
设抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,焦点弦的两端点分别是点A(x1,y1),B(x2,y2).如图1所示,l为准线,由抛物线的定义可得|AB|=|AF|+|BF|=+= x1+x2+p .常称此式为抛物线的焦点弦长公式.
图1.焦点弦长
(3)几何性质
如图2所示,已知AB是抛物线y2=2px(p>0)的焦点弦,点F是抛物线的焦点,设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的倾斜角为θ,过A,B分别作准线l的垂线AC,BD,垂足分别为C,D,M(x0,y0)为线段AB的中点,MM′⊥CD于点M′,N为准线l与x轴的交点。
图2
可以证明以下结论:
①A,O,D三点 共线 ,且 B,O,C 三点共线;
动图如下:
②AM′⊥ BM′ ,CF⊥ DF ,M′F ⊥AB;
动图如下:
③以 AB 为直径的圆与准线相切(切点为M′),
以CD为直径的圆与 AB 相切(切点为F);
动图如下:
以AF或BF为直径的圆与 y 轴相切;
动图如下:
④∠ANF=∠BNF ;
动图如下:
2.通径
(1)定义
过抛物线的 焦点 作垂直于 对称轴 且交抛物线于A,B两点的线段AB,我们称线段AB为抛物线的通径,如图3所示.对于抛物线y2=2px(p>0),由A,B,可得|AB|= 2p ,故抛物线的通径长为 2p .
图3
(2)通径在反映抛物线开口大小上的作用
线段AB叫做抛物线的通径,长度为 2p ,这是常数p的又一几何意义,所以p越大,通径越 大 ,即抛物线的开口越 大 ;反之,p越小,通径越 小 ,即抛物线的开口越 小 .
(3)抛物线的定位条件和定性条件
抛物线的 焦点 是抛物线的定位条件,抛物线的 通径 能反映抛物线的开口大小,那么抛物线的通径就是抛物线的定性条件.
【敲黑板】
示范例题
已知直线l经过抛物线y2=6x的焦点F,且与抛物线交于A,B两点.
(1)若直线l的倾斜角为60°,求|AB|的值;
(2)若|AB|=9,求线段AB的中点M到准线的距离.
答案:见解析
解析:
破题
设出点的坐标,运用焦点弦长公式进行求解.
总结
设过抛物线焦点的弦的端点为A(x1,y1),B(x2,y2),则四种标准方程形式下的弦长公式为:
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