探究抛物线的几个几何性质
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探究抛物线的几个几何性质
北京市顺义区牛栏山第一中学 孙枫 许成文 101301
解析几何的实质是用坐标法来研究几何问题,在解析几何研究过程中,运用了一些数学思想和方法,比如:方程思想、分类讨论思想和数形结合思想。圆锥曲线有许多有趣的几何性质,通过探究,不仅有利于学生掌握坐标法,领会其中蕴含的思想和方法,还能提高学生的学习解析几何的兴趣。下面以抛物线为例,探究它的几个几何性质。
性质一: 抛物线中斜率为 的弦的中点的轨迹是一条射线.
例1. 求抛物线 中斜率为 的弦的中点的轨迹.
解法一:设直线的方程为
联立方程 ,消去 得:
设两交点 ,弦AB的中点
则 ,
(定值)
由于弦的中点在抛物线的内部,所以弦的中点的轨迹为平行于x轴的射线(不包括端点).
解法二:设两交点 ,弦AB的中点
则有, ,
(定值)
由于弦的中点在抛物线的内部,所以弦的中点的轨迹为平行于x轴的射线(不包括端点).
评注:解法一利用韦达定理得出中点坐标与方程系数的关系,进而得出中点的轨迹方程,体现了数形结合思想和方程思想,整体思想。解法二运用“点差法”巧妙地将中点坐标和直线的斜率联系起来,方程思想运用得恰到好处。
性质二: 以焦点弦为直径的圆与其准线相切
例2. 已知 为抛物线 的焦点弦,求证:以 为直径的圆与其准线相切。
解法一:设两交点 ,弦AB的中点
则 ,
当直线AB与x轴垂直时,|AB|= ,M到准线的距离也是 ,
准线与此圆相切.
当直线AB与x轴不垂直时,设直线AB的方程为 ,
联立方程 ,消去 得:
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