楊侖元
過拋物線焦點的直線被拋物線所截的線段叫拋物線的焦點弦.與此相關的問題在教科書人教A版選修2-1中較多,高考中也經常考查,經歸納總結得:
性質 過拋物線y2=2px(p>0)的焦點F的直線交拋物線于A(x1,y1)、B(x2,y2)兩點,O為坐標原點,過點A作直線垂直于準線L于點A1,過點B作直線垂直于準線L于點B1,易證得如下結論:
(一)四個定值
1.x1·x2=;
2.y1·y2=-p2;
3.kOA·kOB=-4;
4.;
(二)兩個公式(弦長、面積公式)
5.焦點弦公式:|AB|=x1+x2+p;(教科書人教A版選修2-1P69例4)
設直線AB的傾斜角為α,則
通徑:當AB垂直于x軸時,|AB|=2p;
6.焦點三角形面積公式:設直線AB的傾斜角為α,則
(三)三個圓
7.以焦點弦AB為直徑的圓與準線L相切于線段A1B1的中點M;(如圖1)
8.以線段A1B1為直徑的圓與直線AB相切于焦點F;(如圖2)
9.以焦半徑FA為直徑的圓與Y軸相切于線段OC的中點D;(如圖3)
(四)其它性質
10.設直線OA交準線L于點H,則BH∥x軸;(教科書人教版選修2-1P70例5)。
高考中的應用舉例:
1.(2014年高考全國卷Ⅱ,⑩)設F為拋物線C:的焦點,過F且傾斜角為30°的直線交C于A,B兩點,O為坐標原點,則△OAB的面積為( )
A. B. C. D.
略解:由性質6易得,選D。
2.(2013年高考全國卷Ⅱ,⑾)設拋物線的焦點為,點M在C上,|MF|=5,若以MF為直徑的圓過點(0,2),則C的方程為( )
(A)或 (B)或
(C)或 (D)或
解法1 由題意可知,,
設圓心為,則,所以圓的方程為
因為圓過點(0,2),代入圓方程解得,又因為點M在拋物線上,所以,解得p=2或p=8,選C.
解法2 由題意可知,,
設圓心為,則,因為圓過點(0,2),所以圓心到其距離與到點相等
,解得,又因為點M在拋物線上,所以,解得p=2或p=8。
解法3 根據選項,設曲線方程為y2=4x,由題意可知,,,把M點代入曲線方程有,所以,設圓心為,則,因為圓過點(0,2),所以圓心到其距離與到點相等滿足題意,所以y2=4x成立,同理可證y2=16x成立
3.(1995年全國高考⒆題)直線L過拋物線y2=a(x+1)(a>0)的焦點,并且與x軸垂直,若L被拋物線截得的線段長為4,則a=——————;
略解:由性質4知 a=4.
4.(2000年全國高考⑾題)過拋物線y=ax2(a>0)的焦點F作一直線交拋物線于P、Q兩點,若線段PF與FQ的長分別是p、q,則等于( )
A.2a B. C.4a D.
略解:由性質5知,選C.
5.(2001年全國高考⒆題)設拋物線y2=2px(p>0)的焦點為F,經過點F的直線交拋物線于A、B兩點,點C在拋物線的準線上,且BC∥x軸.證明直線AC經過原點O.(同教科書人教版選修2-1P70例5)
注:本題是性質10的逆命題.