(苏教版选修2—1)数学:2.3《双曲线》素材

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向量在抛物线中的应用
  由于平面向量融数、形于一体,具有几何形式与代数形式的“双重身份”,使它成为中学数学知识的一个交汇点和联系多项内容的媒介.因此,向量的引入大大拓宽了我们解题的思路与方法,使它在研究许多问题时获得广泛的应用.利用平面向量这个工具,可以简捷、规范地处理数学中的许多问题.下面来介绍向量在抛物线中的应用.
  1.解决共线问题
  例1 如图1,设抛物线的焦点为F,经过点F的直线交抛物线于A、B两点,点C在抛物线的准线上,且轴,证明:直线AC经过原点.
  证明:由抛物线方程,可得焦点21世纪教育网
,,准线为.

,A、F、B共线,
  则可设,
  所以有,
  由轴,可得.
  又由点A在抛物线上,得,
  ∵点在抛物线上,
  ,
  从而,
  即.
  而,
  所以,
  即共线,也就是直线经过原点.
  评注:向量,,共线的充要条件为或.
  2.探求动点的轨迹方程
  例2 如图2,设点A和点B为抛物线上原点以外的两个动点,已知,.求点M的轨迹方程,并说明它表示什么曲线.
  解:设.
  所以有,,
,.
  ∵,∴,即,21世纪教育网
  化简,得.①
  又,∴,即,
  化简,得.②
  又A、M、B三点共线,所以,
  即有,
  即.③
  将①、②代入③式,化简整理,得
  .
  因为A、B是异于原点的点,所以.[来源:21世纪教育网]
  故点M的轨迹方程为,它表示以为圆心,以为半径的圆(去原点).21世纪教育网
  评注:在动点的形成过程中,若包含了比较复杂的变化方式,用正常的解析几何手段来解决往往显得较为繁琐,而灵活借助向量知识可达到化繁为简的目的.
  3.在证明中的应用
  例3 过抛物线的焦点F的直线与抛物线相交于A、B两点,自A、B向准线作垂线,垂足分别为,求证:.
  证明:显然,设A、B两点的纵坐标分别为.
  由教材第9题的结论,得,
  则,
  于是,.
  故,
  所以,即,即.
  练习:(2005年全国高考天津卷理科试题)抛物线C的方程为,过抛物线C上一点作斜率为的两条直线分别交抛物线C于、两点(P、A、B三点互不相同),且满足.
(1)求抛物线C的焦点坐标和准线方程;21世纪教育网
(2)设直线AB上一点M,满足,证明线段PM的中点在y轴上;
(3)当时,若点P的坐标为,求为钝角时,点A的纵坐标的取值范围.
答案:(1)焦点坐标为,准线方程为;
(2)证明略;(3).

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