【初中可看】二次函數(shù)性質(zhì)的拓展 焦點(diǎn)與準(zhǔn)線
? 在進(jìn)入正題之前,我們先來(lái)看一下人教版九年級(jí)數(shù)學(xué)課本的一個(gè)數(shù)學(xué)活動(dòng)

結(jié)合勾股定理,我們不難得到曲線L的解析式為y=(1/4)x2+1

結(jié)合題目,我們發(fā)現(xiàn),對(duì)于此拋物線,其上任意一點(diǎn)到點(diǎn)(0,2)的距離等于其到X軸的距離
這是巧合嗎?
是否對(duì)于所有拋物線,平面上都存在一點(diǎn)和一直線,使拋物線上任意一點(diǎn)到兩者的距離相同?
我們先來(lái)觀察一下二次項(xiàng)系數(shù)為1/4的拋物線。
根據(jù)上面的數(shù)學(xué)活動(dòng),我們已知此命題對(duì)于拋物線y=(1/4)x2+1成立
我們知道,真正決定拋物線形狀的是二次項(xiàng)系數(shù)的絕對(duì)值,而一次項(xiàng)系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)則決定拋物線的位置。
也就是說(shuō),二次項(xiàng)系數(shù)固定的拋物線其形狀是固定的,不論一次項(xiàng)系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)如何變化,都可以看作是原拋物線平移后的結(jié)果。
所以任意二次項(xiàng)系數(shù)為1/4的拋物線,都可以看作是拋物線y=(1/4)x2+1平移后的結(jié)果。
因此我們只需要跟著拋物線相應(yīng)地平移點(diǎn)(0,2)和直線y=0(即x軸)即可保證新拋物線上任意一點(diǎn)到兩者的距離相同。
事實(shí)上對(duì)于任意拋物線,都存在焦點(diǎn)與準(zhǔn)線。
平面上存在一點(diǎn)和一條直線,拋物線上任一點(diǎn)到這個(gè)點(diǎn)和這條直線的距離相等。這個(gè)點(diǎn)叫作焦點(diǎn),這條直線叫準(zhǔn)線。(實(shí)際上這就是拋物線的定義)
在拋物線y=(1/4)x2+1中,焦點(diǎn)是點(diǎn)(0,2),準(zhǔn)線是直線y=0。
如何證明這個(gè)命題呢?
證明
這個(gè)命題直接證明不太好證明,但是我們可以從它的反面思考
滿足到焦點(diǎn)與準(zhǔn)線距離相同的點(diǎn)的軌跡是什么呢?

如圖,我們?nèi)〗?jīng)過(guò)焦點(diǎn)F且垂直于直線l的直線為y軸,垂足為K,并使原點(diǎn)與線段KF的中點(diǎn)重合,建立直角坐標(biāo)系xOy
設(shè)KF=p(p>0),那么焦點(diǎn)F的坐標(biāo)為(0,p/2),準(zhǔn)線l的方程為y=-p/2

設(shè)點(diǎn)M(x,y)到焦點(diǎn)F與準(zhǔn)線l的距離相等
即MF=MH(圖看著不像,但是我盡力了)

我們最終得到點(diǎn)的軌跡為y=x2/(2p),因?yàn)?/2p可以是任意正整數(shù)。所以點(diǎn)的軌跡可以為任意形狀的拋物線(拋物線的形狀由二次項(xiàng)系數(shù)的絕對(duì)值決定)。
所以任何形如y=ax2(a>0)的拋物線都有焦點(diǎn)和準(zhǔn)線。
與上文同理,拋物線y=ax2+bx+c都可以看作是拋物線y=ax2平移后的結(jié)果。所以任何拋物線都存在焦點(diǎn)和準(zhǔn)線。
以上就是本篇文章的全部?jī)?nèi)容。
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