3.3 抛物线
人教 A 版 · 本节 4 页原书扫描(原文)+ 本站重写的讲解与习题详解考过 29 题 ↓
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本节的知识树
2 概念 · 1 定理 · 最深 3 层。根是引本节作教材出处的实体,长链由 `prereqs` 构建期派生——源里只有最小一步。
考过本节的真题
共 29 道
- 浙江 2008 · q07两焦点到同一条准线的距离之比定离心率 · 按坐标算、一上来换成 ,或用和与差经由 准线
- 浙江 2008 · q20求 使 为常数 · 先把含动点的那一块提干净,再逼它等于常数经由 抛物线、准线、抛物线的定义
- 浙江 2009 · q21中点条件把 与 绑成一个方程,存在性再砍掉一半 · 联立韦达两道判别式 / 点差法配参变分离 / 把椭圆压成圆取垂足经由 抛物线
- 浙江 2009 · q22一个参数两处露面:先分离再看交点,两支导数的值域必须严丝合缝 · 参变分离 / 正难则反算补集 / 图象法数根经由 抛物线
- 浙江 2010 · q13中点落在抛物线上——到准线的距离是两头那两段的平均经由 抛物线、准线、抛物线的定义
- 浙江 2010 · q15——用中间项设元,条件当场塌成 经由 抛物线
- 浙江 2011 · q17「三等分」说的是三段等长——两条准线之间被两个焦点切成三块经由 准线
- 浙江 2011 · q21两条切线不是两个对象——它们的斜率是同一个二次方程的两根经由 抛物线、准线
- 浙江 2012 · q16距离相等的真意思是「各贴住同一对平行线」——圆贴 ,抛物线贴 经由 抛物线
- 浙江 2013 · q15过准线上一点的弦 · 中点走在另一条抛物线 上, 恰是弦退化成切点那一档,直线不存在经由 抛物线、准线、抛物线的定义
- 浙江 2014 · q21「只有一个公共点」就是相切 · 距离最大值 ,等号在 经由 抛物线
- 浙江 2015 · q05同高比底,底比化成到 轴的距离,再减掉准线到 轴的那个 经由 抛物线、准线、抛物线的定义
- 浙江 2016 · q08两式相加把 c 消干净:只有 D 的零点集是个圆,跑不到无穷远经由 抛物线
- 浙江 2016 · q09焦半径 = 到准线的距离 = x+1,被 y 轴切成 9 和 1经由 抛物线、准线、抛物线的定义
- 浙江 2017 · q05最大值减最小值 · 把 b 看成上下平移一眼判掉,或配方后按对称轴位置分四类经由 抛物线
- 浙江 2017 · q08两点分布比期望与方差 · 代定义算出 E 与 D 再作差定号,或把两者都看成 p 的函数读单调性经由 抛物线
- 浙江 2017 · q21抛物线上的动点与垂足 · 投影一句话把垂足消掉,剩一个三次函数求最大经由 抛物线
- 浙江 2018 · q15分段函数先求 ,再数恰有两个零点的 经由 抛物线
- 浙江 2018 · q21两个中点都在抛物线上 · PM 垂直 轴, 面积落在 经由 抛物线
- 浙江 2019 · q02渐近线 定离心率 · 它只锁死 ,锁不住焦点在哪个轴上——两种摆法都得 经由 抛物线
- 浙江 2019 · q21焦点弦韦达 x₁x₂=1,重心钉死 C,面积比换元后均值/求导取最小经由 抛物线、准线、抛物线的定义
- 浙江 2020 · q21椭圆与抛物线的公共点 · 中点落在抛物线上,把 p 的最大值逼出来经由 抛物线、准线
- 浙江 2021 · q09等比条件展开因式分解 · 轨迹是直线与双曲线经由 抛物线
- 浙江 2021 · q12分段函数嵌套求值 · 由内往外逐次判段代入,一个方程定参数经由 抛物线
- 浙江 2021 · q21抛物线焦点弦上四点共线 · 距离条件坐标化后韦达整体代入,截距范围由一个分式的最小值定经由 抛物线、准线、抛物线的定义
- 浙江 2022 · q14分段函数嵌套求值与解集长度 · 每次代入前先判段,解完再取并经由 抛物线
- 浙江 2022 · q17正八边形上八段距离平方和 · 建系直算,或把顶点配成四条直径经由 抛物线
- 浙江 2023 · q22轨迹 W:y=x²+1/4 · 矩形三顶点在 W 上证周长>3√3(导数取最值 / 极坐标加均值)经由 抛物线、准线、抛物线的定义
- 浙江 2025 · q10抛物线的焦点弦四判断 · 设线联立硬算,或一个坐标都不设经由 抛物线、准线、抛物线的定义
讲解
本站对这一节的重写(不是原书转写):顺序可重组、推导可补全,目标是易读易学 + 与真题关联。原文以上方扫描图为准。
椭圆和双曲线各花了一整节推方程,抛物线只花了半页——因为它的方程最简单。真正要花力气的不是推导, 而是认形:卷子上给你一个方程,你要在两秒内说出开口朝哪、焦点在哪、准线是哪条。这一节的讲法 因此和课本略有不同:先把「」这条线索接上,再一次性把四种标准形式摆齐并给一套认形的办法, 最后才回头讲 到底是个什么长度。
一、它是三条圆锥曲线里的那个临界情形
课本在 §3.1 的「信息技术应用」与 §3.2 例 5 里各留了一个伏笔:动点 到定点 的距离,与它到 定直线 ( 不过 )的距离之比是常数 ,那么
- 时轨迹是椭圆(§3.1 例 6:比是 ,得 );
- 时轨迹是双曲线(§3.2 例 5:比是 ,得 )。
这一节问的就是中间那一档:,即 恰好等于 到 的距离。
平面内与一个定点 和一条定直线 ( 不经过点 )的距离相等的点的轨迹叫做抛物线。 叫做抛物线的焦点, 叫做抛物线的准线。
定义里有一个括号常被跳过: 不经过 。它不是客套话——若 过 ,“到 的距离 = 到 的距离”的点集是过 且与 成 的两条直线,不是抛物线。定义里排除这一种,图形才唯一。
另外注意抛物线与前两条曲线的一个结构差别:椭圆、双曲线各有两个焦点,抛物线只有一个焦点、 配一条准线。所以在抛物线上,“用定义换距离”永远是点到焦点的距离 ↔ 点到准线的距离这一种换法, 不像椭圆那样要在 与 之间倒腾。这一条是抛物线题几乎所有巧解的来源。
二、方程为什么长成
建系有讲究:取过 且垂直于 的直线为 轴, 与它的交点记作 ,把原点放在 的中点。 记 ,于是
原点放中点是为了让焦点与准线的两个 对称地长在原点两侧——若把原点放在 上, 方程会变成 ,多一项,白多。
设 在抛物线上, 是它到准线的距离,则
由 两边平方:
左右各展开, 与 两两消掉,只剩交叉项:
这一步为什么可以平方而不丢解:、,两个非负数相等与它们的平方相等 是等价的,所以是同解变形,不需要事后回代验根。这一点比椭圆、双曲线那两次平方省事得多 (那边平方前要先确认右边非负)。
顺带读出两条马上有用的事实:
- 且 ,抛物线整个在准线的另一侧,且过原点;
- 原点到焦点、原点到准线的距离都是 ,所以原点在抛物线上(它到焦点与到准线的距离相等), 这个点叫抛物线的顶点。
三、四种标准形式:把课本留白的那张表填完
第 131 页(page-0136)的「探究」给了一张四行的表,第一行填好了,后三行留白让你自己推。四种形式的
推导与上面完全同款(把焦点摆到 轴负半轴、 轴正半轴、 轴负半轴上,重走一遍),结果是:
| 标准方程 | 开口 | 焦点 | 准线 | 对称轴 |
|---|---|---|---|---|
| 向右 | 轴 | |||
| 向左 | 轴 | |||
| 向上 | 轴 | |||
| 向下 | 轴 |
四行不必背,两句话就能现推:
- 谁是平方项,另一个就是对称轴。 里 是平方项, 是一次项,对称轴是 轴, 焦点必在 轴上; 反之。
- 一次项的符号就是开口方向。 里 前是正号,开口朝 正方向(向右); 里 前是负号,开口朝下。焦点永远在开口那一侧,准线永远在另一侧,两者到顶点等距。
于是认形只需一步:把方程整理成”平方项 一次项系数 一次项”的样子,读出一次项系数, 它的绝对值就是 ,符号就是开口方向。例如 :,,, 焦点 ,准线 (这就是课本例 1 的第 (1) 问)。
反过来给焦点求方程也是一步:焦点 在 轴负半轴上,所以形式是 ; 给出 ,方程 (例 1 的第 (2) 问)。
四、 是什么长度:一个量,三处露面
是这一节唯一的参数,它的几何意义是焦点到准线的距离()。四种形式里它都以这三种面貌出现:
- 焦准距 ;
- 顶点到焦点的距离(也是顶点到准线的距离);
- 标准形式里(平方项系数已化为 )一次项系数的绝对值 。
三者差着 2 倍,考场上最容易在这里搞混。一个稳妥的自查:算完之后回头核”顶点到焦点”与”顶点到准线” 是不是相等,不等就说明 那一步错了。
还控制着开口的宽窄: 越大,焦点离准线越远,抛物线张得越开。这一点与离心率不同—— 抛物线的离心率恒等于 (回看第一节:),所有抛物线形状相同、只有大小之别, 这是它与椭圆、双曲线最不一样的地方(那两条曲线的扁平程度/张口大小随 变)。
五、和二次函数接上: 的焦点在哪
初中起就画的 ,图象叫”抛物线”;这一节给出的是这个叫法为什么名副其实。 把它写成本节的标准形式:
对照第三节的表,,即 ,。 的符号即开口方向,于是无论 正负,都可以统一写成
( 时 ,焦点在上、开口向上; 时两者同时变号,焦点在下、开口向下。)
一般的 只是把它平移,形状不变——课本第 133 页(page-0138)的「探究与发现」
用配方把这件事写完整了。所以”二次函数的图象是抛物线”这句话是有焦点、有准线的那种抛物线,
不只是形似。
六、易错清单
按失分频率排:
- 、、 三个量混用。 见第四节。看到 别脱口而出""—— ,,焦点 。
- 没化成标准形式就读系数。 不是标准形式,先整理成 再读; 先整理成 。平方项系数必须化成 ,这是”标准”两个字的全部含义。
- 开口方向判反。 一次项系数为负就是朝负方向开。判完之后拿一个具体点核一下: 里 取 得 ,点在左边,开口确实向左。
- 忘了” 不过 ”。 见第一节。
- 把 的 直接当成 或 。 要先翻成 , 是 而不是 。
- 求”到焦点距离”时绕远路。 有准线就用定义:抛物线上点 到焦点的距离等于它到准线的 距离,对 就是 (因为 ,绝对值可以直接去掉)。 这条式子叫焦半径,是本节最常用的一步,硬套两点间距离公式虽然也对,但会多一次开方。
七、这一节考过的真题(怎么用它们)
页面下方「考过本节的真题」那一段是构建期从知识图谱派生出来的完整清单,这里只说读的顺序:
- 先做 2025 年第 10 题(抛物线的焦点弦,多选四判断)。它是本节定义与焦半径的正面考法: 四个判断里有几个只要把”到焦点的距离 = 到准线的距离”换一次就塌了,不需要设直线联立。 做这道题时刻意逼自己先想能不能不设坐标,再看联立的那条路——两条路的长短差别就是这一节的价值。
- 再做 2023 年第 22 题。它给的曲线是 ,题面里一个”抛物线”都没写; 你要自己认出它是 ,即顶点在 、 的抛物线, 从而焦点在 、准线是 ( 轴)。这是这一节的上限: 真题不会告诉你”这是抛物线”,认形这一步得你自己做。
- 2022 年第 14 题放到最后,而且只当反例看:它连过来是因为分段函数的第一段 是一条抛物线, 但整道题问的是分段求值与解集长度,用不上焦点和准线。它提醒的是另一件事—— 二次函数的图象是抛物线,可绝大多数二次函数题并不把它当抛物线用。看到 先别急着找焦点。
习题详解(本站解答,无官方答案可核)
人教 A 版学生用书不含答案,教师用书与全解不在本站语料里——因此本节习题的解答无官方答案可核,它们是本站写的。每一道都过了独立 verifier 的 refute 优先复核(默认它有问题,找不出问题才放行),但那不等于官方标准答案:拿它对思路,别拿它对分。
本节课本习题共 3 道,全在第 133 页(page-0138)的「练习」里,逐题全做。本节这四页上没有
「习题 3.3」——那一组印在 §3.3.2 的页上,归它自己那一节;页尾的「探究与发现」是阅读材料、不是习题。
每道题先逐字引课本的题面(引用块),再写解答。
练习(第 133 页)第 1 题
- 根据下列条件写出抛物线的标准方程:
(1) 焦点是 ; (2) 准线方程是 ; (3) 焦点到准线的距离是 2.
三小问都是由一个几何条件反求 。要用的对应关系只有一组:顶点到焦点、顶点到准线的距离都是 ,焦点到准线的距离是 ,而化成平方项系数为 的标准形式之后,一次项系数的绝对值是 。
(1) 焦点 在 轴的正半轴上,所以抛物线开口向右,标准方程形如 。 由焦点坐标 得 ,即 ,。所以
核一遍: 时准线是 ,焦点 到准线 的距离是 ,相符。
(2) 准线 是一条竖直线且在 轴左侧,焦点必在它的另一侧、即 轴正半轴上, 所以仍形如 。由准线 得 , 即 ,。所以
(3) 焦点到准线的距离就是 ,所以 ,。但题目没有指定开口方向, 对称轴是哪条轴、朝正朝负都没说,四种标准形式都满足条件,必须全写:
只写第一个是这道题最常见的失分——条件只给了长度,没给方向,凡是只约束 的条件都要四写。
练习(第 133 页)第 2 题
- 求下列抛物线的焦点坐标和准线方程: (1) ; (2) ; (3) ; (4) .
四小问的动作完全一样,只有两步:先化成标准形式(平方项系数化为 、一次项单独在另一边), 再读化简后那个一次项系数——它的绝对值是 ,符号是开口方向;焦点与准线分居顶点两侧,各距 。用这组对应关系的前提是方程已经是顶点在原点、对称轴为坐标轴的纯 或 型(没有一次的 项、没有常数项),下面四问化简后都满足。
(1) 已是标准形式。,,;平方项是 ,对称轴是 轴; 一次项系数 ,开口向右。所以
(2) 已是标准形式。,, ;平方项是 ,对称轴是 轴;系数为正,开口向上。所以
(3) 不是标准形式,先整理:,两边除以 得
(取绝对值),,;平方项是 , 对称轴是 轴;一次项系数 ,开口向左,焦点在 轴负半轴上。所以
(4) 先整理成 。,,;平方项是 , 对称轴是 轴;系数为负,开口向下。所以
四小问都可以用同一句话自查:焦点与准线到顶点(原点)的距离必须相等,且分居两侧。 (3) 里 出现两次、一负一正,(4) 里 出现两次、一负一正,都对上了。
练习(第 133 页)第 3 题
- 填空.
(1) 抛物线 上一点 M 与焦点间的距离是 ,则点 M 到准线的距离是 ____,点 M 的横坐标是 ____;
(2) 抛物线 上与焦点的距离等于 9 的点的坐标是 ____.
这道题练的是焦半径:抛物线上任一点到焦点的距离,等于它到准线的距离——这就是抛物线的定义本身, 不需要任何计算。
(1) 设 在 上。
第一空:由抛物线的定义, 到焦点的距离等于 到准线的距离,所以到准线的距离是 。
第二空:准线是 , 到它的距离是 。 由 且 知 , 于是 ,绝对值可以直接去掉:
题面给的条件 正是为这一步准备的:它保证 , 即 不是顶点、是一个货真价实的”抛物线上一点”。把三种大小关系都摆出来看得更清楚: 时 , 就是顶点(点仍存在,只是退化); 时 抛物线上没有这样的点——顶点是抛物线上离焦点最近的点,最近距离恰是 。
所以两空依次填 与 。
(2) 中 ,,,焦点 ,准线 。
设所求点为 。由 (1) 的结论,到焦点的距离 ,所以
代回抛物线方程:,所以 ()。两个符号都要取——抛物线关于 轴对称, 坐标相同的点上下各一个,只写正的就漏了一半。所以所求点是
回代核一遍:点 到焦点 的距离是 ,与题设相符; 它在抛物线上()。另一个点由对称性同样成立。
这道题的关键动作:看到”到焦点的距离”就换成”到准线的距离”,一步把开方式变成一次式。 硬套两点间距离公式也能做(解 ),但要多平方一次、还要验根。
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机器转写,如有出入以上方扫描图为准。它是原文可搜索、可复制公式、读屏器读得出的形态, 也是教材原文引文的逐字比对靶。
3.3 抛物线
通过前面的学习可以发现,如果动点 到定点 的距离与 到定直线 (不过点 )的距离之比为 ,当 时,点 的轨迹为椭圆;当 时,点 的轨迹为双曲线。一个自然的问题是:当 时,即动点 到定点 的距离与它到定直线 的距离相等时,点 的轨迹会是什么形状?下面我们就来研究这个问题。
3.3.1 抛物线及其标准方程
探究
利用信息技术作图. 如图 3.3-1, F 是定点, l 是不经过点 F 的定直线, H 是直线 l 上任意一点, 过点 H 作 , 线段 FH 的垂直平分线 m 交 MH 于点 M. 拖动点 H, 点 M 随之运动, 你能发现点 M 满足的几何条件吗? 它的轨迹是什么形状?

可以发现,在点 随着点 运动的过程中,始终有 ,即点 与定点 的距离等于它到定直线 的距离,点 的轨迹形状与二次函数的图象相似.
我们把平面内与一个定点 F 和一条定直线 l(l 不经过点 F)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线(parabola)。点 F 叫做抛物线的焦点,直线 l 叫做抛物线的准线。
思考
比较椭圆、双曲线标准方程的建立过程,你认为如何建立坐标系,可能使所求抛物线的方程形式简单?
根据抛物线的几何特征,如图3.3-2,我们取经过点 且垂直于直线 的直线为 轴,垂足为 ,并使原点与线段 的中点重合,建立平面直角坐标系 。设 ,那么焦点 的坐标为 ,准线 的方程为 。
设 是抛物线上任意一点,点 到准线 的距离为 。由抛物线的定义,
抛物线是点的集合
因为 , ,
所以

将上式两边平方并化简,得
图3.3-2
从上述过程可以看到,抛物线上任意一点的坐标 都是方程①的解,以方程①的解为坐标的点 与抛物线的焦点 的距离和它到准线 的距离相等,即以方程①的解为坐标的点都在抛物线上。我们把方程①叫做抛物线的标准方程。它表示焦点在x轴正半轴上,焦点是 ,准线是 的抛物线。
探究
思考
你能说明二次函数 的图象为什么是抛物线吗?指出它的焦点坐标、准线方程.
例1(1)已知抛物线的标准方程是 ,求它的焦点坐标和准线方程;
(2) 已知抛物线的焦点是 ,求它的标准方程.
解:(1)因为 ,抛物线的焦点在 轴正半轴上,所以它的焦点坐标是 ,准线方程是 .
(2)因为抛物线的焦点在 轴负半轴上,且 , ,所以抛物线的标准方程是
例 2 一种卫星接收天线如图 3.3-3 左图所示,其曲面与轴截面的交线为抛物线。在轴截面内的卫星波束呈近似平行状态射入形为抛物线的接收天线,经反射聚集到焦点处,如图 3.3-3(1)。已知接收天线的口径(直径)为 4.8 m,深度为 1 m。试建立适当的坐标系,求抛物线的标准方程和焦点坐标。



解:如图 3.3-3(2),在接收天线的轴截面所在平面内建立直角坐标系,使接收天线的顶点(即抛物线的顶点)与原点重合,焦点在 x 轴上.
设抛物线的标准方程是 ()。由已知条件得,点 的坐标是(1,2.4),代入方程,得
即 .
所以,所求抛物线的标准方程是 ,焦点坐标是 .
练习
- 根据下列条件写出抛物线的标准方程:
(1) 焦点是 ; (2) 准线方程是 ; (3) 焦点到准线的距离是 2.
-
求下列抛物线的焦点坐标和准线方程: (1) ; (2) ; (3) ; (4) .
-
填空.
(1) 抛物线 上一点 M 与焦点间的距离是 ,则点 M 到准线的距离是 ____,点 M 的横坐标是 ____;
(2) 抛物线 上与焦点的距离等于 9 的点的坐标是 ____.
69 探究与发现
为什么二次函数 的图象是抛物线
我们知道,二次函数 的图象是抛物线。经过本节的学习我们知道,抛物线是平面内与一个定点 和一条定直线 ( 不经过点 )的距离相等的点的轨迹。因此,只要能说明二次函数的图象符合抛物线的几何特征,就解决了为什么二次函数 的图象是抛物线的问题。由抛物线与其方程之间的关系可知,如果能用适当的方式将 转化为抛物线标准方程的形式,那么就可以说明二次函数 的图象是抛物线。
按照这种思路,我们对 的右边配方,得
由函数图象平移的性质可以知道,沿向量 平移函数 的图象(图1),除了位置外,函数图象不发生任何变化。平移后的图象对应的函数解析式为

,即 ,这个方程表示的曲线是顶点为原点,焦点为 的抛物线。 因此,二次函数 的图象是一条抛物线.