《第 233 章 抛物线及其标准方程》
在同学们成功掌握待定系数法求解数列通项公式后,戴浩文先生决定带领大家开启新的数学篇章——抛物线及其标准方程。
又是一个阳光明媚的日子,教室里弥漫着浓厚的学习氛围。戴浩文先生精神抖擞地走上讲台,目光中充满了对新知识的期待。
“同学们,经过前一段时间的努力,大家在数列的学习上取得了显着的进步。今天,让我们一同踏上新的征程,探索抛物线的奇妙世界。”戴浩文先生的声音清晰而有力。
同学们正襟危坐,眼神中透露出对新知识的渴望。
戴浩文先生转身在黑板上画出一条优美的曲线,说道:“这就是抛物线,它是一种在我们生活和数学中都有着广泛应用的曲线。”
他接着解释道:“抛物线的定义是平面内与一定点 F 和一条定直线 l 的距离相等的点的轨迹叫做抛物线。点 F 叫做抛物线的焦点,定直线 l 叫做抛物线的准线。”
同学们一边听,一边认真地做着笔记。
戴浩文先生继续说道:“接下来,我们重点来研究抛物线的标准方程。首先,我们考虑抛物线的开口方向向右的情况。”
他在黑板上画出图形,推导起来:“假设焦点 F 的坐标为(p, 0),准线方程为 x = -p。设抛物线上任意一点 p 的坐标为(x, y),根据抛物线的定义,点 p 到焦点的距离等于点 p 到准线的距离。则有 √[(x - p)2 + y2] = |x + p|。”
戴浩文先生熟练地进行着推导:“两边平方并化简,得到 y2 = 2px ,这就是开口向右的抛物线的标准方程。”
同学们努力跟上先生的思路,眉头时而紧皱,时而舒展。
戴浩文先生看着大家专注的神情,问道:“那大家想想,如果抛物线的开口方向向左,标准方程会是怎样的呢?”
课堂上陷入了短暂的沉思,随后一位同学举手回答:“先生,是不是 y2 = -2px ?”
戴浩文先生微笑着点头:“非常好!这位同学思路很清晰。那开口向上和开口向下的情况呢?大家分组讨论一下。”
教室里顿时热闹起来,同学们纷纷展开热烈的讨论,各种观点相互碰撞。
过了一会儿,戴浩文先生让每个小组派代表发表他们的讨论结果。
一组代表站起来说道:“先生,我们认为开口向上的抛物线标准方程是 x2 = 2py ,焦点坐标是(0, p\/2),准线方程是 y = -p\/2 。”
二组代表接着说:“开口向下的抛物线标准方程应该是 x2 = -2py ,焦点坐标是(0, -p\/2),准线方程是 y = p\/2 。”
戴浩文先生对各小组的表现给予了充分的肯定:“大家讨论得都很不错,通过自己的思考得出了正确的结论。”
“接下来,我们来看几个具体的例子。”戴浩文先生在黑板上写下一道题目:“已知抛物线的焦点坐标为(2, 0),求其标准方程。”
同学们纷纷拿起笔,在本子上开始计算。
一位同学很快得出答案:“先生,因为焦点在 x 轴正半轴上,且 p\/2 = 2 ,所以 p = 4 ,标准方程是 y2 = 8x 。”
戴浩文先生赞许地说:“回答正确,看来大家已经初步掌握了求抛物线标准方程的方法。那我们再加大一点难度。”
他又写下一道题目:“抛物线的准线方程为 y = -3 ,求其方程。”
这道题让不少同学陷入了思考,经过一番努力,终于有同学算出了结果。
“先生,因为准线方程为 y = -3 ,所以焦点在 y 轴正半轴上,且 p\/2 = 3 ,p = 6 ,抛物线方程是 x2 = 12y 。”
戴浩文先生满意地说道:“很好!那我们再来看这道题。已知抛物线经过点(1, 2),且开口向右,求抛物线的方程。”
同学们开始尝试用不同的方法解题,有的同学设出标准方程,然后将点的坐标代入;有的同学先求出 p 的值,再写出方程。
戴浩文先生在教室里巡视,观察同学们的解题过程,不时给予指导和提示。
一位同学经过多次尝试,终于得出了正确答案:“先生,我设抛物线方程为 y2