抛物线焦点弦长公式3个
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抛物线焦点弦长公式3个
关于抛物线焦点弦的弦长公式
在高中教材第八章中有关于已知倾斜角的焦点弦,求焦点弦的弦长的问题,其中只介绍了开口向右时的焦点弦的长度计算问题:
(1)已知:抛物线的方程为,过焦点F的弦AB交抛物线于AB两点,且弦AB的倾斜角为,求弦AB的长。
解:由题意可设直线AB的方程为将其代入抛物线方程整理得:
,且
设A,B两点的坐标为则:。
当时,斜率不存在,,|AB|=2p.即为通径
而如果抛物线的焦点位置发生变化,则以上弦长公式成立吗?这只能代表开口向右时的弦长计算公式,其他几种情况不尽相同。
现在我们来探讨这个问题。
(2)已知:抛物线的方程为,过焦点的弦AB交抛物线于A,B两点,直线AB倾斜角为,求弦AB的长。
解:设A,B的坐标为,斜率为k,而焦点坐标为,故AB的方程为,将其代入抛物线的方程整理得:
从而。
弦长为:
即为通径。
而与(1)的结果一样,与(2)的结果一样,但是(1)与(2)的两
种表达式不一样,为了统一这两种不同的表达式,只须作很小的改动即可。
现将改动陈述于下:
(3)已知:抛物线的方程为,过焦点F的弦AB交抛物线于A,B两点,且弦AB与抛物线的对称轴的夹角为,求弦AB的长。
解:由题意可设直线AB的方程为将其代入抛物线方程整理得:。
若倾斜角,则;
若倾斜角则。
设A,B两点的坐标为
则:。
而,故;
当时,,|AB|=2p.即为通径。
而与(3)的结果一样
同理:(4)已知:抛物线的方程为,过焦点的弦AB交抛物线于A,B
两点,直线AB与抛物线的对称轴的夹角为,求弦AB的长。
解:设A,B的坐标为,若倾斜角为,斜率为k。
则,而焦点坐标为。
故AB的方程为,将其代入抛物线的方程整理得:
从而。
弦长为:
当倾斜角,则;
当倾斜角则
所以恒成立。
当时,,|AB|=2p.即为通径。
而与(4)的结果一样。
故只要直线AB与抛物线的对称轴的夹角为,那么不论抛物线的开口向上,向下,向左还是向右,过焦点的弦的弦长都可以用一个公式表示,即。
这个公式包含了抛物线的四种开口形式,没有了因为开口不同而导致的公式不同,便于记忆,便于应用,是一个很好的弦长公式,这里推荐给大家使用。