焦点弦公式及其应用
焦点弦公式
焦点弦公式引言焦点弦公式是解决椭圆、双曲线和抛物线相关问题的重要公式之一。
它通过求取曲线的焦点坐标和弦长以及焦点与弦的垂直距离的关系,为解决相关问题提供了便利。
本文将详细介绍焦点弦公式的推导过程以及应用场景,并给出一些实际问题的例子来帮助读者更好地理解焦点弦公式。
焦点弦公式的推导焦点弦公式的推导涉及到椭圆、双曲线和抛物线三种常见曲线的方程及其性质。
在这里,我们以椭圆为例进行推导。
椭圆的定义和性质椭圆是一个平面上所有点到两个焦点的距离之和等于常数的轨迹。
设椭圆的焦点坐标分别为F1和F2,椭圆的长轴和短轴分别为2a和2b,则椭圆的方程可以表示为:(x^2/a^2) + (y^2/b^2) = 1椭圆的焦点与直径的关系可以表示为:2ae = d其中e为离心率,d为焦点之间的距离。
焦点弦公式的推导过程我们考虑椭圆上一点P(x,y)到焦点F1的距离为r1,到焦点F2的距离为r2,焦点与弦的垂直距离为h,弦的长度为2c。
根据椭圆的定义,我们可以得到以下两个方程:r1 + r2 = 2ar1 - r2 = 2h通过解以上方程组,我们可以求解出r1和r2的值:r1 = a + hr2 = a - h根据勾股定理,可以得到焦点弦公式:c^2 = r1^2 - r2^2 = (a + h)^2 - (a - h)^2 = 4ah焦点弦公式的应用焦点弦公式在解决椭圆、双曲线和抛物线相关问题中有广泛的应用。
下面我们将介绍一些实际问题,展示焦点弦公式的具体应用。
问题一:求解椭圆的焦点坐标已知椭圆的方程为(x^2/4) + (y^2/9) = 1,求解焦点坐标。
根据椭圆的方程,可以得到a^2 = 4和b^2 = 9,因此a = 2,b = 3。
根据焦点与直径的关系,可以求得ae = 2ae = 4,因此e = 2,焦点之间的距离为d = 2ae = 4。
由于焦点到直径的距离等于焦点与弦的垂直距离,可以得到焦点与弦的垂直距离h = d/2 = 2。
抛物线焦点弦的性质及应用
抛物线焦点弦的性质及应用抛物线是一种具有特殊性质的二次曲线,它的焦点弦性质是指过焦点parabola. 抛物线上任意一点的切线与从焦点引出的该点的法线的交点,这些交点都在焦点所在的直线上。
抛物线焦点弦的性质和应用如下:1. 焦点弦与顶点:抛物线的焦点弦通过抛物线的顶点,且与抛物线的对称轴垂直相交。
2. 焦点弦的长度:焦点弦的长度等于抛物线焦点到对称轴的距离的两倍。
3. 焦点弦的切线方程:焦点弦的切线方程可由抛物线的切线方程推导得到,即通过抛物线上一点(x1,y1)的切线方程为y = mx + (1 - m²) a/4,其中m为切线的斜率,a为焦点到对称轴的距离。
4. 焦点弦的法线方程:焦点弦的法线方程可由切线方程得到,即过抛物线上一点(x1,y1)的法线方程为y = -x/m + (x1/m + y1)。
5. 焦点弦的性质应用:抛物线焦点弦的性质在物理学、工程学和几何学等领域有广泛的应用。
在物理学中,抛物线焦点弦的性质可以用于描述光线的反射和聚焦。
例如,在反射望远镜中,抛物面用于反射并聚焦光线,使观察者能够看到远处的物体。
在工程学中,抛物线焦点弦的性质可以用于设计抛物面反射器、喇叭等产品。
抛物面反射器可以将声音或者电磁波线聚焦在焦点处,以达到提高功率传输效果的目的。
类似地,喇叭的设计也借鉴了抛物线焦点弦的性质,使声音能够更好地聚焦并扩散。
在几何学中,抛物线焦点弦的性质可以用于求解问题。
例如,已知抛物线上一点的坐标和抛物线焦点的坐标,可以通过焦点弦性质来求解该点在抛物线上的位置。
另外,抛物线焦点弦的性质还可以进一步推广到三维空间中的抛物面。
三维空间中的抛物面也具有焦点弦的性质,可以用于描述反射、聚焦和求解问题等。
综上所述,抛物线焦点弦是抛物线特有的性质之一,它的性质和应用在物理学、工程学和几何学等领域有重要的应用。
深入理解和应用这些性质可以帮助我们更好地解决各种问题,并且进一步推广到更高维度的几何形状中。
高中数学椭圆的焦点弦长公式的四种推导方法及其应用
椭圆的焦点弦长公式的四种推导方法及其应用摘要:直线与椭圆相交时的弦长问题,可以用万能的弦长公式解决即12AB x -或者12AB y -,而有一种特殊的弦是过焦点的弦,它的弦长有专门的公式:22222cos ab AB a c θ=-,如果记住公式,可以给我们解题带来方便.下面我们用万能弦长公式,余弦定理,焦半径公式,仿射性四种方法来推导椭圆的焦点弦长公式,这几种方法涉及到很多思想,最后举例说明其应用.解法一:根据弦长公式直接带入解决.题:设椭圆方程为12222=+by a x ,左右焦点分别为12(,0),(,0)F c F c -,直线l 过椭圆的右焦点2F 交椭圆于1122(,),(,)A x y B x y 两点,求弦长AB .椭圆方程12222=+by a x 可化为0222222=-+b a y a x b ……①,直线l 过右焦点,则可以假设直线为:x my c =+(斜率不存在即为0m =时),代入①得:222222222()20b m a y mcb y b c a b +++-=,整理得,222224()20b m a y mcb y b ++-=∴2412122222222,mcb b y y y y b m a b m a +=-=-++,∴12AB y -==∴()2222221ab AB m b m a=++ (1)若直线l 的倾斜角为θ,且不为90,则1tan m θ=,则有: ()2222222222221111tan tan ab ab AB m b m a b a θθ⎛⎫=+=+ ⎪+⎝⎭+,由正切化为余弦,得到最后的焦点弦长公式为22222cos ab AB a c θ=-……②. (2)若=90θ,则0m =,带入()2222221ab AB m b m a =++,得通径长为22b a ,同样满足②式.并且由()222232222222222222222222()222()2()21=22ab a b m a a ab a a b a a b b AB m a a b m a b m a b m a a a +-+--=+=-≥-=+++,当且仅当0=m 即斜率不存在的时候,过焦点弦长最短为a b 22,故可知通径是最短的焦点弦,.综上,焦点弦长公式为22222cos ab AB a c θ=-.解法二:根据余弦定理解决题:设椭圆方程为12222=+by a x ,左右焦点分别为12(,0),(,0)F c F c -,直线l 过椭圆的右焦点2F 交椭圆于1122(,),(,)A x y B x y 两点,求弦长AB .解:如右图所示,连结11,F A F B ,设22=,F A x F B y =,假设直线的倾斜角为θ,则由椭圆定义可得11=2,2F A a x F B a y -=-,在12AF F ∆中,由余弦定理得222(2)(2)cos()4c x a x cx πθ+---=,化简可得2cos b x a c θ=-,在12BF F ∆中,由余弦定理同理可得2cos b y a c θ=+,则弦长2222222=cos cos cos b b ab AB x y a c a c a c θθθ=+=+-+-.解法三:利用焦半径公式解决题:设椭圆方程为12222=+by a x ,左右焦点分别为12(,0),(,0)F c F c -,直线l 过椭圆的右焦点2F 交椭圆于1122(,),(,)A x y B x y 两点,求弦长AB .解:由解法一知22212121222222222=()22m cb a cx x my c my c m y y c c b m a b m a ++++=++=-+=++.由椭圆的第二定义可得焦半径公式,那么2122,F A a ex F B a ex =-=-故222221212222222222(1)=2()ab m ab ab m AB a ex a ex a e x x b m a b m a ++-+-=-+==++后面分析同解法一.解法四:利用仿射性解决题:设椭圆方程为12222=+by a x ,左右焦点分别为12(,0),(,0)F c F c -,直线l 过椭圆的右焦点2F 交椭圆于1122(,),(,)A x y B x y 两点,求弦长AB .解:利用仿射性,可做如下变换''x xa y yb =⎧⎪⎨=⎪⎩,则原椭圆变为222(')(')x y a +=,这是一个以原点为圆心,a 为半径的圆.假设原直线的斜率为k ,则变换后斜率为ak b.椭圆中弦长212=1AB k x x +-,经过变换后变为212''1()a A B k x x b=+-,带入,得变换前后弦长关系为22221=''b k AB A B b a k++……③而我们知道圆的弦长可以用垂径定理求得.如图所示,假设直线为()ay k x c b=-,圆心到直线的距离为21()a kc bd a k b=+,根据半径为a ,勾股定理求得弦长为222222222()(1)''=221()akc a b k b A B a ak b a k b+-=++,将此结果带入③中,得222222222222222222211(1)2(1)=''=2=b k b k a b k ab k AB A B b a k b a k b a k b a k++++++++,由tan k θ=,带入得 22222cos ab AB a c θ=-.上面我们分别用了四种不同的方法,求出了椭圆中过焦点的弦长公式为:22222cos ab AB a c θ=-,记住这个公式,可以帮助我们快速解决一些题目,下面我们举例说明.例1已知椭圆2212521x y +=的直线交椭圆于,A B 两点,求AB . 分析:如果直接用弦长公式解决,因为有根号,特别繁琐,利用公式则迎刃而解.解:由题,225,21,4=3a b c πθ===,,带入22222cos ab AB a c θ=-得=10AB . 例2已知点3(1,)2P -在椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>上,过椭圆C 的右焦点2(1,0)F 的直线l 与椭圆C 交于,M N 两点. (1)求椭圆的标准方程;(2)若AB 是椭圆C 经过原点O 的弦,且MNAB ,2ABW MN=,试判断W 是否为定值?若是定值,求出这个定值,若不是,说明理由.分析:因为l 过焦点,故弦长可以用过焦点的弦长公式解决,显得十分简洁简单. 解:(1)由题知1c =,将点P 带入得221914a b+=,又222a b c =+,解得224,3a b ==,故椭圆方程为22143x y +=. (2)假设(,)A m n,则AB =,设倾斜角为θ,则cos θ=,根据过焦点的弦长公式则2222222222221234cos 12()4abm n MN m a c m n m n θ+===-+-+,故222=443ABm n W MN =+()=4. 例3如图,已知椭圆22143x y +=的左右焦点为12,F F ,过2F 的直线1l 交椭圆于,A C 两点,过1F 的直线2l 交椭圆于,B D 两点,12,l l 交于点P (P 在x 轴下方),且1234F PF π∠=,求四边形ABCD 的面积的最大值.分析:注意到以原点为圆心,半焦距为半径的圆与椭圆没有交点,故形成1234F PF π∠=的点P 在圆内,先可以用焦点弦长公式表示出面积,再利用换元求出其最大值.解:假设1l 的倾斜角为θ,则2l 的倾斜角为3+4πθ,由椭圆的焦点弦长公式得:2124cos AC θ=-, 2124cos ()4BD πθ=--,221221212=2244cos 4cos ()4S AC BD πθθ⋅⋅⋅=⋅⋅---, 设22()(4cos )(4cos ())4f πθθθ=---71714971(cos 2)(sin 2)sin 2+cos 2+sin 42222448θθθθθ=--=-() 设sin 2cos 2(2,2)t t θθ⎡⎤+=∈-⎣⎦, 则2sin 41t θ=-,带入得24971()+(1)448f t t t =-- 即21797()848f t t t =-+ min 99142()8f t -=,此时2t =, 即sin 2cos 22θθ+=,得到=8πθ.综上,四边形ABCD 的最大值为2882=5.1499142S ≈-.此时=8πθ,得到2l 的倾斜角为78π,刚好两直线关于y 轴对称,如右图所示.。
抛物线焦点弦的性质
抛物线焦点弦的性质1、焦点弦定义:过焦点的直线割抛物线所成的相交弦。
2、焦点弦公式:设两交点),(),(2211y x B y x A ,可以通过两次焦半径公式得到:当抛物线焦点在x 轴上时,焦点弦只和两焦点的横坐标有关:(0)p >若抛物线22y px =,)(21x x p AB ++=抛物线22y px =-,)(21x x p AB +-= 当抛物线焦点在y 轴上时,焦点弦只和两焦点的纵坐标有关:(0)p >若 抛物线22x py =,)(21y y p AB ++=抛物线22x py =-,)(21y y p AB +-= 3、通径:过焦点且垂直于对称轴的相交弦 直接应用抛物线定义,得到通径:p d 2=4、焦点弦常用结论:结论1:韦达定理⎪⎩⎪⎨⎧=-=pxy p x k y 2)2(20222=--⇒p y k p y 和04)2(22222=++-p k x p p k x k 221p y y -=⇒和421p x x = 结论2:p x x AB ++=21证:p x x p x p x BF AF AB ++=+++=+=2121)2()2( 结论3:若直线L 的倾斜角为θ,则弦长θ2sin 2p AB = 证: (1)若2πθ= 时,直线L 的斜率不存在,此时AB 为抛物线的通径,结论得证∴=∴p AB 2(2)若2πθ≠时, 则⎪⎩⎪⎨⎧=-=px y p x k y 2)2(20222=--⇒p y k p y ⎪⎩⎪⎨⎧-==+⇒221212p y y k p y y θsin 24422221p p kp y y =+=-⇒θθ221sin 2sin 1p y y AB =-=⇒ 结论4: 过焦点的弦中通径长最小p p 2sin 21sin 22≥∴≤θθ ∴AB 的最小值为p 2,即过焦点的弦长中通径长最短. 结论4: )(832为定值p AB S oAB =∆ 011sin sin 22OAB OBF AF S S S OF BF OF AF θϑ∆∆∆=+=⋅⋅+⋅⋅ ()21112sin sin sin 2222sin p p OF AF BF OF AB θθθθ=⋅+=⋅⋅=⋅⋅⋅22sin p θ=238OAB S P AB ∆∴= 结论5:以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切 证:设M 为AB 的中点,过A 点作准线的垂线AA 1, 过B 点作准线的垂线BB 1, 过M 点作准线的垂线MM 1,由梯形的中位线性质和抛物线的定义知222111ABBFAF BB AA MM =+=+= 故结论得证结论6:连接A 1F 、B 1 F 则 A 1F ⊥B 1F FA A FO A FO A F AA OF AA AFA F AA AF AA 11111111//,∠=∠∴∠=∠∴∠=∠∴=同理︒=∠∴∠=∠901111FB A FB B FO B ∴A 1F ⊥B 1 F结论7:(1)AM 1⊥BM 1 (2)M 1F ⊥AB (3)BF AF FM ⋅=21 (4)设AM 1 与A 1F 相交于H ,M 1B 与 FB 1相交于Q 则M 1,Q ,F ,H 四点共圆 (5)2121214M M B M AM =+ 证:由结论(6)知M 1 在以AB 为直径的圆上∴ AM 1⊥BM 111FB A ∆为直角三角形, M 1 是斜边A 1 B 1 的中点111111111AFA F AA F A M FA M F M M A ∠=∠∠=∠∴=∴ ︒=∠=∠+∠9011111M AA M FA F AA ︒=∠+∠∴90111FM A AFA ∴M 1F ⊥ABBF AF F M ⋅=∴21 AM 1⊥BM 1 F B F A 90111⊥︒=∠∴ 又B AM︒=∠∴90FB A 11 所以M 1,Q ,F,H 四点共圆,22121AB B M AM =+ ()()()2121211242MM MM BB AA BF AF ==+=+= 结论8: (1)、A O 、B 1 三点共线 (2)B ,O ,A 1 三点共线(3)设直线AO 与抛物线的准线的交点为B 1,则BB 1平行于X 轴(4)设直线BO 与抛物线的准线的交点为A 1,则AA 1平行于X 轴 证:因为p y p y k y p py y x y k oB oA 2212111122,221-=-====,而221p y y -= 所以122222oB oA k p y y p p k =-=-=所以三点共线。
椭圆的焦点弦公式
椭圆的焦点弦公式
摘要:
1.椭圆焦点弦公式的基本概念
2.椭圆焦点弦公式的应用
3.椭圆焦点弦公式的实际意义
正文:
椭圆是一种常见的数学曲线,其在几何、物理等领域具有广泛的应用。
椭圆的焦点弦公式是研究椭圆性质的重要工具,本文将详细介绍椭圆焦点弦公式及其应用。
一、椭圆焦点弦公式的基本概念
椭圆的焦点弦公式主要包括两部分:焦半径公式和弦长公式。
1.焦半径公式:设椭圆的焦点为F,椭圆上一点为M,焦半径为R,则有R = a * sqrt(1 - e^2) ,其中a为椭圆的长半轴,e为椭圆的离心率。
2.弦长公式:设椭圆的焦点弦为AB,AB的中点为M,椭圆的焦距为2c,则有AB = 2 * R * sqrt(1 - e^2),其中R为焦半径,e为椭圆的离心率。
二、椭圆焦点弦公式的应用
1.求解椭圆的焦点弦:已知椭圆的长半轴、短半轴和离心率,可以通过焦点弦公式求解椭圆上的焦点弦。
2.求解椭圆的交点:已知椭圆的焦点和直线方程,可以通过焦点弦公式求解椭圆与直线的交点。
3.求解椭圆的性质:通过焦点弦公式,可以研究椭圆的性质,如椭圆的离
心率、长半轴、短半轴等。
三、椭圆焦点弦公式的实际意义
椭圆焦点弦公式在实际应用中具有重要意义,如在航空航天、通信、物理等领域。
以航空航天为例,飞行器的轨道通常为椭圆,通过焦点弦公式可以求解飞行器的轨道参数,从而为飞行器的设计和控制提供依据。
总之,椭圆焦点弦公式是研究椭圆性质的重要工具,其在实际应用中具有重要意义。
圆锥曲线焦点弦的公式及应用
圆锥曲线有关焦点弦的几个公式及应用如果圆锥曲线的一条弦所在的直线经过焦点,则称此弦为焦点弦。
圆锥曲线的焦点弦问题涉及到离心率、直线斜率(或倾斜角)、定比分点(向量)、焦半径和焦点弦长等有关知识。
焦点弦是圆锥曲线的“动脉神经”,集数学知识、思想方法和解题策略于一体,倍受命题人青睐,在近几年的高考中频频亮相,题型多为小题且位置靠后属客观题中的压轴题,也有作为大题进行考查的。
本文介绍圆锥曲线有关焦点弦问题的几个重要公式及应用,与大家交流。
定理1已知点是离心率为的圆锥曲线的焦点,过点的弦与的焦点所在的轴的夹角为,且。
(1)当焦点内分弦时,有;(2)当焦点外分弦时(此时曲线为双曲线),有。
证明设直线是焦点所对应的准线,点在直线上的射影分别为,点在直线上的射影为。
由圆锥曲线的统一定义得,,又,所以。
(1)当焦点内分弦时。
如图1,,所以。
图1(2)当焦点外分弦时(此时曲线为双曲线)。
如图2,,所以。
图2评注特别要注意焦点外分焦点弦(此时曲线为双曲线)和内分焦点弦时公式的不同,这一点很容易不加区别而出错。
例1(2009年高考全国卷Ⅱ理科题)已知双曲线的右焦点为,过且斜率为的直线交于两点。
若,则的离心率为()解这里,所以,又,代入公式得,所以,故选。
例2(2010年高考全国卷Ⅱ理科第12题)已知椭圆的离心率为。
过右焦点且斜率为的直线于相交于两点,若,则()解这里,,设直线的倾斜角为,代入公式得,所以,所以,故选。
例3 (08高考江西卷理科第15题)过抛物线的焦点作倾斜角为的直线,与抛物线交于两点(点在轴左侧),则有____图3解如图3,由题意知直线与抛物线的地称轴的夹角,当点在轴左侧时,设,又,代入公式得,解得,所以。
例4(2010年高考全国卷Ⅰ理科第16题)已知是椭圆的一个焦点,是短轴的一个端点,线段的延长线交于点,且,则的离心率为___解设直线与焦点所在的轴的夹角为,则,又,代入公式得,所以。
例5(自编题)已知双曲线的离心率为,过左焦点且斜率为的直线交的两支于两点。
圆锥曲线焦点弦公式及应用
圆锥曲线焦点弦公式及应用湖北省阳新县高级中学邹生书焦点弦是圆锥曲线的“动脉神经”,集数学知识、思想方法和解题策略于一体,倍受命题人青睐,在近几年的高考中频频亮相,题型多为小题且位置靠后属客观题中的压轴题,也有作为大题进行考查的。
定理1已知点是离心率为的圆锥曲线的焦点,过点的弦与的焦点所在的轴的夹角为,且。
(1)当焦点内分弦时,有;(2)当焦点外分弦时(此时曲线为双曲线),有。
证明设直线是焦点所对应的准线,点在直线上的射影分别为,点在直线上的射影为。
由圆锥曲线的统一定义得,,又,所以。
(1)当焦点内分弦时。
如图1,,所以。
图1(2)当焦点外分弦时(此时曲线为双曲线)。
如图2,,所以。
图2评注特别要注意焦点外分焦点弦(此时曲线为双曲线)和内分焦点弦时公式的不同,这一点很容易不加区别而出错。
例1(2009年高考全国卷Ⅱ理科题)已知双曲线的右焦点为,过且斜率为的直线交于两点。
若,则的离心率为()解这里,所以,又,代入公式得,所以,故选。
例2(2010年高考全国卷Ⅱ理科第12题)已知椭圆的离心率为。
过右焦点且斜率为的直线于相交于两点,若,则()解这里,,设直线的倾斜角为,代入公式得,所以,所以,故选。
例3 (08高考江西卷理科第15题)过抛物线的焦点作倾斜角为的直线,与抛物线交于两点(点在轴左侧),则有____图3解如图3,由题意知直线与抛物线的地称轴的夹角,当点在轴左侧时,设,又,代入公式得,解得,所以。
例4(2010年高考全国卷Ⅰ理科第16题)已知是椭圆的一个焦点,是短轴的一个端点,线段的延长线交于点,且,则的离心率为___解设直线与焦点所在的轴的夹角为,则,又,代入公式得,所以。
例5(自编题)已知双曲线的离心率为,过左焦点且斜率为的直线交的两支于两点。
若,则___解这里,,因直线与左右两支相交,故应选择公式,代入公式得,所以所以,所以。
定理2已知点和直线是离心率为的圆锥曲线的焦点和对应准线,焦准距(焦点到对应准线的距离)为。
圆锥曲线焦点弦长公式及其应用
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圆 锥 曲线 焦 点 弦 长 公 式 及 其 应 用
■ 王 智 红
焦 点 弦 是 过 阋 锥 曲线 焦 点 的 一 类 特 殊 弦 ,利 用 圆 锥 曲线
的 定 义 和 余 弦 定 理 可 以推 导 出 圆 锥 曲线 统 一 焦 点 弦 长 公 式 .
整 理 如 下 ,并 说 明其 应 用 ,供 同学 们参 考.
一”rosa,南抛物线定义可僻
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抛物线焦点弦的性质
抛物线焦点弦的性质1、焦点弦定义:过焦点的直线割抛物线所成的相交弦。
2、焦点弦公式:设两交点),(),(2211y x B y x A ,可以通过两次焦半径公式得到: 当抛物线焦点在x 轴上时,焦点弦只和两焦点的横坐标有关:(0)p >若抛物线22y px =,)(21x x p AB ++=抛物线22y px =-,)(21x x p AB +-=当抛物线焦点在y 轴上时,焦点弦只和两焦点的纵坐标有关:(0)p >若抛物线22x py =,)(21y y p AB ++=抛物线22x py =-,)(21y y p AB +-=3、通径:过焦点且垂直于对称轴的相交弦 直接应用抛物线定义,得到通径:p d 2=4、焦点弦常用结论:结论1:韦达定理⎪⎩⎪⎨⎧=-=pxy p x k y 2)2(20222=--⇒p y k p y 和04)2(22222=++-p k x p p k x k 221p y y -=⇒和421px x =结论2:p x x AB ++=21证:p x x px p x BF AF AB ++=+++=+=2121)2()2( 结论3:假设直线L 的倾斜角为θ,那么弦长θ2sin 2pAB = 证: (1)假设2πθ=时,直线L 的斜率不存在,此时AB 为抛物线的通径,结论得证∴=∴p AB 2(2)假设2πθ≠时, 那么⎪⎩⎪⎨⎧=-=px y p x k y 2)2(20222=--⇒p y k p y ⎪⎩⎪⎨⎧-==+⇒221212py y k p y y θsin 24422221p p kp y y =+=-⇒θθ221sin 2sin 1p y y AB =-=⇒ 结论4: 过焦点的弦中通径长最小p p2sin 21sin 22≥∴≤θθ ∴AB 的最小值为p 2,即过焦点的弦长中通径长最短. 结论4: )(832为定值p AB S oAB =∆011sin sin 22OAB OBF AF S S S OF BF OF AF θϑ∆∆∆=+=⋅⋅+⋅⋅()21112sin sin sin 2222sin p p OF AF BF OF AB θθθθ=⋅+=⋅⋅=⋅⋅⋅22sin p θ=238OABS P AB ∆∴=结论5:以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切 证:设M 为AB 的中点,过A 点作准线的垂线AA 1, 过B 点作准线的垂线BB 1, 过M 点作准线的垂线MM 1,由梯形的中位线性质和抛物线的定义知 222111AB BFAF BB AA MM =+=+=故结论得证结论6:连接A 1F 、B 1 F 那么 A 1F ⊥B 1F FA A FO A FO A F AA OF AA AFA F AA AF AA 11111111//,∠=∠∴∠=∠∴∠=∠∴=同理︒=∠∴∠=∠901111FB A FB B FO B ∴A 1F ⊥B 1 F 结论7:〔1〕AM 1⊥BM 1 〔2〕M 1F ⊥AB 〔3〕BF AF F M ⋅=21〔4〕设AM 1 与A 1F 相交于H ,M 1B 与 FB 1相交于Q 那么M 1,Q ,F ,H 四点共圆〔5〕2121214M M B M AM =+证:由结论〔6〕知M 1 在以AB 为直径的圆上∴ AM 1⊥BM 1 11FB A ∆为直角三角形, M 1 是斜边A 1 B 1 的中点111111111AFA F AA F A M FA M F M M A ∠=∠∠=∠∴=∴ ︒=∠=∠+∠9011111M AA M FA F AA ︒=∠+∠∴90111FM A AFA ∴M 1F ⊥ABBF AF FM ⋅=∴21 AM 1⊥BM 1 F B F A 90111⊥︒=∠∴ 又B AM︒=∠∴90FB A 11 所以M 1,Q ,F,H 四点共圆,22121AB B M AM =+()()()2121211242MM MM BB AABFAF ==+=+=结论8: 〔1〕、A O 、B 1 三点共线 〔2〕B ,O ,A 1 三点共线〔3〕设直线AO 与抛物线的准线的交点为B 1,那么BB 1平行于X 轴〔4〕设直线BO 与抛物线的准线的交点为A 1,那么AA 1平行于X 轴证:因为p y p y k y p py y x y k oB oA 2212111122,221-=-====,而221p y y -=所以122222oB oA k p y y p pk =-=-=所以三点共线。
抛物线焦点弦长公式二级结论
抛物线焦点弦长公式二级结论
抛物线焦点弦长公式是:<a>AB=2*a*sqrt{c^2-(b^2)/4a^2}</a>
一、抛物线焦点弦长定义
1、抛物线焦点弦(AB)是抛物线的一部分,它由焦点之间的两个点构成,它们分别为上抛物线上的焦点F1和下抛物线上的焦点F2;
2、抛物线焦点弦的长度表示两个焦点连线的长度,即两点F1,F2之间的直线距离;
二、抛物线焦点弦长公式
抛物线焦点弦长公式是:AB=2*a*sqrt{c^2-(b^2)/4a^2},其中a为抛物线顶点到水平轴的距离,b为抛物线顶点到垂线的距离,c为抛物线焦点到垂线的距离。
三、抛物线焦点弦长使用
1、由抛物线焦点弦长公式可知,我们可以利用这个公式求出若干特定抛物线的焦点弦的长度;
2、抛物线焦点弦的长度也可用于解决日常生活中的物理问题,比如可以确定抛物线上任意两点之间的距离等;
四、抛物线焦点弦长结论
抛物线焦点弦长公式可以使用来求解抛物线的焦点弦的长度,而且该长度也可以用于解决实际中的一些物理问题。
高考数学抛物线焦点弦的性质
抛物线焦点弦的性质1、焦点弦定义:过焦点的直线割抛物线所成的相交弦。
2、焦点弦公式:设两交点),(),(2211y x B y x A ,可以通过两次焦半径公式得到: 当抛物线焦点在x 轴上时,焦点弦只与两焦点的横坐标有关:(0)p >若抛物线22y px =,)(21x x p AB ++=抛物线22y px =-,)(21x x p AB +-= 当抛物线焦点在y 轴上时,焦点弦只与两焦点的纵坐标有关:(0)p >若抛物线22x py =,)(21y y p AB ++=抛物线22x py =-,)(21y y p AB +-=3、通径:过焦点且垂直于对称轴的相交弦 直接应用抛物线定义,得到通径:p d 2=4、焦点弦常用结论:结论1:韦达定理⎪⎩⎪⎨⎧=-=pxy p x k y 2)2(20222=--⇒p y k p y 与04)2(22222=++-p k x p p k x k 221p y y -=⇒与421p x x = 结论2:p x x AB ++=21证:p x x p x p x BF AF AB ++=+++=+=2121)2()2( 结论3:假设直线L 的倾斜角为θ,那么弦长θ2sin 2p AB =证: (1)假设2πθ= 时,直线L 的斜率不存在,此时AB 为抛物线的通径,结论得证∴=∴p AB 2(2)假设2πθ≠时, 那么⎪⎩⎪⎨⎧=-=px y p x k y 2)2(20222=--⇒p y k p y ⎪⎩⎪⎨⎧-==+⇒221212p y y k p y y 结论4: 过焦点的弦中通径长最小p p 2sin 21sin 22≥∴≤θθ ∴AB 的最小值为p 2,即过焦点的弦长中通径长最短. 结论4: )(832为定值p AB S oAB =∆ 结论5:以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切 证:设M 为AB 的中点,过A 点作准线的垂线AA 1, 过B 点作准线的垂线BB 1,过M 点作准线的垂线MM 1,由梯形的中位线性质与抛物线的定义知 222111ABBFAF BB AA MM =+=+= 故结论得证结论6:连接A 1F 、B 1 F 那么 A 1F ⊥B 1F 同理︒=∠∴∠=∠901111FB A FB B FO B ∴A 1F ⊥B 1 F结论7:〔1〕AM 1⊥BM 1 〔2〕M 1F ⊥AB 〔3〕BF AF F M ⋅=21〔4〕设AM 1 与A 1F 相交于H ,M 1B 与 FB 1相交于Q 那么M 1,Q ,F ,H 四点共圆〔5〕2121214M M B M AM =+证:由结论〔6〕知M 1 在以AB 为直径的圆上∴ AM 1⊥BM 111FB A ∆为直角三角形, M 1 是斜边A 1 B 1 的中点111111111AFA F AA F A M FA M F M M A ∠=∠∠=∠∴=∴ ︒=∠=∠+∠9011111M AA M FA F AA ︒=∠+∠∴90111FM A AFA ∴M 1F ⊥ABBF AF F M ⋅=∴21 AM 1⊥BM 1 F B F A 90111⊥︒=∠∴ 又B AM ︒=∠∴90FB A 11 所以M 1,Q ,F,H 四点共圆,22121AB B M AM =+ 结论8: 〔1〕、A O 、B 1 三点共线 〔2〕B ,O ,A 1 三点共线〔3〕设直线AO 与抛物线的准线的交点为B 1,那么BB 1平行于X 轴〔4〕设直线BO 与抛物线的准线的交点为A 1,那么AA 1平行于X 轴 证:因为p y p y k y p py y x y k oB oA 2212111122,221-=-====,而221p y y -= 所以122222oB oA k p y y pp k =-=-=所以三点共线。
高中数学椭圆的焦点弦长公式的四种推导方法及其应用
椭圆的焦点弦长公式的四种推导方法及其应用摘要 :直线与椭圆相交时的弦长问题,可以用万能的弦长公式解决即AB = 1 k 2x 1 x 2或者 AB= 1+( k 1)2y 1 y 2 ,而有一种特殊的弦是过焦点的弦,它的弦长有专门的公 式: 2ab2AB 2 2a 2b 2 ,如果记住公式,可以给我们解题带来方便 .a2 c 2 cos 2下面我们用万能弦长公式, 余弦定理, 焦半径公式, 仿射性四种方法来推导椭圆的焦点弦长公式, 这几种方法涉及到很多思想,最后举例说明其应用 .解法一 :根据弦长公式直接带入解决 .22题:设椭圆方程为 x2 y2 1,左右焦点分别为 F 1( c,0), F 2(c,0) ,直线 l 过椭圆的右焦点 F 2 交椭 ab圆于A( x 1 , y 1), B ( x 2 , y 2 )两点,求弦长 AB .22椭圆方程 x2 y 2 1可化为b 2x 2a 2y 2 a 2b 2⋯⋯①, a2b 2直线 l 过右焦点,则可以假设直线为:x my c ( 斜率不存在即为 m 0时 ) ,代入①得:(b 2m 2a 2)y 2 2mcb 2 y b 2c 2 a 2b 2 0 ,整理得, (b 2m 2 a 2)y 22mcb 2y b 4∴y1y 2b 2m 22mcb 22 ,y 1y 2 a b 4b 2m 2aAB = 1+( k 1)2y 1y 21 m2(2 2 bm 2mcb 2 )2 2)a4b 42 2 2b m a1 m 24a 2b 4(1 m 2)2 2 2 2(b m a )∴ AB2ab 22 2 2 b m a1m1)若直线 l 的倾斜角为,且不为 90o ,则1 tan ,则有:ABb 2m 2a 2b a 2 1 m 2b m a2ab 22 1 2 b 2 atan1tan 2由正切化为余弦,得到最后的焦点弦长公式为AB2ab 22 2 2 a c cos②.2)若 =90o ,则 m 0,带入 AB2 2ab 22 2 2 b m a1 m 2,得通径长为 2b 2,同样满足②式 .并且由a解法二 :根据余弦定理解决22题:设椭圆方程为 x 2 y2 1,左右焦点分别为 F 1( c,0), F 2(c,0) ,直线 l 过椭圆的右焦点 F 2 交椭 ab 圆于 A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)两点,求弦长 AB .AB2ab 21 m2 =2a(b 2m 2a 2) 2a 32ab 22 2 21 m =2 2 2b m a b m a2a2a 2(a 22 b 22) 2a2a(a 22 b 2) 2b 2b m a a,当且仅当 m 0 即斜率不存在的时候,过焦点弦长最短为2b 22b,故可知通径是最短的焦点弦, a综上,焦点弦长公式为 AB2ab 22 2 2 a c cos22题:设椭圆方程为 x 2 y 2 a 2 b21,左右焦点分别为 F 1( c,0), F 2(c,0) ,直线 l 过椭圆的右焦点 F 2 交椭圆于 A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)两点,求弦长 AB .解:如右图所示,连结 F 1 A, F 1B ,设 F 2A=x, F 倾斜角为 ,则由椭圆定义可得AF 1F 2 中,由余弦定理得cos( )(2c)2x 2(2a x)2,化简可得4cxBF 1F 2 中,由余弦定理同理可得b 2a ccosABb 2b 2ya ccos a ccos2ab 2222a c cos解法三:利用焦半径公式解决 解:由解法一知x 1x 2=my 1 c my 2 c m(y 1 y 2 ) 2c22 2m 2cb 2 2 2 2bm a 2c22a 22c2 .由椭圆b 2m 2a 2的第二定义可得焦半径公式,那么 F 2A a ex 1, F 2B aex 2,则弦长2 F 1A =2a x中 结 得AB③2 abkc为a2果带入③将此b 1 k 22 2 2 a 2b 2(1 k 2)2 2 2 b 2 a 2k 2b2 a 2k2 A'B'b 2m2 A'B' =b 2 a 2k 22 2 2b 2 a 2k 22 2 2b 2 a 2k 2后面分析同解法解法四 :利用仿射性解决22题:设椭圆方程为 x 2 y 2 1,左右焦点分别为 F 1( c,0), F 2(c,0) ,直线 l 过椭圆的右焦点 F 2 交椭 ab圆于 A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)两点,求弦长 AB .b 1 k 2a 2b 2(1 k 2) 2ab 2(1 k 2),由 k tan ,带入得AB = b 1 k 2AB =b 2 a 2k 22ab 2m 2 2ab 2 故AB =a ex 1 a ex 2 2a e(x 1 x 2)2 2 2b m ax' x解:利用仿射性, 可做如下变换 a ,则原椭圆变为 (x')2 (y')2 y' ya 2,这是一个以原点为圆心,a 为半径的圆 . 假设原直线的斜率为k ,则变换后斜率为 bak .椭圆中弦长 AB = 1 k 2x 1 x 2 ,经过 变换后变为 A'B' 1 (a k)2 x 1x 2 ,带入,得变换前后弦长关系为AB =(akc )2 b 1 (a bk )2bA'B' =2 a 22ab 2a 2 c 2 cos 22ab 2(1 m 2)勾股定理求得弦长为而我们知道圆的弦长可以用垂径 定理求得 .如图所示,假设直线y a k(x c) ,圆心到直线的距 b离为 d,根据半径1 (a bk)2a4上面我们分别用了四种不同的方法,求出了椭圆中过焦点的弦长公式为: 记住这个公式,可以帮助我们快速解决一些题目,下面我们举例说明 22 例 1已知椭圆 x y25 21 AB2ab 2,2 2 2,a c cos1,过椭圆焦点且斜率为 3 的直线交椭圆于 A, B 两点,求 AB . 分析:如果直接用弦长公式解决, 因为有根号,特别繁琐,利用公式则迎刃而解解:由题, a 5,b 2 21,c 24, = , 带入 AB 3 2ab 2 222a c cos 得 AB =10. 例 2已知点 P(1, 3) 在椭圆 C :x2 2 a 22y2 1(a> b> 0)上,过椭圆 C 的右焦点 F 2 (1,0)的直线 l与b 椭圆 C 交于 M,N 两点 . 1)求椭圆的标准方程; 2)若AB 是椭圆 C 经过原点 O 的弦,且MN PAB ,W AB MN 2,试判断 W 是否为定值?若是定值,求出这个定值,若不是,说明理由 . 分析:因为 l 过焦点,故弦长可以用过焦点的弦长公式解决,显得十分简洁简单 9 2 2 2 21 ,又 a b c 4b2 1 解:(1)由题知 c 1,将点 P 带入得 12 a 2 ,解得 a 2 4,b 23 ,故椭 22 圆方程为 x y1. 43 2)假设 A(m,n) ,则 AB 2 m 2 n 2,设倾斜角为 ,则 cos m m 2 n 2 ,根据过焦点的弦长公式则 MN 2ab 22 a 22 c cos 12 2 m 22 mn3m 212(m 2 4n 2 ,故 W n 2) AB MN m 2 =4( 4 2 n )=4. 3 例3如图,已知椭圆 1的左右焦点为 F 1,F 2, 过 F 2 的直线 l 1 交椭圆于 A,C 两点,过 F 1 的直线 l 2交椭圆于 B,D 两点, l 1,l 2交于点 P ( P 在x 轴下方),且 F 1PF 2 43 ,求四边形 ABCD 的 面积的最大值 . 分析:注意到以原点为圆心,半焦距为半径的圆与椭圆没有交点,故形成F 1PF 23的点 P 在圆 内,先可以用焦点弦长公式表示出面积,再利用换元求出其最大值2解:假设 l 1 的倾斜角为,则 l 2的倾斜角为 3+,由椭圆的焦点弦长公式得: AC12 4 cosBD 12 S=1 2ACBD12 12 cos ( )4 2cos4 cos 2() 4设 f( (4 cos )(4 cos ( 7(72 cos2 )( 1 12sin 2 )4))49 7 ( sin2 44+cos 21)+ sin4 8设 sin2 cos2t(t2, 2 ) ,则sin4 t 21,带入得 f(t)49 7t+1(t 2 4481)即f(t)1t 28 7t 97 48f (t)min 99 14 2,此时 t 2,即 sin2 cos22 ,得到 综上,四边形 ABCD 的最大值为 288 2 S=99 14 2 = 8 ,得到l 2的倾斜角为 8 ,刚好两直线关于 y 轴对称,如 右图所示 .5.14 .此时。
焦点在y轴的椭圆焦点弦公式
焦点在y轴的椭圆焦点弦公式
(最新版)
目录
1.椭圆的定义和性质
2.焦点弦的概念
3.焦点在 y 轴上的椭圆的焦点弦公式
4.公式的推导过程
5.公式的应用和意义
正文
1.椭圆的定义和性质
椭圆是平面上到两个焦点距离之和为常数的所有点的集合。
椭圆有许多重要的性质,如它是一个轴对称图形,有两条对称轴,分别称为长轴和短轴,长轴的长度是 2a,短轴的长度是 2b,其中 a 和 b 分别是椭圆的长半轴和短半轴。
2.焦点弦的概念
焦点弦是连接椭圆的两个焦点的线段。
在椭圆上,任意一点到焦点的距离加上这个点到另一焦点的距离是一个常数,这个常数就是椭圆的离心率。
3.焦点在 y 轴上的椭圆的焦点弦公式
当椭圆的焦点在 y 轴上时,焦点弦的长度可以用以下公式表示:L = 2 * sqrt((a^2 - b^2) / (a^2 + b^2))
其中,a 和 b 分别是椭圆的长半轴和短半轴。
4.公式的推导过程
这个公式的推导过程比较复杂,需要用到一些高等数学的知识,如微积分和代数几何。
首先,我们需要找到一个椭圆上的点,使得这个点到两个焦点的距离之和等于 2a。
然后,我们可以用微积分的方法求出这个点到焦点的距离的平均值,最后,用代数几何的方法求出焦点弦的长度。
5.公式的应用和意义
这个公式在许多领域都有应用,如天文学、物理学和工程学等。
它可以帮助我们计算天体的轨道,分析光学系统的性能,以及设计卫星和导弹等。
双曲线的焦点弦公式
双曲线的焦点弦公式
双曲线的焦点弦公式是由三个参数组成的,这三个参数分别是a (焦距)、b (焦点) 和 c (弦长)。
它用于求解双曲线的焦点弦,以及
给出弦长所对应的另一个焦点,可描述两个焦点之间经过曲线上某一
点的情况:
a = b*c
其中,a 表示焦距,即两个焦点F1、F2之间的距离;b 表示焦点,即双曲线上的两个焦点;c 表示弦长,即双曲线上的任意一点P到F1
的距离,也就是说,当F1、P和F2构成一条弦时,c就是这条弦的长度。
这个公式也可以用来求出某个点在双曲线上的坐标,即:
x = a*cosθ + b*sinθ
y = a*sinθ - b*cosθ
其中,x、y表示双曲线上的某个点的横纵坐标;θ 代表该点和双
曲线中心点的角度;a、b、c就是前述的参数了。
双曲线的焦点弦公式有多种不同的类型,根据不同类型可能会有
不同的公式,它们都用来求解双曲线上的弦相关问题。
此外,利用双
曲线的焦点弦公式也可以求解双曲线上特定点到焦点的距离,进而求
出双曲线上任意指定点的坐标。
焦点弦公式及其应用
焦点弦公式及其应用焦点弦公式及其应用论文关键词:焦点弦公式,应用在近年来的高考数学试题中,经常出现圆锥曲线焦点弦问题.用常规方法解决这类问题时,由于解题过程复杂,运算量较大,所以很容易出现差错.为了准确而迅速地解决圆锥曲线焦点弦问题.我们可以利用下面介绍的焦点弦公式.设圆锥曲线的离心率为,焦准距为,过焦点的弦AB与主轴(即椭圆长轴、双曲线实轴、抛物线对称轴)的夹角为θ,则可以推导出弦AB的长度公式,简称焦点弦公式.特别当离心率时,焦点弦公式还可以化简.1、当时,圆锥曲线为椭圆, ;2、当时,圆锥曲线为抛物线, .图1下面对焦点弦公式进行证明.证法一如图1,设椭圆C:焦点为,过焦点F的弦AB的倾斜角为,当时,弦AB在直线L:上.由直线L和椭圆C的方程可得.设点A、B的坐标分为和,则.由焦半径公式得弦AB的长度为∵焦准距为,∵.当时,公式也成立.对于双曲线和抛物线用同样的方法可以证明.证法二设圆锥曲线的离心率为,焦准距为,则极坐标方程为,过焦点的弦AB与x轴的夹角为θ.当时,如图2.∵,.∵.即.当时,同理可以推得.利用焦点弦公式,可以巧妙地解决与圆锥曲线焦点弦有关的各种问题.现在分别举例如下.一、在椭圆中的应用例1 (2008年高考安徽卷文科22题)已知椭圆,其相应于焦点F(2,0)的准线方程为x=4.(∵)求椭圆C的方程;(∵)已知过点F1(-2,0)倾斜角为的直线交椭圆C于A,B两点.,求证:(∵)过点F1(-2,0)作两条互相垂直的直线分别交椭圆C于点A、B和D、E,求的最小值.解:(∵)由已知得,又,所以.故所求椭圆C的方程为.(∵)因为直线AB倾斜角为,,,,。
由焦点弦,可得=得证.(∵)因为直线AB倾斜角为,则DE与轴的夹角可表示为。
因而,,。
焦点弦的角度公式
焦点弦的角度公式焦点弦的角度公式是解决焦点弦相关问题的重要工具。
焦点弦指的是一条通过椭圆焦点且与椭圆相交于两个点的线段。
焦点弦的角度公式可以用来计算焦点且已知椭圆上的两个点的角度。
本文将以焦点弦的角度公式为标题,详细介绍焦点弦的概念、角度公式的推导以及应用举例。
一、焦点弦的概念焦点弦是指一条通过椭圆焦点的线段,且与椭圆相交于两个点。
在椭圆中,焦点是特殊的点,具有重要的几何性质。
当焦点弦与椭圆相交时,可以利用焦点弦的角度公式计算焦点且已知椭圆上的两个点的角度。
二、焦点弦的角度公式的推导为了推导焦点弦的角度公式,我们先回顾一下椭圆的性质。
椭圆的焦点到椭圆上任意一点的距离之和是一个常数,这个常数称为椭圆的焦距。
设焦点到椭圆上的两个点的距离分别为d1和d2,焦距为2a,则有d1+d2=2a。
根据椭圆的性质,我们可以得到焦点弦的角度公式。
设焦点弦与椭圆相交于A、B两点,焦点为F。
首先,我们将焦点弦延长,使其与椭圆交于C点。
则有AC=BC,且AF=BF。
根据余弦定理,我们可以得到以下关系式:AC² = AF² + FC²BC² = BF² + FC²由于AC=BC,我们可以将上述两个关系式相等,得到:AF² + FC² = BF² + FC²将上述等式化简,得到:AF² = BF²进一步化简,我们可以得到:AF = BF由此可见,焦点弦的角度公式为:∠AFB = ∠BAF三、焦点弦角度公式的应用举例现在我们通过一个具体的例子来应用焦点弦的角度公式。
假设椭圆的焦点为F1和F2,椭圆上的两个点为A和B。
已知焦点到A的距离为d1,焦点到B的距离为d2,焦距为2a。
根据焦点弦的角度公式,我们可以得到∠AF1B = ∠BAF1和∠AF2B = ∠BAF2。
因此,我们可以利用已知的角度和距离计算其他未知量。
抛物线焦点弦长公式角度
抛物线焦点弦长公式角度
抛物线焦点弦长公式与角度之间的关系可以通过以下步骤推导:
首先,设抛物线方程为y2=2px,其中p是焦距。
1.焦点和准线:
•焦点坐标为F(2p,0)。
•准线方程为x=−2p。
2.焦点弦:
•设抛物线上的两点为A(x1,y1)和B(x2,y2)。
•焦点弦AB通过焦点F,因此AF和BF的长度分别为(x1−2p )2+y12和(x2−2p)2+y22。
3.利用抛物线性质:
•由于A和B在抛物线上,根据抛物线的定义,有AF=x1+2p 和BF=x2+2p。
•因此,焦点弦AB的长度为AF+BF=x1+x2+p。
4.与角度的关系:
•如果我们考虑焦点弦AB与x轴之间的夹角θ,那么AB的长度也可以通过三角函数来表示。
•假设AB在x轴上的投影长度为d,则AB=cosθd。
•由于d与x1和x2有关,因此θ与x1,x2和p之间存在某种关系。
5.具体计算:
•要得到具体的公式,需要知道x1和x2的值,这通常通过解抛物线方程和直线方程(如果给出直线方程)的联立方程得到。
•一旦得到x1和x2,就可以计算AB的长度,并进一步分析它与θ的关系。
6.特殊情况:
•如果直线AB是垂直于x轴的,那么θ=2π,此时AB的长度就是2p(因为x1=x2=2p)。
请注意,上述推导是一个一般性的描述,并没有给出具体的公式。
实际上,焦点弦长与角度之间的具体关系取决于直线AB的方程以及它与抛物线的交点。
在特定情况下,可能需要进一步的分析和计算来得到焦点弦长与角度之间的精确关系。
焦点弦定理
焦点弦定理
焦点弦定理,是平面几何中一个重要的定理,它是指在一个圆内,连接两点的弦所构成的角度相等,如果这些弦是相交的,则相交点处所产生的四个角对应的弧所构成的角度也相等。
这个定理可以用来解决各种各样的几何问题,包括计算弦长、角度等等。
下面我们来看看焦点弦定理的一些具体应用。
我们可以用焦点弦定理来计算弦长。
假设一个圆的半径为r,它的两个弦的交点到圆心的距离分别为d1和d2,那么这两个弦的长度分别为2*sqrt(r^2-d1^2)和2*sqrt(r^2-d2^2)。
这个公式的证明可以使用焦点弦定理,由于两个弦的交点到圆心的距离相等,因此可以得出这个公式。
焦点弦定理还可以用来计算角度。
假设一个圆的半径为r,它的两个弦分别为AB和CD,它们的交点为E,那么可以证明角AEB=角CED。
这个定理的证明可以使用初中数学中学过的相关角、交角的定义和性质来证明。
在实际应用中,这个定理可以用来计算各种各样的角度,例如外切角、内切角等等。
焦点弦定理还可以用来解决一些几何问题。
例如,我们可以使用这个定理来证明圆的切线与半径所构成的角度为90度。
证明的过程比较简单,只需要使用焦点弦定理以及圆的切线与半径垂直的性质即可。
焦点弦定理是平面几何中非常重要的一个定理,它可以用来解决各种各样的几何问题。
在实际应用中,我们需要灵活运用这个定理,并结合其他几何知识来解决各种问题。
同时,我们也需要注意证明过程中的细节和思路,以免出现错误或者漏洞。
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焦点弦公式及其应用
焦点弦公式及其应用论文关键词:焦点弦公式,应用
在近年来的高考数学试题中,经常出现圆锥曲线焦点弦问题.用常规方法解决这类问题时,由于解题过程复杂,运算量较大,所以很容易出现差错.
为了准确而迅速地解决圆锥曲线焦点弦问题.我们可以利用下面介绍的焦点弦公式.
设圆锥曲线的离心率为,焦准距为,过焦点的弦AB与主轴(即椭圆长轴、双曲线实轴、抛物线对称轴)的夹角为θ,则可以推导出弦AB的长度公式,简称焦点弦公式.特别当离心率时,焦点弦公式还可以化简.
1、当时,圆锥曲线为椭圆, ;
2、当时,圆锥曲线为抛物线, .
图1
下面对焦点弦公式进行证明.
证法一如图1,设椭圆C:焦点为,过焦点F的弦AB的倾斜角为,当时,弦AB在直线L:上.由直线L和椭圆C的方程可得
.
设点A、B的坐标分为和,则.由焦半径公式得弦AB的长度为
∵焦准距为,∵.当时,公式也成立.
对于双曲线和抛物线用同样的方法可以证明.
证法二设圆锥曲线的离心率为,焦准距为,则极坐标方程为,过焦点的弦AB与x轴的夹角为θ.当时,如图2.∵,.
∵
.即.
当时,同理可以推得.
利用焦点弦公式,可以巧妙地解决与圆锥曲线焦点弦有关的各种问题.现在分别举例如下.
一、在椭圆中的应用
例1 (2008年高考安徽卷文科22题)
已知椭圆,其相应于焦点F(2,0)的准线方程为x=4.
(∵)求椭圆C的方程;
(∵)已知过点F1(-2,0)倾斜角为的直线交椭圆C于A,B两点.,求证:
(∵)过点F1(-2,0)作两条互相垂直的直线分别交椭圆C于点A、B和D、E,求的最小值.
解:(∵)由已知得,又,所以.
故所求椭圆C的方程为.
(∵)因为直线AB倾斜角为,,,,。
由焦点弦,可得=得证.
(∵)因为直线AB倾斜角为,则DE与轴的夹角可表示为。
因而,,。