圆锥曲线(椭圆)推论及证明

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圆锥曲线(椭圆)推论及证明

引言

圆锥曲线作为一类特殊图形由于它的灵活性而成为热门考题。 而在江苏的试题中 它往往与函数相伴而行成为解析几何的题型。这些题目的形式大多是两问或三 问,前面的问题以特殊情况来求出一种结论, 最后一问将这个结论推广到给定条 件下的任意情况, 而这类题目中曲线又多是椭圆。 这次我们就来总结椭圆的一些 特性。 文档收集自网络,仅用于个

人学习

我们都学过在圆上过圆心的直线 AB 交圆的两点 A 、 B 及圆上另一与 A 、B 不重合

的点 C 形成的三角形为直角三角形,其中∠ ACB=90°(图 1) 于个人学习

放在坐标系中则得 k AC k BC =-1。 那么是否在椭圆中过椭圆中心的直线

AB 与椭圆交于 A 、B 两点(图 2),

其中 k AC k BC 为定值? 由投影变换(图 3)我们可以预测这种关系 下面我们来证明其正确性:

证: 设 A ( x,y ) ,B -x,-y ),C (m,n )

m xm

x

2

2

n y

2 2

m

x

22 2

am (a

2

2

)

b

2

2

m

2 22

2 ax

am

b 2

b

2 n y n y k AC k

BC 22

mx 2 a

b

2

(a

2

x

2

22

a b

2

x 22

)

证毕

小结:

这个结论需要牢记,因为在很多问题中我们会用到这个结论

影 变 换

椭圆

文档收集自网络,仅用

例如右图所示,图中AC与AB斜率积为定值,CD与AB斜率积

也为定值,那么AC与CD斜率的商就可以求出是定值

C B

22

而若AB是椭圆a x2 b y21的不平行于对称轴的弦,M(x0,y0) 为AB

的中点,则 k OM k AB b

a2

,即

a K AB

b2x0

2。

a2y0

证:

设A x1,y1 ,B x2,y2 ,则M为x1

2

x2y1 y2

2

设AB 为 y kn n ,椭圆方程为

2

x

2

a

2

y

b2

1两式联立得12

a k2

b2

2kn

b2

x

2 n

b2

根据韦达定理得

x1 x2 2

2kn

2

k2

b2

b

1

2

a

kn

b2

b

2

a

2

k

2

a

2

b

2

a

2

kn

2

a

2

k

2

所以

y1 y2

2

2n k x1 x2

y1 k OM

y2 2 x1 x2 2

k OM k AB b2 k

证毕小结:

22

akn

2 2 2 b2a2k2

b

2

n

b

2

a

2

k

2

b2

a

2

k

b2

2

a

这个问题曾在题目中出现过,主要就是抓住直线与椭圆的方程联立,运用韦达定

1

理求出 x 1 x 2 并通过完全平方公式的互化求解 文档收集自网络,仅用于个人学习 椭圆上点 P 处的切线 PT 平分 F 1PF 2在点 P 处的外角。

证: 2 设椭圆 x 2 a 2 b y 2 1,F 1(-c,0),F 2

(c,0),P

x 0, y 0

PF 1斜率为 k 1, PT 斜率为 k 2 PF 2斜率为

k

3

由题即证 PT 平分 PF 1、PF 2 T

F 2

即证 k

2 1 k 1k 2 1 k 1 k

3 k 2 k 2k

3 PT 为 x 02x y 02y

2 b 2 b 2

k 2 x0

2 a k 2 k 1 1 k 1k 2 b 2x 0 c

b2x

0 ,k 1 2 ,k 1 a y 0 y 0 2 b x 0 y 0 2

a y 0 c x 0

2

1 y 0 b x 0

c x 0 a 22 x 0 a y 0 2 y 0

2

y 0c cx 0 a

22

b a cx 0 2

a y0

,k 3 c x 0

b 2

x 0 2 a y 0 22 x 0a

2 ac 2 2 2

b x 0 a y 0 y 0

c cx 0

y

x 0 c

y

c x 0

2

a c x 0b

x

0 2

b cx 0 2

a

b 2

x 0

2

a y 0 2

c x 0

2 ac

22 ab y 0c cx 0 同理: k 3 k 1

1 k 2k 3

2

b cx 0

b 2 y 0c

b

2

2 y 0ca cx 0 y 0c

y

c x 0

2 ac

x

2 b cx 0 2 y 0c cx 0 a

k 2 k 1 1 k 1k 2 k

3 k

2

1

k

2k 3 k 2 k

1

k

3 k

2

1 k 1k

2 1 k 2k 3

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