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关于焦点弦的一个重要结论分析

2018-03-30李中朝李连国

读写算 2018年23期
关键词:圆锥曲线结论

李中朝 李连国

摘 要 圆锥曲线内容是高考数学中的重点,而焦点弦又是圆锥曲线的重点。高中所学的圆锥曲线(椭圆、双曲线和抛物线)的焦点弦有许多重要共同的性质。本文介绍一个有关焦点弦的重要结论。

关键词 焦点弦;圆锥曲线;结论

中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2018)23-0233-01

圆锥曲线的焦点弦是指经过圆锥曲线焦点的弦,笔者在教学中归纳出与其有关的几个结论,有助于进一步加深对圆锥曲线性质的认识。

结论一:已知点F是离心率为的圆锥曲线C的焦点,过点F的弦AB与C的焦点所在的轴的夹角为,且。(1)當焦点F内分弦AB时,有;(2)当焦点F外分弦AB时(此时曲线为双曲线),有

证明:设直线是焦点F所对应的准线,点A,B在直线上的射影分别为,点B在直线上的射影为M。由圆锥曲线的统一定义得,,又因为,所以

(1)当焦点内分弦AB时,如图1,,所以

图1     图2

(2)当焦点F外分弦AB时(此时曲线为双曲线),

如图2,

,所以

说明:结论一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,且,下面我们研究一下情况。

当A,B两点互换时,此时,第一種情况的结论变为

第二种情况的结论变为(形式上相当于替代了结论一中的)。

于是,有了如下结论。

结论二:已知点F是离心率为的圆锥曲线C的焦点,过点F的弦AB与C的焦点所在的轴的夹角为,且,且。(1)当焦点F内分弦AB时,有;(2)当焦点F外分弦AB时(此时曲线为双曲线),有

结论二中的范围扩大了,扩大到了,下面进一步对范围探讨。

如果用向量来定义,设=)时,结论二中的(1)当焦点F内分弦AB时,结论依然成立,即

结论二中的(2)当焦点F外分弦AB时(此时曲线为双曲线)。

结论变为(形式上相当于用替代式子中得到)。

又考虑到为夹角变为为倾斜角。于是,有了如下结论。

结论三:已知焦点在x轴上的圆锥曲线C,经过其焦点F的直线交曲线于A,B两点,直线AB的傾斜角为=),則曲线C的离心率e满足等式:=

推论:圆锥曲线C焦点在y轴上时,则=,证明省略。

例1:设椭圆(a>b>0)的右焦点为F,过点F的直线与椭圆C相交于A,B两点,直线L的倾斜角为60°,,则椭圆C的离心率为________

解析:此题答案为

例2:过抛物线=2p(p>0)的焦点F作倾斜角为的直线,与抛物线分别交于A、B两点(A在y轴左侧),则=__________

解析:由对称性知,设=,由推論可得sin=,所以=

由此可见,本文的结论在解决与圆锥曲线焦点弦相关的问题时还是非常快捷的,它把离心率,倾斜角(斜率),焦点分弦之比联系起来了,是一个很有用的结论。

参考文献:

[1]王锋峰,戚有建.关于2013年山东卷理科压轴题的思考[J].数学学习与研究,2014(11):122.

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