立体几何法证明椭圆的光学性质
2018-08-11齐静
课程教育研究·学法教法研究 2018年14期
【摘要】首先证明了圆柱体的斜截面是一个椭圆,然后通过用立体几何的方法研究了椭圆的一条重要的光学性质,相比于之前的纯几何法、解析几何法等,证明方法更加的简洁明了,从而使得椭圆的光学性质在更广阔的的领域得以运用。
【关键词】立体几何法 椭圆 光学性质
【中图分类号】O123.2 【文獻标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)14-0037-01
前言
众所周知,用一个不平行于圆柱体底面的平面去截圆柱体,得到的截面是一个椭圆。如图1所示。此外,圆柱体还有一个重要的几何性质,在椭圆中,假设F,S分别是椭圆的左焦点和右焦点,MPN为椭圆的一条切线,且P为切点,连接PF,PS,则有∠MPF=∠NPS,这就是椭圆的光学性质,如图2所示:
椭圆的光学性质对科学生产产生了重要的影响,比如椭圆镜面用来制作电影放映机的聚光灯等,因此研究椭圆的这条性质具有着重要的意义。椭圆的这条性质前人已经给出过了一些证明的方法,如纯几何法,解析几何法,甚至包括光学物理等方法,本文从一个新的角度出发,提出了一种新的方法来研究椭圆的这条性质,那就是用立体几何的方法来研究椭圆这个平面几何的性质问题。
说明为了作图的方便,以下的作图用两条平行线来表示圆柱体。
一、椭圆的光学性质
首先,我们来探究一下,为什么圆柱的斜截面是一个椭圆。首先根据椭圆的定义,平面上到两个定点的距离之和(此和要大于两定点的距离)为一个常数的点的轨迹是一个椭圆。下面我们就利用定义来证明圆柱体的斜截面是一个椭圆。……
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