椭圆切线的几个性质

证明 ∵在锐角△ABC中有tanA>0, tanB>0,tanC>0且tanAtanB

tanC≥abc2RsinA∴++=∑

RARBRCRcosA

椭圆切线的几个性质

福建长乐七中 谢星恩 黄玉惠 林世中

=2∑tanA=2tanAtanBtanC≥2⋅

abc++≥ RARBRC

当且仅当△ABC为正三角形时取等号.

10r2r2

−2 推论3 RR

rfrrr

≤d+e+≤2(1+)2, (4) RARBRCR其中,rd,re,rf依次为△DEF的旁切圆半径(当且仅当△ABC为正三角形时取等号).

∆cotA

等,及证明由文(2)知rd=

R

Gerretsen不等

2222

式:16Rr−5r≤s≤4R+4Rr+3r,得

rfrdre∆cotA∆

++=∑2=2∑cscA RARBRCRcosAR

∆s2+4Rr+r2s2+4Rr+r2=2⋅=. R2∆2R2s2+4Rr+r2∵

2R2

16Rr−5r2+4R2+r210r2r2≥=−2,

RR2R2

又∵(s2+4Rr+r2)/(2R2)

≤(4R2+4Rr+3r2+4Rr+r2)/(2R2)

r

=2(1+)2,

R

rfrr10r2r2rd

故−2≤+e+≤2(1+)2,

RRRARBRcR

性质1 设F为椭圆的一个焦点,其相应的准线为l,过椭圆上的一点M的切线交准线l于P,则PF⊥MF.

x2y2

证明 过椭圆2+2=1(a>b

>0)上点

M(acos

x

a则Pbsinθc−acosθ

,kFP=, ∴kMF=

acosθ−cbsinθ

∴kMF⋅kFP=−1,∴PF⊥MF. 性质1' 设F为抛物线y2=2px(p>0)的焦点,过抛物线上任一点(非顶点(0,0)M的切线交准线l于P,则PF⊥MF.

证明 设抛物线上一点M(t2/(2p),t)(非顶点(0,0)),则

过M的切线为: t2

ty=p(x+2ppt2−p2

)∴P(−,

22t2ptt2−p2

,kFP=∴kMF=2, 2

−2ptt−p

∴kMF⋅kFP=−1,∴PF⊥MF. 性质2 F1,F2是椭圆的两个焦点,若M是椭圆上异于长轴两端点的任一点,则M点的切线平分△F1MF2的外角.

x2y2

证明 设椭圆的方程为+=1(a>b

>0),过椭圆上一点M(absinθ)的切线为:

xycosθ+sinθ=1ab

当且仅当△ABC为正三角形时取等号.

参考文献

[1]李耀文.关于垂足三角形的一个恒等式.中学数学. 2004.6.

[2]高庆计.垂足三角形旁切圆半径之间的一个恒等 式.福建中学数学.2005.6. 24

∴切线的斜率为 k=−bcosθ/(asinθ),

bsinθbsinθ

kMF1=,kMF2=.

acosθ+cacosθ−c

bb

,tanϕ2=, ∴tanϕ1=

csinθcsinθ

∴ϕ1=ϕ2,M点处的切线平分△F1MF2的外角.

推论 M点的法线平分∠F1MF2. 性质3 F1,F2是椭圆的两个焦点,A1,A2

是长轴的两个端点, 过椭圆上异于A1,A2 的任一点的切线,过

F1,F

2垂足分别是B、C,

则B、C在以A1,A2 为直径的圆上.

证明 设F1,F2关于切线的对称点为F1', F2

'

由性质2,可知,F1,M,F2′及F1′,M,F2共线,

二次曲线一个猜想结论的推广

福建漳州一中 林新建

文[1]给出了二次曲线的如下猜想: 已知点P(x0,y0)不在二次曲线Γ:Ax2+ Cy2+Dx+Ey+F=0上,过P作倾斜角互补

的两条直线分别交Γ于S,M和T,N,则直线MN与ST的倾斜角也互补.

文[2]给出了上述猜想的证明,并把结论修正为:“直线MN与ST的倾斜角也互补或倾斜角都为0°”.

上述结论可简单概括为:若kPM+kPN= 0,则kMN+kST=0,本文将此结论推广到更一般的情形.

定理 已知点P不在二次曲线Γ:Ax2+ Cy2+Dx+Ey+F=0(*)上,过P作二直线分别交Γ于S、M和T、N.

(1) 直线PM与PN的斜率之和为定值的充要条件是直线MN与ST的斜率之和也为定值;

(2) 直线PM与PN的斜率之积为定值的充要条件是直线MN与ST的斜率之积也为定值.

证明 设P点的坐标为(x0,yo),PM,PN的

∴F1F2′=F2F1′=2a,∴OC=OB=a, ∴B、C 在以A1,A2为直径的圆上.

性质4 PA、PB为椭圆的两切线,切点为A、B,则PF1平分∠AF1B.

证明 F1关于PA对称点为F1′,由性质2,知

F1′,A,F2共线, F2关于PB对称

点为F2',由性质

2,知F1,B,F2'共

线. ∵PF1′=PF1,PF2又F2F1'=2a=F1F2', ∴△PF1F2'≌△PF1'F2, ∴∠PF1'A=∠PF1B, 又∵△PAF1'≌△PAF1,

∴∠PF1'A=∠AF1P,∴∠AF1P=∠PF1B, 即PF1平分∠AF1B.

斜率分别为k,k',则PM,PN的方程分别为:

y−y0=k(x−x0),y−y0=k'(x−x0). 又设直线MN,ST的方程分别为, mx+ny+p=0,qx+ry+s=0.

由文[2]中引理,得到过S,M,N,T四点的二次曲线系方程为:

[y−y0−k(x−x0)][y−y0−k'(x−x0)]+ λ(mx+ny+p)(qx+ry+s)=0.整理,得:

(kk'+λmq)x2+(1+λnr)y2−

(k+k'−λmr−λnq)xy−

(2kk'x0−ky0−k'y0−λms−λpq)x+

2

(kx0+k'x0−2y0+λns−λpr)y+kk'x0 2

−(k+k')x0y0+y0+λps=0. 与(*)比较相同项系数,得:

参考文献

[1]杨昌龙,熊光汉.双曲线的几个有趣性质.中学数学 月刊.2005.10.

25

证明 ∵在锐角△ABC中有tanA>0, tanB>0,tanC>0且tanAtanB

tanC≥abc2RsinA∴++=∑

RARBRCRcosA

椭圆切线的几个性质

福建长乐七中 谢星恩 黄玉惠 林世中

=2∑tanA=2tanAtanBtanC≥2⋅

abc++≥ RARBRC

当且仅当△ABC为正三角形时取等号.

10r2r2

−2 推论3 RR

rfrrr

≤d+e+≤2(1+)2, (4) RARBRCR其中,rd,re,rf依次为△DEF的旁切圆半径(当且仅当△ABC为正三角形时取等号).

∆cotA

等,及证明由文(2)知rd=

R

Gerretsen不等

2222

式:16Rr−5r≤s≤4R+4Rr+3r,得

rfrdre∆cotA∆

++=∑2=2∑cscA RARBRCRcosAR

∆s2+4Rr+r2s2+4Rr+r2=2⋅=. R2∆2R2s2+4Rr+r2∵

2R2

16Rr−5r2+4R2+r210r2r2≥=−2,

RR2R2

又∵(s2+4Rr+r2)/(2R2)

≤(4R2+4Rr+3r2+4Rr+r2)/(2R2)

r

=2(1+)2,

R

rfrr10r2r2rd

故−2≤+e+≤2(1+)2,

RRRARBRcR

性质1 设F为椭圆的一个焦点,其相应的准线为l,过椭圆上的一点M的切线交准线l于P,则PF⊥MF.

x2y2

证明 过椭圆2+2=1(a>b

>0)上点

M(acos

x

a则Pbsinθc−acosθ

,kFP=, ∴kMF=

acosθ−cbsinθ

∴kMF⋅kFP=−1,∴PF⊥MF. 性质1' 设F为抛物线y2=2px(p>0)的焦点,过抛物线上任一点(非顶点(0,0)M的切线交准线l于P,则PF⊥MF.

证明 设抛物线上一点M(t2/(2p),t)(非顶点(0,0)),则

过M的切线为: t2

ty=p(x+2ppt2−p2

)∴P(−,

22t2ptt2−p2

,kFP=∴kMF=2, 2

−2ptt−p

∴kMF⋅kFP=−1,∴PF⊥MF. 性质2 F1,F2是椭圆的两个焦点,若M是椭圆上异于长轴两端点的任一点,则M点的切线平分△F1MF2的外角.

x2y2

证明 设椭圆的方程为+=1(a>b

>0),过椭圆上一点M(absinθ)的切线为:

xycosθ+sinθ=1ab

当且仅当△ABC为正三角形时取等号.

参考文献

[1]李耀文.关于垂足三角形的一个恒等式.中学数学. 2004.6.

[2]高庆计.垂足三角形旁切圆半径之间的一个恒等 式.福建中学数学.2005.6. 24

∴切线的斜率为 k=−bcosθ/(asinθ),

bsinθbsinθ

kMF1=,kMF2=.

acosθ+cacosθ−c

bb

,tanϕ2=, ∴tanϕ1=

csinθcsinθ

∴ϕ1=ϕ2,M点处的切线平分△F1MF2的外角.

推论 M点的法线平分∠F1MF2. 性质3 F1,F2是椭圆的两个焦点,A1,A2

是长轴的两个端点, 过椭圆上异于A1,A2 的任一点的切线,过

F1,F

2垂足分别是B、C,

则B、C在以A1,A2 为直径的圆上.

证明 设F1,F2关于切线的对称点为F1', F2

'

由性质2,可知,F1,M,F2′及F1′,M,F2共线,

二次曲线一个猜想结论的推广

福建漳州一中 林新建

文[1]给出了二次曲线的如下猜想: 已知点P(x0,y0)不在二次曲线Γ:Ax2+ Cy2+Dx+Ey+F=0上,过P作倾斜角互补

的两条直线分别交Γ于S,M和T,N,则直线MN与ST的倾斜角也互补.

文[2]给出了上述猜想的证明,并把结论修正为:“直线MN与ST的倾斜角也互补或倾斜角都为0°”.

上述结论可简单概括为:若kPM+kPN= 0,则kMN+kST=0,本文将此结论推广到更一般的情形.

定理 已知点P不在二次曲线Γ:Ax2+ Cy2+Dx+Ey+F=0(*)上,过P作二直线分别交Γ于S、M和T、N.

(1) 直线PM与PN的斜率之和为定值的充要条件是直线MN与ST的斜率之和也为定值;

(2) 直线PM与PN的斜率之积为定值的充要条件是直线MN与ST的斜率之积也为定值.

证明 设P点的坐标为(x0,yo),PM,PN的

∴F1F2′=F2F1′=2a,∴OC=OB=a, ∴B、C 在以A1,A2为直径的圆上.

性质4 PA、PB为椭圆的两切线,切点为A、B,则PF1平分∠AF1B.

证明 F1关于PA对称点为F1′,由性质2,知

F1′,A,F2共线, F2关于PB对称

点为F2',由性质

2,知F1,B,F2'共

线. ∵PF1′=PF1,PF2又F2F1'=2a=F1F2', ∴△PF1F2'≌△PF1'F2, ∴∠PF1'A=∠PF1B, 又∵△PAF1'≌△PAF1,

∴∠PF1'A=∠AF1P,∴∠AF1P=∠PF1B, 即PF1平分∠AF1B.

斜率分别为k,k',则PM,PN的方程分别为:

y−y0=k(x−x0),y−y0=k'(x−x0). 又设直线MN,ST的方程分别为, mx+ny+p=0,qx+ry+s=0.

由文[2]中引理,得到过S,M,N,T四点的二次曲线系方程为:

[y−y0−k(x−x0)][y−y0−k'(x−x0)]+ λ(mx+ny+p)(qx+ry+s)=0.整理,得:

(kk'+λmq)x2+(1+λnr)y2−

(k+k'−λmr−λnq)xy−

(2kk'x0−ky0−k'y0−λms−λpq)x+

2

(kx0+k'x0−2y0+λns−λpr)y+kk'x0 2

−(k+k')x0y0+y0+λps=0. 与(*)比较相同项系数,得:

参考文献

[1]杨昌龙,熊光汉.双曲线的几个有趣性质.中学数学 月刊.2005.10.

25


相关内容

  • 圆锥曲线光学性质几何证明法
  • 利用反证法证明圆锥曲线的 光学性质 迤山中学 数学组 贾浩 2014.1.1 利用反证法证明圆锥曲线的光学性质 反证法又称归谬法,是高中数学证明中常用的一种方法.利用反证法证明问题的思路为:首先在原命题的条件下,假设结论的反面成立,然后推理出明显矛盾的结果,从而说明假设不成立,则原命题得证. 在光的 ...

  • 圆锥曲线经典性质总结及证明
  • Gandongle 椭圆双曲线的经典结论 一.椭 圆 1. 点P处的切线PT平分△PF1F2在点P处的外角.(椭圆的光学性质) 2. PT平分△PF1F2在点P处的外角,则焦点在直线PT上的射影H点的轨迹是以长轴为直径 的圆,除去长轴的两个端点.(中位线) 3. 以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相 ...

  • 高中所有的数学公式
  • (一)椭圆周长计算公式 椭圆周长公式:L=2πb+4(a-b) 椭圆周长定理:椭圆的周长等于该椭圆短半轴长为半径的圆周长(2πb)加上四倍的该椭圆长半轴长(a)与短半轴长(b)的差. (二)椭圆面积计算公式 椭圆面积公式: S=πab 椭圆面积定理:椭圆的面积等于圆周率(π)乘该椭圆长半轴长(a)与 ...

  • 解析几何中的切线问题
  • 解析几何中的切线问题 解决这类问题的通常做法是用两个待定系数表示出切线的方程, 再通过与圆锥曲线的方程联立得到一个一元二次方程以及判别式等于零这一条件得到两个待定系数的关系.最后通过其他条件达到解题的目的.对于圆的切线问题,可以通过圆心到切线的距离等于半径这一条件来求解.对于有多条切线的问题,我们还 ...

  • 高考数学基础知识全面总结之圆锥曲线方程
  • 高中数学第八章-圆锥曲线方程 考试内容: 椭圆及其标准方程.椭圆的简单几何性质.椭圆的参数方程. 双曲线及其标准方程.双曲线的简单几何性质. 抛物线及其标准方程.抛物线的简单几何性质. 考试要求: (1)掌握椭圆的定义.标准方程和椭圆的简单几何性质,了解椭圆的参数方程. (2)掌握双曲线的定义.标准 ...

  • 圆锥曲线的经典结论
  • 有关解析几何的经典结论 一.椭 圆 P处的外角. (椭圆的光学性质) 1. 点P处的切线PT平分PF1F2在点 P处的外角,则焦点在直线PT上的射影H点的轨迹是以长轴为直径的圆,2. PT平分PF1F2在点 除去长轴的两个端点. (中位线) 3. 以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相离. (第二 ...

  • 高中数学公式经典收藏(大全)
  • 抛物线:y = ax *+ bx + c 就是y等于ax 的平方加上 bx再加上 c a > 0时开口向上 a c = 0时抛物线经过原点 b = 0时抛物线对称轴为y轴 还有顶点式y = a(x+h)* + k 就是y等于a乘以(x+h)的平方+k -h是顶点坐标的x k是顶点坐标的y 一般 ...

  • 高中数学定理证明
  • 数学公式 抛物线:y = ax *+ bx + c 就是y等于ax 的平方加上 bx再加上 c a > 0时开口向上 a < 0时开口向下 c = 0时抛物线经过原点 b = 0时抛物线对称轴为y轴 还有顶点式y = a(x+h)* + k 就是y等于a乘以(x+h)的平方+k -h是顶 ...

  • 高中数学证明公式
  • 数学公式 抛物线:y = ax *+ bx + c 就是y等于ax 的平方加上 bx再加上 c a > 0时开口向上 a < 0时开口向下 c = 0时抛物线经过原点 b = 0时抛物线对称轴为y轴 还有顶点式y = a(x+h)* + k 就是y等于a乘以(x+h)的平方+k -h是顶 ...