文[1]给出了圆锥曲线定点弦的一个有趣性质及一个推论.本文拟给出圆锥曲线切点弦的一个类似的有趣性质及一个推论.
定理1:已知椭圆x2a2+y2b�2=1及定直线l:x=a2n (n≠0, n≠±a),过定直线上任一点P作椭圆的两切线PA、PB,切点分别为A、B,则弦AB过定点N(n,0),且直线AB与NP的斜率之积为定值b�2n�2-a2.
图1证明:如图1,设A(x�1,y�1),B(x�2,y�2),P(x�0,y�0),其中x�0=a2n,
因切线PA、PB所在直线方程分别为
而P(x�0,y�0)为它们的交点,
故x�1x�0a2+y�1y�0b�2=1, x�2x�0a2+y�2y�0b�2=1,
从而切点弦AB所在直线方程为xx�0a2+yy�0b�2=1,它与x轴交点横坐标为x�N=a2x�0=n,
故弦AB过定点N(n,0),又由x�1x�0a2+y�1y�0b�2=1,x�2x�0a2+y�2y�0b�2=1,两式联立解得:
若设直线AB的斜率为k,则直线AB的方程为y=k(x-n),
从而 y�1x�2-y�2x�1=k(x�1-n)x�2-k(x�2-n)x�1=kn(x�1-x�2),故 y�0=b�2(x�2-x�1)y�1x�2-x
定理2:已知双曲线x2a2-y2b�2=1及定直线
l:x=a2n (n≠0, n≠±a),过定直线上任一点作双曲线的两切线PA、PB,切点分别为A、B,则弦AB过定点N(n,0),且直线AB与NP的斜率之积为定值b�2a2-n�2.
(证明过程与定理1的证明相仿,从略)
定理3:已知抛物线y2=2px (p>0)及定直线l:x=-n (n>0),过定直线上任一点P作抛物线的两切线PA、PB,切点分别为A、B,则弦AB过定点N(n,0),且直线AB与NP的斜率之积为定值-P2n.
(其证明过程与定理1相仿,从略)
特别地:在上述三个定理中,当定直线l为曲线的准线时,N为圆锥曲线的焦点,且有k��AB�・k��NP�=-1,于是NP⊥AB,故得如下推论:
推论:F为圆锥曲线的焦点,l为与其相对应的准线,过准线上任一点P作曲线的两切线PA、PB,切点分别为A、B,则AB⊥PF.
参考文献
胡芳举.圆锥曲线定点弦的一个奇妙定值.中学数学教学参考,2006(9)
注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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文[1]给出了圆锥曲线定点弦的一个有趣性质及一个推论.本文拟给出圆锥曲线切点弦的一个类似的有趣性质及一个推论.
定理1:已知椭圆x2a2+y2b�2=1及定直线l:x=a2n (n≠0, n≠±a),过定直线上任一点P作椭圆的两切线PA、PB,切点分别为A、B,则弦AB过定点N(n,0),且直线AB与NP的斜率之积为定值b�2n�2-a2.
图1证明:如图1,设A(x�1,y�1),B(x�2,y�2),P(x�0,y�0),其中x�0=a2n,
因切线PA、PB所在直线方程分别为
而P(x�0,y�0)为它们的交点,
故x�1x�0a2+y�1y�0b�2=1, x�2x�0a2+y�2y�0b�2=1,
从而切点弦AB所在直线方程为xx�0a2+yy�0b�2=1,它与x轴交点横坐标为x�N=a2x�0=n,
故弦AB过定点N(n,0),又由x�1x�0a2+y�1y�0b�2=1,x�2x�0a2+y�2y�0b�2=1,两式联立解得:
若设直线AB的斜率为k,则直线AB的方程为y=k(x-n),
从而 y�1x�2-y�2x�1=k(x�1-n)x�2-k(x�2-n)x�1=kn(x�1-x�2),故 y�0=b�2(x�2-x�1)y�1x�2-x
定理2:已知双曲线x2a2-y2b�2=1及定直线
l:x=a2n (n≠0, n≠±a),过定直线上任一点作双曲线的两切线PA、PB,切点分别为A、B,则弦AB过定点N(n,0),且直线AB与NP的斜率之积为定值b�2a2-n�2.
(证明过程与定理1的证明相仿,从略)
定理3:已知抛物线y2=2px (p>0)及定直线l:x=-n (n>0),过定直线上任一点P作抛物线的两切线PA、PB,切点分别为A、B,则弦AB过定点N(n,0),且直线AB与NP的斜率之积为定值-P2n.
(其证明过程与定理1相仿,从略)
特别地:在上述三个定理中,当定直线l为曲线的准线时,N为圆锥曲线的焦点,且有k��AB�・k��NP�=-1,于是NP⊥AB,故得如下推论:
推论:F为圆锥曲线的焦点,l为与其相对应的准线,过准线上任一点P作曲线的两切线PA、PB,切点分别为A、B,则AB⊥PF.
参考文献
胡芳举.圆锥曲线定点弦的一个奇妙定值.中学数学教学参考,2006(9)
注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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