圆锥曲线切点弦的一个有趣性质

  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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