更新時間:2025-10-24 20:14:48作者:佚名
針對圓錐曲線,這里特指橢圓、雙曲線、拋物線,從其定義以及標(biāo)準(zhǔn)方程著手,怎樣去進行推導(dǎo)跟焦點相關(guān)的焦半徑公式,還有焦點弦長公式以及其相關(guān)的結(jié)論,然后進一步去加以應(yīng)用。
本文不作特別說明,橢圓、雙曲線、拋物線都是針對焦點在
軸上標(biāo)準(zhǔn)方程(其中拋物線考慮標(biāo)準(zhǔn)方程
分別為橢圓或雙曲線的左、右焦點,
是拋物線的焦點,
它是對應(yīng)那個圓錐曲線上的一點,全部的公式推導(dǎo)都拿橢圓方程當(dāng)例子,并且優(yōu)先去考慮左焦點對應(yīng)的那些相關(guān)公式,雙曲線能夠完全依照橢圓的推導(dǎo)過程得出,特殊情形會另外給出說明。
焦半徑指的是圓錐曲線上任意一點跟焦點的連線段,對于橢圓上的任意一點而言,都對應(yīng)著兩條焦半徑,對于雙曲線上的任意一點來說,同樣對應(yīng)兩條焦半徑,對于拋物線上的任意一點來講,焦半徑是唯一存在的。
是橢圓上任意一點,則有
從而焦半徑
,所以
其中e為橢圓的離心率.
實際上,于橢圓定義推導(dǎo)橢圓方程進程里,已然出現(xiàn)此式子,進行設(shè)定
滿足
分子有理化得
于是有
(1)(2)兩式相加得
升量慧,363e元,有4aad,西途ca5c,科智公,東軟技件,優(yōu)廣e98b6d3b,點學(xué)量司,限e228,網(wǎng)。
即為橢圓上一點
到橢圓左焦點的距離.
于是我們得到橢圓的焦半徑公式(I):
同理有雙曲線的焦半徑公式(I):
當(dāng)點處于雙曲線的不一樣的支上時,絕對值當(dāng)中式子的正或者負,大家能夠自行去討論.
拋物線的焦半徑公式可以直接由拋物線的定義得到,即
例1 橢圓
的右焦點為F,直線
與x軸相交的點是A,于橢圓之上存在著點P,此點P能使得線段AP的垂直平分線經(jīng)過點F,那么橢圓離心率的取值范圍是____.
正確答案是
解 設(shè)
,則有
,即
解得
又因為
,所以有
兩邊同除a可解得
根據(jù)橢圓的焦半徑公式(I)可知,要是知道橢圓上一點的橫坐標(biāo),那么就能夠很輕易地求出橢圓的焦半徑長,然而有的時候,我們所知曉的并非橫坐標(biāo)的值,而是焦半徑跟x軸形成的角度,此時我們能夠依據(jù)上面的焦半徑公式(I)著手去推導(dǎo)由焦半徑與x軸正半軸所成的角。
對應(yīng)的焦半徑公式.
設(shè)PF與x軸正半軸形成的角度為
,則有
整理得
,于是有
學(xué)司于心量,方心優(yōu)慧,363e有,4aad西,ade0限,e228學(xué),4d65軟,97c3科,智件b8a0,東升量廣,e98b6d3b點,公ee93途,ca5c元技網(wǎng)
解得
同理可以推得右焦點對應(yīng)的焦半徑公式
其中,
是焦半徑
與x軸正半軸形成的角,要注意,同一個點,該點與左焦點連線形成的焦半徑,和該點與右焦點連線形成的焦半徑,這兩條焦半徑與x軸正半軸所成的角并非同一個角,這是和焦半徑公式(I)差異明顯不同的地方,如圖:
于是我們得到橢圓的焦半徑公式(II):
其中
為焦半徑
與x軸正半軸所成的角.
對于雙曲線而言,能與橢圓類似得出雙曲線的焦半徑公式(II),要明白,當(dāng)雙曲線上的點處于雙曲線不同支時,焦半徑公式(I)里絕對值的正負情況不一樣需分別討論,雙曲線的焦半徑公式(II)為:
當(dāng)P在雙曲線的左支時,有
當(dāng)P在雙曲線的右支時,有
其中
為焦半徑
與x軸正半軸所成的角.
拋物線的焦半徑公式為:
其中
為焦半徑PF與x軸正半軸所成的角.
橢圓的焦半徑公式(II)有兩個常用的推論:
推論1 橢圓的焦點弦長公式:
該序列內(nèi)容混亂無特定邏輯,無法進行條理清晰拆解改寫,建議提供更有意義的句子以便準(zhǔn)確改寫 。但按照要求盡量拆分可為:網(wǎng)學(xué)量心方優(yōu)心科智,fd39方慧,363e件b8a0升量術(shù)技,東公ee93有4aad西ade0827536a01159途ca5c智元司限e228學(xué)4d65廣e98b6d3b點-e462軟97c3 。
其中AB為橢圓的焦點弦,AB的傾斜角為
圓錐曲線的焦點弦,是指過某一個焦點的直線,與該圓錐曲線相交后,所得到的兩個交點之間的線段,當(dāng)這個弦和x軸,也就是橢圓的長軸,或者雙曲線的實軸垂直時,所得到的弦,我們把它稱作通徑,由于焦半徑公式(II)是和角度有關(guān)系的公式,所以我們能夠很容易地從它得出橢圓的焦點弦長公式。
證明 設(shè)AB是過橢圓左焦點F的焦點弦,AB的傾斜角為
,不妨設(shè)A點在x軸上方,如圖:
由焦半徑公式(II)知
于是
這便是橢圓的焦點弦長公式,能夠輕易知曉,針對于經(jīng)過橢圓右焦點的弦而言,此公式同樣是適用的。
事實上,對于雙曲線,同樣有推論1,即雙曲線的焦點弦長公式:
其中AB為雙曲線的焦點弦,AB的傾斜角為
不管A、B兩點處于雙曲線的同一分支之上,還是處于雙曲線的不同分支之上,這個公式都是成立的,只是絕對值里面的式子,其正負情況是有所不同的。
拋物線的焦點弦長公式更為簡單,即
其中AB是拋物線的焦點弦,AB的傾斜角為
例2 橢圓
M為橢圓上不同的點,N為橢圓上不同的點,P為橢圓上不同的點貝語網(wǎng)校,Q為橢圓上不同的點,MN不和x軸垂直,PQ不和x軸垂直,MN分別過某點,PQ分別過某點。
,求證:
為定值.
解 設(shè)PQ的傾斜角為
,則MN的傾斜角為
,則由焦點弦長公式知
所以
-e462,法有,4aad,西ade0827536a01159,網(wǎng)徑科智,fd39,方件b8a0,公ee93811d7961,司學(xué)量心方慧,363eaaf0,升量術(shù)技軟,97c3,廣e98b6d3b,點途ca?c,智493a傾斜角公式,元東優(yōu)心限,e228,學(xué)4d65。
為定值.
推論2,橢圓存在焦點弦,該焦點弦會被焦點進行分割,分割出兩段線段,這兩段線段長度存在調(diào)和平均數(shù),此調(diào)和平均數(shù)是一個固定的值,也就是說,焦半徑的倒數(shù)相加的和是一個固定的值 。
證明 由焦半徑公式(I)知
于是我們知道
的調(diào)和平均數(shù)為定值,即
這個定值就是半通徑長
,由均值不等式易知橢圓的所有焦點弦中,通徑長最短.
備注1,橢圓的焦半徑公式(I),是從橢圓的第一定義,向第二定義過渡的重要橋梁,能夠通過橢圓的焦半徑公式(I),去發(fā)掘橢圓的第二定義,由焦半徑公式(I)可知
設(shè)直線
,稱為橢圓的左準(zhǔn)線,記點P到
的距離為d,則有
在所給定的橢圓當(dāng)中,存在這樣一個情況,即對于橢圓上的任意一點而言,將該點到橢圓左焦點的距離,與該點到左準(zhǔn)線的距離相比,其結(jié)果會是一個固定不變的值,而這個固定不變的值,就是橢圓的離心率e。同樣的道理,也存在橢圓的右準(zhǔn)線
于是有,橢圓之上任意一點,到橢圓焦點的距離傾斜角公式,與其到對應(yīng)準(zhǔn)線的距離,兩者比值為定值e,對于雙曲線而言有類似結(jié)論,雙曲線的準(zhǔn)線方程為
雙曲線上存在任意一點,該點到焦點的距離,與該點到對應(yīng)準(zhǔn)線的距離,二者的比,是一個定值e,而這個定值e,就是雙曲線的離心率。
同時,平面上到定點F與到定直線
(其中
到兩個定點的距離比為定值e,其中e大于0,其軌跡為橢圓、雙曲線或拋物線,這取決于e的大小,當(dāng)0小于e小于1時為橢圓,當(dāng)e等于1時為拋物線,當(dāng)e大于1時為雙曲線 。
有圓錐曲線統(tǒng)一定義了,平面上,存在一個定點,還有一條定直線,定點不在定直線上,到定點的距與到定直線的距之比是定值e,這樣點軌跡是圓錐曲線,e等于1時,此定義是拋物線定義,當(dāng)e范圍處于
上時,對應(yīng)的定義被稱為橢圓與雙曲線的第二定義.
備注2,由橢圓的焦半徑公式(II),能夠很輕易地得出橢圓的極坐標(biāo)方程,
找到橢圓的一個焦點,將其設(shè)為極點,把x軸正半軸方向確定為極軸方向,在此基礎(chǔ)上建立極坐標(biāo)系。
很難理解你提供的這段內(nèi)容具體含義,無法按照要求準(zhǔn)確改寫。你可以檢查一下內(nèi)容是否準(zhǔn)確清晰后再讓我進行改寫 。
則橢圓上任意一點P的坐標(biāo)
滿足:
這便是橢圓的極坐標(biāo)方程,留意要是以橢圓的右焦點當(dāng)作極點,將x軸正方向作為極軸來構(gòu)建極坐標(biāo)系,所獲取的極坐標(biāo)方程成為