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初探圆锥曲线中的e²-1

 自石湾泿花飞舞 2019-03-28

我们都知道在圆中有非常重要的三个垂直关系:即圆心与弦中点的连线与弦垂直;圆心与切点的连线与切线垂直;直径所对的圆周角是直角。也就是说,如果直线斜率都存在,且不为0的情况下,如图所示,斜率之积等于-1。

初探圆锥曲线中的e²-1

初探圆锥曲线中的e²-1

初探圆锥曲线中的e²-1

我们都知道椭圆的定义是“平面上到两个定点距离之和为定值的点的集合”。换句话说,椭圆有两个“圆心”(当然正式名称为“焦点”)。大家可以想象一下,当两个“圆心”越来越靠近的时候,椭圆就越来越象圆;当两个“圆心”完全重合时,椭圆就变成了圆。也就是说

圆是特殊的椭圆。既然圆中有着这样的性质,不失一般性,那么椭圆中是否也具有这样的性质,今天我们就来研究在椭圆,在圆锥曲线中是否有这样的性质。

我们先来看在椭圆中:如图

初探圆锥曲线中的e²-1

初探圆锥曲线中的e²-1

初探圆锥曲线中的e²-1

初探圆锥曲线中的e²-1

初探圆锥曲线中的e²-1

所以我们得到一个结论:

椭圆的弦与其中点和椭圆中心连线的斜率积为定值。

初探圆锥曲线中的e²-1

于是我们得到第二个结论:

椭圆切线与切点和椭圆中心连线的斜率积为定值。

初探圆锥曲线中的e²-1

初探圆锥曲线中的e²-1

对于第三个问题,我们类比圆中的性质,可以猜测第三个结论:

椭圆上动点对直径端点斜率积为定值。(不妨我们称过椭圆中心的弦为椭圆的直径)

证明如下:

初探圆锥曲线中的e²-1

结论得证。

于是我们得到三个结论:

1、椭圆的弦与其中点和椭圆中心连线的斜率积为定值。

2、椭圆切线与切点和椭圆中心连线的斜率积为定值。

3、椭圆上动点对直径端点斜率积为定值。

初探圆锥曲线中的e²-1

那么,双曲线中呢?

初探圆锥曲线中的e²-1

初探圆锥曲线中的e²-1

初探圆锥曲线中的e²-1

实际上,我们仿照椭圆中的证明。可以得到一下结论:

初探圆锥曲线中的e²-1

初探圆锥曲线中的e²-1

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