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过焦点轴上定点相交弦的一个有趣性质
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中学数学研究2004年第9期

+b+c—Aa)+(口+b+c—Ab)+(n+b+c—Ac)]。‘百万‰+i而镐+

瓦万梳]≥9·②

由柯西不等式,②式显然成立,命题获证.

在定理27当中,令叉一』,A斗尘,得到下面

PP

的推论3和推论4.

推论3若口,b,c都是正实数,且(∥一1)

。口"4-加"4-t.zc>0,肛-I-(P一1)b4-肛>0,膨4-

zb4-(∥一1)c>0,则瓦_‰+

不矗b!而b+而b一习=i≥≠一1.∥(口++c)一’p(n++c)一c/3∥一



推论4若n,b,c都是正实数,且(∥一A)

‘口+产6-I-肛>0,/za+(∥一A)b+肛>0,Ha+

加+(p—A)c>0,贝0有

瓦万-it-』b-4-万IAa+五万-I-者b万五Ab+∥(口c)一。产(口+f)一



C\j及再百再而;乡虿i’

。参考文献

[1】罗欲晓.一个不等式的加强.数学通报.2003,5,

s习e噜岛e唏岛岛岛%s寻s彳s寻s每岛岛s彳s年‰‰‰‰嘞‰岛e匀e唏e唏e晦‰嘞%‰%%e晦岛‰‰岛%%≮e啤

过焦点轴上定点相交弦的一个有趣性质

河南质量工程职业学院数理室(467000)孙秀亭李永利

文[11、[21相继给出了圆锥曲线的焦点弦

与定点弦的耐人寻味的性质.我们经过探究,得

到圆锥曲线的过焦点轴上一定点两相交弦颇有

趣味的性质,现抄录于下与君共赏.

定理1如图1,给定圆37,2+了2=r2(r>

0),过定点M(791.,0)(m≠0且Iml
两条相交弦AB、CD,则直线AC与BE)的交点

一2

N的轨迹是直线z=7-.

定理2如图2,给定辑圆享+菩=1(口>

b>O),过定点M(m,0)(m≠0且Iml<口)任

作两条相交弦AB、CD,则直线AC与BD的交

点N的轨迹是直线z:Z.

A厂融

≮O弩廿N一

图1图2

定理3如图3,给定双曲线气一告=l(a

n0

>O,b>O),过定点M(TZZ,0)(优≠O且J优I>

口)任作两条相交弦AB、CD,则直线AC与BD

一2

的交点N的轨迹是直线z=生.

7T/,

定理4如图4,给定抛物线Y2=2缸(P

>0),过定点M(m,0)(m>O)任作两条相交

弦AB、CD,则直线AC与BD的交点N的轨

迹是直线z=一7"1Z.

Ⅵ旎。

/o雨。

B

了。A

N/扩。

为&主

D

图3图4

以上四个定理的证明是类似的,因此只给

出定理2的证明.

证明设过M(优,0)的直线参数方程为

{z2仇+。cOS口’(),则A、B、c、D四点的坐

Ly2tsma.

标可分别设为:

·】3·

万方数据

2004年第9期中学数学研究

A(m+tlOOSOt,tlsina),B(m+t2cosa,

t2sina),C(m+Slcos卢,Slsill卢),D(m+

s2eosfl,szsinfl).

直线AC.y1sin口=嚣笋器(z

—m—tl∞s口),

直线BD.y1:si们=嚣笋篆(z

一优一t2(x)sa),

·.‘直线Ac与肋相交,.·.}≠},即:s1£2

厶,5,

一52tl≠0.

联立以上两个方程,解得(注:可约去因子

sill(a一卢))N点的坐标分别为:

s152(t2一t1)∞s卢+tlt2(51一S2)cOs口z—

slt2一£1s2

+m,

S1S2(t2一t1)sin/?+tlt2(s1一S2)sina

Y—

slt2一tls2



所以(slt2一£1S2)(z一772)=Sls2(t2一‘1)

·∞s卢+tlt2(51一S2)00sa.(1)

(slt2一tlS2)y=SlS2(t2一t1)sin卢+tlt2·

(S1一s2)sina.(2)

将()式代入享+荸21,并整理得:

(62∞孑口十a2sin?口)t2+2b2mCOSat·t+

627722一n2b2=0.

由韦达定理得:

.2bomCosot£1扎22一磊孑i丽,

t。£2=瓦bi2mi2-五a≮2b蕊2,

所以等=再2mo孑osa.

所以2tacosa£1£2=(£l+t2)(口2一优2),(3)

同理2mcos屉1S2=(s1+S2)(口2一优2),(4)

于是,由(1)、(2)、(3)、(4)知:

2m(z—m)(S1£2一tls2)=2msls2(t2一

t1)oⅨ泸+2rotlt2(s1一s2)eosa=(t2一t1)(sl+

S2)(口2一m2)+(s1一s2)(£1+£2)(口2一m2)=

·14·

[(t2一t1)(s1+s2)+(s1一S2)(t1+t2)](a2一

m2)=2(51£2一tls2)(口2—7722).

所以m(x—m)=(口2一m2),即批=

a2.故直线AC与BE)的交点N的轨迹是直线

.2

z=生.定理2得证.

由以上几个定理可知,当定点M在圆锥

曲线的内部时,动点N的轨迹是一条垂直于z

轴的直线;当定点M在圆锥曲线的外部时,动

点N的轨迹仍是一条垂直于z轴的直线,但需

去掉含在圆锥曲线内部的部分,即N点的轨迹

是去掉含在圆锥曲线内部的线段后所剩余的两

条垂直于z轴的射线.

推论1[1]设AB、CD是圆锥曲线过焦点

F的两条动弦,弦端点连线AC、BE)相交于点

N,则动点N的轨迹是圆锥曲线的相应准线.

推论2Ⅲ椭圆§+篆=l(a>6>o)的

过定点M(m,0)(优≠0,且Iml
芷a2一荸21(口>o,6>o)的过定点M(m,o)

(ImI>口)的一条动弦AB的两个端点和其焦

点轴上的两端点的连线的交点N的轨迹是直

线z:建.m

推论3圆z2十Y2=r2(r>0)的过定点

M(优,0)(m≠-0,且lmI
端和z轴上圆的直径的两端点的连线的交点

2

N的轨迹是直线z=r.

推论4【2]抛物线y2=2舡(乡>0)的过定

点(m,0)(m>0)的一条动弦的一个端点和抛

物线顶点的连线与过另一端点且平行于抛物线

对称轴的直线的交点的轨迹是直线X=一m.

注:由于z轴正方向无穷远处可视为抛物

线的另一虚拟顶点,因此动弦的另一端点与抛

物线另一(虚拟)顶点连线可视为与z轴平行

的直线.

本文定理揭示了圆锥曲线过定点M(m,

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中学数学研究2004年第9期

O)的相交弦与垂直于z轴的直线z=生(或z

1f0

.2

=:::或z=一777,)间的关系.特别地,当直线AB

与CD重合时(点A与点C重合,点B与点D

重合),直线AC与BD.退化为圆锥曲线的切

线.因此,可得如下推论.

推论5给定圆z2+y2=r2(r>0),过定

点M(m,0)(m≠0,且l优I
于A、B两点,则过A、B两点的圆的切线交点

2

N的轨迹是直线z=r.

7//,

推论614]给定椭圆≤+篙=1(n>b>

口一D一

0),点M(m,0)(m≠O,且ImI<口)是z轴上

的一定点,或给定双曲线≤一y,22=1(口>o,b>口

D

0),点M(m,0)(ImI>口)是z轴上的一定

点,过M任作直线与椭圆或双曲线相交于A、

B两点,则动弦AB两端点的切线交点的轨迹

是直线z=生.

,,£

推论7【4]给定抛物线y2=2px(p>0),

过定点M(m,0)(m>0)任作直线交抛物线于

A、B两点,则过A、B两点的切线交点的轨迹

是直线z=一m.

推论8[3】AB是过圆锥曲线焦点F的一

条动弦,则两端点A、B处的切线交点N在与

该点F对应的准线z上.

参考文献

[1]廖应春.圆锥曲线焦点弦的一个性质.数学通报.

2003。4.

[2]金美琴.二次曲线的定点弦.数学通报,2003,7.

[3]邱昌银.圆锥曲线的准线切线焦点弦的相关性,

数学通报,2003,11.

[4]李永利,孙秀亭.二次曲线定点弦的一个优美性

质,数学通报,2004,9.

s每e哞s刁毒筇s每e咯s辱e每e噜s彳s每s寻s彳s每s每s耳e晦s寻s寻e≮s每e晦s耳s耳e唏s每e晦e唏s每s耳e晦e≮s每e噜s每e哞e喙e峰s每s牟芒晦s每

各地高考客观压轴题面面观

江苏省苏州I市木渎第二中学(215101)吴建良母建军

纵观2004年全国各地高考的数学客观压

轴题,有的题目出得独具匠心,构思非常巧妙,

令人赏心悦目;有的看似很难,但考得较为灵

活,只要你“脑筋急转弯”,就能巧夺天工.

1.(全国)已知口2+b2=1,b2+c2=2,c2

+口2=2,则口6+&十ca的最小值为().

(A)朽一百1(mI一拈

(c)一告一拈(D)告+拈

分析:利用对称性考虑,由已知条件得c2

=詈,且岔,b对称,因此要使ab+bc+∞最

小,只要口一6,即口=6=雩,c=一譬或口=6

=一譬,c=譬时有最小值吉一招,故选B.

2.(全国卷必+选)设函数,(z)(z∈R)

为奇函数,f(1)=音,f(x+2)=厂(z)+f(2),

则厂(5)等于().

(A)O(B)1(c)昔(D)5

分析:简单的赋值递推,由题意知厂(一1)

=一寺,令z=一1,得f(一1+2)=厂(一1)+

,(2),所以厂(2)=1,令z=1,得厂(3)=普,令

·15·

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(本文系云师堂首藏)