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        對(duì)圓錐曲線定點(diǎn)弦三個(gè)性質(zhì)的推廣

        2013-07-25 07:29:56
        中學(xué)數(shù)學(xué)雜志 2013年6期
        關(guān)鍵詞:共線交點(diǎn)定值

        文[1]中給出圓錐曲線的三個(gè)性質(zhì),整理如下:

        性質(zhì)1:(文[1]性質(zhì)12)與圓錐曲線焦點(diǎn)弦IJ所過焦點(diǎn)同側(cè)的頂點(diǎn)是B,另一頂點(diǎn)是A.焦點(diǎn)弦端點(diǎn)I、J與A連線分別交相應(yīng)準(zhǔn)線于點(diǎn)M、N,則N、B、I三點(diǎn)共線,M、B、J三點(diǎn)共線(拋物線的另一頂點(diǎn)A在無(wú)窮遠(yuǎn)處).

        性質(zhì)3:(文[1]性質(zhì)17)橢圓的焦點(diǎn)弦所在直線被橢圓及短軸直線所分向量比之和為定值;雙曲線的焦點(diǎn)弦所在直線被雙曲線及虛軸直線所分向量比之和為定值;拋物線的焦點(diǎn)弦所在直線被拋物線及頂點(diǎn)處切線所分向量比之和為定值.

        推廣1.2:給定拋物線y2=2px及平行動(dòng)弦EF,設(shè)動(dòng)弦中點(diǎn)軌跡所在直線q(平行于x軸)交拋物線于D點(diǎn),在直線q上取N、M兩點(diǎn)(M在拋物線內(nèi)),使DM=DN,過點(diǎn)N作與EF平行的直線l,過點(diǎn)M任意作直線交拋物線于A、B兩點(diǎn),作直線BC∥q交l于C,則A、D、C共線.

        圖1

        推廣2.2:如圖1,給定y2=2px及平行動(dòng)弦EF,設(shè)動(dòng)弦中點(diǎn)軌跡所在直線q(平行于x軸)交拋物線于D點(diǎn),在直線上q上取M、N兩點(diǎn)(M在拋物線內(nèi))使DM=DN,過點(diǎn)M任意作兩直線分別交橢圓(雙曲線)于A、B;R、S點(diǎn).延長(zhǎng)AR、SB交于點(diǎn)H,則H點(diǎn)軌跡為過點(diǎn)N與EF平行的直線.

        證明:設(shè)E(x1,y1),F(xiàn)(x2,y2),平行動(dòng)弦EF所在直線方程為x=ky+d(k為定值,d為變量),與y2=2px(p>0)聯(lián)立,消去x,得y2-2pky-2pd=0.

        以D點(diǎn)為新坐標(biāo)原點(diǎn),NM所在直線為x′軸,過D點(diǎn)與EF平行的直線為y′軸建立新坐標(biāo)系.

        在新坐標(biāo)系中,設(shè)M(x0,0),N(-x0,0),A(xA,yA),B(xB,yB),

        聯(lián)立①、②得y′2-2p(k2+1)my′-2p(k2+1)x0=0,

        同理可設(shè)直線RS方程為x′=ty′+x0,得

        即證H點(diǎn)軌跡為過點(diǎn)N與EF平行的直線.

        推廣1.1可由推廣2.1導(dǎo)出:推廣1.1中的弦DH、AB是過點(diǎn)M的兩弦,由推廣2.1,HB、AD延長(zhǎng)線的交點(diǎn)在l上,又HB交l于點(diǎn)S,故S、D、A三點(diǎn)共線,同理R、D、B三點(diǎn)共線.

        推廣1.2可由推廣2.2導(dǎo)出:推廣1.2中的弦AB、射線DM是過點(diǎn)M的兩弦(射線與拋物線另一交點(diǎn)在無(wú)窮遠(yuǎn)處),由推廣2.1,AD延長(zhǎng)線與B點(diǎn)和無(wú)窮遠(yuǎn)處連線(過B點(diǎn)平行于q的直線BC)的交點(diǎn)在l上,又BC交l于點(diǎn)C,故A、D、C三點(diǎn)共線.

        推廣2.1的證明與推廣2.2類似,由于篇幅限制,此處略.

        圖2

        聯(lián)立直線HN和直線OQ方程,得其交點(diǎn)

        圖3

        推廣3.2:如圖3,給定拋物線及平行動(dòng)弦EF,動(dòng)弦中點(diǎn)軌跡所在直線q(平行于x軸)交拋物線于D點(diǎn),記過D點(diǎn)平行于動(dòng)弦EF的直線為DQ,過q上任一點(diǎn)K的弦所在直線被拋物線及直線DQ所分向量比之和為定值-1.

        推廣3.2的證明方法與推廣3.1類似,本文不再給出.

        結(jié)論

        1.聞杰.圓錐曲線結(jié)構(gòu)思想與解題策略[M].杭州:浙江大學(xué)出版社,2010.

        2.丁振年.對(duì)圓錐曲線兩個(gè)性質(zhì)的推廣的再推廣[J].昭通師范高等??茖W(xué)校學(xué)報(bào),2003,5:18-20.

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