高中圆锥曲线二级结论
椭圆上任意一点处有两条切线,如果这两条切线互相垂直,那么这两条切线一定分别是椭圆的长
轴和短轴方向。
证明如下:
设椭圆的标准方程为 $\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$,设椭圆上某一点为 $(x_0,y_0)$,则该点处的切线方程为
$\frac{x_0}{a^2}x+\frac{y_0}{b^2}y=1$
对该方程求导得到斜率为 $-\frac{x_0}{a^2}\p \frac{y_0}{b^2}=-\frac{b^2x_0}{a^2y_0}$,因此该切线的斜率与 $y$ 轴正方向的夹角为 $\theta_1=\arctan (-\frac{b^2x_0}{a^2y_0})$。
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p>另一条切线过点 $(x_0,y_0)$,与该切线垂直,设该切线方程为 $y-y_0=k(x-x_0)$,将该方程代入椭圆方程得到
$\frac{(x-x_0)^2}{a^2}+\frac{k^2(x-x_0)^2}{b^2}=1$
移项并整理得到
$(b^2-k^2a^2)x^2-2k^2a^2x+(k^2b^2-a^2)=0$
因为该方程有两个根,所以判别式 $4k^4a^4-4(b^2-k^2a^2)(k^2b^2-a^2)\geq 0$,即 $k^4a^4+b^4k^2-a^2b^2k^2 \leq 0$。
解得 $-b^2
\leq k^2a^2 \leq -\frac{a^2}{b^2}$,而椭圆的长轴和短轴分别为 $2a$ 和 $2b$,因此 $-\frac{a}{b} \leq k \leq \frac{b}{a}$。
因为 $\tan(\theta_1+ \theta_2)=\frac{\tan \theta_1+\tan \theta_2}{1-\tan\theta_1\tan\theta_2}$,所以 $\tan \theta_2=-\frac{1}{\tan \theta_1}$,即 $\tan \theta_2=\frac{a^2 y_0}{b^2 x_0}$。
因为 $
\theta_2$ 是 $y$ 轴正方向的夹角,所以 $\theta_2=\arctan \frac{a^2 y_0}{b^2 x_0}$。
因为 $\tan (\theta_1 + \theta_2) = \frac{\tan \theta_1+\tan \theta_2}{1-\tan\theta_1\tan\theta_2}$,所以 $\tan (\theta_1 + \theta_2) = \frac{-b^2x_0}{a^2y_0}$。
因为 $\theta_1+\theta_2$ 是 $x$ 轴正方向的夹角,所以 $\theta_1+\theta_2=\ar
ctan(-\frac{b^2x_0}{a^2y_0})$。
因此,两条互相垂直的切线分别与 $x$ 轴正方向和 $y$ 轴正方向的夹角分别为 $\theta_1$ 和 $\theta_1+\theta_2$,由上述推导可知,这两条切线分别与椭圆的短轴和长轴方向重合,因此结论成立。
圆锥曲线常用结论
曲线八大神级结论:
1、当平面与二次锥面的母线平行,且不过圆锥顶点,结果为抛物线。
2、当平面与二次锥面的母线平行,且过圆锥顶点,结果退化为一条直线。
3、当平
面只与二次锥面一侧相交,且不过圆锥顶点,结果为椭圆。
4、当平面只与二次锥面一侧相交,且不过圆锥顶点,并与圆锥的对称轴垂直,结果为圆。
5、当平面与二次锥面两侧都相交,且不过圆锥顶点,结果为双曲线(每一支为此二次锥面中的一个圆锥面与平面的交线。
圆锥曲线的146个二级结论总结
结论汇总:
⒈若一个圆c1内含于另一个圆c2,则与大圆内切与小圆外切的圆的圆心的轨迹为一
椭圆,两圆的圆心为焦点,其长轴长为两圆半径之和;
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⒉在一个圆内有一点,则过该点且与已知圆相切的圆的圆心的点的轨迹为一椭圆,且其长轴长为已知圆的半径。
⒊过两点的两条直线的斜率之积为一负常数m的点的轨迹为一椭圆(两点除外)。
4.两个同心圆较大圆上任一点与圆心的连线与小圆交于一点,从大圆上该点作x轴的垂线,则过小圆交点向该垂线作垂线,其垂足的点的轨迹为椭圆。
高中抛物线二级结论
二次抛物线的拐点和转折点是它的顶点。所以二次函数的顶点坐标非常重要,在每一次考试的时候,我们都要把顶
点坐标求出来,好分析问题,然后解决问题。
椭圆的13个经典结论
与椭圆一样,双曲线的焦点三角形有很多结论,是解题的重要工具,比较常用的有:
(1)设顶角为α,则面积为b^2cot(α/2)。
(2)若顶点P在右支,则两个焦点半径分别为ex±a。
(3)焦点三角形内切圆圆心的横坐标是定值±a(看顶点P在左支还是右支)。