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圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理),直线L设抛物线C原定理内容:原定理内容并不适合常见的模型,因此在这里另外给出一套。一、抛物线情形

圆锥曲线硬解定理,又称CGY-EH定理(The CGY Ellipse & Hyperbola Theorem)或JZQ-EH定理(The JZQ Ellipse & Hyperbola Theorem),其是一套求解椭圆(或双曲线)与直线相交时,联立方程求判别式、韦达定理与相交弦长的简便算法,常应用于解析几何。

我另外整理,亲自算了一遍,并把结果写在下面,希望方便大家浏览。

由于大部分是自己算的,可能会出现错误,如果有误欢迎指出!

但是应该特别注意的是,定理并不能直接用于实际,可以把计算的过程,也就是下面推导的过程写出来。

原定理内容:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(1)

原定理内容并不适合常见的模型,因此在这里另外给出一套。

一、抛物线情形

设抛物线C

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(2)

,直线L

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(3)

,联立得:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(4)

,由韦达定理:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(5)

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(6)

抛物线的计算量较小,通常选择消去一次项。

其他情形的抛物线可以类比,在这里不再列出。

二、椭圆情形

(1)设椭圆 C:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(7)

,直线 l:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(8)

,将椭圆方程变形为:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(9)

,与直线联立:

由韦达定理:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(10)

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(11)

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(12)

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(13)

,则:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(14)

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(15)

(2)设椭圆 C:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(16)

,直线 l:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(17)

,将椭圆方程变形为:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(18)

,与直线联立:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(19)

由韦达定理:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(20)

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(21)

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(22)

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(23)

,则:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(24)

交换上式中的 a b 可以得到焦点在 y 轴上的椭圆:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(25)

,其中

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(26)

三、双曲线情形

设双曲线 C:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(27)

,直线 l:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(28)

,将椭圆方程变形为:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(29)

,与直线联立:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(30)

由韦达定理:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(31)

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(32)

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(33)

,则:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(34)

用-b^2 代替 a^2 , -a^2 代替 b^2 可以得到焦点在 y 轴上的双曲线:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(35)

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(36)

,其中

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(37)

四、总结

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(38)

特别指出,直线也可能设为

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(39)

焦点在 x 轴上的椭圆:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(40)

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(41)

,其中

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(42)

焦点在 y 轴上的椭圆:

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(43)

,其中

圆锥曲线轨迹方程推导(圆锥曲线-硬解定理)(44)

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