新疆大學(xué)附屬中學(xué) 常曉兵
圓錐曲線上的一個(gè)性質(zhì)的探究
新疆大學(xué)附屬中學(xué) 常曉兵
在高中選修 2-1 第二章 2.2.1《橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程》中,有這樣一道例題:如圖 1,設(shè)點(diǎn) A、B 的坐標(biāo)分別為(-5,0),(5,0)。直線PA,PB相交于點(diǎn)P,且它們的斜率之積是求點(diǎn)P的軌跡方程。
圖1
圖2
探究二:如果我們將左右兩個(gè)端點(diǎn)換成上下兩個(gè)端點(diǎn),上述探究結(jié)論是否成立?
在探究一中將 A(-a,0),B(a,0)兩點(diǎn)換成 C(0,-b),D(0,b)。P(x,y)為橢圓上異于 C,D 兩點(diǎn)的任意一點(diǎn)(如圖 3),試證
通過探究,當(dāng)左、右端點(diǎn)換成上、下端點(diǎn)時(shí),結(jié)論仍然成立。
探究三:從探究一和二中可以看出 A,B兩點(diǎn)和C,D兩點(diǎn)分別是橢圓在x軸與y軸上的端點(diǎn)。
圖3
A,B 關(guān) 于 中 心 對(duì) 稱,C,D 關(guān) 于 中心 對(duì) 稱。 猜 測(cè) 若取 兩 個(gè) 點(diǎn)是橢圓上任意直徑的兩個(gè)端點(diǎn)(如圖4)。證明
將⑥⑦代入⑤中,得:可知結(jié)論成立。
探究四:由于該結(jié)論在橢圓中驗(yàn)證成立,那么在雙曲線中該結(jié)論是否也成立呢?于是,我們繼續(xù)探究。
圖4
圖5
由雙曲線方程知:
通過以上探究,可知對(duì)于橢圓、雙曲線都符合這個(gè)結(jié)論,對(duì)于圓是否也成立呢?
如圖 6,設(shè)過圓 O 圓心的直線交圓于 P1、P2兩點(diǎn),顯然即可以歸納為:平面內(nèi)與兩定點(diǎn)的連線的斜率的乘積為定值的點(diǎn)的軌跡可以是:圓、橢圓、雙曲線。
圖6