安徽省合肥市第一中學 (230601) 偰永鋒
圓錐曲線作為高中數(shù)學里非常重要的一個內(nèi)容,有很多優(yōu)美的性質(zhì).很多圓錐曲線試題,往往背后都蘊含著圓錐曲線一般性質(zhì).高考也往往從這些性質(zhì)出發(fā)設計出優(yōu)質(zhì)的試題,這就要求我們不僅要教會學生解題,還要加強對問題背后原理的探究.
筆者在高三一輪復習教學圓錐曲線時,遇到一個蘊含了美妙的圓錐曲線切線性質(zhì)的題目.
圖1
題目如圖1,已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點為F,準線為l,過l上一點P作拋物線C的兩條切線,切點分別為A、B,若|PA|=3,
|PB|=4,則|PF|=.
記A(x1,y1),B(x2,y2),則y1+y2=2pt,y1y2=-2pn.又切線PA:y1y=p(x1+x),PB:y2y=p(x2+x).
通過上述解題過程顯然可以得到拋物線的切線有如下的性質(zhì):
性質(zhì)1 過拋物線y2=2px的準線l上任意一點P作拋物線的切線PA、PB,切點分別為A、B,則切點弦AB恒過焦點F,且有PA⊥PB,PF⊥AB.
上述結論的逆命題也成立.
性質(zhì)2 過拋物線y2=2px的任意一條焦點弦AB的兩個端點分別作拋物線的切線PA、PB,則兩條切線的交點P在準線上,且有PA⊥PB,PF⊥AB.
這兩條性質(zhì)可以作出進一步推廣.通過探究發(fā)現(xiàn):改變弦AB所過定點M的位置,兩條切線PA與PB不一定垂直,但它們的交點P還在定直線上.PM與AB也不一定垂直,但當AB斜率存在時,kPM·kAB為定值.
證明過程與上述問題解決過程類似,此處從略.
這個性質(zhì)在橢圓和雙曲線中還成立嗎?經(jīng)過探究發(fā)現(xiàn)仍然成立.于是,在橢圓中有
類似地,在雙曲線中有
橢圓和雙曲線中的性質(zhì)及推廣證明過程類似,下面證明推廣3,其余從略.