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圆锥曲线有关焦点弦的几个公式及应用
湖北省阳新县高级中学 邹生书
如果圆锥曲线的一条弦所在的直线经过焦点,则称此弦为焦点弦。圆锥曲线的焦点弦问题涉及到离心率、直线斜率(或倾斜角)、定比分点(向量)、焦半径和焦点弦长等有关知识。焦点弦是圆锥曲线的“动脉神经”,集数学知识、思想方法和解题策略于一体,倍受命题人青睐,在近几年的高考中频频亮相,题型多为小题且位置靠后属客观题中的压轴题,也有作为大题进行考查的。本文介绍圆锥曲线有关焦点弦问题的几个重要公式及应用,与大家交流。
定理1 已知点
是离心率为的圆锥曲线
的焦点,过点
的弦
与
的焦点所在
的轴的夹角为,且。(1)当焦点内分弦时,有;
(2)当焦点
外分弦时(此时曲线为双曲线),有。
证明 设直线是焦点所对应的准线,点在直线上的射影分别为,点在
直线上的射影为。由圆锥曲线的统一定义得,,又
,所以
(1) 当焦点
内分弦
时。
。
如图1,,所以
。
图1
(2) 当焦点
外分弦
时(此时曲线为双曲线)。
如图2,,所以
。
图2
评注 特别要注意焦点外分焦点弦(此时曲线为双曲线)和内分焦点弦时公式的不同,这一点很容易不加区别而出错。 定理2 已知点
和直线是离心率为的圆锥曲线
。过点
的弦
的焦点和对应准线,焦准距(焦
的焦点所在的轴的夹角为
点到对应准线的距离)为与曲线
,则有。