圆的性质在有心二次曲线中的推广及应用

圆是一种特殊的二次曲线,它与一般的二次曲线相比也有很多特殊的性质。这些性质是研究圆或解决有关圆的问题的重要依据。本文把圆的某些性质推广到有心二次曲线,这对研究二次曲线或解决有关二次曲线问题将有着重要的意义。不失一般性,可设有心二次曲线的方程为:     

二次曲面的几个性质

介绍了二次曲面的切线的几个性质 ,把二次曲线的类似性质推广到了二次曲面 .     

有心二次曲线的一个性质及应用

本文向读者介绍一个有心二次曲线的切线的定理, 定理:如果有心二次曲线x“/a2土夕“/乙么=1两焦点F:(C,0)和F:(一C,0)到一直线Ax+B升+C=o的距离是d,和d:,那么这直线与这二次曲线相切的充要条件是:d:d:二西“。 下面仅给出椭圆的证明:如图,x里/4。+,么八。=1,试确定直线关于椭圆的位置关系. 解‘,=a名一b名=吐。一10=30, :.两焦点坐标为F,(了丽,。)、F:(一粼丽,0),则d ld:=13甲丽一幼1}一3矿示一201 32+2:,.’d= d:二」.之军么衬A“+B“!一Ac+C】护A“+B汤 .’.dld:=.!之红生叮} 扩A“+B“兴料全丫F:、F:在直线的同侧, ·’.dld:=西2…     

有心二次曲线的直径式方程

我们知道：若A(x1,y1)和B(x2,y2)为圆的直径两端点,则圆c的直径式方程为(x-x1)(x-x2) (y-y1)(y-y2)=0.由此我们是否可自然地提出如下一个问题：若AB为椭圆或双曲线的直径,即线段AB为过有心二次曲线的中心的弦,那么曲线的直径式方程是否存在？又是什么形式？     

二次曲面作图的原理和技巧

在一般解析几何课本中讨论和绘制二次曲面的图形,都是采用“平行截线法”,即是用平行于坐标平面的平面去截二次曲面,得到平截线,这样的平截线是二次曲线,画出一些这样的二次曲线及二次曲面的轮廓线,即得所要求作的二次曲面的近似形象的方法。但是为什么和怎样把它们画成那个样子?其作图原理是什么? 解析几何课本中的二次曲面,如中学立体几何课本中的直观图一样,都是根据轴测投影的原理来画的。在学习数学中,经常要画直观图。我们知道,正确的直观图能明显地表示出空间形体的几何关系。通过直观图的直观作用,对原有空间形体产生了清楚的观念,这样有助于对图形性质的理解,从而使我们在进行定理论证或习题解答时的逻辑推理导向正确的途径。在数学教学工作中,也经常要画黑板图和直观挂图。成功     

有心二次曲线的统一定义

众所周知,椭圆、双曲线、抛物线统称为圆锥曲线,它们有统一定义,且也有统一的极坐标方程,作为有心二次曲线的椭圆(包括圆)和双曲线,是否也有统一的定义、统一的方程呢? 设P_1、P_2是平面内的两定点,M为平面内的动点,有向直线P_1P_2到直线P_1M及直线P_2M的角分别为α_1,α_2,且tgα_1·tgα_2=k(k是非零常数)。动点M的轨迹是什么呢?     

球、圆问题，从“心”认识

对于特殊的几何体“球”和特殊的二次曲线“圆”,很多读者在解决与其有关的问题时总是无从下手.细心的读者会发现,这两个难点有共同的特点———与“心”有关,都可以通过心(球心、圆心)解决.因为对于球、圆问题,我们要从“心”认识.下面读者和我一起体会球、圆问题的从“心”入     

三角形“四心”的向量性质

三角形的外心、重心、垂心、内心是与三角形性质有密切关系的四个点.为了考查三角形的有关性质,向量与三角形四心的结合在各地考题中屡见不鲜.以下给出三角形四心的常用向量结论,并加以证明.     

利用配方法讨论有心二次曲线

根据二次曲线的一般方程,确定二次曲线的形状、大小和位置,一般的方法是通过笛氏直角坐标变换,使在新坐标系下,曲线的方程能成为标准方程,根据标准方程就能确定曲线的形状和大小,且根据坐标变换确定曲线的对称轴     

二次曲面方程分类与化简的新方法

通过对二次曲面方程配方变形,根据直线与二次曲面相交时参数t的几何意义,以及仿射变换的性质,得到了二次曲面方程分类与化简的一种新方法,从而解决了利用坐标系的平移、旋转、不变量对二次曲面方程进行分类、化简时运算复杂或者无法确定图形具体位置等问题.     

尽力讲清重要概念产生的背景——关于二次曲线不变量教学的点滴体会

关于一般二次曲线方程的讨论,是解析几何中理论性较强的内容之一,它是中学数学二次曲线标准方程的推广,又是进一步学习一般二次曲面方程的讨论的基础和准备。一般二次曲线方程的讨论,包括用坐标变换的方法化简一般二元二次方程为标准形式,从而对一般二次曲线进行分类,并作出图形。还包括用不变量来判别一般二次曲线的类型,以及用不变量直接写出化简后的方程,从而确定曲线的形状和大小。在这两种方法中,坐标变换的方法是基本的,不变量     

用Lagrange乘数研究二次曲线的几何性质

文中把二次曲线的几何性质的研究转化成条件极值问题,但又不关心问题的解,而是利用Lagrange乘数来研究二次曲线的几何性质,找到了用Lagrange 乘数判别二次曲线形状的方法,给出了用Lagrange乘数计算二次曲线的对称轴和轴长的公式.     

再谈双曲线的光学性质

二次曲线在高中学习中既是一个重点也同时是一个难点.学好二次曲线可以通过解析方法或代数的方法.二次曲线在生产实际中有重要的应用,广为人知的是抛物线的光学性质,同时双曲线和椭圆也具有一些好的光学性质.在2011年北京大学招收保送生试题中就出现了此类型题目,其光学现象是从双曲线的一个焦点发出的光线,经双曲线的反射后的光线的虚焦点为它的另一个焦点.     

再谈双曲线的光学性质

二次曲线在高中学习中既是一个重点也同时是一个难点.学好二次曲线可以通过解析方法或代数的方法.二次曲线在生产实际中有重要的应用,广为人知的是抛物线的光学性质,同时双曲线和椭圆也具有一些好的光学性质.在2011年北京大学招收保送生试题中就出现了此类型题目,其光学现象是从双曲线的一个焦点发出的光线,经双曲线的反射后的光线的虚焦点为它的另一个焦点.     

二次曲面和平面位置关系的判式

在解析几何中有二次曲线与直线位置关系的讨论、二次曲面与直线位置关系的讨论,而二次曲面与平面相关位置关系的探讨较少.本文给出二次曲面a11x2+a22y2+a33z2+2a12xy+2a13xz+2a23yz+2a14x+2a24y+2a34z+a44=0(1)和平面Ax+By+Cz+D=0(2)的相对位置的判别式Δ=a11a12a13a14Aa21a22a23a24Ba31a32a33a34Ca41a42a43a44DA B C D0(aij=aji).(3)并证明了:若Δ>0,则二次曲面(1)与平面(2)相交;若Δ=0,则(1)和(2)相切;若Δ<0,则(1)和(2)相离.     

长方体共心球的美妙性质

长方体与球都是极美丽的中心对称图形,当长方体与大小各异的同心球共心时,其构图之美简直无与伦比.如此精美的图形,内中必蕴含美妙的性质.笔者通过探究,找到了长方体共心球的美妙性质,不揣冒昧,奉献出来,供读者参考.     

欧氏群与二次曲线方程的化简

讨论欧氏群E(2)在二次曲线方程化简理论中的应用.在此背景下,给出二次方程化简的方法;讨论了二次曲线方程的若干性质.     

二次曲面的截面面积公式

一般二次曲面被任一平面所截得的截痕一定是椭圆．通过构造Lagrange函数求条件极值的方法。可得有心二次柱面被过原点平面所截得的椭圆面积公式．据此并结合空间解析几何理论,将一般二次曲面的平面截痕视作其射影柱面与该平面的截痕,进而可得一般二次曲面被任一平面截得的平面域的面积公式．     

一个不易发现的瑕疵及修正——2010重庆高考文科压轴题特征图形的辨析

文[1]把2010重庆高考文科压轴题,理科第20题作为研究性学习案例,得到了相伴二次曲线的六条性质(我们把椭圆x2/a2+y2/b2=1(a＞b＞0)称为双曲线x2/a2-y2/b2=1(a＞0,b＞0)的相伴二次曲线).这些性质反映了相伴二次曲线的基本属性,作者得到上述性质后,提出其结论可能不止这些.笔者深受启发,联想数学通报1853号问题,得到了相伴二次曲线的又一对偶性质.     

四面体的界心

文[1]中,笔者把三角形的奈格尔(Nagel)点[2]概念及性质引申推广至有棱切球的特殊四面体中.本文拟将奈格尔点概念进一步引申推广至一般四面体中.三角形的奈格尔(Nagel)点被国内作者称为三角形的"界心";——这是由三角形的三条"周界中线"交于一点而得名(同一个三角形的界心与奈格尔点是同一点,以下统称为三角形的界心).