抛物线与双曲线的光学性质及其综合应用

1　抛物线与双曲线的光学性质注意到 ,抛物线与双曲线的光学性质分别都是由两个部分组成的 ,其详细表述如下 .抛物线的光学性质 :从抛物线的焦点发出的光线 ,经过抛物线反射后 ,反射光线都平行于抛物线的轴 ;反之 ,沿着平行于抛物线的轴的方向向抛物线发出的光线 ,经过抛物线反射后 ,反射光线都聚交于抛物线的焦点上 .双曲线的光学性质 :从双曲线的一个焦点发出的光线 ,经过双曲线反射后 ,反射光线是散开的 ,它们就好像是从另一个焦点 (称为虚焦点 )发出的一样 ;反之 ,向双曲线的一个焦点 (也称为虚焦点 )发出的光线 ,经过双曲线反射后 ,反…     

二次曲线的极线

“极点”和“极线”原是射影几何学中的概念 ,本文旨在概略地介绍它们的一些初步性质及在平面解析几何中的应用 .我们知道 ,在射影几何里 ,常把直线 p: 1- 3i,j aijpixj=0称为点 P( p1,p2 ,p3)关于二阶曲线S: 1- 3i,j aijxixj=0的极线 ,点 P被称为直线 p关于二阶曲线 S的极点 .在这样的定义下 ,每个不在二阶曲线上的点总有极线 .回到解析几何 ,设 S:Ax2 2 Bxy Cy2 2 Dx 2 Ey F=0为常态二次曲线 ,P( x0 ,y0 )为不在S上的点 (有心二次曲线的中心也除外 ,下同 ) .点P关于 S的极线就可定义为直线 p:Ax0 x B( x0 y y0 x) Cy0 y…     

焦点三角形的面积公式

1 椭圆的焦点三角形的面积公式 椭圆x~2/a~2 y~2/b~2=1(a>b>0)的左右焦点分别为F_1、F_2,点P为椭圆上任意一点,△F_1PF_2称为椭圆的焦点三角形。 为行文方便,设|PF_1|=r_1,|PF_2|=r_2,∠F_1PF_2=γ     

与光学性质相结合的解析几何题

在解析几何中有不少与物理中的光学知识相结合的问题,本文举一例,抛砖引玉．例题抛物线有光学性质：由其焦点射出的光线经抛物线折射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出,今有抛物线y~2=2px(p＞0),一光源在点M((41)/4,4)处,由其发出的光线沿平行于抛物线的轴的方向射向抛物线上的点P,     

椭圆焦点弦的一个结论的推广

文[1]研究了椭圆焦点弦的若干性质,得出两个新的结论,其中之一为如下命题:命题如图1,设P是椭圆x~2/a~2 y~2/b~2=1上任意一点,F_1、F_2是两个焦点,弦PP_1、PP_2分别过焦点F_1、F_2,过P_1、P_2的切线交于P′,则P′点的轨迹方程为:     

用特定位置解一类解几填充题

利用特殊位置巧解一类解几填充题,可一望而解: 1.已知圆(x+4)~2+(y-3)~2=4和直线y=mx交于P、Q两点,则|OP|·|OQ|=_______。 2.M是椭圆x~2/9+y~2/4=1上任一点,F_1、F_2是它的焦点,Q是△MF_1F_2的内心,MQ延长线交直线F_1F_2于N,则|MQ|:|NQ|=_______。 3.将曲线y=f(x)平移,使曲线上点P的坐标由(1,0)变为(2,2),则此时的曲线方程是_____。 4.已知抛物线y~2=4x的一条焦点弦被焦     

圆锥曲线的光学性质的应用

圆锥曲线的光学性质在高中数学课本中有简单介绍,本文介绍它们的应用． 结论1 从椭圆的一个焦点发出的光线经椭圆反射后经过另一个焦点（证明略）．     

“椭圆光学性质”的古今三种证明方法及思考

1椭圆光学性质简介椭圆光学性质是指:由椭圆一焦点射出的光线经椭圆内壁反射后必经过另一焦点.其等价形式有:椭圆上任意点的切线与两焦半径所成夹角相同.椭圆的光学性质在生产与科技方面有着广泛应用,如电影放映机的聚光灯泡(如图1),以及光能的换位聚焦等就是利用椭圆的这一性质.     

蒙日圆的一种几何证法

<正>法国数学家蒙日(Monge,1746-1818)是画法几何的创始人.他发现:椭圆两条互相垂直的切线的交点轨迹是一个圆,这个圆被称为蒙日圆.下面是我的推导过程.引理椭圆x²/a2/a²+y2+y²/b2/b²=1(a>b>0)的两个焦点分别为F_1,F_2,直线l与椭圆相切于点P,     

球的点射影与圆锥曲线

文 [1]给出了我们生活中一个现象的有趣结论与巧妙证明 :放在水平地面上的篮球在太阳光 (平行光源 )的斜照射下 ,其影子是一椭圆 ,而且篮球与地面的切点始终是该椭圆一焦点 ,与光线垂直的篮球大圆所在面与水平地面的交线 ,也正好是该焦点所对应的该椭圆一准线 ,同时 ,该椭圆离心率为光线与地面成角α的余弦值 .文 [1]作者用椭圆定义 ,一步证得上述四个连带有趣结论 .　　读后令人感到兴奋 ,对证明的简捷拍案叫绝 .本人通过研究 ,联想到平面截圆柱面可得到圆或椭圆 ,平面截圆锥曲面可得到四种圆锥曲线 .于是得出 :篮球在附近点光源的照射下 ,…     

衍射的数学问题

§1.衍射问题的提法及意义衍射现象是波动过程的基本特性之一。不论是弹性波、声波、电磁波、光波,在它们的传播路程中碰到障碍物时,或者更一般地说,在波峯到达不同介质的接触面时,都会产生衍射现象。我们就以光波的传播为例。根据几何光学的假说,光线是直线。光从一个点     

问题与解答

一本期问题 1 已知一自数N的十位数字是b,个位数字是c,且b为奇数,c为0、4或8,求证N不能被8整除。 2 已知一直角三角形的三边长部是整数,其内切圆半径为R,画积为S,周长之半为p,求证(1)R为整数;(2)S能被p整除。 3 在已知半圆内,任意作一直径为d的小圆与半圆切于C,与直径AB切于D。求证AD·BD/d为定值。黑龙江纳河同心中学刘凤提供 4 P为等轴双曲线x~2-y~2=a~2右半支上一点,F_1、F_2为两焦点,且∠F_1PF_2=π/2,又∠PF_1F_2=α, ∠PF_2F_1=β,试求 ((seca+ctgβ)/(seca-ctgβ))~(1/2)-((seca-ctg)β/(seca+ctgβ))~(1/2)之值     

椭圆定义的若干思考

<正>对椭圆部分的内容学习,我有一些体会,下面与同学们分享我的感悟.主题1对于椭圆的第一定义,苏教版高中数学教材(下简称教材)中特意强调指出a>c(其中c为平面上两定点(后面将这两点统一记为F_1,F_2)间距离的一半,a的含义为该平面上动点P,到这两个定点距离F_1,F_2之和为定值2a的一半),我们现在思考:是否有a≤c的情况呢?如果存在,其相应的轨迹又是怎么样的呢?思考由教材我们知道焦点在x轴上椭     

圆锥曲线的光学性质

抛物线绕其对称轴旋转形成的面称为抛物面,平行于抛物面旋转轴的平行光线束射入抛物面凹面镜时其反射光线聚集抛物线的焦点上。图1为抛物面凹面镜沿旋转轴的剖面图,抛物线上任意点P(x_0,y_0)的法线方程式为     

圆锥曲线的一个几何特征

由圆锥曲线的定义很容易得出圆锥曲线的如下几何特征 ,利用这一性质可将文[1 ][2 ]中的命题进行推广 .定理　经过圆锥曲线准线上一点的直线 ,与该曲线交于两点 ,这点与相应焦点的连线平分焦点张两交点的角或其邻补角 .证明　设圆锥曲线的离心率为 e,一焦点为 F,相应的准线为 l,M为准线上任意一点 ,过 M的直线与圆锥曲线交于 P、Q两点 ,这两点在准线上的射影为 R、S.如图 1中 ,图 (甲 )为 e≤ 1 ,图 (乙 )为 e >1的情况 .图 1由圆锥曲线的定义及平行线的性质得 :| PF|| QF| =e| PR|e| QS| =| PR|| QS| =| PM|| QM| .由三角形的内 (…     

一动点到两定点距离的和、差、积、商问题的系列探讨

<正>一、问题提出我们已知道:一动点M到两定点F_1、F_2距离之和|MF_1|+|MF_2|=2a(a>0).若2a=|F_1F_2|,则动点轨迹M为线段F_1F_2,若2a>|F_1F_2|,则动点轨迹为一个椭圆.一动点M到两定点F_1、F_2距离之差的绝对值||MF_1|-|MF_2||=2a(a>0).若2a=|F_1F_2|,则动点轨迹M为两条射线,若2a<|F_1F_2|,则动点轨迹为双曲线.一动点M到两定点F_1、F_2距离之积     

选修4-1圆柱面的平面截线中的一个错误

2007年4月第2版,2008年5月第1次印刷的普通高中课程标准实验教科书·数学B版选修4-1"几何证明选讲"P40 "2.1.2圆柱面的平面截线"中有一个很明显的错误.课本中说: "如果一个平面与圆柱的轴截面所成的角为锐角,截圆柱所得的截线的形状是什么样的.     

圆锥曲线的切线的几何作图

圆的切线的几何画法是大家熟悉的。我发现了另外三种圆锥曲线的切线的初等几何画法。一、作图 i)椭圆的切线的几何作图如图1,0为椭圆的中心,F_1、F_2为椭圆的焦点,P为椭圆外一点,过p作椭圆的切线。作法 1.以O为圆心,长半轴长a为半径作⊙O。 2.以PF_1(或PF_2)为直径作⊙O＇,交⊙O于Q、Q＇(若P在⊙O上,则Q、Q＇分别为以PF_1、PF_2为直径的圆与⊙O的另一交点)。 3.连PQ、PQ＇,则PQ、PQ＇就是所求作的切线。     

例说中考试题对几何语言转换的考查要求

1符号语言转化为几何语言直观解题例1(杭州市卷)如果函数y=ax b(a<0,b<0)和y=kx(k>0)的图象交于点P,那么点P应该位于()A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限分析本题考查一次函数和正比例函数中系数和相应的图象特征的对应,由于给定的直线方程都为斜截式,因此能较快地将已     

一道试题的多角度求解与探究

<正>1题目呈现(THUSSAT2021年10月测试第12题,注:多选题)如图1,在正方体ABCD-A_1B_1C_1D_1中,M,N分别为AB,A_1B_1的中点,P为边C_1D_1上的一点(包括端点),Q是平面PMB_1上一动点,满足∠MNA=∠MNQ,则点Q所在的轨迹可能为()．(A)椭圆(B)双曲线(C)抛物线(D)圆2背景溯源本题中考查的是平面截圆锥曲线的截线问题,在北师大版教材(2019年版)选择性必修一中,以阅读材料的形式给出了这一部分知识,详见第75页,小结如下: