精研细磨|双曲线焦点三角形全解析
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双曲线的焦点三角形,
其实本没打算去写的。
毕竟,
很多时候,
它和椭圆的焦点三角形那么相似。
可是想想,
毕竟客观题还是会考,
觉得还是要写个简单点、
但更直观点的东西。
所以,
今天的主要目标就是记忆了。
无题……
1
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什么是焦点三角形?
定义当然是和椭圆一样的了。
焦点三角形ΔPF1F2:
双曲线的上一点(非实轴端点)与两个焦点构成的三角形称为焦点三角形。
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其中∠F1PF2为顶角θ,F1F2为底边。
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焦点三角形三边关系
因为焦点三角形的顶点在双曲线上,
因此一定会满足双曲线定义的。
则有:||PF1|-|PF2||=2a.
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当然,
一定还有|PF1|-|PF2|<|F1F2|的。
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焦点三角形顶角
和椭圆的封闭性不同,
双曲线是个开放型曲线。
因此,
焦点三角形的顶角θ,
虽也是一个变量,
但变化规律就有点简单了。
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从图中不难看出,
点P从顶点处出发时,
顶角θ应该是一直越来越小的。
因此:0°<θ<180°
看,
并没有椭圆中那么烦琐。
因为记得椭圆里,
要寻找角的最大值,
似乎还要用到余弦定理的吧。
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焦点三角形的面积
记得椭圆中,
结合定义及余弦定理,
推导出了椭圆焦点三角形的面积公式。
那个我一真以为,
真的很美的的式子。
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那么在双曲线里,
会不会也有这么美好的结论呢?
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看看这个结论,
就觉得很有点意思了。
原来,
两个曲线的焦点三角形面积,
真的是有很强的可比性的。
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椭圆、双曲线,定义中一加、一减,
却原来,
面积竟会是一乘一除的。
当然,
为了更好地利用这个面积,
和椭圆一样,
使用时也会经常的,
将之与点P的纵坐标结合在一起。
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从而建立了,
面积与坐标之间的深厚友谊。
当然,
你也别忘了,
利用内切圆半径与面积的关系,
也可以实现面积与内切圆半径之间的,
相互转换了。
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焦点三角形与离心率
椭圆中,
焦点三角形与离心率之间是有关系的。
这种关系,
可以从几何与代数两个角度去分别去刻画。
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在双曲线中,
如果你愿意分析,
其实也有类似的结论.
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①离心率的代数解释:
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②离心率的几何解释:
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③离心率与底角:
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焦点三角形内心与旁心
三角形有三个旁心和一个内心,
而旁心,
名如其心,
真的是在三条边的旁边,
一边一个心。
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右焦半径所对旁心轨迹
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左焦半径所对旁心轨迹
其实,
旁心的轨迹确实还是挺麻烦的。
细心如你,
能从图中看出两腰所对旁心的轨迹特征么?
如果仔细观察,
可以得到下面这些挺有意思的结论:
①左旁心轨迹为左侧两支双曲线;
右旁心轨迹为右侧两支双曲线。
②顶点位于左支:
左旁心张口小,右旁心张口大;
顶点位于右支:
右旁心张口小,左旁心张口大.
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③底边所对旁心:
顶点在左支时,旁心轨迹为x=a,
顶点在右支时,旁心轨迹为x=-a。
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④内心:
顶点在右侧时,内心轨迹为x=a;
顶点在左侧时,内心轨迹为x=-a。
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顶角平分线垂线
过焦点做焦点三角形顶角平分线的垂线,
垂足又会怎么样呢?
嗬嗬,
了不得,
垂足的轨迹竟是个圆!
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可是冷静点,
从数量关系着手分析,
证明其实简单的。
毕竟,
只是两条直线的交点。
那么,
你能试下这个结论的证明么?
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焦点三角形重心
椭圆中,
焦点三角形的重心,
轨迹依然是椭圆。
其实主要原因,
是因为重心公式的线性特征。
那么双曲线里,
重心的轨迹也是类似的.
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焦点三角形外心
因为y轴是F1F2的中垂线,
所以,
理所当然的,
外心就在y轴上了。
只是因为有渐近线的限制,
外心的轨迹,
其实也只能是一条线段而已。
而且端点是空心的。
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焦点三角形光学性质
和椭圆类似,
从焦点发出的光线,
经双曲面反射后,
反射光线的反向延长线,
一定会经过另一个焦点的。
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光
线
反
射
法
线
与
切
线
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显然的,
曲线在顶点P处的角平分线,
便是在点P处的切线了。
嗯,
求角平分线方程时
如果利用切线与角平分线的这种关系,
是不是很爽歪歪呢!
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