圆的性质类比椭圆的性质

来源 :数理化学习·高三版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ff303
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  类比是科学研究中常用的一种思维方法,是根据两个或两类对象在某些方面相同或相似,从而推出它们在其他方面也相同或相似,像这样的推理称为类比推理.尽管类比推理是一种合情推理,即推理的结果不一定正确,但这种推理具有一定的创造性,广泛运用.本文根据圆的性质类比得到椭圆相关性质,以此激发学生在数学学习中善于发现和类比的意识.
  性质1:若圆的半径为a,则圆的面积为πa2类比
  若椭圆的长半轴长为a,短半轴长为b,则椭圆的面积为 πab.
  类比思路:椭圆可以看成沿竖直方向进行等比例压缩变换,则水平方向长度不变,竖直方向由a变为b,故猜想椭圆的面积为πab.
  性质2:若圆方程x2+y2=r2,在圆上有一点p(x0,y0),则圆在p处的切线方程为 x0x+y0y=r2
  类比若椭圆的标准方程为x2a2+
  y2b2=1(a>b>0),在椭圆有一点p(x0,y0),则椭圆在p处的切线方程为
  x0xa2+y0yb2=1.
  证明思路:设椭圆在p处的切线方程为y-y0=k(x-x0),联立椭圆方程
  x2a2+y2b2=1(a>b>0)
  ,消去y得到关于x的一元二次方程,因为直线与椭圆相切,所以方程只有一个解,即Δ=0,得到斜率k的值,化简切线方程得椭圆在p处的切线方程为x0xa2+y0yb2=1.
  性质3:圆上一点P,异于P点的两点A、B,且AB是圆的一条直径,则
  kPA·kPB=-1
  类比
  椭圆
  x2a2+y2b2=1 (a>b>0) 上一点P,异于P点的两点A、B,且A、B坐标分别是(-a,0),(a,0),则
  kPA·kPB为定值-b2a2.
  证明:设p(x0,y0),则kPA·kPB=y0x0+a
  ·y0x0-a=
  y20x20-a2
  =-b2a2,同理若A、B是椭圆短轴上的两个顶点(0,-b),(0,b),则
  kPA·kPB=-b2a2
  ,所以kPA·kPB为一定值
  -b2a2.
  这一性质在高中阶段的习题中也会有所体现,如下面问题:焦点在x轴上的椭圆的离心率为3/2,上顶点A(0,1),下顶点为B,已知定直线l:y=2若点P是椭圆上异于A、B的任意一点,连结AP并延长交直线l于点M,连结PB并延长交直线l于点N.
  求MN的最小值.
  图1
  解:(1)由题可知
  ca=
  32,b=1,得
  a=2,
  椭圆方程为
  x2/4+y2=1,设
  p(x0,y0),因为kPA·kPB=-14,不妨设PA的斜率为k,则PB直线的斜率为-14k,PA直线方程为y=kx+1,令y=2,得x=1k所以得
  M(1k,2);PB直线方程y=-14kx
  -1,令y=2,得x=-12k所以得N(-12k,2),得
  MN=|1k+12k|≥43,当且仅当
  1/k=12即k=±3/6时取得等号,
  所以MN的最小值为
  43.
  性质4: A,B是圆O:x2+y2=r2上两点,且OA⊥OB,则Rt△OAB斜边AB上的高为定值
  22
  r类比A,B
  是椭圆
  x2a2
  +y2b2=1
  上两点,且OA⊥OB,则Rt△OAB斜边AB上的高为定值aba2+b2.
  证明:(1)当OA,OB中一条直线的斜率不存在时,则显然AB上的高为定值
  aba2+b2.
  (2)当OA,OB的斜率都存在时,设OA的斜率为k,则OB 的斜率为-1/k,则AB上的高h=
  OA·OBOA2+OB2,则
  1h
  =OA2+OB2
  OA·OB,
  1h2
  =OA2+OB2
  OA2·OB2
  =1OA2
  +1OB2
  ,设OA的直线方程y=kx则
  OB的直线方程为
  y=-1kx,
  y=kx
  x2a2
  +y2b2=1
  x2=a2b2
  b2+a2k2,
  y2=k2a2b2
  b2+a2k2,
  则
  OA2=
  (1+k2)a2b2
  b2+a2k2,同理
  OB2=
  (1+k2)a2b2
  k2b2+a2,
  1h2
  =1OA2
  +1OB2
  =(k2+1)(a2+b2)
  (k2+1)a2b2
  ,所以h2=a2b2a2+b2,即Rt△OAB斜边AB上的高为定值aba2+b2.
  以上是由圆类比得到椭圆的4个性质, 类比思想是高中教学中一种重要的思想,它具有一定的创造性,能帮助学生发现问题和提出问题,在解决问题时可以使得问题简单化.
其他文献
通过分期播种,对赣饲一号纤毛鹅规草的适宜播期进行了研究。结果表明:赣饲一号纤毛鹅现草产草量的最适播期为9月14日,临界播期为11月7日,最迟播期为12月2日;生产种籽的最适播期为1
最近几年“恒成立 能成立”问题在高考中高频亮相,几乎渗透到了高中数学所有主干内容之中.为了理清此类问题的脉络,掌握解决问题的策略,特整合几个问题进行剖析,供同学们学习时参考.  一、“恒成立 能成立”结论  (1)若不等式f (x)>A在区间D上恒成立,则等价于在D区间f (x)min>A上  f (x)min>A.  (2)若不等式f (x)A.  (4)若在区间D上存在实数x使不等式  f (
高中解析几何学,圆作为解析几何初步是学习圆锥曲线的基础与绝好铺垫,地位角色很重要,是高考题型的常客.而高中生接触到解析几何,感觉只要代数运算就可以把解析几何学好,其实不然,有些问题适当从几何性质的角度思考问题,会峰回路转,柳暗花明.换个角度看问题,会有不同的收获和感受.下面列举几个例题,让我们体会,几何性质的优美妙用.  图1  例1 (2014年宿迁一模)已知△ABC的三个顶点  A(-1,0)
目的:探讨儿茶酚胺氧位甲基转移酶(catechol-o-methyltransferase,COMT)基因900InsC/900DelC多态性、-287A/G多态性和Val108/Met158多态性与精神分裂症易感性(schizophrenia,sus
介绍一种隔离型A/D转换器HCPL-7860/70及其典型应用电路。 An isolated A / D converter HCPL-7860/70 and its typical application circuit.
在学习高中数学的过程中,学生对向量知识的学习、应用,有助于其更好地理解数学和生活以及其它学科之间的关系.向量是初  等数学与高等数学的衔接点之一,向量是不等式、解析几何以及三角函数等多种数学知识的交汇点.如果合理地将向量应用在线性规划、几何、函数以及不等式等各种数学问题中,可以充分发挥向量直观、简明的特点,进一步降低学生求解的难度,对学生解题起到极大的帮助作用.  一、向量在线性规划中的应用  根
对高考试题解法的探讨,是对数学思想和方法进行探讨的过程,数学思想和方法是中学数学内容的通法,是高考考查的核心,它的形成是高中生解决高考题的关键.本文就针对2014年湖南理科高考试题中选择题10题来进行探讨以及同类型试题的解法.  例1 (2014年湖南理10)已知函数f (x)=  x2+ex-12(x0时,y=f(-x)与g(x)的图象有交点,即g(x)=f(-x)有正解,即  x2+ln(x+
以形助数常用的有:借助数轴;借助函数图象;借助单位圆;借助数式的结构特征;借助于解析几何方法.以数助形常用的有:借助于几何轨迹所遵循的数量关系;借助于运算结果与几何定理的结合.  突破一 数形结合在集合中的应用  例1 (1)设集合A={x|10) 的图象,在坐标系中直观地研究投影之间的关系.  解:在同一坐标系中作出y=m,y=  82m+1(m>0),  y=  |log2x| 图象如图3, 
期刊
温泉县位于新疆博尔塔拉州西北部,地处东经79’53’-81’‘46”,北纬44’40-45’20”,属大陆性中温带半干旱气候。由于受地理环境和气候条件的限制,农作物种类单一,农民的收入受到
阳离子脂质体作为非病毒载体被大量应用于基因治疗,但是其毒性作用始终限制着其应用。于是探索其毒性机制变得尤为关键。我们的研究将试图阐明其毒性机制。我们的数据显示阳