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圆锥曲线弦长公式

发布日期:2025-04-12

圆锥曲线弦长公式是用于计算圆锥曲线(椭圆、双曲线、抛物线)中弦的长度的公式。以下是详细介绍:

通用弦长公式

设直线ll与圆锥曲线CC相交于A(x1,y1)A(x_1,y_1)B(x2,y2)B(x_2,y_2)两点,直线ll的斜率为kk
首先联立直线与圆锥曲线的方程,消去yy(或xx)后得到关于xx(或yy)的一元二次方程ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0a0a\neq0),由韦达定理可得x1+x2=bax_1 + x_2 = -\frac{b}{a}x1x2=cax_1x_2 = \frac{c}{a}

弦长AB|AB|的计算公式为:

AB=1+k2(x1+x2)24x1x2|AB| = \sqrt{1 + k^2}\cdot\sqrt{(x_1 + x_2)^2 - 4x_1x_2}

(x1+x2)24x1x2

若消去xx得到关于yy的一元二次方程ay2+by+c=0ay^2 + by + c = 0a0a\neq0),则弦长公式为AB=1+1k2(y1+y2)24y1y2|AB| = \sqrt{1 + \frac{1}{k^2}}\cdot\sqrt{(y_1 + y_2)^2 - 4y_1y_2}

(y1+y2)24y1y2

k0k\neq0

特殊情况

抛物线:对于抛物线y2=2px(p>0)y^2 = 2px(p>0),过焦点的弦长公式还有另外的形式。

若直线过抛物线y2=2px(p>0)y^2 = 2px(p>0)的焦点F(p2,0)F(\frac{p}{2},0),且倾斜角为θ\theta,则弦长AB=2psin2θ|AB|=\frac{2p}{\sin^{2}\theta}。这是因为设直线方程为y=k(xp2)y = k(x - \frac{p}{2})k=tanθk = \tan\theta),与抛物线方程联立求解,利用上述通用弦长公式化简后可得到此结论。

 

这些弦长公式在解决圆锥曲线中与弦长相关的问题时非常有用,比如求弦长、根据弦长求参数等。

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