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笔者在探究抛物线的有关性质时,获得了如下一个优美的性质:
定理过抛物线L: 上任一点 作两条相交直线,分别交L于A,B两点。若 ,则直线AB经过定点 。
证明:令 , ,则抛物线L在新坐标系中的方程为: ①
设直线AB在新坐标系中的方程为: (m,n为常数)。利用此式将①齐次化为 - - =0。显然此方程的两个根即为直线PA、PB在新坐标系中的斜率。因为 ,所以 ,即 。由此可知,在新坐标系中,直线AB经过定点 。所以,直线AB经过定点 。
为便于应用,给出如下的几个推论:
推论1过抛物线L: 上任意一点 ,作两条互相垂直的直线,分别交L于A、B两点,则直线AB经过定点 。
在定理中令 即得推论1。对于推论1,现给出一种初中生能理解与接受的证明。
证明:不妨设 ,如图,过点P作 轴,过点A、B、P分别作x的垂线,垂足分别为E、F、D,AE、BF分别交x轴于点M、N,则易证 。又设A , 。
则
,
=
=
。 。易證Rt△APE∽Rt△PBF。因此,
即
= = 。
又易得直线AB的解析式为: ,因此
+ + + + + = + ++ + + = + + + =。显然,当 ,即 时, 为定值,故直线AB经过定点 。
推论2过抛物线L: 的顶点作两条互相垂直的直线,分别交L于A、B两点,则直线AB经过定点 。
在推论1中令s=0、t=0,b=0、c=0即得推论2。
推论3过抛物线L: 上任意一点 ,作两条互相垂直的直线,分别交L于A、B两点,则直线AB经过定点 。
在定理中,分别令b=0、c=0,k=-1即得推论3。
推论4过抛物线L: 的顶点,作两条相交直线,分别交L于A、B两点,若 ,则直线AB经过定点 。
在定理中,分别令b=0、c=0,s=0、t=0即得推论4。
推论5过抛物线L: 上任意一点 ,作两条相交直线,分别交L于A、B两点。
若 ,则直线AB经过定点 。
在定理中令b=0、c=0即得推论5。
推论6过抛物线L: 的顶点 ,任作两条相交直线,分别交L于A、B两点,若 ,则直线AB经过定点 。
在定理中令s=h,t=m,又 ,代入即得推论6。
推论7过抛物线L: 上任意一点 ,作两条相交直线,分别交L于A、B两点,若 ,则直线AB经过定点 。
推论8过抛物线L: 的顶点 ,任作两条互相垂直的直线,分别交L于A、B两点,则直线AB经过定点 。
在推论6中令 即得推论8。
推论9过抛物线L: 上任意一点 ,作两条互相垂直的直线,分别交L于A、B两点,则直线AB经过定点 。
在推论7中令 即得推论9。
收稿日期:2014-03-20
定理过抛物线L: 上任一点 作两条相交直线,分别交L于A,B两点。若 ,则直线AB经过定点 。
证明:令 , ,则抛物线L在新坐标系中的方程为: ①
设直线AB在新坐标系中的方程为: (m,n为常数)。利用此式将①齐次化为 - - =0。显然此方程的两个根即为直线PA、PB在新坐标系中的斜率。因为 ,所以 ,即 。由此可知,在新坐标系中,直线AB经过定点 。所以,直线AB经过定点 。
为便于应用,给出如下的几个推论:
推论1过抛物线L: 上任意一点 ,作两条互相垂直的直线,分别交L于A、B两点,则直线AB经过定点 。
在定理中令 即得推论1。对于推论1,现给出一种初中生能理解与接受的证明。
证明:不妨设 ,如图,过点P作 轴,过点A、B、P分别作x的垂线,垂足分别为E、F、D,AE、BF分别交x轴于点M、N,则易证 。又设A , 。
则
,
=
=
。 。易證Rt△APE∽Rt△PBF。因此,
即
= = 。
又易得直线AB的解析式为: ,因此
+ + + + + = + ++ + + = + + + =。显然,当 ,即 时, 为定值,故直线AB经过定点 。
推论2过抛物线L: 的顶点作两条互相垂直的直线,分别交L于A、B两点,则直线AB经过定点 。
在推论1中令s=0、t=0,b=0、c=0即得推论2。
推论3过抛物线L: 上任意一点 ,作两条互相垂直的直线,分别交L于A、B两点,则直线AB经过定点 。
在定理中,分别令b=0、c=0,k=-1即得推论3。
推论4过抛物线L: 的顶点,作两条相交直线,分别交L于A、B两点,若 ,则直线AB经过定点 。
在定理中,分别令b=0、c=0,s=0、t=0即得推论4。
推论5过抛物线L: 上任意一点 ,作两条相交直线,分别交L于A、B两点。
若 ,则直线AB经过定点 。
在定理中令b=0、c=0即得推论5。
推论6过抛物线L: 的顶点 ,任作两条相交直线,分别交L于A、B两点,若 ,则直线AB经过定点 。
在定理中令s=h,t=m,又 ,代入即得推论6。
推论7过抛物线L: 上任意一点 ,作两条相交直线,分别交L于A、B两点,若 ,则直线AB经过定点 。
推论8过抛物线L: 的顶点 ,任作两条互相垂直的直线,分别交L于A、B两点,则直线AB经过定点 。
在推论6中令 即得推论8。
推论9过抛物线L: 上任意一点 ,作两条互相垂直的直线,分别交L于A、B两点,则直线AB经过定点 。
在推论7中令 即得推论9。
收稿日期:2014-03-20