双曲线中点弦公式推导

双曲线中点弦公式推导

中点弦公式:py-αx=pβ-α2

中点弦

对于给定点P和给定的圆锥曲线C,若C上的某条弦AB过P点且被P点平分,则称该弦AB为圆锥曲线C上过P点的中点弦。其中圆锥曲线弦为连接圆锥曲线C上不同两点A、B的线段AB称为圆锥曲线C的弦。

二次曲线中点弦性质与蝴蝶定理:

蝴蝶定理是二次曲线一个著名定理,它充分体现了蝴蝶生态美与“数学美”的一致性.不少中数专著或杂志至今还频繁讨论.本文揭示了它与中点弦性质的紧密联系,并给出统一而简明的证明,指出了一种有用的特殊情形和一种推广形式.

引理:设两条不同的二次曲线

S:F(x,y)=a11x2+2a12xy+a22y2+2a13x+2a23y+a33=0

设双曲线方程为x^2/a^2-y^2/b^2=1

弦上两点分别为(x1,y1),(x2,y2),弦中点为(x0,y0),弦所在直线的斜率为k

则k=(y1-y2)/(x1-x2),x0=(x1+x2)/2,y0=(y1+y2)/2

将(x1,y1),(x2,y2),代入双曲线方程

x1^2/a^2-y1^2/b^2=1 (1)

x2^2/a^2-y2^2/b^2=1 (2)

(1)-(2)得

(x1^2-x2^2)/a^2=(y1^2-y2^2)/b^2

[(x1-x2)(x1+x2)]/a^2=[(y1-y2)(y1+y2)]/b^2

得到k=(b^2/a^2)*(x0/y0)