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[几何] 再解《撸题集》P.65 题目 1.2.20,法线、切线、平分角

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kuing 发表于 2024-3-19 14:29 |阅读模式
本帖最后由 kuing 于 2024-3-19 14:40 编辑 也就是 @iseekuing.cjhb.site/forum.php?mod=viewthread&tid=2623&page=1#pid10491 13# 提到的:

如图,$DE$ 为椭圆在 $D$ 处的法线,$EF$, $EG$ 为椭圆的切线,则 $DE$ 平分 $\angle FDG$。

最近我连续几次用了曲线系的玩法,突然回想起这个题,发现也可以用,于是再写一下。

解:还是以 $D$ 处的切线为 $x$ 轴,法线 $DE$ 为 $y$ 轴,建立直角坐标系,则可设椭圆方程为
\[ax^2+2bxy+cy^2+2ey=0,\]
设 `E(0,y_0)`,则 `FG` 的方程为
\[by_0x+cy_0y+e(y_0+y)=0,\]
设 `DF`: `y=k_1x`, `DG`: `y=k_2x`,则由二次曲线系的理论,`l_{FG}` 与 `D` 处切线(`y=0`)的乘积与椭圆可线性组合出 `l_{DF}\cdot l_{DG}`,即存在实数 `\lambda`, `\mu` 使得
\[\lambda(ax^2+2bxy+cy^2+2ey)+\mu\bigl(by_0x+cy_0y+e(y_0+y)\bigr)y=(y-k_1x)(y-k_2x),\]
比较 `xy` 项系数得
\[(2\lambda+\mu y_0)b=-(k_1+k_2),\]
比较 `y` 项系数得
\[(2\lambda+\mu y_0)e=0,\]
而如果 `e=0` 则椭圆就不是椭圆(而是两直线),所以只能 `2\lambda+\mu y_0=0`,即 `k_1+k_2=0`,即得证。

这解法就比我当时的解法要好一些。

手机版|悠闲数学娱乐论坛(第3版)

GMT+8, 2025-3-4 22:15

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