命题 |
\begin{proposition} 设椭圆$\Gamma: \frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$上有两点$A,B$,点$C$是$AB$的中点,则$k_{OC}\cdot k_{AB}=-\frac{b^2}{a^2}$。 \end{proposition} \begin{proof} 考察仿射变换$\varphi: (x,y)\mapsto(\frac{x}{a},\frac{y}{a})$,在$\varphi$的作用下,椭圆$\Gamma: \frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$变为单位圆$\Gamma': x'^2+y'^2=1$。$\varphi$将直线$Ax+By+C=0$变为$Aax'+Bby'+C=0$,因此斜率由$k=-\frac{A}{B}$变为$k'=-\frac{Aa}{Bb}$,因此$k=\frac{b}{a}k'$。 注意仿射变换保持单比,因此$AB$的中点$C$变为$A'B'$的中点$C'$。在$\Gamma'$中显然有$OC'\perp A'B'$,于是$k_{OC'}\cdot k_{A'B'}=-1$,注意$k=\frac{b}{a}k'$,因此$k_{OC}=\frac{b}{a}k_{OC'}, k_{AB}=\frac{b}{a}k_{A'B'}$,于是$k_{OC}\cdot k_{AB}=-\frac{b^2}{a^2}$。 \end{proof} |