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[几何] 两个眼熟的椭圆结论

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力工 Posted at 2023-9-1 22:50:42 |Read mode
Last edited by 力工 at 2023-9-2 13:55:00此问题怎么看怎么眼熟,觉得可以从椭圆的性质出发用综合法破解,但本人脑力着急,只会解析法,联系不上性质。想求大佬们指点。
椭圆$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$的一个焦点为$F$,凹四边形的边$AB$过原点$O$,边$BC,AD$过点$F$,且过$F$的直线$MN//AB$,证明:
(1)$\frac{k_{CD}}{ k_{AB}}=\frac{1+e^2}{1-e^2}$.
(2)$|AB|^2=2a\cdot |MN|$. QQ图片20230901224030.png

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kuing Posted at 2023-9-1 23:38:54
(1)是斜率之积?印象中应该是之比才是定值吧

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错了。是比。  Posted at 2023-9-2 13:54
第一个蝴蝶,第二个还是模糊。  Posted at 2023-9-2 13:56

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kuing Posted at 2023-9-2 16:30:53
(1)就不玩了,写一下(2)好了:
设 `AB` 倾斜角为 `\theta` 以及 `AB=2r`,则 `B(r\cos\theta,r\sin\theta)`,代入椭圆中得
\[\frac{r^2\cos^2\theta}{a^2}+\frac{r^2\sin^2\theta}{b^2}=1,\]
所以
\[AB^2=4r^2=\frac{4a^2b^2}{a^2\sin^2\theta+b^2\cos^2\theta},\]
至于 `MN`,用圆锥曲线的极坐标方程易得
\[MN=\frac{ep}{1+e\cos\theta}+\frac{ep}{1-e\cos\theta}=\frac{2ep}{1-e^2\cos\theta},\]
代入 `e=c/a` 以及 `p=a^2/c-c=b^2/c` 化简上式为
\[MN=\frac{2ab^2}{a^2-c^2\cos\theta}=\frac{2ab^2}{a^2\sin^2\theta+b^2\cos^2\theta},\]
所以 `AB^2=2a\cdot MN`。

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2025-4-20 22:20 GMT+8

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