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直線與橢圓相交兩交點的弦長公式

生活 更新时间:2025-02-05 17:51:07
橢圓與直線相交

設直線點斜式方程為y=kx m,橢圓方程為

直線與橢圓相交兩交點的弦長公式(橢圓與直線相交的弦長求解)1

如果直線與橢圓有交點,交點既在橢圓上也在直線上,那麼想要求交點坐标,可解下列方程組

直線與橢圓相交兩交點的弦長公式(橢圓與直線相交的弦長求解)2

方程組消去y後,可得到關于x的一元二次方程

直線與橢圓相交兩交點的弦長公式(橢圓與直線相交的弦長求解)3

如果方程無實數解,那麼直線與橢圓沒有交點,此時直線在橢圓外;如果方程有兩個相同的實數解,那麼直線與橢圓相切;如果方程有兩個不同的實數解,那麼直線與橢圓相交。

直線與橢圓相交兩交點的弦長公式(橢圓與直線相交的弦長求解)4

求橢圓的弦長

假設直線與橢圓相交,交點為(x1,y1)和(x2,y2),有時候我們并不關心交點坐标,但是想求出兩個交點之間的距離(弦長),不用求出交點坐标也有辦法。

弦長用交點坐标表示為

直線與橢圓相交兩交點的弦長公式(橢圓與直線相交的弦長求解)5

交點在直線上,那麼可将y用x表示

直線與橢圓相交兩交點的弦長公式(橢圓與直線相交的弦長求解)6

那麼,弦長可表示為

直線與橢圓相交兩交點的弦長公式(橢圓與直線相交的弦長求解)7

由一元二次方程的根與系數的關系(韋達定理),可求出兩根之和、兩根之積,進而可求出弦長,現推導如下

直線與橢圓相交兩交點的弦長公式(橢圓與直線相交的弦長求解)8

特殊情況,當直線經過橢圓焦點時,有下列等式成立

直線與橢圓相交兩交點的弦長公式(橢圓與直線相交的弦長求解)9

那麼繼續化簡

直線與橢圓相交兩交點的弦長公式(橢圓與直線相交的弦長求解)10

過焦點的弦長為

直線與橢圓相交兩交點的弦長公式(橢圓與直線相交的弦長求解)11

本文由小朱與數學原創,歡迎關注,帶你一起長知識!

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