【數學不難】弦長公式的前世今生

2021-01-15 北京高中資訊


哈嘍各位小朋友,還記得弦長公式嗎?


就是那個「嫌它太長」的公式……




弦長公式來自於高中的解析幾何--圓錐曲線和直線的關係專題,是我們俗稱的「橢圓大題」的三項基本功之一(三項基本功指:弦長公式、中垂線的求法、點到直線距離公式),也是三者中難度相對較大的一個,在高考中對應了價值13分的數學橢圓大題,因難度大,往往被譽為「得橢圓大題者得高考」


弦,往往指連接曲線上兩點間的線段。弦長則是弦的長度。弦長公式往往應用於解決和弦有關的問題,最為突出的就是橢圓中的弦長。




於是,我們秉承著「好朋友天天見,一天不見就想念」的原則,將弦長的求法進行規範,得到了「高效快速」的數學工具,也就是弦長公式,下面我們來說說弦長公式的推導和應用。(如果上課時候你沒聽懂老師講的,或是老師根本就沒講,那麼你不妨多看幾遍,看到明白為止,最開始的視頻更為形象生動,好好揣摩哦~)


求弦長,本質上也就是求兩點間的距離

化簡這個距離公式要用韋達定理,所以要把兩個y的差想辦法換成x的表達式,用到的自然就是斜率的計算公式


提公因式以後,就要把x的差用韋達定理來表示了,然鵝……

韋達定理沒有兩根之差啊!

所以呢,把兩個x差的平方,通過完全平方公式間的關係,化簡成兩個x和的平方減去4倍的乘積


OK!

接下來該使用韋達定理了,記著,做這個大題,

不用韋達定理,天理不容!

把橢圓和直線方程聯立,得到一個二次方程,我們用一般式來表示,寫出韋達定理(注意橢圓裡的a和二次方程裡的a不一樣)



嗯,接下來要把韋達定理,代入剛開始的弦長的式子中了,簡單化簡


出現了一個非常熟悉的東西,嗯,判別式出現了,寫上那個大大的三角吧!!!


化簡,得到弦長公式



這倆都是弦長公式,大功告成!



來個題試試


解題過程,直接上手寫截圖


完美結束~


最後來個小作業


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眾所周知,橢圓大題在高考中佔據了舉足輕重的地位,往往位於壓軸題的前一道題目,是整張高考試卷中難度最大的常規題目!


相比於壓軸題的高難度,選擇填空題的套路做法,橢圓大題是區分度最高的解答題!學生們的數學成績的差別絕大多數都來自於橢圓大題的得分情況。


根據多年的數據統計,橢圓大題的滿分率非常低(不足10%),甚至得分超過一半的學生也只佔到45%左右,可謂是難度不小,橢圓大題多拿分,數學成績就能高!

橢圓大題涉及到

圓錐曲線的基本性質

平面幾何知識的應用

代數求值域

等式化簡因式分解等的技巧

以及非常重要的一點:計算能力


等等重要的知識點和知識技能,是一道綜合性十足的題目。


能拿分嗎?


能!


好拿分嗎?


不容易!

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橢圓和圓錐曲線的基本性質

圓錐曲線的幾何性質

圓錐曲線和直線的關係

圓錐曲線大題的解題技巧

重要的二級結論

會涉及到諸如焦半徑公式、焦點三角形面積公式、弦長公式、點差法、雙曲線漸近線快速求法、拋物線焦點弦長公式、蒙日圓等!

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