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圆锥曲线光学性质解析证明.ppt

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运算的魅力

圆锥曲线光学性质证明

作者想说高中圆锥曲线是我的最爱,爱运算,没错,总是给我一种苦尽甘来的感觉,用一大堆的计算最后得到美妙的结果,这种感觉棒棒哒。关于圆锥曲线光学性质的证明,已有很多前辈给出,不乏巧妙简便的方法,我的方法最大的不同也许就是:最少比例的数形结合,尽可能多的用到数字计算。这很繁琐,但这也正体现运算的魅力。

首先给出圆锥曲线的光学性质抛物线:由焦点发出的光线,经过抛物线反射后,反射光线与抛物线对称轴平行。单击此处添加标题椭圆:由一个焦点发出的光线,经过椭圆的反射后,反射光线在下一次到达椭圆前会经过另一个焦点。单击此处添加标题双曲线:由一个焦点发出的光线,经过双曲线的反射后,反射光线的反向延长线会经过另一个焦点。单击此处添加标题

在给出证明之前,先说明一下物理上的反射规律入射光线射到曲面上与射到曲面在此点的切线反射光线相同;反射光线的反向延长线,会经过光源关于反射面的对称点;因此,要证明圆锤曲线焦点F发出的光线,在点经过圆锤曲线处反射后的反射光线的性质,我们可以先求出点处的切线方程,然后求出F点关于切线的对称点H,在研究HE直线的性质。

第0节对称点的求法已知设点P(px,py),直线Ax+By+C=0,点P关于直线Ax+By+C的对称点为Q(px,py)

0.1求直线的法向量

0.2求对称点01

我们得到两个方程

第1节椭圆的光学性质

1.1切线方程

1.2左焦点关于切线的对称点

第2节双曲线的光学性质

2.1切线方程

2.2下焦点关于切线的对称点

第3节抛物线的光学性质

3.1切线方程

3.2焦点关于切线的对称点

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