中点弦公式的应用
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中点弦公式点差法假设我们需要计算函数f(x)在区间[a,b]上的平均变化率,其中a<b。
我们将区间[a,b]等分为n个小区间,每个小区间的长度为h,即h=(b-a)/n。
将区间[a,b]划分为n个小区间后,我们使用中点弦公式计算每个小区间上的平均变化率,然后将这些平均变化率相加并除以n,即可得到整个区间上的平均变化率。
具体来说,对于第i个小区间,我们选择该区间的中点 xi = a + (i - 0.5) * h,其中 i = 1, 2, ..., n。
然后,我们计算函数在xi和xi+1处的函数值,即 f(xi) 和 f(xi+1)。
使用这两个函数值来计算小区间上的平均变化率,即:平均变化率 = (f(xi+1) - f(xi)) / h然后,我们将每个小区间上的平均变化率相加,并除以n,即:整个区间上的平均变化率≈(平均变化率1+平均变化率2+...+平均变化率n)/n这样就得到了函数f(x)在区间[a,b]上的平均变化率的近似值。
中点弦公式的点差法是一种通过逐渐减小小区间的长度来提高计算精度的方法。
当我们增加小区间的数量n时,每个小区间的长度h也会减小,从而使得近似值更加接近真实值。
通常情况下,增加小区间的数量n可以提高计算精度,但同时也会增加计算的复杂度。
需要注意的是,中点弦公式是一种数值近似方法,所以得到的结果只是函数在给定区间上的平均变化率的近似值,并不是精确的值。
在实际应用中,我们需要根据具体情况来选择合适的区间和小区间的数量,以及适当考虑计算精度和计算复杂度的平衡。
总结起来,中点弦公式点差法是一种通过计算函数在区间上的平均变化率的数值计算方法。
它通过将区间等分为多个小区间,并使用中点弦公式来计算每个小区间上的平均变化率,从而得到整个区间上的平均变化率的近似值。
通过增加小区间的数量n可以提高计算精度,但同时也会增加计算的复杂度。
在实际应用中,我们需要根据具体情况来选择合适的参数,并进行合理的计算精度和计算复杂度的平衡。
抛物线的中点弦公式
抛物线的中点弦公式:
1. 抛物线定义:抛物线是指在平面直角坐标系中的任意一条曲线,这
条曲线的解析式为一元二次函数,带有两个参数a和b,根据
y=ax²+bx+c,所以这条曲线可以描述为y与x的二次关系。
2. 抛物线中点弦公式:所谓中点弦公式,即抛物线围绕中点的弦长,
公式为l= 4a × H,其中H为抛物线的顶点,a为抛物线根式的系数,
由此可以推导出抛物线中点横纵坐标计算公式,即:
(Ⅰ) 中点横坐标:X=(x1+x2)/2
(Ⅱ) 中点纵坐标:Y=(y1+y2)/2
3. 抛物线中点弦公式的应用:
(Ⅰ) 抛物线外接矩形的面积:抛物线外接矩形的面积可以通过该公式
计算,其公式为S = l × H,l为抛物线围绕中点的弦长,H为抛物线的
顶点,矩形的宽度l可以通过抛物线中点弦公式求出。
(Ⅱ) 抛物线面积计算:根据此公式可以求出抛物线围绕中点弦长,然
后分别在下、上曲线两边求它们的面积,最后相加求出抛物线的面积。
(Ⅲ) 抛物线中点弦上极点的坐标计算:抛物线的中点的弦的上极点坐标可以通过抛物线中点弦公式求出,其公式为X=H-l/2,Y=H+l/2,其中H为抛物线的顶点,l为抛物线围绕中点的弦长。
4. 总结:抛物线中点弦公式可以用来求出抛物线外接矩形的面积、抛物线的面积,抛物线中点弦上极点的坐标等,是计算抛物线相关参数的重要公式。
2022届高考数学精品微专题:中点弦问题一、常用结论1.椭圆中点弦问题结论(以焦点在x 轴的椭圆方程)0(12222>>=+b a by a x 为例)(1)如图,在椭圆C 中,E 为弦AB 的中点,则22b k k AB OE −=⋅;(证明:用点差法)(2)注意:若焦点在y 轴上的椭圆)(12222>=+ba ay b x 2b ABOE2.双曲线中点弦结论(以焦点在x 轴的双曲线方程12222=−by a x 为例)图1 图2(1)如图1或图2,E 为弦AB 的中点,则22ab k k ABOE =⋅; (2)注意:若焦点在y 轴上的双曲线12222=−b x a y ,则22ba k k AB OE =⋅3.抛物线中点弦结论(1)在抛物线)0(22≠=p px y 中,若直线l 与抛物线相交于M 、N 两点,点),(00y x P 是弦MN 的中点,弦MN 所在的直线l 的斜率为MN k ,则p y k MN =⋅0. 即:0y p k =(2)同理可证,在抛物线)0(22≠=p py x 中,若直线l 与抛物线相交于M 、N 两点,点),(00y x P 是弦MN 的中点,弦MN 所在的直线l 的斜率为MN k ,则m x k MN=⋅01.即:px k 0=、典例【选填解答题】1.(2021·云南昆明市·昆明一中高三)已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的右焦点为F ,,过点F 的直线l 交椭圆于,A B 两点,若AB 中点为(1,1),则直线l 的斜率为() A .2 B .2− C .12−D .12【答案】C【分析】先根据已知得到22,再利用点差法求出直线的斜率.【详解】由题得222222242,4()2,2c c a a b a a b a =∴=∴−=∴=.设1122(,),(,)A x y B x y ,由题得1212+=2+=2x x y y ,,所以2222221122222222b x a y a b b x a y a b += += ,两式相减得2212121212()()a ()()0b x x x x y y y y +−++−=,所以2()2a ()0所以221212()240()y y b b x x −+=−,所以1120,2k k +=∴=−.2.【2014年江西卷(理15)】过点作斜率为的直线与椭圆:相交于,若是线段的中点,则椭圆的离心率为【解析】由椭圆中点弦性质可得1222−=−=⋅e a b k k AB OM ,则 <<−=×−1011212e e ,故e =3.【2013全国卷1理科】已知椭圆E :(a >b >0)的右焦点为F (3,0),过点F 的直线交E 于A ,B两点.若AB 的中点坐标为(1,-1),则E 的方程为( )A .B .C .D . 【解析】22a b k k AB MF −=⋅,得22)1(13)1(0a b −=−×−−−,∴=,又9==,解得=9,=18, ∴椭圆方程为,故选D .(1,1)M 12−C 22221(0)x y a b a b +=>>,A B M AB C 2222=1x y a b+22=14536x y +22=13627x y +22=12718x y +22=1189x y +22b a 122c 22a b −2b 2a 221189x y +=(全国卷Ⅲ第一问)已知斜率为k 的直线l 与椭圆C :143+=交于A ,B 两点,线段AB 的中点为(1,)M m (0)m >.证明:12k <−. 【答案】证明见解析.【解析】设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则2211143x y +=,2222143x y +=,上述两式相减,则32b kk 由题设知1212x x +=,122y y m +=,故43−=⋅m k ,于是34k m =−. 由<+>134102m m 得302m <<,故12k <−.5.(2020年湖北高二期末)如图,已知椭圆()222210x y C a b a b+=:>>,斜率为﹣1的直线与椭圆C 相交于A ,B 两点,平行四边形OAMB (O 为坐标原点)的对角线OM 的斜率为13,则椭圆的离心率为ABCD .23【答案】B【解析】方法1:设直线AB 方程为y x n =−+,设1122(,),(,)A x y B x y , 由22221x y a b y x n +==−+得:22222222()20a b x a nx a n a b +−+−=, ∴212222a n x x a b+=+,12122()y y n x x +=−+,设(,)M x y , ∵OAMB 是平行四边形,∴OM OA OB =+,∴1212,x x x y y y =+=+, ∴12121212122()21OM y y n x x y n k x x x x x x x +−+====−+++22222113a b b a a +=−==,223aa,∴3ea .故选B .方法2:(秒杀解) <<−=−⇒−=−=⋅1031112222e e e a b k k OMAB ,得36=e . 故选B .6.【2019一中月考】直线与椭圆:相交于两点,设线段的中点为,则动点的轨迹方程为( )D7.已知椭圆2217525+=y x 的一条弦的斜率为3,它与直线12x =的交点恰为这条弦的中点M ,则M 的坐标为() A .11,2B .11,22C .11,22−D .11,22−【答案】C 【分析】由题意知:斜率为3的弦中点01(,)2M y ,设弦所在直线方程3y x b =+,结合椭圆方程可得122b x x +=−即可求b ,进而求M 的坐标. 【详解】由题意,设椭圆与弦的交点为1122(,),(,)A x y B x y ,:3AB y x b =+, 则将3y x b =+代入椭圆方程,整理得:22126750x bx b ++−=,∴22123648(75)02b b bx x ∆=−−> +=−,而121x x =+,故2b =−, ∴:32AB y x =−,又01(,)2M y 在AB 上,则012y =−, 故选:C)(4R m m x y∈+C 1232=+y B A ,AB M M 16.+−=x y A 6.xy B −=)33(16.<<−+−=x x y C )26526(6.<<−−=x x y D22a b 圆于A ,B 两点.若AB 的中点坐标为(1,1−),则G 的方程为()A .2214536x y +=B .2213627x y +=C .2212718x y +=D .221189x y +=【答案】D【分析】设1122(,),(,)A x y B x y ,代入椭圆的标准方程,两式作差可得ABk 22b a =,由22b a =12,9=2c =22a b −,【详解】设1122(,),(,)A x y B x y ,则12x x +=2,12y y +=-2,2211221x y a b +=,①2222221x y a b +=,②①-②得1212121222()()()()0x x x x y y y y a b +−+−+=,∴AB k =1212y y x x −−=212212()()b x x a y y +−+=22b a ,又ABk =0131+−=12,∴22b a =12,又9=2c =22a b −,解得2b =9,2a =18,∴1899.(2020·黑龙江哈尔滨市·哈师大附中)已知离心率为12的椭圆()222210y x a b a b+=>>内有个内接三角形ABC ,O 为坐标原点,边AB BC AC 、、的中点分别为D E F 、、,直线AB BC AC 、、的斜率分别为123k k k ,,,且均不为0,若直线OD OE OF 、、斜率之和为1,则123111k k k ++=() A .43−B .43C .34−D .34【答案】C【分析】设出椭圆方程,设出A B C ,,的坐标,通过点差法转化求解斜率,然后推出结果即可.【详解】由题意可得12c a =,所以2243,b a =不妨设为22143y x +=.设1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y ,3(C x ,3)y ,222211221,14343y x y x +=+=,两式作差得21212121()()()()34x x x x y y y y −+−+=−,则21212121()3()()4()x x y y y y x x +−=−+−,134OD ABk k =−,同理可得1313,44OF OE AC BC k k k k =−=−,所以12311133()44OD OE OF k k k k k k ++=−++=−,10.(2020·广东广州市·执信中学)已知椭圆2222:1(0)x y a b a b Γ+=>>,ABC ∆的三个顶点都在椭圆上,设它的三条边AB ,BC ,AC 的中点分别为D ,E ,F ,且三条边所在直线的斜率分别1k ,2k ,3k ,且1k ,2k ,3k 均不为0.O 为坐标原点,则()A .22:1:2a b =C .直线BC 与直线OE 的斜率之积为12−D .若直线OD ,OE ,OF 的斜率之和为1,则123111k k k ++的值为2− 【答案】CD【分析】由题意可得:222a b =.设1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y .0(D x ,0)y .利用点差法即可得出11·2OD k k =−,2·2OE k k =−,3·2OF k k =−,即可判断.【详解】椭圆2222:1(0)x y a b a b Γ+=>>,∴222112b e a =−=,222a b ∴=,故A 错;设1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y .0(D x ,0)y .2211221x y a b+=22221x y ,两式相减可得:21212212121·2y y y y b x x x x a +−=−=−+−.11·2OD k k ∴=−,同理21·2OE k k =−,31·2OF k k =−,故B 错,C 正确. 又1231112()2OD OE OF k k k k k k ++=−++=−,11.(2020·广东广州市·执信中学)已知直线L 与双曲线22221()00a x y a bb >−=>,相交于A ,B 两点,线段AB 的中点为M ,O 为坐标原点,若直线L 的斜率为1k ,OM 的斜率为2k ,且122k k =,则双曲线渐近线的斜率等于() A.±B .2±C.D .12±【答案】C【详解】设()()1122,,,,(,)A x y B x y M x y ,则12122,2x x x y y y +=+=,2222222211a b x y ab −= ,两式相减可得:()()()()222221221212222211110,220x x y y x x x a a y y y b b−−−=−×−−×=,∵直线L 的斜率为()110k k ≠,直线OM 的斜率为2k ,212211222y y y b k x x a k x −=⋅==−∴,则b a=12.(2020·四川成都市·成都七中)过点(1,4)P 作直线l 交双曲线2214x y −=于A ,B 两点,而P 恰为弦AB的中点,则直线l 的斜率为(). A .116− B .-1 C .116D .1【答案】C【分析】根据P 为AB 的中点,利用点差法,设()11,A x y ,()22,B x y ,由221122221414x y x y −=−= ,两式相减求解. 【详解】设()11,A x y ,()22,B x y ,因为P 为AB 的中点,则12121242x x y y + = + = ,所以121228x x y y += += ,将A 、B 代入双曲线2214xy −=得,221122221414x y x y −=−= ,两式相减得:()()22221212104y y x x −−−=, 整理得:1212121214y y x x x x y y −+=⋅−+,所以12121214816ABy y k x x −==×=−.13.(2021·全国高二)已知斜率为1的直线l 与双曲线C :22221x y a b−=(0a >,0b >)相交于B 、D 两点,且BD 的中点为3(1)M ,.则C 的离心率为() A .2 BC .3 D【答案】A【详解】设()()1122,,,B x y D x y ,2222222211a b x y a b −= ,两式做差得()()()()12121212220x x x x y y y y a b −+−+−=整理得()()()()2121221212y y y y b a x x x x −+=−+,而12121BD y y k x x −−==,122x x +=,126y y +=,代入有223b a =,即2223c a a−=,可得2c e a ==.14.(2020·广州市天河中学)已知双曲线E 的中心为原点,()3,0F 是E 的焦点,过F 的直线l 与E 相交于A ,B 两点,且AB 的中点为(M −,则E 的方程为() A .22145x y −=B .22163x y −=C .2254x y −=22x y 【答案】B【详解】设双曲线E 的标准方程为22221x y a b−=,由题意知:3c =,即229a b +=①,设()11,A x y ,()22,B x y ,AB 的中点为(M −,124x x ∴+=−,12y y +,又A ,B 在双曲线上,则22112222222211x y a b x y ab −= −= , 两式作差得:22221212220x x y y a b−−−=,即()()()()1212121222x x x x y y y y a b −+−+=, 即()()2121221212ABb x x y y k x x a y y +−====−+,又M F ABM F y y k x x −===−即解得:222a b =②,由①②解得:26a =,23b =,∴双曲线的标准方程为:22163x y −=.15.(2019·陕西高考模拟)双曲线221369x y −=的一条弦被点(4,2)P 平分,那么这条弦所在的直线方程是() A.20x y −−=B.2100x y +−=C.20x y −=D.280x y +−=【答案】C【解析】设弦的两端点1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y ,斜率为k ,则22111369x y −=,22221369x y −=,369即121212129()98136()3642y y x x kx x y y −+×===−+×, ∴弦所在的直线方程12(4)2y x −=−,即20x y −=. 故选:C28y 上有三个点A ,B ,C 且AB ,BC ,AC 的中点分别为D ,E ,F ,用字母k 表示斜率,若8OD OE OF k k k ++=−(点O 为坐标原点,且OD k ,OE k ,OF k 均不为零),则111AB BC ACk k k ++=________. 【答案】-1【详解】设()11,A x y ,()22,B x y ,()00,D x y ,则1202x x x +=,1202y y y +=,21118y x −=,22218y x −=, 两式相减得()()()()121212128y y y y x x x x +−−+=,整理可得0121208y x x y y x −=−,即18OD ABk k =,同理得18OE BCk k =,18OF AC k k =.因为8OD OE OF k k k ++=−,所以1111AB BC AC k k k ++=−.17.(2020·全国高二课时练习)双曲线()2222:10,0x y C a b a b−=>>的右焦点分别为F ,圆M 的方程为()22252x y b −+=.若直线l 与圆M 相切于点()4,1P ,与双曲线C 交于A ,B 两点,点P 恰好为AB 的中点,则双曲线C 的方程为________.【答案】2214x y −=【详解】设点()11,A x y ,()22,B x y ,直线l 的斜率为k ,则10145k −⋅=−−,所以1k =,()22224512b =−+=,即21b =,则2211221x y a b−=,2222221x y a b −=.两式相减,得()()()()1212121222x x x x y y y y a b −+−+= 则()()222121222212128412b x x y y b b k x x a y y a a +−=====−+,即24a =,所以双曲线C 的方程为2214x y −=.相交于M ,N 两点,若MN 中点的横坐标为23−,则此双曲线的方程是 A.22134x y −= B.22143x y −= C.22152x y −= D.22125x y −= 【答案】D【解析】设双曲线的方程为221(0,0)x ya b a b−=>>,由题意可得227a b +=,设()11,M x y ,()22,N x y ,则MN 的中点为25,33 −− ,由2211221x y a b −=且2222221x y a b −=,得()()12122x x x x a +−=()()12122y y y y b +−,2223a ×−=()2523b ×−(),即2225a b=,联立227a b +=22125x y −=.故选D .19.已知双曲线的左焦点为,过点F 且斜率为1的直线与双曲线C 交于A ,B 两点,若线段AB 的垂直平分线与x 轴交于点,则双曲线C 的离心率为( ) A.B.C.D. 2【答案】D 【解析】 【分析】设线段AB 的中点坐标为,根据 求出线段的中点坐标,用点差法求出关系,即可求解【详解】设线段AB 的中点坐标为,则有, 设,代入双曲线方程有,两式相减得, 2222:1x y C a b−=(0,0)a b >>(,0)F c −(2,0)P c ()00,M x y 11,1,MF MP k k ==−AB M ,a c ()00,x y 000112y x c y x c= +=− − 0,2c x ⇒=032y c =1122(,),(,)A x y B x y 2222112222221,1x y x y a b a b−=−=可得,即, .故选:D.20.直线l 过点(1,1)P 与抛物线4y x =交于,A B 两点,若P 恰为线段AB 的中点,则直线l 的斜率为() A .2B .2−C .12D .12− 【答案】A【分析】 利用点差法,21122244y x y x = = 两式相减,利用中点坐标求直线的斜率. 【详解】设()()1122,,,A x y B x y ,21122244y x y x = = ,两式相减得()2212124y y x x −−, 即()()()1212124y y y y x x +−=−,当12x x ≠时,()1212124y y y y x x −+=−, 因为点()1,1P 是AB 的中点,所以122y y +=,24k =, 解得:2k =故选:A21.(2019秋•湖北月考)斜率为k 的直线l 过抛物线y 2=2px (p >0)焦点F ,交抛物线于A ,B 两点,点P (x 0,y 0)为AB 中点,则ky 0为( )A .定值B .定值pC .定值2pD .与k 有关的值【分析】设直线方程与抛物线联立得纵坐标之和,进而的中点的纵坐标,直接求出ky 0的值为定值.【解答】解:显然直线的斜率不为零,抛物线的焦点(,0),22a b 002210x y a b−⋅=2213,a b =223b a =2,c a ∴=2e =直线与抛物线联立得:y 2﹣2pmy ﹣p 2=0,y +y '=2pm ,所以由题意得:y 0==pm ,所以ky 0=•pm =p ,故选:B .22.过点)1,4(Q 作抛物线x y 82=的弦AB ,若弦AB 恰被Q 平分,则AB 所在的直线方程为_______. 解:x y 82=,mx y 22=,∴4=m . 由m y k=得:4=k ∴AB 所在的直线方程为)4(41−=−x y ,即0154=−−y x .23.设1P 2P 为抛物线y x =2的弦,如果这条弦的垂直平分线l 的方程为3+−=x y ,求弦1P 2P 所在的直线方程.解:y x =2,my x 22=,∴21=m . 弦1P 2P 所在直线的斜率为1. 设弦1P 2P 的中点坐标为),(00y x .由m x k P P =⋅0211得:210=x . 弦1P 2P 的中点也在直线3+−=x y 上,∴253210=+−=y .弦1P 2P 的中点坐标为)25,21(. ∴弦1P 2P 所在的直线方程为)21(125−⋅=−x y ,即02=+−y x .24. ABC 的三个顶点都在抛物线E :y 2=2x 上,其中A (2,2), ABC 的重心G 是抛物线E 的焦点,则BC 边所在直线的方程为________.【答案】4x +4y +5=0【分析】设B (x 1,y 1),C (x 2,y 2),边BC 的中点为M (x 0,y 0),先求出点M 的坐标,再求出直线BC 的斜率,即得解.【详解】设B (x 1,y 1),C (x 2,y 2),边BC 的中点为M (x 0,y 0),易知1(,0)2G , 则12122132203x x y y ++ = ++ =从而12012012412x x x y y y + ==− + ==− ,即1(,1)4M −−, 又2211222,2y x y x ==, 两式相减得(y 1+y 2)(y 1-y 2)=2(x 1-x 2),则直线BC 的斜率1212002BC x x y y y y −+故直线BC 的方程为y -(-1)=1()4x −+,即4x +4y +5=0.故答案为:4x +4y +5=025.在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线C的焦点为(0,、,实轴长为. (1)求双曲线C 的标准方程;(2)过点()1,1Q 的直线l 与曲线C 交于M ,N 两点,且恰好为线段MN 的中点,求线段MN 长度.【答案】(1)2212y x −=;(2. 【分析】(1)根据双曲线的定义c =,a =,即可求出双曲线的方程;(2)先根据点差法求直线l 的方程,再根据弦长公式即可求出【详解】(1)双曲线C的焦点为(0,、,实轴长为,则a =,c =,而222321b c a =−=−=, ∴双曲线C 的标准方程2212y x −=; (2)设点1(M x ,1)y ,2(N x ,2)y ,点()1,1Q 恰好为线段MN 的中点,即有122x x +=,122y y +=, 又221122221212y x y x −= −= ,两式相减可得121212121()()()()2y y y y x x x x −+=−+, ∴12122y y x x −−=, ∴直线l 的斜率为2k =,其方程为12(1)y x −=−,即21y x =−,由222122y x y x =− −=,即22410x x −−=,可得1212x x =−,则MN ===26.已知直线l 与抛物线2:5C y x =交于,A B 两点.(2)若弦AB 的中点为()6,1−,求l 的方程.【答案】(1;(2)52280x y +−=. 【分析】(1)联立直线与抛物线方程,写出韦达定理,利用弦长公式即可求解; (2)利用点差法求出直线斜率,即可求出直线方程. 设,A B 两点的坐标分别为()()1122,,,x y x y .(1)联立25,21,y x y x = =− 得24910,0x x −+=∆>, 因此121291,44x x x x +==,故||AB (2)因为,A B 两点在C 上,所以2112225,5,y x y x = = 两式相减,得()2221215y y x x −=−, 因为12122y y +=−×=−,所以212112552ABy y k x x y y −===−−+, 因此l 的方程为5(1)(6)2y x −−=−−,即52280x y +−=.。
中点弦公式点差法f(x+h) = f(x) + hf'(x) + \frac{h^2}{2!}f''(x) +\frac{h^3}{3!}f'''(x) + ...其中f'(x)、f''(x)、f'''(x)等是函数在点x上的导数。
如果我们令h等于一个小的值,那么只保留前面几项,我们可以得到近似的公式。
首先,我们考虑计算函数f(x)在点x的导数。
使用中点差分公式,我们可以近似计算出f'(x)的值。
我们选择两个点x和x+h(h是一个非常小的正数),并使用这两个点上的函数值来计算导数。
根据泰勒展开式,我们有:f(x+h) = f(x) + hf'(x) + \frac{h^2}{2!}f''(x) +\frac{h^3}{3!}f'''(x) + ...将x+h代入上式,我们得到:f(x+h) = f(x) + hf'(x) + \frac{h^2}{2!}f''(x) +\frac{h^3}{3!}f'''(x) + ...我们想要计算f'(x),因此,我们需要将上式重新排列,以便得到f'(x)的表达式。
我们将上式两边都减去f(x),并除以h,我们可以得到:f'(x) ≈ \frac{f(x+h)-f(x)}{h}这就是中点差分公式的具体表达式。
它利用了两个点的函数值来计算一个给定点的导数近似值。
同样地,中点弦公式也可以用于计算一个函数在两个点之间的积分。
我们考虑计算函数f(x)在区间[a,b]上的积分值。
我们选择两个点a和b,并使用这两个点上的函数值来计算积分。
根据泰勒展开式,我们有:f(x+h) = f(x) + hf'(x) + \frac{h^2}{2!}f''(x) +\frac{h^3}{3!}f'''(x) + ...我们想要计算在区间[a,b]上的积分值,因此,我们需要将上式重新排列,以便得到积分值的表达式。
中点弦斜率公式中点弦斜率公式是初中数学中一个非常重要的概念,它可以帮助我们计算曲线的斜率,从而更好地理解和解决数学问题。
在本文中,我们将详细介绍中点弦斜率公式的定义、推导和应用。
一、中点弦斜率公式的定义中点弦斜率公式是指,对于一条曲线上的两个点A(x1, y1)和B(x2, y2),它们之间的中点为M((x1+x2)/2, (y1+y2)/2),则曲线在点A和B之间的弦的斜率k等于曲线在点M处的斜率:k = (y2-y1)/(x2-x1) = f'(M)其中f'(M)表示曲线在点M处的导数,也就是曲线在该点的切线斜率。
二、中点弦斜率公式的推导中点弦斜率公式的推导需要用到导数的定义和中值定理。
导数的定义是:f'(x) = lim(h->0) [f(x+h)-f(x)]/h该式表示,当自变量x的变化趋近于0时,函数f(x)在x处的变化率即为f'(x)。
其中h为自变量x的增量,也可以理解为x的微小变化量。
中值定理是指,对于一个连续且可导的函数f(x),在区间[a, b]内,存在一个点c,使得:f'(c) = [f(b)-f(a)]/(b-a)该式表示,函数f(x)在区间[a, b]内的平均变化率等于f(x)在某个点c处的变化率。
利用导数的定义和中值定理,我们可以推导出中点弦斜率公式。
具体步骤如下:1. 对于曲线上的两个点A(x1, y1)和B(x2, y2),它们之间的中点为M((x1+x2)/2, (y1+y2)/2)。
2. 根据导数的定义,我们可以得到:f'(x1) = lim(h->0) [f(x1+h)-f(x1)]/hf'(x2) = lim(h->0) [f(x2+h)-f(x2)]/h3. 将x1+h替换为x2,得到:f'(x1) = lim(h->0) [f(x2)-f(x1)]/(x2-x1)f'(x2) = lim(h->0) [f(x2+h)-f(x2)]/h4. 将x2+h替换为x1,得到:f'(x1) = lim(h->0) [f(x2)-f(x1)]/(x2-x1)f'(x2) = lim(h->0) [f(x1)-f(x2)]/(x1-x2)5. 根据中值定理,我们可以得到:f'(M) = [f(x2)-f(x1)]/(x2-x1)6. 将f'(M)带入中点弦斜率公式中,得到:k = (y2-y1)/(x2-x1) = f'(M)三、中点弦斜率公式的应用中点弦斜率公式在数学中有着广泛的应用,下面我们将介绍几个常见的应用场景。
中点弦公式结论
中点弦公式是一种数学工具,旨在帮助人们解决几何问题。
它表示两点之间的距离,它可以用来计算三角形、正方形和其他各种多边形的边长。
它也可以用来计算多边形的面积,因此在建筑和工程计算等领域非常有用。
中点弦公式可以定义为:设圆的两个点A和B之间的距离为d,则d=√(x- x)+(y- y)。
其中x和x是圆心两点的x坐标,y和y是
圆心两点的y坐标。
中点弦公式可以用来解决几何问题,下面以计算正方形的边长为例。
设正方形的四个顶点分别为A、B、C、D,那么用中点弦公式可
以求出顶点A到B的距离d,即d=√(x- x)+(y- y)。
由于正方形的
四边距离相等,因此这个距离d就是正方形的边长。
中点弦公式也可以用来计算多边形的面积。
首先,必须将所有的顶点排列顺序,然后用中点弦公式计算出其中两点之间的距离,最后把所有这些距离加起来,就可以计算出多边形的面积了。
此外,中点弦公式也可以用来计算圆的半径。
首先,选择圆心,然后选择圆上的任一点,使用中点弦公式计算出它们之间的距离,这个距离就是圆的半径了。
以上就是关于中点弦公式的结论。
可以看出,中点弦公式是一种非常有用的数学工具,它可以计算出多边形的边长、面积以及圆的半径。
它的应用可以帮助我们在建筑和工程计算等方面取得更好的效果。
- 1 -。
中点弦介绍中点弦是导入数学中用于数值计算的一种方法。
该方法可以用来计算函数在给定区间上的数值近似解。
中点弦方法基于割线法的思想,通过在函数上选择两个点,构造出一条经过这两个点的割线,并求取该割线与横轴的交点的纵坐标,作为函数在该区间上的近似解。
算法步骤中点弦方法的算法步骤如下:1.选择一个初始区间[a, b],确保函数在该区间上有一个单根(一个连续且单调递增/递减的区间)。
2.选择初始点x0和x1作为割线的两个点,计算相应的函数值f(x0)和f(x1)。
3.通过线性插值的方法,在割线上选择一个新的点x2,使得x2满足以下条件:–x2 = x1 - (f(x1)*(x1-x0))/(f(x1)-f(x0))4.通过计算函数在点x2处的函数值f(x2),判断是否符合终止准则。
如果满足终止准则,将x2作为函数在该区间上的近似解。
否则,继续进行下一步。
5.根据新的割线位置,更新x0和x1的值,并重复步骤3-5,直至满足终止准则为止。
终止准则中点弦方法的终止准则通常有以下两种选择:1.当函数在割线上的两个点之间的距离小于给定的阈值时,认为已找到了函数的近似解。
2.当函数在割线上的某一点的函数值小于给定的阈值时,认为该点即为函数的近似解。
算法特点中点弦方法具有以下特点:•相比于二分法,中点弦方法对函数的导数变化不敏感,因此适用于计算非线性函数的数值解。
•中点弦方法具有较快的收敛速度,尤其适用于具有分段线性特点的函数。
•由于中点弦方法采用割线插值的方式,每次迭代都可以接近函数的近似解,因此可以在较少的迭代次数下达到较高的精度。
示例下面通过一个具体的示例来说明中点弦方法的使用。
假设我们要求解函数f(x) = x^3 - 2x - 5 = 0在区间[1, 3]上的一个近似解。
首先,选择初始点x0 = 1和x1 = 3。
计算函数在这两个点上的函数值:f(x0) = (1)^3 - 2(1) - 5 = -6f(x1) = (3)^3 - 2(3) - 5 = 14根据割线公式,我们可以计算出新的割线点x2:x2 = x1 - (f(x1)(x1-x0))/(f(x1)-f(x0)) = 3 - (14(3-1))/(14-(-6)) = 3 - (28/20) = 2.6 接着,我们计算函数在x2处的函数值:f(x2) = (2.6)^3 - 2(2.6) - 5 = -0.664由于终止准则并没有满足,我们继续迭代。
中点弦公式斜率结论假设有两点A(x1,y1)和B(x2,y2),其中A和B之间的连线AB为一条直线。
我们可以利用这两点的坐标来求连线AB的斜率。
斜率是指直线的倾斜程度,是指直线上任意两点之间的垂直横坐标变化量与纵坐标变化量的比值,其表示为:Slope (m) = (y2 - y1) / (x2 - x1)其中,y2和y1分别表示点B和点A的纵坐标,x2和x1分别表示点B和点A的横坐标。
这个斜率值可以用来描述直线的倾斜方向和陡峭程度。
现在,我们知道了两点A和B之间的斜率值,我们可以进一步求出这条直线的中点坐标。
中点坐标的计算公式为:Midpoint (xm, ym) = ((x1 + x2) / 2, (y1 + y2) / 2)这个公式表示中点的横坐标xm为两点横坐标之和的一半,中点的纵坐标ym为两点纵坐标之和的一半。
通过这个公式,我们可以很容易地计算出两点连线AB的中点坐标。
接下来我们来推导一下中点弦公式中的斜率结论。
中点弦公式是指两点连线的中点和斜率之间的关系。
假设在直角坐标系中有两点A(x1, y1)和B(x2, y2),我们已经计算出了这两点之间的中点坐标为M((x1+x2)/2, (y1+y2)/2) 以及斜率值为Slope(x1, y1) = (y2 - y1) / (x2 - x1)。
现在我们来证明一下中点弦的斜率结论。
根据中点的坐标公式,我们可以得到中点M的坐标为:xm = (x1 + x2) / 2ym = (y1 + y2) / 2利用斜率的计算公式,我们可以得到直线AB的斜率为:Slope (m) = (y2 - y1) / (x2 - x1)因为M是线段AB的中点,所以可以得到以下公式:ym - y1 = m (xm - x1)将中点的坐标和斜率带入公式中,可以得到:(y1+y2)/2-y1=(y2-y1)/(x2-x1)*((x1+x2)/2-x1)简化上面的式子,我们可以得到:(y2-y1)/2=(y2-y1)/2两边的分子相等,所以中点弦的斜率结论得证。
椭圆弦中点公式椭圆弦中点公式是一种用于计算椭圆上两点之间弦的中点坐标的公式,它在数学、物理、工程等领域中广泛应用。
本文将介绍椭圆弦中点公式的推导、应用以及相关的定理和公式。
一、椭圆弦中点公式的推导椭圆弦中点公式的推导基于椭圆的参数方程:x=a*cosθy=b*sinθ其中,a和b分别为椭圆的长轴和短轴,θ为椭圆上的参数。
假设椭圆上有两点A和B,它们的参数分别为θ1和θ2。
我们可以通过参数方程求出这两点的坐标:Ax=a*cosθ1Ay=b*sinθ1Bx=a*cosθ2By=b*sinθ2接下来,我们可以求出两点之间的弦的中点坐标。
首先,我们可以求出弦的中点坐标的x坐标:Mx=(Ax+Bx)/2=(a*cosθ1+a*cosθ2)/2接着,我们可以求出弦的中点坐标的y坐标:My=(Ay+By)/2=(b*sinθ1+b*sinθ2)/2因此,椭圆弦中点的坐标为:(Mx,My)=((a*cosθ1+a*cosθ2)/2,(b*sinθ1+b*sinθ2)/2) 这就是椭圆弦中点公式的推导过程。
二、椭圆弦中点公式的应用椭圆弦中点公式在物理和工程领域中有广泛的应用。
例如,它可以用于计算椭圆形轨道上的物体的运动轨迹,以及计算两个椭圆形物体之间的相对位置和速度。
在物理学中,椭圆弦中点公式可以用于计算行星在椭圆形轨道上的运动轨迹。
根据开普勒第二定律,行星在椭圆形轨道上的面积速率是恒定的。
因此,我们可以通过椭圆弦中点公式计算行星在不同位置的速度和位置。
在工程学中,椭圆弦中点公式可以用于计算两个椭圆形物体之间的相对位置和速度。
例如,当一个椭圆形物体绕另一个椭圆形物体旋转时,我们可以使用椭圆弦中点公式计算它们之间的相对位置和速度,以便设计合适的控制系统。
三、相关的定理和公式除了椭圆弦中点公式之外,还有一些与椭圆相关的定理和公式。
这些定理和公式可以帮助我们更好地理解和应用椭圆弦中点公式。
1. 椭圆的离心率椭圆的离心率定义为椭圆的焦距长度与长轴长度之比。
中点弦公式推导中点弦公式推导是中学数学中常见的几何性质之一。
它是一个圆弧到弦的关系,使用它可以计算圆弧的直径,起点到终点的距离以及某点在圆弧上的位置。
中点弦公式的具体推导如下:设圆心位于原点O,弦AB的中点C,AB的长度为L,半径为r。
1. 将点C和点O连成OC,斜边为OC,根据勾股定理得:$$OC^2 = r^2 - \frac{L^2}{4}$$2. 求OC的值:$$OC = \sqrt{r^2 - \frac{L^2}{4}}$$3. 由OC求出AB的长度:$$AB = 2\sqrt{r^2 - OC^2}$$4. 将上述结果放入,AB的长度表达式替换为:$$L = 2\sqrt{r^2 - \sqrt{r^2 - \frac{L^2}{4}}}$$5. 设l为AB的长度,由上式可得:$$L^2 = 4r^2 - 4\sqrt{r^2 - \frac{L^2}{4}}$$6. 联立方程,可以消去求出L的值:$$L^4 - 4r^2L^2 + 8r^4 = 0$$7. 将上式因式分解,可以得到:$$L = 2\sqrt{r^2 \pm \sqrt{r^2 - \frac{L^2}{4}}}$$8. 将伴随平方根取正值,则有:$$L = 2\sqrt{r^2 + \sqrt{r^2 - \frac{L^2}{4}}}$$9. 由上式,就可以得出中点弦公式:$$L = 2\sqrt{r^2 + \sqrt{r^2 - \frac{L^2}{4}}}$$经过以上推导,我们就可以获得中点弦公式,即AB的长度等于圆的半径乘以根号下加号的一半,即$L =2\sqrt{r^2 + \sqrt{r^2 - \frac{L^2}{4}}} $。
中点弦公式和应用
中点弦公式,又被称为弦平分线的角度述,是一种普通的数学概念,也是一种
务实的几何理论。
它涉及到多边形面内一条弦线分隔两个内角度,它是由一点,称作中点,而两个内角度两条直线构成。
这样,弦线可以自动对分两个内角度。
中点弦公式在日常中被大量应用,可以帮助我们分辩出更复杂的几何形状,进
而更好地表示地中的空间关系。
例如,在蓝色图形中,弦线沿着右下角的三角形分割出了四个角,从中点弦公式可以看出,这也是一种空间关系的表达。
此外,中点弦公式也可以应用于娱乐活动,例如,单排歌舞比赛活动,参赛者
可以按照中点弦公式分隔出合适的空间,使场景更加完美。
在这样的场景下,参赛者可以更好地表现出自己的能力,更好地演绎出精彩的歌舞表演。
同时,中点弦公式也可以应用于高尔夫球练习,按照这个概念建立起合理的远距范围,这样可以让玩家明白距离的关系,更好地操控球的轨迹也可以同时在少量的空间里让更多的人参加练习。
总而言之,中点弦公式是一种实用的、简单易懂的数学概念,它可以被广泛应
用于生活娱乐中,帮助我们更好地理解空间关系,从而更好地把控自身的未来发展。
第97课中点弦问题基本方法:直线与圆锥曲线的位置关系常涉及圆锥曲线的性质和直线的基本知识,中点弦问题主要涉及点差法和中点坐标公式.常用到的公式:中点坐标公式1202x x x +=.涉及到中点和斜率问题,也可以考虑设而不求法,利用点差法求解.一、典型例题1.已知抛物线2:2E x y =的焦点为F ,,A B 是E 上两点,且AF BF m +=.若线段AB 的垂直平分线与y 轴仅有一个公共点()0,2C ,求m 的值.答案:3m =解析:根据题意,,A B 所在直线的斜率存在,设:AB l y kx n =+,()11,A x y ,()22,B x y ,联立22y kx nx y =+⎧⎪⎨=⎪⎩,得2220x kx n --=,所以122x x k +=,得()2,M k k n +.又121y y m ++=即1221kx kx n m +++=,得2221k n m ++=(*).又1MC k k =-,即221k n +-=-,整理得21k n =-,代入(*)式,得3m =.2.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的一个顶点为()0,1B ,半焦距为c ,离心率2e =,又直线():0l y kx m k =+≠交椭圆于()11,M x y ,()22,N x y 两点.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若1,1k m ==-,求弦MN 的长;(3)若点11,2Q ⎛⎫⎪⎝⎭恰好平分弦MN ,求实数,k m .答案:(1)2214x y +=;(2)825;(3)12k =-,1m =解析:(1)根据题意222132b c ab c a =⎧⎪⎪=⎨⎪⎪+=⎩,解得21a b =⎧⎨=⎩,所以椭圆C 的标准方程为2214x y +=;(2)联立直线方程和椭圆方程:22141x y y x ⎧+=⎪⎨⎪=-⎩,整理得2580x x -=,解得0x =或85x =,所以()0,1M -,83,55N ⎛⎫ ⎪⎝⎭,则MN =.(3)11,2Q ⎛⎫ ⎪⎝⎭恰好平分弦MN ,所以121212122x x y y +⎧=⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩.,M N 在椭圆上,则22112222114x y x y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,上下相减得()()()()12121212+++04x x x x y y y y --=,即()()1212+02x x y y --=,则121212y y x x -=--,即12k =-,点Q 在直线上,所以直线()11:122l y x -=--,整理得112y x =-+,所以1m =.综上所述,12k =-,1m =.二、课堂练习1.已知()(2,0),2,0A B -,斜率为k 的直l 上存在不同的两点,M N满足MA MB -=,NA NB -=,且线段MN 的中点为()6,1,求直线的斜率k .答案:2解析:∵04MA MB <-=<,04NA NB <-=<,∴,M N 在以,A B 为焦点的双曲线的右支上,双曲线的方程为2213x y -=.设()()1122,,,M x y N x y ,则221113x y -=,222213x y -=,两式相减得()()()()121212123x x x x y y y y -+=-+,又∵线段MN 的中点为()6,1,∴1212122x x y y +=⎧⎨+=⎩,故有12122y y x x -=-,即2k =.2.已知椭圆C :22143x y +=,若一组斜率为2的平行线,当它们与椭圆C 相交时,证明:这组平行线被椭圆C 截得的线段的中点在同一条直线上.答案:见解析解析:设直线与椭圆的两个交点坐标分别为()11,x y ,()22,x y ,它们的中点坐标为()00,x y .由22112222143143x y x y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,两式相减可得()()()()21212121043x x x x y y y y -+-++=,()()()()21212121043x x y y y y x x +-++=⨯-,由已知21212y y -=-,所以00380x y +=,故直线被椭圆C 截得的线段的中点都在直线380x y +=上.三、课后作业1.已知椭圆22:1164x y C +=,过点()2,1P 作直线l 与该椭圆相交于,A B 两点,若线段AB 恰被点P 所平分,求直线l 的方程.答案:240x y +-=解析:设()()1122,,,A x y B x y ,∴2211222211641164x y x y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,两式相减得()()()()121212120164x x x x y y y y +-+-+=.∵AB 的中点为()2,1P ,∴124x x +=,122y y +=,代入上式得()()1212420164x x y y --+=,则12AB k =-,∴l 的方程为11(2)2y x -=--即为240x y +-=.2.已知抛物线26y x =,过点()2,1P 引一条弦12P P 使它恰好被点P 平分,求这条弦所在的直线方程及12PP .答案:350x y --=;21103解析:设直线上任意一点坐标为(),x y ,弦两端点111222(,),(,)P x y P x y .∵()2,1P 12,P P 在抛物线上,∴2211226,6y x y x ==,两式相减,得121212()((6))y y y y x x +-=-.∵()2,1P 平分12P P ,∴122y y +=,∴12121263y y k x x y y -===-+,∴直线的方程为(12)3y x -=-,即350x y --=.联立26350y x x y ⎧=⎪⎨--=⎪⎩,得22100y y --=,∴12122,10y y y y +=⋅=-,∴12P P ==21103.3.已知椭圆22:12x E y +=,设直线:(0)l y x m m =+<与椭圆E 交于A ,B 两点,线段AB 的垂直平分线交x 轴于点T ,当点T 到直线l 距离为26时,求直线l 方程和线段AB 长.答案:102x y --=;2113解析:设()()1122,,,A x y B x y ,联立方程组2212x y y x m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,化简得2234220x mx m ++-=.由()()22412220m m ∆=-->,又0m <,得0m <<.又21212422,33m m x x x x -+=-=,设,A B 中点为C ,C 点横坐标122,233C C C x x m m x y x m +==-=+=,即2,33m m C ⎛⎫- ⎪⎝⎭,∴线段AB 垂直平分线方程为233m m y x ⎛⎫-=-+ ⎪⎝⎭.∴T 点坐标为,03m ⎛⎫- ⎪⎝⎭,T 到AB的距离6d ==,又0m <,12m ∴=-,即直线l 方程为102x y --=.∴2113AB =.。
中点弦点差法的应用(1)在椭圆12222=+b y a x 中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=-0202y a x b ;(2)在椭圆12222=+b x a y 中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=-0202y b x a ;(3)在双曲线12222=-b y a x 中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=0202y a x b ;(4)在双曲线12222=-b x a y 中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=0202y b x a ;(5)在抛物线)0(22>=p px y 中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率0y p k =(6)在抛物线)0(22>-=p px y 中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率0y p k -=。
(7)在抛物线)0(22>=p py x 中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率0x p k =(8)在抛物线)0(22>-=p py x 中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率0x p k -=。
AB 为椭圆12222=+by a x (a >b >0)的弦,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),弦中点M (x 0,y 0),则直线AB的斜率0202y a x b k AB -=AB 为双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的弦,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)弦中点M (x 0,y 0),则直线AB的斜率0202y a x b k AB =AB 抛物线px y 22=的弦,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),弦中点M (x 0,y 0),则直线AB 的斜率0AB k y P=1 过椭圆141622=+y x 上一点M (2,1)引一条弦,使弦被点M 平分,求这条弦所在的直线方程。
圆的中点弦公式
圆是数学中常见的几何图形,是通过一点和一个恒定的距离(即半径)的曲线组成的图形,其中圆的中心点(中心)可以用中点弦公式来表示。
中点弦公式是一个可以用来求解圆的中心点的公式,也可以用来求解圆的半径。
中点弦公式的形式如下:
d = (x1+x2)/2
a = [(y2-y1)/2]2+(x2-x1)2
其中,d是圆的中心点的横坐标,a是圆的半径。
中点弦公式可以用来求解圆的中心点和半径:
1.圆的中心点:给定两个点的横纵坐标(x1,y1),(x2,y2),中点弦公式可以用来计算圆心的横坐标坐标d:
d = (x1+x2)/2
2.圆的半径:当已知圆心位置时,可以用另一个形式来计算圆的半径:
a2 = [(y2-y1)/2]2+(x2-x1)2
应用实例:
假设圆的中心点(d,a)= (3,4),给定两个点(x1,y1)= (2,1),(x2,y2)= (4,3),求圆的半径:
a2 = [(y2-y1)/2]2+(x2-x1)2
a2 = [(3-1)/2]2+(4-2)2
a2 = [(2/2]2+(2)2
a2 = 4 + 4
a2 = 8
a =8
a = 2.83
因此半径为2.83。
以上就是圆的中点弦公式的应用。
中点弦公式可以用来求解圆的中心点和半径,是一种非常有用的方法,可以帮助我们更好地理解圆的性质,也可以用来方便地求解其他更复杂的几何问题,因而也可以应用到实际的设计当中。
作为一种推广,不仅圆,其他曲线也可以类似地使用中点弦公式求解中心点和半径,例如椭圆和抛物线。
这些公式在日常工程设计中,用来求解各种图形的中心点和半径,则是一种非常重要的方法。