一元三次方程

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一元三次方程
对于一般的一元三次方程,上式除以a ,并设,则可化为(1),其中. (1)的根为:
其中为根的判别式。

当时,有一个实根与两个复根;
当时,有三个实根;当时,有一个三重零根;当时,三个实根中有两个相等;
当时,有三个不等实根。

韦达定理:
()3200ax bx cx d a +++=≠3b x y a
=-3
0y py q ++=223
2332792,327ac b a d abc b p q a a --+=
=123y y y ωω===
231,()()223
q p ω-+=∆=+0∆>0∆=0p q ==0p q =≠0∆<123122331123,,.b x x x a
c x x x x x x a
d x x x a
++=-++==-
圆锥曲线统一性质
从课本中,我们已经得出圆锥曲线的一条统一性质,就是圆锥曲线的第二定义,其内容是:动点到定点的距离与到定直线的距离之比为一常数e ,当0<e <1时,动点的轨迹为椭圆,当e = 1时,动点的轨迹为抛物线,当e >1时,动点的轨迹为双曲线。

其中e 被称为离心率,定点称为焦点,定直线称为准线,焦点到准线的距离称为焦准距,焦点到动点的线段称为焦半径。

如果我们以焦点为原点,过焦点垂直于准线的直线为x 轴,建立直角坐标系,便可以由此得出圆锥曲线的统一直角坐标方程。

如图所示,l 为准线,PM ⊥l ,由第二定义可得:
,两边平方化简可得:
这就是圆锥曲线的统一直角坐标方程,其中p 就是焦准距,为
了保证得到的是圆锥曲线,自然有p >0。

我们将使用此方程来讨论一下圆锥曲线的弦长。

设一直线过x 轴上一点(d ,0),且倾角为,则此直线的参数方
程为:,并设此直线交圆锥曲线于两点。

将直线方程带入统
一方程中去,可得:
于是弦长, 其中,A 不等于0。

我们不妨称为圆锥曲线统一弦长公式。

由于直线的斜率,由便可以用斜率来求解。

特别的,当d = 0时,即直线AB 通过焦点,此时,便得到圆锥曲线的焦点弦长公式:
,对于椭圆和双曲线的标准方程,焦准距。

定理:过圆锥曲线准线与对称轴的交点引其切线,则切线与对称轴的夹角的正切值等于离心率。

||||PO e PM =e =222222(1)20
e x y e px e
p -+--=αcos sin x d t y t αα
=+⎧⎨=⎩1122(,),(,)A x y B x y 222222(1cos )2[()]cos (12)0e t d e d p t e p d αα-⋅+-+⋅-+=21||||||||
AB t t a A
=-==222221cos ,2[()]cos ,(12)A e B d e d p C e p d αα=-=-+=+tan k α=2211tan cos αα
+=222|||1cos |
ep AB e α=-2b p c =
证明:设直线AB 的方程为,代入统一方程中,消去y 得:
由于AB 是切线,所以,即:,
所以,即。

由于切线可以引上下两条,所以有正负。

tan (),y x p ABO αα=+=∠222222222(1tan )2(tan )tan 0e x p e p x e p p ααα-++--+=0∆=222...4(tan )0p e α=-=22tan e α=|tan |e α=tan α
离心率常见的有关模型
【经典模型一】
【例题1】【定义法】双曲线的左右焦点分别为,若P 为双曲线上一点,且PF 1=2PF 2,求离心率的取值范围。

【答案:】
【例题2】【定义法】已知椭圆的左右焦点分别为,e 为离心率,若P 为椭圆上一点,且PF 1=ePF 2,求离心率e 的取值范围。


【经典模型二】 【定理1】设点F 时离心率为e ,焦点在x 轴上的圆锥曲线的一个焦点,过F 的弦AB 与x 轴
的夹角为,F 分所成的比为,则. 【证明】如图,设直线l 是焦点F 相应的准线,过A ,B 作直线l 的垂线,垂足分别为A 1,B 1,由圆锥曲线的第二定义得过B 作BH ⊥AA 1于H ,则, 又,
由. 容易验证当时,等式也成立。

若焦点在y 轴,F 分所成的比为,则. 【例题3】若抛物线的焦点F 且斜率为1的直线与抛物线交于A ,B 两点,设F A >FB ,则的值为__________.【答案:
12||||PF PF λ=22
221(,0)x y a b a b
-=>12,F F 13e <≤22
221(0)x y a b a b
+=>>12,F F 11e ≤<1||||cos 1
AF BF e λλαλ-=⇒=+αAB λ1cos 1
e λαλ-=+1111||||||||||,||,||||AF BF AF BF e AA BB AA BB e e
==⇒==11||||(1)||||||||AF BF BF AH AA BB e e e λ-=-=
-=||||||(1)||AB AF BF BF λ=+=+||1cos ||(1)AH HAB AB e λααλ-∠=⇒=
=⇒+1cos 1e λαλ-=+02π
α=∨AB (1)λλ>1sin 1
e λαλ-=+24y x =||||
FA FB 3+
【经典模型三】设椭圆的方程为,是左右焦点,点P 是椭圆上除长轴上两个顶点外的任意一点,且1221,PF F PF F αβ∠=∠=,则sin()sin sin e αβαβ
+=+。

【推广】若改为双曲线,则sin()sin sin e αβαβ
+=- 【例题4】椭圆的左右焦点分别是,若椭圆上存在一点P 使得122F PF π
∠=,求椭圆的离心率e 的取值范围.
【答案:12
e ≤<】 【经典模型四】已知椭圆()221112211:10x y C a b a b +=>>与双曲线()22
2222211
:1,0x y C a b a b -=>的焦点重合,12,e e 分别为12,C C 的离心率,则222221122212
b b b b e e +=+. 【例题5】已知是椭圆和双曲线的公共焦点,P 是它们的一个公共点,且123F PF π∠=,则椭圆和双曲线的离心率的倒数之和的最大值为___________.
【例题6】是椭圆2
21:14
x C y +=和双曲线2C 的公共焦点,A ,B 分别是它们在第二、四象限的公共点,若四边形12AF BF 为矩形,求2C 的离心率.
22
221(0)x y a b a b
+=>>12,F F 22
221(,0)x y a b a b -=>22
221(0)x y a b a b
+=>>12,F F 12,F F 12,F F。