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海韵教育丨尺规作图绘制圆锥曲线上的点

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前言:

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除圆以外,尺规不能画出任何圆锥曲线,但这不代表不能画出圆锥曲线上(有限多)的点。

1.抛物线——设F为焦点,直线m为准线

(1)过F向准线l作垂线,垂足为X,则FX的中点是抛物线的顶点O。

(2)又过准线上任一点A作准线的垂线n,再作线段FA的垂直平分线l,与直线n交于P,则点P就是所求的点。

(3)按上述方法作出一系列抛物线上的点,顺次圆滑连接即成抛物线。

这是因为P到准线距离和到点F距离相等。

2.椭圆——已知F、F为焦点,椭圆上任一点到这两点距离之和等于已知长度2a

(1)过F向任意方向作射线,并在其上取一点A,使FA等于2a。

(2)连接FA,并作FA的垂直平分线l,设l交FA于P,则P就是所求的点。

(3)按上述方法作出一系列椭圆的点,顺次圆滑连接即成椭圆。

3.双曲线——已知F、F为焦点,双曲线上任一点到这两点距离之差等于已知长度2a(2c>2a)

(1)过F向任意方向作射线,并在其上取一点A,使FA等于2a。

(2)连接FA,并作FA的垂直平分线l,设l交射线FA于P,则P就是所求的点。(若直线l与射线FA无交点,则在另外方向上重复上一步。)

(3)按上述方法作出一系列双曲线上的点,顺次圆滑连接即成双曲线。类似方法可以作出双曲线的另一支。

4.圆锥曲线还有统一定义——到定点和定直线距离的比为给定常数e的点的轨迹,因此借助本命题可以用尺规绘出圆锥曲线上的点。以下设e=AB/OA,准线为直线l,焦点为F

(1)过F作准线的垂线x,垂足为X;

(2)在x上任取一点N,过N作x的垂线m;

(3)以O为端点,作任意方向射线,在其上取OC=XN,根据本命题可在其上取一点D,使OA/AB=OC/CD ;

(4)以F为圆心,CD长为半径作圆,交直线m于P、P'两点。P、P'即为所求。

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