圆锥曲线弦长公式是用于计算圆锥曲线(椭圆、双曲线、抛物线)中弦的长度的公式。以下是详细介绍:
通用弦长公式
设直线l与圆锥曲线C相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,直线l的斜率为k。
首先联立直线与圆锥曲线的方程,消去y(或x)后得到关于x(或y)的一元二次方程ax2+bx+c=0(a=0),由韦达定理可得x1+x2=−ab,x1x2=ac 。
弦长∣AB∣的计算公式为:
∣AB∣=1+k2
⋅(x1+x2)2−4x1x2
若消去x得到关于y的一元二次方程ay2+by+c=0(a=0),则弦长公式为∣AB∣=1+k21
⋅(y1+y2)2−4y1y2
(k=0 )
特殊情况
抛物线:对于抛物线y2=2px(p>0),过焦点的弦长公式还有另外的形式。
若直线过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F(2p,0),且倾斜角为θ,则弦长∣AB∣=sin2θ2p。这是因为设直线方程为y=k(x−2p)(k=tanθ),与抛物线方程联立求解,利用上述通用弦长公式化简后可得到此结论。
这些弦长公式在解决圆锥曲线中与弦长相关的问题时非常有用,比如求弦长、根据弦长求参数等。