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第217章深入椭圆的世界
几日之后,戴浩文先生再次踏入讲堂。学生们早已整齐端坐,眼中满是对知识的渴望。
戴浩文清了清嗓子,说道:“今日,吾等继续探究椭圆之奥秘。上次所讲,诸位对椭圆已有初步认知,今次着重讲解椭圆之焦点与三角形性质。”
李华拱手问道:“先生,这椭圆的焦点究竟有何奇妙之处?”
戴浩文微微一笑,道:“李华,且听吾道来。椭圆之焦点,乃椭圆性质之关键所在。设椭圆两焦点分别为F?、F?,椭圆上任意一点为P,便可得三角形PF?F?。此三角形之中,存有诸多有趣之性质。”
王强急切问道:“先生,愿闻其详。”
戴浩文踱步至黑板前,边画边说:“其一,三角形PF?F?之周长,恒为定值,其值为2a 2c,其中a为长半轴,c为焦距之半。”
赵婷疑惑道:“先生,此定值如何得来?”
戴浩文耐心解释:“赵婷,汝且思之。椭圆上一点P至两焦点距离之和为2a,而两焦点间距离为2c,故周长为2a 2c。”
张明思索片刻,道:“先生,那此三角形之面积可有定法计算?”
戴浩文点头道:“张明此问甚妙。三角形PF?F?之面积,可由公式S=b2×tan(θ/2)计算,其中θ为角F?PF?。”
李华挠头道:“先生,这θ又如何得知?”
戴浩文笑曰:“李华莫急,θ虽难求,然若已知点P坐标及椭圆方程,通过向量之法,可算得角F?PF?之余弦值,进而得θ。”
王强又道:“先生,若已知三角形面积,能否反推椭圆之某些参数?”
戴浩文赞许道:“王强能作此想,实乃善思。若已知面积,结合其他条件,或可推知椭圆之某些参数。”
此时,学生们皆陷入沉思,各自在脑中推演。
戴浩文见状,说道:“吾再举一例,助汝等理解。假设有一椭圆,焦点F?(-2,0),F?(2,0),且三角形PF?F?面积为3,点P纵坐标为1,试求椭圆方程。”
学生们纷纷提笔计算。
过了片刻,赵婷道:“先生,学生算得c=2,由面积可得底边F?F?长度为4,高为1,故三角形面积为2,与题中不符,是否有误?”
戴浩文摇头道:“赵婷,再思之。面积应为1/2×4×1=2,然题中面积为3,可知另有玄机。”
李华恍然道:“先生,莫非与角F?PF?有关?”
戴浩文笑道:“李华聪慧,正是如此。汝等当继续深究。”
戴浩文又道:“再论椭圆焦点与准线之关系。椭圆之准线,与焦点紧密相连。准线方程为x=±a2/c。”
王强问道:“先生,此准线有何用途?”
戴浩文回道:“王强,准线之于椭圆,犹如规矩之于方圆。椭圆上一点至焦点与至准线之距离,有固定比例,此比例即为离心率e。”
张明道:“先生,如此复杂,实难一时领会。”
戴浩文鼓励道:“张明,学问之道,贵乎持之以恒。多加思索,定能通透。”
戴浩文继续讲解:“且说这椭圆焦点与三角形性质,若三角形PF?F?为等腰三角形,又当如何?”
学生们再度陷入沉思。
李华率先道:“先生,若PF?=PF?,是否可推出点P在椭圆短轴顶点?”