椭圆(双曲线)焦点三角形中的一个不等式

2020-11-12 07:25:28广州市禺山高级中学511483蓝贤光
中学数学研究(广东) 2020年19期
关键词:内切圆外接圆长轴

广州市禺山高级中学(511483) 蓝贤光

在高三的一次综合训练中有这样一道填空题:

题目1设P是椭圆+y2=1 上异于长轴端点的任意一点,F1,F2是该椭圆的两个焦点,∠F1PF2=60◦,R,r是ΔPF1F2的外接圆和内切圆半径,则=____.

解析显然a=2,b=1,c=在ΔPF1F2中由正弦定理得

即R=2;又

经探究,我们有以下的

性质1设P是椭圆=1(a >b >0)上异于长轴端点的任意一点,F1,F2是该椭圆的两个焦点,e是该椭圆的离心率,∠F1PF2=2θ,R,r是ΔPF1F2的外接圆和内切圆半径,则

证明在 ΔPF1F2中由正弦定理得 2R=即又b2·tanθ,且

所以(a+c)r=b2tanθ,r==(a-c)tanθ,从而

设B是该椭 圆短轴的 一 个端点,∠OBF1=α,则0<θ≤α <,sⅰnθ≤sⅰnα=,于是

当且仅当sⅰnθ=sⅰnα=,即点P与点B重合时“=”成立,证毕!

将上述性质类比到双曲线上去,我们又有以下的

性质2设P是双曲线=1(a >0,b >0)上异于实轴端点的任意一点,F1,F2是 该双曲线的两个焦点,e是该双曲线的离心率,∠F1PF2=2θ,R,r是ΔPF1F2的外接圆和内切圆半径,则

证明在 ΔPF1F2中由正弦定理得 2R=且

在ΔPF1F2中由余弦定理得:

所以4c2=(|PF1|-|PF2|)2+2|PF1|·|PF2|·(1-cos 2θ)

或4c2=(|PF1|+|PF2|)2-2|PF1|·|PF2|·(1+cos 2θ),

于是,

所以

从而

当且仅当tanθ=时等号成立,此时可求得点P的坐标为

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