摘 要:文章先給出彭賽列(Poncelet)閉合定理的特殊情形及初等證明,然后給出定理的一般情形以及在高考中的應(yīng)用.
關(guān)鍵詞:彭賽列閉合定理;圓錐曲線;切線;初等證明
中圖分類號:G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1008-0333(2023)31-0059-03
收稿日期:2023-08-05
作者簡介:王正勇(1981.6-),男,江蘇省南通人,本科,中學(xué)一級教師,從事高中數(shù)學(xué)教學(xué)研究.
彭賽列(Poncelet)閉合定理曾幾度出現(xiàn)在高考題中,令很多考生不知所措.筆者現(xiàn)將彭賽列閉合定理進(jìn)行簡單梳理,并用初等方法由特殊到一般、由具體到抽象地給予介紹,最后給出彭賽列閉合定理在高考中的應(yīng)用.
1 彭塞列閉合定理的特殊情形定理1 (拋物線與圓)
2 彭賽列閉合定理的一般情形定理4 平面上給定兩條圓錐曲線,若存在一封閉多邊形外切其中一條圓錐曲線且內(nèi)接另一條圓錐曲線,則此封閉多邊形內(nèi)接的圓錐曲線上每一個點(diǎn)都是滿足這樣(切、內(nèi)接)性質(zhì)的封閉多邊形的頂點(diǎn),且所有滿足此性質(zhì)的封閉多邊形的邊數(shù)相同.
注 最簡明的彭賽列閉合定理表示為:一個三角形外接于一個圓,內(nèi)切于一個圓,則外接圓可以有無數(shù)個內(nèi)接三角形滿足其內(nèi)切圓為上述的同一個.兩條圓錐曲線都是圓的情形如下.
3 在高考中的應(yīng)用
通過上文的證明過程可知,以彭賽列閉合定理為背景的試題,屬于“雙切線問題”,解題的關(guān)鍵步驟是:表示出兩條切線的方程,利用“同構(gòu)法”求第三條直線的方程,利用點(diǎn)到直線的距離進(jìn)行驗(yàn)證.
彭賽列閉合定理涉及圓錐曲線的兩條切線,故其本質(zhì)上是處理圓錐曲線的雙切線問題.此類題型的運(yùn)算量較大,考查了數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯推理等核心素養(yǎng).破解此類題型的關(guān)鍵是靈活運(yùn)用同構(gòu)思想和韋達(dá)定理[1].
參考文獻(xiàn):
[1]謝賢祖,李鴻昌.以彭賽列閉合為背景的試題探源及應(yīng)用[J].高中數(shù)學(xué)教與學(xué),2021(21):32-34.
[責(zé)任編輯:李 璟]