斜率乘积为定值:椭圆与双曲线的斜率性质探究
2021-01-10 14:22
本GeoGebra范例演示椭圆与双曲线中一个重要的解析几何性质:当动点P在圆锥曲线上运动时,连接P与曲线上两个特定点(如直径端点或对称点)的直线斜率之积为定值。对于椭圆x²/a²+y²/b²=1,该定值为-b²/a²;对于双曲线则为b²/a²。范例通过构造点、线段与斜率计算,动态展示这一不变量关系,帮助学习者直观理解圆锥曲线的代数几何特征。该性质是高考解析几何常见考点,适用于高中数学圆锥曲线教学与探究。
所属专题
GeoGebra圆锥曲线互动学习资源
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<geogebra format="5.0" version="5.0.620.0" app="classic" platform="w" id="5121e619-a4b5-4aba-91f7-0fc9b26bc661" xsi:noNamespaceSchemaLocation="https://ggb123.cn/apps/xsd/ggb.xsd" xmlns="" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" >
<gui>
<window width="1334" height="536" />
<perspectives>
<perspective id="tmp">
<panes>
<pane location="" divider="0.13043478260869565" orientation="1" />
</panes>
<views>
<view id="4097" visible="false" inframe="false" stylebar="true" location="1,1,1,1" size="400" window="537,229,733,644" />
<view id="4" toolbar="0 || 2020 , 2021 , 2022 , 66 || 2001 , 2003 , 2002 , 2004 , 2005 || 2040 , 2041 , 2042 , 2044 , 2043" visible="false" inframe="false" stylebar="true" location="1,1" size="300" window="100,100,600,400" />
<view id="8" toolbar="1001 | 1002 | 1003 || 1005 | 1004 || 1006 | 1007 | 1010 || 1008 1009 || 66 68 || 6" visible="false" inframe="false" stylebar="false" location="1,3" size="300" window="100,100,600,400" />
<view id="512" toolbar="0 | 1 501 5 19 , 67 | 2 15 45 18 , 7 37 | 514 3 9 , 13 44 , 47 | 16 | 551 550 11 , 20 22 21 23 , 55 56 57 , 12 | 69 | 510 511 , 512 513 | 533 531 , 534 532 , 522 523 , 537 536 , 535 | 521 520 | 36 , 38 49 560 | 571 30 29 570 31 33 | 17 | 540 40 41 42 , 27 28 35 , 6 , 502 | 100013 100015" visible="false" inframe="false" stylebar="false" location="1,1" size="800" window="100,100,600,400" />
<view id="1" visible="true" inframe="false" stylebar="true" location="1" size="1150" window="100,100,600,400" />
<view id="2" visible="true" inframe="false" stylebar="true" location="3" size="174" tab="ALGEBRA" window="100,100,600,400" />
<view id="16" visible="false" inframe="false" stylebar="false" location="1" size="150" window="50,50,500,500" />
<view id="32" visible="false" inframe="false" stylebar="true" location="1" size="712" window="50,50,500,500" />
<view id="64" toolbar="0" visible="false" inframe="false" stylebar="true" location="1" size="150" window="50,50,500,500" />
<view id="128" visible="false" inframe="false" stylebar="false" location="1" size="480" window="50,50,500,500" />
<view id="70" toolbar="0 || 2020 || 2021 || 2022" visible="false" inframe="false" stylebar="true" location="1" size="150" window="50,50,500,500" />
</views>
<toolbar show="false" items="0 39 73 62 | 1 501 67 , 5 19 , 72 75 76 | 2 15 45 , 18 65 , 7 37 | 4 3 8 9 , 13 44 , 58 , 47 | 16 51 64 , 70 | 10 34 53 11 , 24 20 22 , 21 23 | 55 56 57 , 12 | 36 46 , 38 49 50 , 71 14 68 | 30 29 54 32 31 33 | 25 17 26 60 52 61 | 40 41 42 , 27 28 35 , 6 | | 100015 100014 100014 100013 100012 100010 100009 100010 100002 100003 100004 100005" position="1" help="false" />
<input show="false" cmd="true" top="true" />
<dockBar show="false" east="false" />
</perspective>
</perspectives>
<labelingStyle val="3"/>
<font size="12"/>
</gui>
<euclidianView>
<viewNumber viewNo="1"/>
<size width="1150" height="534"/>
<coordSystem xZero="670.9932988993785" yZero="259.1674213757859" scale="91.58806494950441" yscale="91.5880487544969"/>
<evSettings axes="true" grid="false" gridIsBold="false" pointCapturing="3" rightAngleStyle="1" checkboxSize="26" gridType="3"/>
<bgColor r="255" g="255" b="255"/>
<axesColor r="0" g="0" b="0"/>
<gridColor r="192" g="192" b="192"/>
<lineStyle axes="1" grid="0"/>
<labelStyle axes="0" serif="true"/>
<axis id="0" show="true" label="" unitLabel="" tickStyle="1" showNumbers="true"/>
<axis id="1" show="true" label="" unitLabel="" tickStyle="1" showNumbers="true"/>
</euclidianView>
<algebraView>
<mode val="1"/>
<auxiliary show="true"/>
</algebraView>
<kernel>
<continuous val="false"/>
<usePathAndRegionParameters val="true"/>
<decimals val="2"/>
<angleUnit val="degree"/>
<algebraStyle val="0" spreadsheet="0"/>
<coordStyle val="0"/>
</kernel>
<tableview min="-2" max="2" step="1"/>
<scripting blocked="false" disabled="false"/>
<construction title="" author="" date="">
<command name="Point">
<input a0="xAxis"/>
<output a0="A"/>
</command>
<element type="point" label="A">
<show object="true" label="true" ev="4"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0"/>
<layer val="0"/>
<labelMode val="3"/>
<animation step="1" speed="1" type="1" playing="false"/>
<coords x="3" y="0" z="1"/>
<pointSize val="5"/>
<pointStyle val="0"/>
<caption val="$\large{%n}$"/>
</element>
<command name="Point">
<input a0="yAxis"/>
<output a0="B"/>
</command>
<element type="point" label="B">
<show object="true" label="true" ev="4"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0"/>
<layer val="0"/>
<labelOffset x="0" y="9"/>
<labelMode val="3"/>
<animation step="1" speed="1" type="1" playing="false"/>
<coords x="0" y="1.73428575324675" z="1"/>
<pointSize val="5"/>
<pointStyle val="0"/>
<caption val="$\large{%n}$"/>
</element>
<expression label="eq1" exp="x^(2) / x(A)^(2) + y^(2) / y(B)^(2) = 1" type="conic" />
<element type="conic" label="eq1">
<show object="true" label="false" ev="4"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0"/>
<layer val="0"/>
<labelMode val="0"/>
<fixed val="true"/>
<lineStyle thickness="5" type="0" typeHidden="1" opacity="178"/>
<eigenvectors x0="1" y0="0" z0="1.0" x1="0" y1="1" z1="1.0"/>
<matrix A0="0.4444444444444444" A1="1.3298990578998102" A2="-4" A3="0" A4="0" A5="0"/>
<eqnStyle style="implicit"/>
</element>
<expression label="F_2" exp="(sqrt(x(A)^(2) - y(B)^(2)), 0)" type="point" />
<element type="point" label="F_2">
<show object="true" label="true" ev="4"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0"/>
<layer val="0"/>
<labelMode val="3"/>
<coords x="2.447907867156228" y="0" z="1"/>
<pointSize val="4"/>
<pointStyle val="0"/>
<caption val="$\large{F_2}$"/>
</element>
<expression label="F_1" exp="((-sqrt(x(A)^(2) - y(B)^(2))), 0)" type="point" />
<element type="point" label="F_1">
<show object="true" label="true" ev="4"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0"/>
<layer val="0"/>
<labelMode val="3"/>
<coords x="-2.447907867156228" y="0" z="1"/>
<pointSize val="4"/>
<pointStyle val="0"/>
<caption val="$\large{F_1}$"/>
</element>
<expression label="C" exp="(0, sqrt(y(B)^(2) - x(A)^(2)))" type="point" />
<element type="point" label="C">
<show object="true" label="true" ev="4"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0"/>
<layer val="0"/>
<labelMode val="3"/>
<coords x="0" y="NaN" z="1"/>
<pointSize val="4"/>
<pointStyle val="0"/>
<caption val="$\large{F_2}$"/>
</element>
<expression label="D" exp="(0, (-sqrt(y(B)^(2) - x(A)^(2))))" type="point" />
<element type="point" label="D">
<show object="true" label="true" ev="4"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0"/>
<layer val="0"/>
<labelMode val="3"/>
<coords x="0" y="NaN" z="1"/>
<pointSize val="4"/>
<pointStyle val="0"/>
<caption val="$\large{F_1}$"/>
</element>
<command name="Point">
<input a0="eq1"/>
<output a0="E"/>
</command>
<element type="point" label="E">
<show object="true" label="true" ev="4"/>
<objColor r="255" g="0" b="0" alpha="0"/>
<layer val="0"/>
<labelOffset x="-32" y="7"/>
<labelMode val="3"/>
<animation step="1" speed="1" type="1" playing="false"/>
<coords x="0.9525689574495378" y="1.6445374631789345" z="1"/>
<pointSize val="5"/>
<pointStyle val="0"/>
<caption val="$\large{E}$"/>
</element>
<command name="Mirror">
<input a0="E" a1="(0, 0)"/>
<output a0="F"/>
</command>
<element type="point" label="F">
<show object="true" label="true" ev="4"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0"/>
<layer val="0"/>
<labelOffset x="6" y="30"/>
<labelMode val="3"/>
<coords x="-0.9525689574495378" y="-1.6445374631789345" z="1"/>
<pointSize val="5"/>
<pointStyle val="0"/>
<caption val="$\large{F}$"/>
</element>
<command name="Segment">
<input a0="E" a1="F"/>
<output a0="f"/>
</command>
<element type="segment" label="f">
<show object="true" label="false" ev="4"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0"/>
<layer val="0"/>
<labelMode val="0"/>
<coords x="3.289074926357869" y="-1.9051379148990757" z="0"/>
<lineStyle thickness="6" type="0" typeHidden="1" opacity="178"/>
<outlyingIntersections val="false"/>
<keepTypeOnTransform val="true"/>
</element>
<command name="Point">
<input a0="eq1"/>
<output a0="P"/>
</command>
<element type="point" label="P">
<show object="true" label="true" ev="4"/>
<objColor r="255" g="0" b="0" alpha="0"/>
<layer val="0"/>
<labelOffset x="8" y="34"/>
<labelMode val="3"/>
<animation step="1" speed="1" type="1" playing="false"/>
<coords x="2.650398541789421" y="-0.8125040979420707" z="1"/>
<pointSize val="5"/>
<pointStyle val="0"/>
<caption val="$\large{P}$"/>
</element>
<command name="Segment">
<input a0="P" a1="E"/>
<output a0="g"/>
</command>
<element type="segment" label="g">
<show object="true" label="false" ev="4"/>
<objColor r="255" g="0" b="0" alpha="0"/>
<layer val="0"/>
<labelMode val="0"/>
<coords x="-2.457041561121005" y="-1.6978295843398832" z="5.132645875827677"/>
<lineStyle thickness="6" type="0" typeHidden="1" opacity="178"/>
<outlyingIntersections val="false"/>
<keepTypeOnTransform val="true"/>
</element>
<command name="Segment">
<input a0="P" a1="F"/>
<output a0="h"/>
</command>
<element type="segment" label="h">
<show object="true" label="false" ev="4"/>
<objColor r="255" g="0" b="0" alpha="0"/>
<layer val="0"/>
<labelMode val="0"/>
<coords x="0.8320333652368638" y="-3.6029674992389586" z="-5.132645875827677"/>
<lineStyle thickness="6" type="0" typeHidden="1" opacity="178"/>
<outlyingIntersections val="false"/>
<keepTypeOnTransform val="true"/>
</element>
<expression label="O" exp="(0, 0)" type="point"/>
<element type="point" label="O">
<show object="true" label="true" ev="4"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0"/>
<layer val="0"/>
<labelOffset x="-4" y="35"/>
<labelMode val="3"/>
<animation step="1" speed="1" type="1" playing="false"/>
<coords x="0" y="0" z="1"/>
<pointSize val="5"/>
<pointStyle val="0"/>
<caption val="$\large{O}$"/>
</element>
<command name="Slope">
<input a0="g"/>
<output a0="a"/>
</command>
<element type="numeric" label="a">
<value val="-1.447166184276559"/>
<show object="false" label="true"/>
<objColor r="153" g="51" b="0" alpha="0.10000000149011612"/>
<layer val="0"/>
<labelMode val="1"/>
<lineStyle thickness="2" type="0" typeHidden="1"/>
</element>
<command name="Slope">
<input a0="h"/>
<output a0="b"/>
</command>
<element type="numeric" label="b">
<value val="0.23093002238088772"/>
<show object="false" label="true"/>
<objColor r="153" g="51" b="0" alpha="0.10000000149011612"/>
<layer val="0"/>
<labelMode val="1"/>
<lineStyle thickness="2" type="0" typeHidden="1"/>
</element>
<expression label="text1" exp=""k_{PE}=" + (LaTeX[a]) + "\\k_{PF}=" + (LaTeX[b]) + "\\
k_{PE}∙k_{PF}=" + (LaTeX[a]) + "×" + (LaTeX[b]) + "=" + (LaTeX[(a * b)]) + """ />
<element type="text" label="text1">
<show object="true" label="false" ev="40"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0"/>
<bgColor r="255" g="255" b="0" alpha="255"/>
<layer val="0"/>
<labelMode val="0"/>
<isLaTeX val="true"/>
<font serif="true" sizeM="1.4" size="5" style="0"/>
<absoluteScreenLocation x="3" y="141"/>
</element>
<expression label="m" exp="abs(x(A))" />
<element type="numeric" label="m">
<value val="3"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0.10000000149011612"/>
</element>
<expression label="n" exp="abs(y(B))" />
<element type="numeric" label="n">
<value val="1.73428575324675"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0.10000000149011612"/>
</element>
<expression label="text3" exp=""-\frac{n^2}{m^2}=-\frac{" + (LaTeX[n]) + "^2}{" + (LaTeX[m]) + "^2}=-" + (LaTeX[n^(2) / m^(2)]) + """ />
<element type="text" label="text3">
<show object="true" label="false" ev="40"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0"/>
<bgColor r="255" g="255" b="0" alpha="255"/>
<layer val="0"/>
<labelMode val="0"/>
<isLaTeX val="true"/>
<font serif="true" sizeM="1.4" size="5" style="0"/>
<absoluteScreenLocation x="4" y="232"/>
</element>
<expression label="text2" exp=""椭圆方程:\frac{x^2}{m^2}+\frac{y^2}{n^2}=1,即\frac{x^2}{" + (LaTeX[m]) + "^2}+\frac{y^2}{" + (LaTeX[n]) + "^2}=1"" />
<element type="text" label="text2">
<show object="true" label="false" ev="8"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0"/>
<bgColor r="255" g="127" b="0" alpha="255"/>
<layer val="0"/>
<labelMode val="0"/>
<isLaTeX val="true"/>
<font serif="true" sizeM="1.4" size="5" style="0"/>
<absoluteScreenLocation x="381" y="16"/>
</element>
<expression label="text4" exp=""斜率乘积是定值""/>
<element type="text" label="text4">
<show object="true" label="false" ev="40"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0"/>
<bgColor r="255" g="0" b="0" alpha="255"/>
<layer val="0"/>
<labelMode val="0"/>
<isLaTeX val="true"/>
<font serif="true" sizeM="2" size="12" style="0"/>
<absoluteScreenLocation x="7" y="16"/>
</element>
<element type="boolean" label="c">
<value val="false"/>
<show object="false" label="true"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0"/>
<layer val="0"/>
<labelOffset x="12" y="298"/>
<labelMode val="0"/>
<checkbox fixed="true"/>
</element>
<element type="button" label="button1">
<show object="true" label="true"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0"/>
<layer val="0"/>
<labelOffset x="32" y="75"/>
<labelMode val="3"/>
<fixed val="true"/>
<auxiliary val="true"/>
<ggbscript val="c=!c
If(c==true,StartAnimation(P,true),StartAnimation(P,false))
If(c==true,SetCaption(button1,"暂停动画“P”"),SetCaption(button1,"启动动画“P”"))"/>
<font serif="false" sizeM="2" size="12" style="0"/>
<caption val="启动动画“P”"/>
</element>
<expression label="text5" exp=""注:拖动点“P,E”,改变位置.\\E,F关于原点O对称.""/>
<element type="text" label="text5">
<show object="true" label="false" ev="40"/>
<objColor r="0" g="0" b="0" alpha="0"/>
<bgColor r="191" g="255" b="0" alpha="255"/>
<layer val="0"/>
<labelMode val="0"/>
<isLaTeX val="true"/>
<font serif="true" sizeM="1.4" size="5" style="0"/>
<absoluteScreenLocation x="8" y="464"/>
</element>
</construction>
</geogebra>