椭圆问题.
通径是过焦点的弦中最短的弦。
简单证明如下:
根据椭圆定义,
椭圆上任一点到焦点的距离与到准线距离的比是常数e(离心率)。
如图,
焦点F,长轴交准线于E
通径PQ=PF+QF=e(PM+QN)=2eFE
任一过焦点的弦AB,设AB中点G,GH垂直于准线,垂足E
GH为梯形ABDC中位线,
AB=AG+BG=e(AC+BD)=2eGN
FE≤GN
PQ≤AB
证毕。
补充回答
如果EF与PQ重合,则GH=FE.
如果EF不与PQ重合,则AB在PQ两侧,
不失一般性,设B在PQ左侧,则FB在PQ左侧,
A在PQ右侧。
又准线在PQ右侧,所以BNAC,
得FBFA,AB中点G在BF上,G在PQ左侧,
G到准线距离GH大于PQ与准线之间距离FE,
即FE全部
以焦点F(椭圆,双曲线为右焦点)为极点,FX为极轴的极坐标系中,圆锥曲线的统一极坐标方程是ρ=ep/(1-ecosθ),A(ρ1,θ),B(ρ2,π+θ),焦点弦长|AB|=ρ1+ρ2=2ep/(1-e^cos^θ),∵0≤cos^θ≤1,∴当θ=90°时,|AB|min=2ep,此时AB⊥极轴OX,即AB是正焦弦(通径),证毕。
说明:用直角坐标系证明烦琐,而极坐标系(见99年前解几教材)是处理焦点弦的利器。