高中弦长公式

高中弦长公式

高中数学中,弦长公式通常用于计算直线与圆锥曲线(如圆、椭圆、双曲线)相交所得的弦长。以下是几种常见情况的弦长公式:

直线与圆相交的弦长公式

如果直线 \( l \) 的方程为 \( y = kx + b \),与圆 \( C \) 相交于点 \( A(x_1, y_1) \) 和 \( B(x_2, y_2) \),则弦长 \( |AB| \) 可以通过以下公式计算:

\[ |AB| = \sqrt{1 + k^2} \cdot |x_1 - x_2| \]

直线与椭圆相交的弦长公式

如果直线 \( l \) 的方程为 \( y = kx + b \),与椭圆 \( \frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1 \) 相交于点 \( A(x_1, y_1) \) 和 \( B(x_2, y_2) \),则弦长 \( |AB| \) 可以通过以下公式计算:

\[ |AB| = \sqrt{1 + k^2} \cdot \sqrt{(x_1 + x_2)^2 - 4x_1x_2} \]

直线与抛物线相交的弦长公式

如果直线 \( l \) 的方程为 \( y = kx + b \),与抛物线 \( y^2 = 4ax \) 相交于点 \( A(x_1, y_1) \) 和 \( B(x_2, y_2) \),则弦长 \( |AB| \) 可以通过以下公式计算:

当直线过焦点时:

\[ |AB| = x_1 + x_2 + p \]

当直线不过焦点时:

\[ |AB| = x_1 + x_2 - p \]

其中 \( p \) 是抛物线的准线到焦点的距离。

以上公式适用于不同的圆锥曲线和直线斜率 \( k \) 的情况。需要注意的是,这些公式是在特定的几何条件下推导出来的,使用时需要确保条件符合。