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弦长公式的记忆方法可以总结为以下表格,涵盖圆、圆锥曲线(椭圆、双曲线、抛物线)的常见弦长公式:
曲线类型 | 弦长公式 | 参数说明 | 记忆要点 |
---|---|---|---|
圆 | L = 2r sinleft(frac{theta}{2}right) | - r:半径 theta:弦对应的圆心角(弧度) | 通过圆心角的正弦值计算,结合三角函数关系。 |
椭圆 | |AB| = frac{2ab}{a - c cos alpha} | - a,b:长/短半轴 c:焦距(c=a-b) alpha:直线与焦点所在轴的夹角 | 焦点弦公式,注意分母为a - c cos alpha,与离心率相关。 |
双曲线 | |AB| = frac{2ab}{|a - c cos alpha|} | - 参数同椭圆 需区分交点在同支(ak > b)或异支(ak < b) | 绝对值保证弦长为正,注意交点的位置影响公式符号。 |
抛物线 | |AB| = frac{2p}{sin alpha} | - p:焦准距 alpha:直线与对称轴的夹角 | 焦点弦仅与夹角alpha和参数p相关,sin alpha在分母。 |
通用直线与曲线 | |AB| = sqrt{1+k} cdot |x_1 - x_2| 或 sqrt{1+frac{1}{k}} cdot |y_1 - y_2| | - k:直线斜率 (x_1,y_1),(x_2,y_2):交点坐标 | 联立方程后利用韦达定理求|x_1 - x_2|或|y_1 - y_2|,再结合斜率计算。 |
圆:联想“半径×2×正弦半角”。
圆锥曲线:焦点弦公式均含2ab,分母与离心率相关(椭圆/双曲线为a pm c cos alpha,抛物线仅sin alpha)。
通用公式:斜率k与坐标差结合,注意分x或y方向计算。
import mathr, theta_deg = 5, 60 半径5,圆心角60度theta_rad = math.radians(theta_deg)chord_length = 2 * r * math.sin(theta_rad / 2)print(f"弦长:{chord_length:.2f}")
注意事项:
角度需转换为弧度(圆公式)。
双曲线需注意交点位置。
抛物线公式对所有开口方向均适用。