圆锥曲线教学论文参考文献

圆锥曲线的光学 性质及其应用 历史上第一个考查圆锥曲线的是梅纳库莫斯（公元前375年—325年）；大约100年后，阿波罗尼奥更详尽、系统地研究了圆锥曲线。他们两位对圆锥曲线的研究是很实在的：考察不同倾斜角的平面截圆锥其切口所得到的曲线，也就是说如果切口与底面所夹的角小于母线与底面所夹的角，则切口呈现椭圆；若两角相等，则切口呈现抛物线；若前者大于后者，则切口呈现双曲线。并且，阿波罗尼奥还进一步研究了这些圆锥曲线的光学性质，比如椭圆，他发现如果把椭圆焦点F一侧做成镜面，并在F处放置光源，那么经过椭圆镜反射的光线全部通过另一个焦点F。热也和光一样发生反射，所以这时便会被烤焦，这也就是焦点名称的由来。据说这一发现是他在研究椭圆的作法（也就是现行教材中一开始介绍的作法）时得出的。 而圆锥曲线真正从后台走上前台，从学术的象牙塔中进入现实生活的世界里，应归功于德国天文学家开普勒（公元1571年—1630年），开普勒在长期的天文观察及对记录的数据分析中，发现了著名的“开普勒三定律”，其中第一条是：“行星在包含太阳的平面内运动，划出以太阳为焦点的椭圆”，就这样，梅纳库莫斯和阿波罗尼奥出于数学爱好而研究的曲线在近2000年之后于天文学的舞台上登场了。后来哈雷又利用圆锥曲线理论及计算方法准确地预测到哈雷彗星与地球最近点的时刻，1758年在哈雷逝世16年之后，哈雷彗星与地球如期而遇，这引起了全欧洲、乃至全世界的轰动，也进一步推动人们对圆锥曲线研究兴趣的提升。 圆锥曲线的光学性质有大致有三点，即椭圆的光学性质、双曲线的光学性质和抛物线的光学性质。 1：椭圆的光学性质：从椭圆的一个焦点发出的光线或声波在经过椭圆周上反射后，反射都经过椭圆的另一个焦点。（如图1所示） 在圆锥曲线的定义中的定点，之所以称作为焦点，是源于它们的光学上聚焦性质．设一个镜面的轴截面的廓线是椭圆，那么当你把一个射线源置于定点F1处，所有射线通过椭圆反射后，都会集中到另一个定点F2；反过来也是一样(见图7-78)．射线集中现象在光学上称为聚焦，因此自然称这两个定点F1,F2为焦点了．椭圆的这种光线特性，常被用来设计一些照明设备或聚热装置．例如在F1处放置一个热源，那么红外线也能聚焦于F2处，对F2处的物体加热． 图1 2：双曲线的光学性质：如果光源或声源放在双曲线的一个焦点F2处，光线或声波射到双曲线靠近F2的一支上，经过反射以后，就从另一个焦点F1处射出来一样。（如图2所示） 双曲线的光学性质同样也有聚焦性质，但它是反向虚聚焦，即置于双曲线一个焦点处的射线源，被双曲线反射后，其反射线的反向延长线，必定经过另一个焦点双曲线这种反向虚聚焦性质，在天文望远镜的设计等方面，也能找到实际应用 图2 3：抛物线的光学性质：从抛物线的焦点发出的光线或声波在经过抛物线周上反射后，反射光线平行于抛物线的对称轴。（如图3所示） 把抛物线看作为一个焦点在无穷远处的“椭圆”，椭圆从一个焦点处发出的射线，聚焦到另一个焦点的椭圆的光学特性，表现在抛物线上，形式就与椭圆大不相同了：设想射线源在位于无穷远处的那个焦点处，无穷远处出发的射线，经抛物线反射后，到达位于有限位置的另一个焦点，但无穷远处出发的射线，在处于有限位置的你看来，只能是平行于对称轴的射线束(例如太阳虽然离开地球很遥远，但毕竟还没有在无穷远处，就这样，我们都已经觉得太阳光线是平行的，而不是像灯泡那样是散射的光线．)因此平行于对称轴的射线经抛物线反射，必定聚焦于焦点(见图7-80)．反之把射线源置于抛物线的焦点(它在有限位置处)，经抛物线反射后，所有的射线也要聚到在无穷远处的那个焦点去，因此反射射线也只能是平行于对称轴的，即从焦点发出的射线，经抛物线反射后成为平行于对称轴的射线束． 抛物线这种聚焦特性，成为聚能装置或定向发射装置的最佳选择．例如探照灯、汽车大灯等反射镜面的纵剖线是抛物线，把光源置于它的焦点处，经镜面反射后能成为平行光束，使照射距离加大，并可通过转动抛物线的对称轴方向，控制照射方向．卫星通讯像碗一样的接收或发射天线，一般也是以抛物线绕对称轴旋转得到的，把接收器置于其焦点，抛物线的对称轴跟踪对准卫星，这样可以把卫星发射的微弱电磁波讯号射线，最大限度地集中到接收器上，保证接收效果；反之，把发射装置安装在焦点，把对称轴跟踪对准卫星，则可以使发射的电磁波讯号射线能平行地到达卫星的接收装置，同样保证接收效果．最常见的太阳能热水器，它也是以抛物线镜面聚集太阳光，以加热焦点处的贮水器的． 图3 这三个圆锥曲线的光学性质在生活中有着很广泛的应用。 一只小灯泡（图4）发出的光，会分散地射向各方，但把它装在手电筒（图5）里，经适当的调节，就能射出一束比较强的平行光，这是为什么呢？ 原因就是手电筒内，在小灯泡后面有一个反光镜，它的形状是抛物面，而它的作用就是能把由焦点发出的光线，以平行光（平行抛物面的轴）射出。探照灯（图6）也是利用这个原理做的。 （图4） （图5） （图6） 再根据光的可逆性，可以设计出用于加热水和食物的太阳灶（图7、图8）。在太阳灶上装有一个可旋转抛物面形的反光镜，当它的轴与太阳光线平行时，太阳光线经反射后集中于焦点处，这一点的温度就会很高。其他如聚光灯、雷达天线、卫星天线、射电望远镜等也都是利用抛物线的光学性质原理制成的。 （图7） （图8） 还有，电影放映机的聚光灯有一个反射镜，它的形状是旋转椭圆面。为了使片门（电影胶片通过的地方）处获得最强的光线，聚光灯泡与片门应分别对应于椭圆的两个焦点处，如下图所示： 由于水波、声波和光波都是波的一种形式，因此有很多类似的性质。如对水波遇到椭圆面、双曲线线面及抛物面的反射情况进行分析： 为了使在展览厅走动的游客们都能听清讲解员的解说，根据圆锥曲线的光学性质及声波的相关原理， 展览厅常设计为椭圆形。 圆锥曲线因其方程简单，线型多变美观，且 具有某些很好的力学性质，因此在建筑方面也不 乏应用；特别是流行于当前的大型薄壳顶棚建筑， 其纵剖线很多就是圆锥曲线． 圆锥曲线的光学性质即椭圆的光学性质、双曲线的光学性质和抛物线的光学性质，它在生活方面有着极其广泛的应用。我们应该不断深入了解和探索它的性质，利用它的性质为人类造福。科学永无止境！

《人是一根能思想的苇草》是帕斯卡尔所做的一篇哲理性文章。 原文人是能思想的苇草[法]帕斯卡尔思想形成人的伟大。 人 只不过是一根苇草，是自然界最脆弱的东西；但他是一根能思想的苇草。用不着整个宇宙都拿起武器来才能毁灭；一口气、一滴水就足以致他死命了。然而，纵使宇 宙毁灭了他，人却仍然要比致他于死命的东西高贵得多；因为他知道自己要死亡，以及宇宙对他所具有的优势，而宇宙对此却是一无所知。 因而，我们全部的尊严就在于思想。正是由于它而不是由于我们所无法填充的空间和时间，我们才必须提高自己。因此，我们要努力好好地思想；这就是道德的原则。 人既不是天使，又不是禽兽；但不幸就在于想表现为天使的人却表现为禽兽。 思想——人的全部的尊严就在于思想。 因此，思想由于它的本性，就是一种可惊叹的、无与伦比的东西。它一定得具有出奇的缺点才能为人所蔑视；然而它又确实具有，所以再没有比这更加荒唐可笑的事了。思想由于它的本性是何等的伟大啊！思想又由于它的缺点是何等的卑贱啊！ 然而，这种思想又是什么呢？它是何等的愚蠢啊！ 人的伟大之所以为伟大，就在于他认识自己可悲。一棵树并不认识自己可悲。 因此，认识（自己）可悲乃是可悲的；然而认识我们之所以为可悲，却是伟大的。 这一切的可悲其本身就证明了人的伟大。它是一位伟大君主的可悲，是一个失了位的国王的可悲。生平简介帕斯卡是法国著名的数学家、物理学家、哲学家和散文家。 1623年6月19日诞生于法国多姆山省克莱蒙费朗城。帕斯卡没有受过正规的学校教育。他4岁时母亲病故，由受过高等教育、担任政府官员的父亲和两个姐姐负责对他进行教育和培养。他父亲是一位受人尊敬的数学家，在其精心地教育下，帕斯卡很小时就精通欧几里得几何，他自己独立地发现出欧几里得的前32条定理，而且顺序也完全正确。12岁独自发现了“三角形的内角和等于180度”后，开始师从父亲学习数学。1631年帕斯卡随家移居巴黎。父亲发现帕斯卡很有出息，在他16岁那年，满心喜欢地带他参加巴数学家和物理学家小组（法国巴黎科学院的前身）的学术活动，让他开开眼界，17岁时帕斯卡写成了数学水平很高的《圆锥截线论》一文，这是他研究德扎尔格关于综合射影几何的经典工作的结果。 1641年帕斯卡又随家移居鲁昂。1642年到1644年间帮助父亲做税务计算工作时，帕斯卡发明了加法器，这是世界上最早的计算器，现陈列于法国博物馆中。1610年他接受了宗教教义，但仍致力于科学实验活动，到1653年之间，帕斯卡集中精力进行关于真空和流体静力学的研究，取得了一系列重大成果。1647年重返巴黎居住。他根据托里拆利的理论，进行了大量的实验，1647年的实验曾轰动整个巴黎，他自己说：他的实验根本指导思想是，反对“自然厌恶真空”的传统观念。1647年到1648年，他发表了有关真空问题的论文。1648年帕斯卡设想并进行了对同一地区不同高度大气压强测量的实验，发现了随着高度降低，大气压强增大的规律。在这几年中，帕斯卡在实验中不断取得新发现，并且有多项重大发明，如发明了注射器、水压机，改进了托里拆利的水银气压计等。1649年到1651年，帕斯卡同他的合作者皮埃尔（Perier）详细测量同一地点的大气压变化情况，成为利用气压计进行天气预报的先驱。1651拥帕斯卡开始总结他的实验成果，到1654年写成了《液体平衡及空气重量的论文集》，1663年正式出版。此后帕斯卡转入了神学研究，1655年他进入神学中心披特垒阿尔。他从怀疑论出发，认为感性和理性知识都不可靠，从而得出信仰高于一切的结论。 1662年8月19日帕斯卡逝世，终年39岁。后人为纪念帕斯卡，用他的名字来命名压强的单位，简称“帕”。 研究领域帕斯卡的成就是多方面的。他在数学和物理学方面所做出的贡献，在科学史上占有极其重要的地位。 帕斯卡的数学造诣很深。除对概率论等方面有卓越贡献外，最突出的是著名的帕斯卡定理－－他在《关于圆锥曲线的论文》中提出的。帕斯卡定理是射影几何的一个重要定理，即“圆锥曲线内接六边形其三对边的交点共线”。 在代数研究中，他发表过多篇关于算术级数及二项式系数的论文，发现了二项式展开式的系数规律，即著名的“帕斯卡三角形”。（在我国称“杨辉三角形”），他与费马共同建立了概率论和组合论的基础，并得出了关于概率论问题的一系列解法。他研究了摆线问题，得出了不同曲线面积和重心的一般求法。他计算了三角函数和正切的积分，最早引入了椭圆积分。 帕斯卡在物理学方面的研究中也是功绩卓著。其最重要的成果是于1653年首次提出了“帕斯卡定律”。定律指出：“加在密闭流体任一部分的压强，必然按照其原来的大小由流体向各个方向传递。”现代的一切应用着的液压机械，都是帕斯卡定律的具体应用，尤其是近些年来，液压科学又以更崭新的面貌应用于现代科学技术之中。作品1、1639年，他发表了一篇出色的数学论文《论圆锥曲线》 2、他撰写的哲学名著《思想录》 3、帕斯卡发现了大气压强随着高度的规律。他不仅重复了托里拆利实验，而且验证了他自己的推论：既然大气 压力是由空气重量产生的，那么在海拔越高的地方，玻璃管中的液柱就应该越短。 4、《致外省人书》 5、1641年，帕斯卡发明了加法器 6、《关于圆锥曲线的论文》 帕斯卡尔名言·“人只不过是一根苇草，是自然界最脆弱的东西，但他是一棵能思想的苇草。要摧毁他，无须全宇宙都武装起来，一股气，一滴水，都能够致他死命。但是在宇宙摧毁他时，人依然比摧毁者高贵，因为他知道自己死，知道宇宙比他占便宜；而宇宙却毫不知道。……我们全部的尊严就在于思想。 ”·“我们不可能真正爱上一个人，爱上的永远只是人的属性！” ·“人应该诗意地栖居在大地上，这是人类的一种追求一种理想。”·人生来为了思想，因而他无时不在思想；但是纯粹的思想却使人疲倦并大伤元气，尽管如果人总能坚持思想就会使他很幸福。这是一种他无法适应的单调生活。他需要骚动和行动，就是说他有时必须被他自己心中感受到的，其源泉如此活泼、如此深刻的激情所骚动。 ·最适合于人的激情，是爱和野心，它们包含着许多其他的激情。它们几乎不联结成一体，然而人们常把它们连结起来，但是即使不说它们互相毁灭，它们也是互相削弱的。 ·不管心灵多么广阔，人只能承受一种伟大的激情，所以当爱和野心相遇时，它们的伟大只有它们各自单独出现时的一半。 ·我甚至不愿知道在我以前还有别的人。 ·人的灵魂有两个入口：一是理智、一是意志。 关于本文核心思想 思想形成人的伟大，即为：人之伟大源于他有思想。