圆锥曲线的切线方程总结(附证明)
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运用联想探究圆锥曲线的切线方程
现行人教版统编教材高中数学第二册上、第75页例题2,给出了经过圆
上一点的切线方程为;当在圆外
222r y x =+),(00y x M 200r y y x x =+),(00y x M 时,过点引切线有且只有两条,过两切点的弦所在直线方程为。那么,
M 200r y y x x =+在圆锥曲线中,又将如何?我们不妨进行几个联想。
联想一:(1)过椭圆上一点切线方程为
)0(122
22>>=+b a b
y a x ),(00y x M ;(2)当在椭圆的外部时,过引切线有两12020=+b y y a x x ),(00y x M 122
22=+b
y a x M 条,过两切点的弦所在直线方程为:1
2020=+b
y
y a x x 证明:(1)的两边对求导,得,得,22221x y a b +=x 22220x yy a b
'
+=020
2
x x b x y a y ='
=-由点斜式得切线方程为,即 。
20
0020
()b x y y x x a y -=--22000022221x x y y x y a b a b +=+=(2)设过椭圆外一点引两条切线,切点分
)0(122
22>>=+b a b
y a x ),(00y x M 别为、。由(1)可知过、两点的切线方程分别为:),(11y x A ),(22y x B A B 、。又因是两条切线的交点,所以有12121=+b y y a x x 12222=+b y
y a x x ),(00y x M 、。观察以上两个等式,发现、1201201=+b y y a x x 120
2202=+b
y y a x x ),(11y x A 满足直线,所以过两切点、两点的直线方程为
),(22y x B 12020=+b
y
y a x x A B 。12020=+b
y
y a x x 评注:因在椭圆上的位置(在椭圆上或椭圆
),(00y x M )0(122
22>>=+b a b
y a x 外)的不同,同一方程表示直线的几何意义亦不同。
12020=+b
y
y a x x 联想二:(1)过双曲线上一点切线方程
)0,0(122
22>>=-b a b
y a x ),(00y x M 为;(2)当在双曲线的外部时,过引切线12020=-b y y a x x ),(00y x M 122
22=-b
y a x M 有两条,过两切点的弦所在直线方程为:。(证明同上)
12020=-b
y
y a x x 联想三:(1)过圆锥曲线(A ,C 不全为零)上的点
2
2
0Ax Cy Dx Ey F ++++=
的切线方程为;(2)当),(00y x M 00
00022
x x y y Ax x Cy y D
E F ++++++=在圆锥曲线(A ,C 不全为零)的外部时,过
),(00y x M 220Ax Cy Dx Ey F ++++=引切线有两条,过两切点的弦所在直线方程为:
M 00
000
22
x x y y Ax x Cy y D E F ++++++=证明:(1)两边对求导,得x 220Ax Cyy D Ey ''+++=得,由点斜式得切线方程为0
0022x x Ax D y Cy E =+'
=-
+00002()
2Ax D
y y x x Cy E
+-=--+化简得………………….①
22
00000022220Cy y Cy Ey Ey Ax x Dx Ax Dx -+-++--=因为………………………………………………… ②
22
00000Ax Cy Dx Ey F ++++=由①-②×2可求得切线方程为:00
00022
x x y y Ax x Cy y D
E F ++++++=(2)同联想一(2)可证。结论亦成立。
根据前面的特点和圆上点的切线方程,得到规律:过曲线上的点的切线
),(00y x M 方程为:把原方程中的用代换,用代换。若原方程中含有或的一次项,
2x 0x x 2
y 0y y x y 把用
代换,用代换,得到的方程即为过该点的切线方程。当点x 02x x +y 0
2
y y +在曲线外部时,过引切线有两条,过两切点的弦所在直线方程为:
),(00y x M M 00
00022
x x y y Ax x Cy y D
E F ++++++=通过以上联想可得出以下几个推论:
推论1:(1)过抛物线上一点切线方程为
)0(22
>=p px y ),(00y x M ;(2)过抛物线的外部一点引两条
)(00x x p y y +=)0(22>=p px y ),(00y x M 切线,过两切点的弦所在直线方程为:)
(00x x p y y +=推论2:(1)过抛物线上一点切线方程为
)0(22
>-=p px y ),(00y x M ;(2)过抛物线的外部一点引两
)(00x x p y y +-=)0(22>-=p px y ),(00y x M 条切线,过两切点的弦所在直线方程为:。
)(00x x p y y +-=推论3:(1)过抛物线上一点切线方程为
)0(22
>=p py x ),(00y x M ;(2)过抛物线的外部一点引两
)(00y y p x x +-=)0(22>-=p py x ),(00y x M 条切线,过两切点的弦所在直线方程为:。
)(00y y p x x +-=推论4:(1)过抛物线上一点切线方程为
)0(22
>-=p py x ),(00y x M ;(2)过抛物线的外部一点引两
)(00y y p x x +-=)0(22>-=p py x ),(00y x M 条切线,过两切点的弦所在直线方程为:。
)(00y y p x x +-=