圆锥曲线切线方程的五种求法

时间:2022-09-18 03:56:47

切线对于研究圆锥曲线的性质具有十分重要的作用,中学阶段常用的求圆锥曲线的切线方程的方法主要有以下五种:

一、向量法

在求圆的切线时,可以利用圆心和切点的连线垂直于切线以及向量的内积运算来求。

例1.已知圆O的方程是(x-a)2+(y-b)2=r2,求经过圆上一点M(x0,y0)的圆的切线l的方程.

解:设所求切线l上任意一点N的坐标是(x,y)

由已知得:点O的坐标是(a,b),且M的坐标是(x0,y0),

值得注意的是:此种方法只对于椭圆问题有效.

三、判别式法

也可以利用一元二次方程根的判别式来求圆锥曲线的切线方程,这种方法也是中学阶段的常用方法之一.

例3.求经过点M(2,1)的双曲线:x2-2y2=2的切线l的方程.

将它代入方程x2-2y2=2中整理得:

(2k2-1)x2-4k(2k-1)x+(8k2-8k+4)=0,

由已知得:=[-4k(2k-1)]2-4(2k2-1)(8k2-8k+4)=0,

解得:k=1,故所求切线l的方程为:y=x-(2×1-1),

即:x-y-1=0.

四、导数法

新教材中介绍了微积分的初步知识,我们也可把圆锥曲线的方程看作关于x的隐函数,利用导数求圆锥曲线的切线方程:

例4.此处仍以上面的例3为例.

解:对方程:x2-2y2=2两边都取关于x的导数,

得:2x-4yy′=0,

过点M(2,1)的双曲线x2-2y2=2的切线l的方程为:x-y-1=0.

五、几何法

通过对椭圆、双曲线以及抛物线的几何性质的研究,我们知道:若焦点为F1、F2的椭圆或双曲线上有一点M,则∠F1MF2的平分线一定与圆锥曲线相切;又若焦点为F的抛物线上有一点M,过M作准线的垂线,垂足为N,则FN的中点P与M的连线PM必与抛物线相切。据此,我们也可以将圆锥曲线的切线先用几何方法做出来,然后再求出切线的方程:

例5.求抛物线C:y2=8x上经过点M(8,8)的切线l的方程.

解:由抛物线C的方程可得其焦点F为(2,0),准线方程为:x=-2,

过点M(8,8)作准线的垂线,设垂足为N,则N的坐标是(-2,8),

又设FN的中点为P,则P的坐标为(0,4),

(作者单位 山东省滕州市第一中学)

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