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15.9圆锥曲线的切线问题

解:椭圆 关于点 对称的椭圆方程为 ,
将这两个椭圆方程相减: ,
整理得 ,即为所求的切线方程
已知点 是椭圆 上的任意一点,则椭圆的切线方程为
证明:当切线的斜率存在时,设过点 的切线方程为
联立方程组
消 得
化简,得
由韦达定理

将 代入 ,得 即

当切线的斜率不存在时,过点 的切线方程显然满足上式
综上,椭圆的切线方程为
设双曲线 方程: ,则方程( ):

当 时,其斜率 ,因渐近线斜率为 ,若 或 ,
则 或 从而 ,与 在双曲线 上,满足 矛盾,故直线 与双曲线的渐近线不平行;
又当 时,双曲线 的切线方程为 ,也满足方程( ),从而知方程( )为双曲线 的切线方程.
(3)当 表示抛物线时,只要断定直线 与抛物线的对称轴不平行,就能证明直线 就是切线,方程( )为其切线方程.
2(2008山东理)如图,设抛物线方程为 , 为直线 上任意一点,过 引抛物线的切线,切点分别为 .
(Ⅰ)求证: 三点的横坐标成等差数列;
(Ⅱ)已知当 点的坐标为 时, .求此时抛物线的方程;
(Ⅲ)是否存在点 ,使得点 关于直线 的对称点 在抛物线 上,其中,点 满足 ( 为坐标原点).若存在,求出所有适合题意的点 的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(Ⅰ)证明:由题意设 .
由 得 ,得 ,所以 , .因此直线 的方程为 ,
直线 的方程为 .所以 ,① .②
由①、②得 ,因此 ,即 .
所以 三点的横坐标成等差数列.
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知,当 时,将其代入①、②并整理得:
, ,所以 是方程 的两根,
因此 , ,又 ,所以 .
由弦长公式得 .
又 ,所以 或 ,因此所求抛物线方程为 或 .
因 点在直线 上,故 点也在直线 上,可见直线 与曲线 有三个公共点,这与直线与二次曲线最多只有两个公共点矛盾,从而证明了直线 与曲线 有且只有一个公共点.
(1)当 表示椭圆时,由于椭圆是封闭曲线,直线 就是切线,方程( )即为切线方程.
(2)当 表示双曲线时,只要断定直线 与双曲线的渐近线不平行,就能证明直线 就是切线,方程( )为其切线方程.
3过椭圆 上一点 切线方程为 ;
证明:(1) 的两边对 求导,得 ,得 ,由点斜式得切线方程为 ,即 。
解: 的两边对 求导,得 ,得 ,由点斜式得切线方程为 即 即
4当 在椭圆 的外部时,过 引切线有两条,过两切点的弦所在直线方程为:
证明:设过椭圆 外一点 引两条切线,切点分别为 、 。由(1)可知过 、 两点的切线方程分别为: 、 。又因 是两条切线的交点,所以有 、 。观察以上两个等式,发现 、 满足直线 ,所以过两切点 、 两点的直线方程为 。
(Ⅲ)解:设 ,由题意得 ,
则 的中点坐标为 ,设直线 的方程为 ,
由点 在直线 上,并注意到点 也在直线 上,
代入得 .若 在抛物线上,则 ,因此 或 .即 或 .
(1)当 时,则 ,此时,点 适合题意.
(2)当 ,对于 ,此时 ,
,又 , ,
所以 ,即 ,矛盾.
对于 ,因为 ,此时直线 平行于 轴,又 ,设抛物 的方程: ,则方程( ): .
当 时,其斜率 ,故直线 与抛物线 的对称轴不平行;又当 时,抛物线 的切线方程为 ,也满足方程( ),从而知方程( )为抛物线 的切线方程.
综上所述,方程( )为圆锥曲线 上过 点的切线方程.
下面用此命题给出的方法解决本文一开始提出的问题.
求过椭圆 上一点 的切线方程.
所以直线 与直线 不垂直,与题设矛盾,
评注:因 在椭圆 上的位置(在椭圆上或椭圆外)的不同,同一方程 表示直线的几何意义亦不同。
5过双曲线 上一点 切线方程为 ;
6当 在双曲线 的外部时,过 引切线有两条,过两切点的弦所在直线方程为: 。(证明同上)
7过圆锥曲线 (A,C不全为零)上的点 的切线方程为 ;
8当 在圆锥曲线 (A,C不全为零)的外部时,过 引切线有两条,过两切点的弦所在直线方程为:
15过抛物线 上一点 切线方程为 ;
16过抛物线 的外部一点 引两条切线,过两切点的弦所在直线方程为: 。
过圆锥曲线上一点的切线方程的另一种初等求法
命题: 为圆锥曲线 上一点,则曲线 上过 点的切线方程为 ( )
证明:因 为二次曲线方程,知方程( )代表的是一条直线,记为 .假设直线 与曲线 除了点 外还有一个公共点 ,则有 和 同时成立,从而 ,这表明 关于点 的对称点 也在曲线 上,
圆锥曲线的切线方程
1经过圆 上一点 的切线方程为 ;
当 在圆外时,过 点引切线有且只有两条,过两切点的弦所在直线方程为 。
2 若P( , )是圆 上的点,则过点P( , )的切线方程为
若P( , )是圆 外一点, 由P( , )向圆引两条切线, 切点分别为A,B则直线AB的方程为
切线长公式:若P( , )是圆 外一点,由P( , )向圆引两条切线, 切点分别为A、B
1.(2013山东,理11)抛物线C1:y= (p>0)的焦点与双曲线C2: 的右焦点的连线交C1于第一象限的点M.若C1在点M处的切线平行于C2的一条渐近线,则p=().
A. B. C. D.
解析:设M , ,故在M点处的切线的斜率为 ,故M .由题意又可知抛物线的焦点为 ,双曲线右焦点为(2,0),且 , ,(2,0)三点共线,可求得p= ,故选D.
证明:(1)两边对 求导,得
得 ,由点斜式得切线方程为
化简得 ………………….①
因为 …………………………………………………②
由①-②×2可求得切线方程为:
(2)同联想一(2)可证。结论亦成立。
过曲线上的点 的切线方程为:把原方程中的 用 代换, 用 代换。若原方程中含有 或 的一次项,把 用 代换, 用 代换,得到的方程即为过该点的切线方程。当点 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:
9过抛物线 上一点 切线方程为 ;
10过抛物线 的外部一点 引两条切线,过两切点的弦所在直线方程为:
11过抛物线 上一点 切线方程为 ;
12过抛物线 的外部一点 引两条切线,过两切点的弦所在直线方程为: 。
13过抛物线 上一点 切线方程为 ;
14过抛物线 的外部一点 引两条切线,过两切点的弦所在直线方程为: 。
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