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圆锥曲线的切线切点弦总结归纳(转换坐标系法)

圆锥曲线的切线、切点弦推论总结归纳1、椭圆切线推论:已知椭圆C 方程22221x y a b+=(a>b>0),C 上一点P (00,y x ),过点P 且与C 相切的切线L 方程为:12020=+byy a x x 。

12222=+by a x'2'2()()1x y +=推导:如图所示,当切线'L 斜率存在且不为0时(即切线L 斜率存在且不为0),设'OP 、'L 的斜率分别为1k ,2k ,0010000y ay b k x bx a-==-,由圆的切线性质易知'OP ⊥'L ,即121k k ⋅=-,∴02101bx k k ay -==-,∴由点斜式易得'L 方程为:''0000()y bx xy x b ay a -=--,又'',x yx y a b ==,∴ 0000()y bx x y x b b ay a a-=--,即为椭圆切线L 方程,化简如下:0000y y bx x x b ay a --=-⋅,000022()()y y y x x x b a --=-,2200002222x x y y x y a b a b +=+,又点P(00,y x )是椭圆上一点,∴2200221x y a b +=,即切线L 方程化简后为:0022x x y ya b+=1;易知当切线L 斜率为0时,P (0,b ±),切线L 方程为:y b =±,满足上式;当切线L 斜率不存在时,P (,0a ±)切线L 方程为:x a =±,也满足上式。

综上,推导完毕。

2、直线与椭圆位置关系判定推论:已知椭圆C 方程12222=+by a x (a>b>0),一直线L 方程为:0Ax By C ++=,则L 与C 相交⇔2222A a B b +>2C ;L 与C 相切⇔2222A a B b +=2C ;L 与C 相离⇔2222A a B b +<2C 。

12222=+by a x '2'2()()1x y +=推导:如图所示,在右图中根据点到直线的距离公式,易求得圆心O (0,0)到直线''':0L Aax Bby C ++= 的 距 离 d ==。

直线L 与椭圆C 相交⇔直线'L 与单位圆相交⇔d =<1⇔2222A a B b +>2C直线L 与椭圆C 相切⇔直线'L 与单位圆相切⇔d ==1⇔2222A a B b +=2C直线L 与椭圆C 相离⇔直线'L 与单位圆相离⇔d =>1⇔2222A a B b +<2C推导完毕。

3、椭圆切点弦推论:已知椭圆C 方程12222=+by a x (a>b>0),C 外一点P (00,y x ),过点P 作与C的切线,切点分别为A ,B ,则切点弦AB 所在直线方程为:12020=+byy a x x12222=+by a x'2'2()()1x y +=推导:如图所示,设椭圆切点1,122(),(,)A x y B x y ,转换后为圆上切点''1122(,(,x y x yA B a b a b。

当直线'OP 斜率存在且不为0,设直线'OP 、''A B 的斜率分别为1k ,2k ,易知'''OP A B ⊥,即121k k ⋅=-,1k =∴02101bx k k ay -==-,又切点弦经过点'11(,x y A a b ''A B 所在直线方程为:''0110()bx y xy x b ay a-=--,又'',x yx y a b==,∴椭圆切点弦AB 所在直线方程为:0110(bx y x y x b b ay a a-=--,化简得:0001012222x x y y x x y y a b a b +=+;又'00(,x y OP a b =,'11(,)x y OA a b =,''0011x y x y OP OA a a b b ⋅=⋅+⋅=010122x x y y a b +;又易知'OA =1,在''AOP Rt ∆中,''''cos OA A OP OP ∠=='1OP ,∴''''''cos OP OA OP OA AOP⋅=⋅⋅∠='1OP ⋅⋅'1OP =1,即''OP OA ⋅=010122x x y y a b +=1。

∴ 0001012222x x y y x x y y a b a b+=+=1。

当直线'OP 斜率1k =0,即'P 在'x 轴上时(即P 在x 轴上,00y =),P 0(,0)x ,转换后'0(,0)x P a,如下左图所示,设切点弦''A B 交'x 轴于点N ,在'AON Rt ∆与''AOP Rt ∆中,易知''''cos ON OA A ONOA OP ∠==,又易知'1OA =,'0x OP a =,故0aON x =,易知''A B ⊥'x 轴,∴圆的切点弦''A B 所在直线方程为:'0a x ON x ==又'xx a =,∴椭圆的切点弦AB 所在直线方程0x a a x =,整理得021x x a =,00y =,∴满足推论;同理,当直线'OP 斜率不存在,即'P 在'y 轴上时(即P 在y 轴上,00x =),0(0,)P y ,转换后'0(0,)y P b,如上右图所示,设切点弦''A B 交'y 轴于点E ,在'AOE Rt ∆与''AOP Rt∆中,易知''''cos OE OA A OE OA OP ∠==,又易知'1OA =,'0y OP b =,故0b OE y =,易知''A B ⊥'y 轴,∴圆的切点弦''A B 所在直线方程为:'0b y OE y ==又'yy b =,∴椭圆的切点弦AB 所在直线方程:0y b b y =,整理得021y y b =,00x =,∴也满足推论。

综上,推导完毕。

4、双曲线切线推论:已知双曲线C 方程221a b-=(a >0,b >0),C 上一点P (00,y x ),过点P且与C 相切的切线L 方程为:00221x x y ya b-=。

22221x y a b-= '2'2()()1x y +=推导:如图所示,当切线'L 斜率存在且不为0时(即切线L 斜率存在且不为0),设'OP 、'L 的斜率分别为1k ,2k ,0010000y ay ib k x ibx a-==-,由圆的切线性质易知'OP ⊥'L ,即121k k ⋅=-,∴02101ibx k k ay -==-,∴由点斜式易得'L 方程为:''0000()y ibx xy x ib ay a-=--,又'',x yx y a ib==,∴双曲线切线L 方程为:000()y ibx x y x ib ib ay a a -=--,化简如下:0000y y ibx x x ib ay a--=-⋅,0000222()()y y y x x x i b a --=-, 220000222222x x y y x y a i b a i b +=+,又21i =-,即2200002222x x y y x y a b a b -=-;P(00,y x )是双曲线上点,∴2200221x y a b -=,即切线L 方程为:0022x x y ya b-=1; 当切线L 斜率不存在时,易知P (,0a ±),即0x a =±,此时切线L 方程为:x a =±,易知满足上式;当切线L 斜率为0,则L 与x 轴重合或平行,此时L 与双曲线C 便有两个交点,不满足相切条件,故切线L 斜率不可能为0;综上,推导完毕。

5、双曲线切点弦推论:已知双曲线C 方程221a b-=(a>0,b>0),C 外一点P (00,y x ),过点P作与C 的两条切线,切点分别为A ,B ,则切点弦AB 所在直线方程为:00221x x y ya b-=22221x y a b-='2'2()()1x y +=推导:如图所示,设双曲线切点1,122(),(,)A x y B x y ,转换后为圆上切点''1122(,),(,x y x y A B a ibaib。

当直线'OP 斜率存在且不为0,设直线'OP 、''A B 的斜率分别为1k ,2k ,易知'''OP A B ⊥,即121k k ⋅=-,1k =,∴02101ibx k k ay -==-,又切点弦经过点'11(,)x y A a ib ''A B 所在直线方程为:''0110()ibx y x y x ib ay a-=--,又'',x yx y a ib ==, ∴双曲线切点弦AB 所在直线方程为:0110()ibx y x y x ib ib ay a a -=--,化简如下:0110ibx y y x x ib ay a--=-⋅, 0101222()()y y y x x x i b a --=-,000101222222x x y y x x y y a i b a i b +=+,21i =-,即0001012222x x y y x x y y a b a b -=-(*),又'00(,x y OP a ib =,'11(,x y OA a ib =,故''0011x y x y OP OA a a ib ib ⋅=⋅+⋅=010122x x y y ab -;易知'OA =1,在''AOP Rt ∆中,''''cos OA A OP OP ∠=='1OP ,''''''cos OP OA OP OA AOP ⋅=⋅⋅∠='1OP ⋅⋅'1OP =1,∴''OP OA ⋅=010122x x y y a b -=1,代入上面(*)式得 00221x x y ya b-=;当直线'OP 斜率1k =0,即'P 在'x 轴上时(即P 在x 轴上,00y =),P 0(,0)x ,转换后'0(,0)x P a,如下左图所示,设切点弦''A B 交'x 轴于点N ,在'AON Rt ∆与''AOP Rt ∆中,易知''''cos ON OA A ONOA OP ∠==,又易知'1OA =,'0x OP a =,故0aON x =,易知''A B ⊥'x 轴,∴圆的切点弦''A B 所在直线方程为:'0ax ON x ==,又'xx a =,∴双曲线的切点弦AB 所在直线方程:0x a a x =,整理得021x x a =,00y =,∴满足推论;同理,当直线'OP 斜率不存在,即'P 在'y 轴上时(即P 在y 轴上,00x =),0(0,)P y ,转换后'0(0,)y P ib,如上右图所示,设切点弦''A B 交'y 轴于点E ,在'AOE Rt ∆与''AOP Rt ∆中,易知''''cos OE OA A OE OA OP ∠==,又易知'1OA =,'0y OP ib =,故0ib OE y =,易知''A B ⊥'y 轴,∴圆的切点弦''A B 所在直线方程为:'0ib y OE y ==又'yy ib =,∴双曲线的切点弦AB 所在直线方程:0y ib ib y =,整理得2021y y i b ==-,00x =,∴00022200(1)1x x y y y ya b b-=-=--=,也满足推论。

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