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x2y2r2上
一点Mx0y0的切线方程为x0xy0yr2;当Mx0y0在圆外时,过M点引切
线有且只有两条,过两切点的弦所在直线方程为x0xy0yr2。那么,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
x2a2
y2b2
1
a
b0上一点M
x0
y0
切线方程为
x0xa2
y0yb2
1
;(2)当M
x0
y0
在椭圆x2a2
y2b2
1
的外部时,过M
引切线有两条,
过两切点的弦所在直线方程为:x0xy0y1a2b2
证明:(1)
x2a2
y2b2
1的两边对x
求导,得
2xa2
2yyb2
0,得
y
xx0
b2x0a2y0
,由
点斜式得切线方程为yy0
b2x0a2y0
x
x0
,即
x0xa2
y0yb2
x02a2
y02b2
1
。
(2)设过椭圆
xa
22
y2b2
1
a
b0外一点M
x0
y0
引两条切线,切点分别
为Ax1
y1、Bx2
y2。由(1)可知过
A、B
两点的切线方程分别为:x1xa2
y1yb2
1
、
x2xa2
y2yb2
1
。又因M
x0
y0
是两条切线的交点,所以有
x1x0a2
y1y0b2
1
、
x2x0y2y01
a2
b2
。观察以上两个等式,发现Ax1
y1、Bx2
y2满足直线
x0xa2
y0yb2
1
,所以过两切点
A、B两点的直线方程为
x0xa2
y0yb2
1
。
评注:因M
x0
y0
在椭圆x2a2
y2b2
1
ab0上的位置(在椭圆上或椭圆
外)的不同,同一方程x0xy0y1表示直线的几何意义亦不同。a2b2
联想二:(1)过双曲线
xa
22
y2b2
1
a0b0上一点M
x0
y0
切线方程为
x0xa2
y0yb2
1
;(2)当M
x0
y0
在双曲线x2a2
y2b2
1
的外部时,过M
引切线有两
条,过两切点的弦所在直线方程为:x0xy0y1。(证明同上)a2b2
联想三:(1)过圆锥曲线Ax2Cy2DxEyF0(A,C不全为零)上的点
M
x0
y0
的切线方程为
Ax0x
Cy0
y
D
x
x02
E
yy02
F0
;(2)当
fMx0y0在圆锥曲线Ax2Cy2DxEyF0(A,C不全为零)的外部时,过M
引切线有两条,过两切点的弦所在直线方程为:Ax0x
Cy0y
D
x
x02
E
y
y02
F
0
证明:(1)两边对x求导,得2Ax2CyyDEy0
得
y
xx0
2Ax02Cy0
DE
,由点斜式得切线方程为
y
y0
2Ax02Cy0
DExx0
化简得2Cy0y2Cy02EyEy02Ax0xDx2Ax02Dx00…………………①
因为Ax02Cy02Dx0Ey0F0…………………………………………………②
由①-②×2
可求得切线方程为:
Ax0x
Cy0y
D
x
x02
E
y
y02
F
0
(2)同联想一r