一点定直线 形同意不同

来源 :中学教学参考·理科版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuzhiqing1984
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  [摘 要]众所周知,两点能确定一条直线,但在几何中特定情况下,也有一点“确定”的直线.基于此,对二次曲线切线和切点弦所在直线方程进行推广与研究.
  [关键词]定点 推广 研究
  众所周知,几何上有两点确定一条直线.但在几何中,特定情况下的确也有由一点“确定”的直线.比如,给定点P(x0,y0),对于圆、椭圆、双曲线、抛物线来说,若点P在其曲线上,过点P只有一条切线;若点P在其曲线外,可作两条切线,但两个切点所在的直线是唯一的.(两个切点所在的直线,以下简称为“切点弦直线”)
  一、问题的发现
  对于已知定点P(x0,y0)和圆的方程,易得到以下两结论.
  结论1 已知圆C的方程为x2 y2=r2,圆C上点P(x0,y0),则过点P关于圆C的切线方程为:x0x y0y=r2.
  结论2 已知圆C的方程为x2 y2=r2,圆C外点P(x0,y0),则过点P关于圆C的切点弦所在的直线方程为:x0x y0y=r2.
  从上面的两个结论来看,至少有两个问题值得注意:一是两条直线所表示的意义不同,但是直线方程完全一样,只跟点P(x0,y0)的坐标有关;二是直线方程的结果与原来圆的方程结构相同,只是变量x和y的二次项中,分别把其中的一个x和y用点P的坐标x0和y0代替.
  推广1:已知圆C的方程为(x-a)2 (y-b)2=r2,圆C上(或外)一点P(x0,y0),则过点P关于圆C的切线(或切点弦)直线方程为:(x0-a)(x-a) (y0-b)(y-b)=r2.
  二、推广与研究
  1.过定点P(x0,y0)有关椭圆的切线和切点弦直线方程
  结论3 已知椭圆C的方程为x2a2 y2b2=1 ,椭圆C上(或外)一点P(x0,y0),则过点P关于椭圆C的切线(或切点线直线)方程为:x0xa2 y0yb2=1 .
  推广2:已知椭圆C的方程为(x-m)2a2 (y-n)2b2=1 ,椭圆C上(或外)一点P(x0,y0) ,则过点P关于椭圆C的切线(或切点弦)直线方程为:
  
  (x0-m)(x-m)a2 (y0-n)(y-n)b2=1 .
  2.过定点P(x0,y0)有关双曲线的切线和切点弦直线方程
  结论4 已知双曲线C的方程为x2a2-y2b2=1 ,双曲线C上一点P(x0,y0),则过点P关于双曲线C的切线方程为:x0xa2-y0yb2=1 .
  结论5 已知双曲线C的方程为x2a2-y2b2=1 ,双曲线C外一点P(x0,y0)(不在其渐近线上),则过点P关于双曲线C的切点弦直线方程为:x0xa2-y0yb2=1 .
  3.过定点P(x0,y0)有关抛物线的切线和切点弦直线方程
  对于抛物线的方程x2=2py,其中2py=py py,自然想到x·x=py py.
  结论6 已知抛物线C的方程为x2=2py(p≠0),抛物线C上(或外)一点P(x0,y0),则过点P关于抛物线C的切线(或切点弦直线)方程为:x0x=p(y y0).
  引申:已知抛物线C的方程为y2=2px(p≠0),抛物线C上(或外)一点P(x0,y0),则过点P关于抛物线C的切线(或切点弦)直线方程为:y0y=p(x x0).
  三、应用与思考
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