張和平
直線和圓錐曲線的位置關(guān)系中,相切是一種特殊而重要的關(guān)系,在各種級別的考題中,也常常出現(xiàn)切線的身影,而且圓錐曲線本身就是其切線族的“包絡(luò)”,但課本對切線的描述卻十分吝嗇,因此筆者從定義、作法、性質(zhì)等方面對圓錐曲線的切線進(jìn)行了一些探究,現(xiàn)把探究的結(jié)果整理成文,望同行們指正.
一、圓錐曲線切線的定義
設(shè)P(x0,y0)是圓錐曲線C上一定點,P(xn,yn)是該曲線的動點,當(dāng)點Pn趨近于點P時,割線PPn趨近于確定的位置,這個確定位置的直線PT稱為曲線C在P處的切線.
二、圓錐曲線切線的作法
下面以橢圓為例,介紹切線的尺規(guī)作法.
1. 過橢圓上一點作橢圓的切線.
作法:以點M為圓心,MF2長為半徑作⊙M,再以F1為圓心,2a長為半徑作⊙F1,兩圓相交于點A、B,連接AF2,BF2,過點M分別作AF2,BF2的垂線,兩垂線就是所求的切線(證明略).想說明一下的是,山東實驗中學(xué)的宋文革老師曾在文(1)中介紹過切線的作法,但他的作法是先求出切線的方程,把方程化為截距式后,利用比例作出截距,再得切線,作法較繁鎖,而且還有錯 雙曲線和拋物線的切線都有類似的作法,此處不再贅述.
三、切線的性質(zhì)
類似于圓的切線,有心圓錐曲線(橢圓和雙曲線)也有一些類似于圓的性質(zhì).
性質(zhì)1:有心圓錐曲線的切線及過切點的直徑斜率存在時,則切線和過切點的直徑所在直線的斜率之積為定值(對應(yīng)于圓中:切線垂直于過切點的半徑).
性質(zhì)2:過有心圓錐曲線外一點P作曲線的切線PA、PB(A、B為切點),則直線PO(O為坐標(biāo)原點)平分線段AB.
由于圓錐曲線有自己特有的準(zhǔn)線和焦點為,所以它們還有一些圓所沒有的性質(zhì),現(xiàn)給出其中的兩條典型性質(zhì):
性質(zhì)4:過準(zhǔn)線上一點作圓錐曲線的切線,則切點弦過焦點.
性質(zhì)5:過圓錐曲線焦點弦兩端點的切線必相交且交點在準(zhǔn)線.
限于篇幅,本文不再給出以上性質(zhì)的證明.
責(zé)任編輯 羅 峰