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巧用切点弦方程解切线相关问题几例
2015-05-05 | 阅:  转:  |  分享 
  


浙江诸暨市草塔中学(311812)刘郦芬

如果过点P司以作圆锥曲线的两条切线,

则把切点的连线叫圆锥曲线的切点弦.



、几个结论

结论1:P(口,b)是圆+Y。一rz外一点,

则切点弦所在直线的方程为6ix+by—rz.

结论2:点P(x。,)是椭圆+一1外

一点,则切点弦所在直线的方程为+一1.

口D

结论3:若过点P(x。,Yo)向双曲线一

一1两支作两条切线,则切点弦所在直线的方

程为一一1.

结论4:点P(o,Y。)是抛物线Y。一2px开

口外一点,则切点弦所在直线的方程为Y。Y一

痧(0+).

证结论1:如图

1,设切点坐标为

A(x1,y1),B(,Y2),

点P的坐标为(口,6),

则过A点的切线方

程为zl+Y1Y—rz,

过B点的切线方程

为x2+Y2Y—rz.

VJ





图1

.’两切线过点P,



。.1口+Y1b—rz,2口+Y26:rz,

于是直线AB的方程为口+by—rz.

同上方法可以证得结论2、结论3、结论4

成立.

二、结论的应用

【例1】已知椭圆c:+6—1,圆c。:

+Y。一4,过椭圆C上点P作圆C。的两条切

线,切点为A、B.

(1)当点P的坐标为(一2,2)时,求直线

AB的方程;

(2)当点P(o,Yo)在椭圆上运动但不与顶

点重合时,设直线AB与坐标轴围成的三角形

面积为S,问S是否存在最小值?如果存在,请

求出这个最小值,并求出此时点P的坐标;如

果不存在,请说明理由.

解:(1)由上

知直线的方程为

一2x+2y一4,即

—Y+2—0.

(2)由椭圆的

对称性,不妨设

P(0,Yo)在第一

象限.于是有直线

AB的方程为

P/一

t,





图2

o+YoY一4,直线与x轴的交点的横坐标为



,直线与轴的交点的纵横坐标为一

,而有面积s一1一历8.



.。点P(xo,Yo)在椭圆上,

·

·

·+警一.

·

·琶+2Xo‘yo一XoYo,



。.。Y。≤3,当且仅当。一,Y。一时

等号成立,z。Y。有最小值3



·

.当。一,一时,S有最小值告

由对称性,点P的坐标为(,)或

(,一,/5-)或(一,)或(一,一),S取

最小值.

【例2】如图3,已知④54:+(Y一2)一1,

Q是轴上的动点,QA、QB分别切OM于A,

B两点.

(1)如果IABI一,求直线MQ的方程;

(2)求动弦AB的中点的轨迹方程.

解:设Q坐标为(t,0),由结论1可得直线



AB的方程为

tJc--2(y--2)一1,代入z+(y--2)一1得

(t+4)Y一4(£+3)+3t+9—0,于是

lABI一--N~''k2a

=



1-+-t-

1

rt0上4

一:±兰[±兰二兰!±

ltl

tJ£+4鲁,解得t一士





.Q点坐标为(,0)和(一,0),从而得

直线M.Q的方程为士2z+5一2一0.

(2)设Q点坐

标为(t,0),则直线

AB(oM的切点弦

所在的直线)的方程

为舡一2(j,一2)一1,

直线MQ的方程为

王+上一1,交点Pt。2’、、、

的坐标为(t上z+4,





OQj

图3

觜),得点P的参数方程为

j一t2+4消去参数£,得点P的轨迹{2£z+6消去参数,得点P的轨迹

l一7干

方程为

+。一百7+3一O.(0M内部分)

【例3】如图4,已

知椭圆z+2y一1,

P是直线4x+3y一

12上一点,由P向已

知椭圆作两切线,切

点分别为A和B,问

当直线AB的方程为

怎样时,直线AB与

两坐标轴围成的三角



\户





~O

—//\、-.

图4

形OMN面积最小,最小值为多少?

解:设P点坐标为P(。,Y。),由结论2可

得切点弦所在直线方程为。z+2y。y一1.直线

L与z轴的交点为M(÷,0),与Y轴的交点

.上n

为N(。,).



.。P(。,Y。)在直线4x+3y一12上,

o

~

o4.512"0。≤()一

得三角形OMN的面积

s△fM1

·

1

·

1

—3·≥3·丽1一



当且仅当4z。一3。,即z。一号,。一2时,

s△N一1



此时为导z+4一1时,(S~auN)一1.





.直线LAB的方程为3x+8y一2—0时,直

线AB与两坐标轴OMN围成的三角形面积最

小,最小值为.

【例4】如图5,已知

P(3,5)是等轴双曲线

z一一n外一点,过

P作双曲线的两条切

线,切点分别为A、B,

若线段AB的中点的横

坐标为一1,求双曲线的

方程.







..



图5

解:由结论3,直线AB即切点弦所在的直

线方程为3x一5—n,代入一一n得

16x。+6a。一24a一0,于是AB的中点的横坐

标为一n2一一1,得n2一萼,所以双曲线的方

程为xz__ye一16



三PY2xA/3

/xPAB缮一点,过点作抛物线。.f。一的两条切线,切f。点分别为、,求/面积的最小值.I

方鬻。技瑶篓

广西大新中学(5323oo)黄崇军

数形结合解题就是在对题目中的条件和结

论既分析其代数含义又分析其几何含义,力图在

代数与几何的结合上去找出解题思路.借“形”解

题是数形结合的最基本手段,本文就几种常见的

借“形”求解的问题,作个简单举例说明.



、数轴

[t~tl1】求使不等式lz一4l+1.27—3l
有解的a的取值范围.

解:先求J一4J+l一3f的范围:由数轴知,

数轴上的动点到两定点4和3的距离之和有最小

值1,无最大值,故f一4f+1一31∈口,q-oo),欲

使lz一4{+lz一3l<。有解,则a>1.

[t~ll2】设集合

A一{f21g.z-一lg(8.r

一15),Lz∈R},B一图l

{fc。s专>o,∈R},则Af-IB的元素个数为

个.

解:A==={3,5},B一{Lzl4krr一<<4ka"-t-丌,

是∈Z},由数轴知(如图1)Af-1B一{3},有1个元

素.

二、文氏图

【例3】已知集合A、B是全集U一{1,2,

3,4,5,6,7,8,9}的子集,AnB一{2},(CuA)n

(CvB)一{1,9},(CuA)nB一{4,6,8},贝UA一

,B一.

解:由集合与文氏图之间

的关系,如图2,可得A一{2,

3,5,7},B一{2,4,6,8}.

三、单位圆

【例4】在(0,2丌)内,

使sin>COSX成立的的取

A.(手,号)u(丌,)

B.(号,丌)

c.(手,)

D.({,丌)u(,)

解:在单位圆内画函

数线(如图3),可知满足

yy=x

。一

图3

条件的是弧AmB上的点所对应的(0,27r)内

的角,即(手,).选c.

四、函数图象

【例51设a、p依次是方程lo+一3—0

和2+z~3—0的根,则a+口的值为().

七七七七七七七七女七七女七女七七

!兰二

、干

!兰二!二

、干

一l二二:二Z!一二:±

~/1+3~/1+j

2oo2o—z+z。代入一2,得



一2。+2xo一0,

~o一士√i~2xo,

..1A—BI一2v/一2。,

于是JABl一·2,



·

.s一丢·厮·2·

(0—1)。+7

~/1+;

一~/一2(。一3)·[(。一1)。+7]

一(o一1)。+5·[(。一1)+7].

令(。一1)+5一t,则

S△B一£(t+2)(£≥),





.(S△PAfj)一7~/5.

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