圆的切线问题有两种,一种为过圆上一点的切线,一种为过圆外一点的切线.
今天说说“过圆上一点”的速解小公式.
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通法:d=r
处理直线和圆的相切问题,通常利用圆心到直线的距离等于圆的半径、或切线垂直于过切点的半径建立方程求解,比较少利用联立方程法,后者运算量略大一些.
如下图所示,我们来推导切线的方程.
为保证斜率存在,我们先讨论切点不在坐标轴上的情况.
当点M在坐标轴上时,可以验证上述方程同样适用.
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用结论速解小题
这样的小结论有利于我们提高解题速度.
比如下面这道小题,你能秒解吗?
用我们刚才的小结论,可迅速得到结果为:
其实用处也不是特别大,对于计算能力弱一些的童鞋,还有点用.
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拓展到一般的情况
有同学会问:如果圆的圆心不在原点的话,切线也有类似的小结论吗?
好吧,我们把问题进一步拓展,研究过圆心不在原点的圆上一点的切线方程.
求解方法和上面一样,只不过解题过程更复杂一些.
当CM或切线斜率不存在时,经验证上述方程也适用.
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有规律的结论才值得我们记忆和使用
圆锥曲线部分的二级结论非常多,只有那些常考、而且结论有规律、易已经的,才值得我们花功夫.
观察这个方程的形式切线斜率公式,我们发现非常容易记忆,相当于把圆方程中的平方式保留一半,另一半用切线的横纵坐标分别代替x和y.
我们来小试牛刀.
根据上述结论,平方式保留一半,替换一半即可.
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拓展到一般式方程
有好奇的童鞋接着问:如果所给方程为一般式呢?有没有类似的小结论呢?
研究方法和前面两道完全一样,我们直接给出结论.(有兴趣的童鞋可自行推导过程)
大家会发现,这个结论也好记忆:把圆方程改写为x和y成对出现的形式,然后保留其中一个,把另外一个换成切点的横坐标和纵坐标即可.
我们来秒杀下面这道题.
用上面的结论解题,首先改方程,然后代入切点坐标即可.
当然,用常规的方法解题也不麻烦.
用小公式解题的优势除了速度略快之外,更重要的是在于减少了中间计算的过程,使我们犯错的机会降低了切线斜率公式,尤其适合解小题.
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