求圓x^2+y^2=4上點A(a,b)處切線的方法

2021-01-08 吉祿學閣

主要內容:

介紹通過解析幾何法、導數幾何意義法,求解經過圓x^2+y^2=4上點A(1,√3)處切線的方法和步驟。

解法一:解析幾何法

設切線的斜率為k,則切線的方程為:

y-√3=k(x-1),

代入圓的方程得:

x^2+[k(x-1)+√3]^2=4

x^2+k^2(x-1)^2+2√3(x-1)k-1=0

(1+k^2)x^2-2k^2x+k^2+2√3kx-2√3k-1=0

(1+k^2)x^2-2k(k-√3)x+(k^2-2√3k-1)=0

因為此時是求直線與圓的切線,即x只有一個解,

則該關於x的方程的判別式為0,所以:

△ =4k^2(k-√3)^2-4(1+k^2)(k^2-2√3k-1)=0

k^2(k^2-2√3k+3)-1(1+k^2)(k^2-2√3k-1)=0

化簡得:3k^2+2√3k+1=0,

(√3k+1)^2=0,即:k=-√3/3。

故切線的方程為:

y-√3=-√3/3(x-1),

√3y-3=-x+1,故切線的一般方程為:

x+√3y-4=0。

解法二:導數幾何意義法

x^2+y^2=2^2,兩邊同時求導得:

2x+2yy=0,即:y=-x/y。

導數的幾何意義實際上是曲線上切線斜率構成的函數,稱導函數,簡稱導數。

對於本題,切點A處的導數等於此處切線的斜率k,即:

k=y=-√3/3,故切線的方程為:

y-√3=-√3/3(x-1),

√3y-3=-x+1,則切線的一般方程為:

x+√3y-4=0。

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