圆的切线和切点弦方程的公式求法-精选文档

圆的切线和切点弦方程的公式求法

1 圆的切线的求法

圆的切线方程的求法,除一般解法外,本文探索一种公式法求切线,使求切线的方法更加完美。

定理:已知点p(m,n),圆C:(x-a) 2+(y-b)2=r2。当p(m,n),在圆C上时,过p的切线方程为:(m-a)(x-a)+(n-b) (y-b)= r2

当p(m,n)在圆C外时,若│m-a│≠r时,过点p的两条切线的斜率为:

若│m-a│= r时,过点p的一条切线的斜率不存在,切线方程为x=m,

另一条切线的斜率为:

证明:1)当p(m,n)在圆C上时,易得过p的圆的切线方程为:(m-a)(x-a)+(n-b)(y-b)= r2。2)当p(m,n)在圆C外时,(m-a)2+(n-b) 2>r2。设过P与C相切的直线的斜率为K,则有:y-n=k(x-m)即:kx-y-mk+n=0 由于圆心到直线kx-y-mk+n=0的距离等于圆的半径,得 即:

两边平方,整理得[ (a-m)2-r2]k2+2(n-b)(a-m)k+(n-b)2-r2=0 (*) 若│m-a│≠r时,△=4r2[(m-a)2+(n-b)2-r2], 所以

。特别地,当a=b=0时

若│m-a│=r时,一条切线的斜率不存,切线方程为x=m,另一条切线的斜率由方程(*)式得。 特别地,当a=b=0时, 例1:从圆(x-1)2+(y-1)2=1外一点P(2,3)向该圆引切线,求切线方程。

解∵a=b=1,r=1,m=2,n=3,且│m-a│=r ∴ 圆的一条切线为x=2,

另一条切线的斜率由公式 得K==

所以,另一条切线为y-3= (x-2) 即3x-4y+6=0 例2 :已知圆C:(x-a)2+(y+3)2=9及圆外一点P(2,2),求过点P的圆的切线方程。

解∵a=2,b=-3,r=3,m=2,n=2 且│m-a│≠r ∴由公式 得k=±

∴圆的切线方程为y-2=±(x-2) 即 4x-3y-2=0 或 4x+3y-2=0

2 切点弦方程的求法

问题:从圆外一点作圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2的切线PA、PB,A、B为切点,求直线AB的方程。

解:设切点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),则过A、B点的切线方程为:

(x1-a)(x-a)+(y1-b)(y-b)=r2 (1) (x2-a)(x-a)+(y2-b)(y-b)=r2 (2)

由p(m,n)即在PA上,又在PB上,故有: (x1-a)(m-a)+(y1-b)(n-b)=r2 (3) (x2-a)(m-a)+(y2-b)(n-b)=r2 (4)

(3)(4)表明,A、B点的坐标适合方程 (x-a)(m-a)+(y-b)(n-b)=r2

故直线AB的方程为:(m-a)(x-a)+(n-b)(y-b)=r2 利用上述结论,可求切点弦的方程。

例3 从圆(x-1)2+(y-1)2=1外一点P(2,3),向该圆引切线,求过切点的直线方程。

解:由于a=1,b=1,m=2 n=3,根据切点弦方程(*)式可得(x-1)(2-1)+(y-1)(3-1)=1即:x+2y-4=0 3 圆的切线方程与切点弦方程的关系 根据1、2可得下面的结论:

已知圆(x-a)2+(y-b)2=r2 及点P(m,n),当P在圆上时,过P的切线方程为:(m-a)(x-a)+(n-b)(y-b)= r2 当P在圆外时,过P作圆的两条切线,过切点的直线方程为:(m-a)(x-a)+(n-b)(y-b)= r2

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