(完整版)圆的切点弦方程的九种求法-高中数学
圆的切点弦方程的解法探究
在理解概念熟记公式的基础上,如何正确地多角度观察、分析问题,再运用所学知识解决问题,是解题的关键所在。本文仅通过一个例题,圆的部分的基本题型之一,分别从不同角度进行观察,用不同的知识点和九种不同的解法,以达到介绍如何观察、分析、解决关于圆的切点弦的问题。
一、预备知识:
1、在标准方程
222)()r b y a x =-+-(下过圆上一点),00y x P (的切线方程为:
200))(())r b y b y a x a x =--+--(( ; 在一般方程02
2=++++F Ey Dx y x (0422>-+F E D ) 下过圆上一点),00y x P (的切线方程为: 02
20000=++++++F y y E x x D yy xx 。 2、两相交圆011122=++++F y E x D y x (0412
121>-+F E D )与022222=++++F y E x D y x (0422222>-+F E D ) 的公共弦所在的直线
方程为:0)()()(212121=-+-+-F F y E E x D D 。
3、过圆02
2=++++F Ey Dx y x (0422>-+F E D )外一点),11y x P (作圆的切线,其切线长公式为:F Ey Dx y x PA ++++=112121||。
4、过圆02
2=++++F Ey Dx y x (0422>-+F E D )外一点),11y x P (作圆的切线,切点弦AB 所在直线的方程为:
211))(())r b y b y a x a x =--+--(((在圆的标准方程下的形式);
02
21111=++++++F y y E x x D yy xx (在圆的一般方程下的形式)。 二、题目 已知圆044222=---+y x y x 外一点P (-4,-1),过点P 作圆
的切线PA 、PB ,求过切点A 、B 的直线方程。
三、解法 解法一:用判别式法求切线的斜率
如图示1,设要求的切线的斜率为k (当切线的斜率存在时),那么过点P (-4,-1)的切线
方程为:)]4([)1(--=--x k y
即 014=-+-k y kx 由 ???=---+=-+-0
44201422y x y x k y kx 消去y 并整理得
0)12416()268()1(2222=+-+--++k k x k k x k ①
令 0)12416)(1(4)268(2222=+-+---=?k k k k k ②
解②得 0=k 或815=
k 将0=k 或815=k 分别代入①解得 1=x 、17
28-=x 从而可得 A(1728-,17
58)、B(1,-1), 再根据两点式方程得直线AB 的方程为:0235=-+y x 。
解法二:用圆心到切线的距离等于圆的半径求切线的斜率
如图示1,设要求的切线的斜率为k (当切线的斜率存在时),那么过点P (-4,-1)的切线方程为: )]4([)1(--=--x k y
即 014=-+-k y kx
由圆心C(1,2)到切线014=-+-k y kx 的距离等于圆的半径3,得
3)
1(|
1421|22=-+-+-?k k k ③ 解③得 0=k 或8
15=k 所以切线PA 、PB 的方程分别为:052815=+-y x 和1-=y 从而可得切点 A(1728-,17
58)、B(1,-1), 再根据两点式方程得直线AB 的方程为:0235=-+y x 。
解法三:用夹角公式求切线的斜率
如图示1,设要求的切线的斜率为k ,根据已知条件可得 |PC|=34)]1(2[)]4(1[22=--+-- ,3=r ,53)4(1)1(2=----=
PC k 在PAC Rt ?中,|PA|=5,53=
∠CPA tg 由夹角公式,得 535
3153
=+-
k k ④ 解④得 0=k 或8
15=k 所以切线PA 、PB 的方程分别为:052815=+-y x 和1-=y
从而可得切点 A(1728-,17
58)、B(1,-1), 再根据两点式方程得直线AB 的方程为:0235=-+y x 。 解法四:用定比分点坐标公式求切点弦与连心线的交点