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導(dǎo)航

橢圓外一點(diǎn)切線方程推導(dǎo)

來(lái)源 :華課網(wǎng)校 2024-08-02 16:49:53

橢圓是一種常見(jiàn)的幾何圖形,它的形狀類似于拉長(zhǎng)后的圓形。在橢圓上,我們可以找到一些有趣的性質(zhì)和定理,比如外切線方程。下面我們來(lái)詳細(xì)講解外切線方程的推導(dǎo)過(guò)程。

首先,讓我們來(lái)回顧一下橢圓的基本方程:

$\frac+\frac=1$

其中,a和b分別是橢圓的長(zhǎng)半軸和短半軸。我們假設(shè)橢圓的中心點(diǎn)為原點(diǎn)O,且在橢圓上任取一點(diǎn)P(x,y)。接下來(lái),我們要推導(dǎo)出從點(diǎn)P到橢圓上的切線方程。

首先,我們需要求出橢圓上點(diǎn)P處的切線斜率k。根據(jù)微積分的知識(shí),我們可以使用導(dǎo)數(shù)來(lái)求解:

$\frac=-\frac\cdot\frac$

由于點(diǎn)P(x,y)在橢圓上,因此它滿足橢圓的基本方程。將其代入上式中,得到:

$\frac=-\frac\cdot\frac}$

接下來(lái),我們需要利用點(diǎn)斜式來(lái)求解切線方程。點(diǎn)斜式的一般形式為:

$y-y_0=k(x-x_0)$

其中,(x0,y0)是直線上的一點(diǎn),k是直線的斜率。根據(jù)橢圓的對(duì)稱性,我們可以將點(diǎn)P關(guān)于x軸和y軸的對(duì)稱點(diǎn)分別標(biāo)記為P1和P2。

將P1(x,-y)代入點(diǎn)斜式,得到:

$y+y=k(x-x_0)$

其中,k為點(diǎn)P1處的切線斜率,x0為點(diǎn)P1的x坐標(biāo)。將上式變形,得到:

$y=k(x-x_0)-y_0$

由于點(diǎn)P1關(guān)于y軸對(duì)稱的點(diǎn)為P2(-x,y),因此點(diǎn)P2處的切線方程也可以通過(guò)類似的方法求解。

綜上所述,橢圓外一點(diǎn)P(x,y)的切線方程為:

$y=k(x-x_0)\pm\sqrt$

其中,k為點(diǎn)P處的切線斜率,x0為點(diǎn)P的x坐標(biāo),$\pm$符號(hào)取決于點(diǎn)P在橢圓的上方還是下方。這就是橢圓外一點(diǎn)切線方程的推導(dǎo)過(guò)程。

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