圆锥曲线的切线

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  直线和圆锥曲线的位置关系中,相切是一种特殊而重要的关系,在各种级别的考题中,也常常出现切线的身影,而且圆锥曲线本身就是其切线族的“包络”,但课本对切线的描述却十分吝啬,因此笔者从定义、作法、性质等方面对圆锥曲线的切线进行了一些探究,现把探究的结果整理成文,望同行们指正.
  一、圆锥曲线切线的定义
  设P(x0,y0)是圆锥曲线C上一定点,P(xn,yn)是该曲线的动点,当点Pn趋近于点P时,割线PPn趋近于确定的位置,这个确定位置的直线PT称为曲线C在P处的切线.
  二、圆锥曲线切线的作法
  下面以椭圆为例,介绍切线的尺规作法.
  1. 过椭圆上一点作椭圆的切线.
  作法:以点M为圆心,MF2长为半径作⊙M,再以F1为圆心,2a长为半径作⊙F1,两圆相交于点A、B,连接AF2,BF2,过点M分别作AF2,BF2的垂线,两垂线就是所求的切线(证明略).想说明一下的是,山东实验中学的宋文革老师曾在文(1)中介绍过切线的作法,但他的作法是先求出切线的方程,把方程化为截距式后,利用比例作出截距,再得切线,作法较繁锁,而且还有错 双曲线和抛物线的切线都有类似的作法,此处不再赘述.
  三、切线的性质
  类似于圆的切线,有心圆锥曲线(椭圆和双曲线)也有一些类似于圆的性质.
  性质1:有心圆锥曲线的切线及过切点的直径斜率存在时,则切线和过切点的直径所在直线的斜率之积为定值(对应于圆中:切线垂直于过切点的半径).
  性质2:过有心圆锥曲线外一点P作曲线的切线PA、PB(A、B为切点),则直线PO(O为坐标原点)平分线段AB.
  由于圆锥曲线有自己特有的准线和焦点为,所以它们还有一些圆所没有的性质,现给出其中的两条典型性质:
  性质4:过准线上一点作圆锥曲线的切线,则切点弦过焦点.
  性质5:过圆锥曲线焦点弦两端点的切线必相交且交点在准线.
  限于篇幅,本文不再给出以上性质的证明.
  责任编辑 罗 峰
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