几个圆锥曲线切线问题的统一性质
2014-08-09
中学教研(数学) 2014年4期
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(金陵高级中学 浙江长兴 313100)
●蔡小雄
(杭州第十一中学 浙江杭州 310014)
圆锥曲线中的切线问题是近几年竞赛、高校自主招生考试的考查热点之一,但教材中关于切线问题涉及较少.以下基于有心二次曲线的统一特征,对有关切线问题进行探讨,以飨读者.
1 有心二次曲线的统一特征
(1)定义相似:圆和椭圆、双曲线的定义都可以围绕动点到定点的距离展开.

(3)图像的对称性相似:圆和椭圆、双曲线的图像均为中心对称和轴对称图形.
2 有心二次曲线切线问题的2个引理

证明设切点P(x0,y0),切线斜率为kl,因为kl和kOP存在,则x0≠0且y0≠0.
当y>0时,曲线为
当y<0时,曲线为
同理可得
结论成立.

这一结论可用点差法直接证明,此处略.
3 有心二次曲线的切线性质及切点关系的推广
基于上述有心二次曲线的统一特征及引理,不难得出如下结论:


这里给出统一证明,下面就不分类表述了.
证明当曲线的切线斜率kl和直线OP的斜率kOP存在时,由引理1可得
即
从而切线方程为
即



证明设A(x1,y1),B(x2,y2),由性质1得切线PA,PB的方程分别为
显然点P(x0,y0)为PA,PB的交点,从而


推论切线和邻边所成的角等于三角形其余2条边所夹的角.

图1

y-y0=k(x-x0),
则直线AC的方程为
y-y0=-k(x-x0).
(n+mk2)x2+2km(y0-kx0)x+
同理可得
因此
从而kBC+kl=0.由kBC+kl=0及kAB+kAC=0可直接得出推论.
4 有心二次曲线上阿基米德三角形的推广
由抛物线的弦和过弦的端点的2条切线所围成的三角形常被称作为阿基米德三角形.笔者将该三角形迁移到有心二次曲线上,不妨统称为“阿基米德三角形”.于是有以下结论:


图2


若曲线为椭圆或双曲线,且直线A……
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