基于数学实验下类切线方程的探讨
2020-01-18张硕
张硕


[摘 要] 圆锥曲线的切线问题,在高考中是一大亮点,一些文献中均有不同方面的探究. 文章主要探究一类形似切线方程,同时借助数学实验探讨该类直线与圆锥曲线的位置关系,根据定点选择的不同,进一步论证了该类切线与圆锥曲线的交点个数,探讨了该知识点的具体几何意义.
[关键词] 圆锥曲线;椭圆;双曲线;抛物线;切线;位置关系
高考中常遇到一些形似于圆锥曲线切线方程的直线问题,这些直线看似切线形式,但由于定点的选择不同,这些直线也将会有自己的实际意义.笔者发现2019年全国Ⅲ卷,2014年广东卷,2013年安徽卷、山东卷、广东卷等均对该知识点做了不同层面的考查和应用.
引理:设P(x■,y■)为圆锥曲线Ax2+By2+Cx+Dy+F=0上一点,则该圆锥曲线过点P的切线方程为:Ax■x+By■y+C■+D■+F=0.
简析:引理的常用证明有,方法1:判别式法,直线代入圆锥曲线;方法2:高等数学方法,隐函数求导,此处详细证明略,主要领会圆锥曲线的一般切线形式和方程思想即可.本文中把形如引理中切线方程的直线,称之为“类切线”.
■提出问题
探究如下问题:已知椭圆方程■+y2=1,定点P■(x■,y■),直线方程为■+yy■=1.
(1)当■+y■=1,则直线■+yy■=1与椭圆■+y2=1的交点个数______.
(2)当■+y■>1,则直线■+yy■=1与椭圆■+y2=1的交点个数______.
(3)当0<■+y■<1,则直线■+yy■=1与椭圆■+y2=1的交点个数______.
■实验探究
借助数学软件几何画板对不同的数学实验进行探究,即取不同的点P■(x■,y■)使其分别满足上式的条件,通过实验发现(1)式直线即为该椭圆的切线,与椭圆交点个数为一个;(2)式直线与该椭圆相交,交点个数为两个;(3)式直线与该椭圆相离,交点个数为零个……
