让自己的数学“慢生长”
——关于切点弦问题的探究
2021-12-26南师附中秦淮科技高中高二陈思成
南师附中秦淮科技高中高二(2)班 陈思成
一、源头
在假期“刷题”时,我遇到了这样一题:
引例已知圆O:x2y2+=9,P为直线x+y2−9=0 上一动点,过点P向圆O引两条切线PA,PB,A,B为切点,求证:直线AB恒过定点.
经过分析,不难发现两种思路:
其一,切点弦AB可以看作圆O和以OP为直径的圆相交所得的弦.两圆方程相减即可获得直线AB的方程,那么解决直线AB过定点就自然而然.
其二,不妨设A(x1,y1),寻求A的轨迹(直线).由,由圆的切线的性质易得设P(x0,y0),则于是有即x0x1+y0y1−(x12+y12)=0.又因为点A坐标满足方程x2+y2=9,点P坐标满足方程x+2y−9=0,于是x0=9−2y0,从而y0(y1−2x1)+9x1−9=0.要使得y0“失效”,可得直线AB过定点D(1,2),当PA斜率不存在时,经验证其也过D.得证.
二、出新
引例分析完了,我心中难以平静:既然引例中圆的切点弦过定点,那么与圆形状上相似的椭圆,它的切点弦是否也过定点?
1、探寻思路
例1已知椭圆C:P为直线x+2y−9=0 上一动点,过点P向C引两条切线PA,PB,A,B为切点,则直线AB是否过定点?
引例中的解题方法是否可用?
结论是:在椭圆中,不能再利用两圆方程求公共弦方程,只能从思路二入手:即设A(x1,y1),求点A的轨迹方程.设P(x0,y0),则有直线AP的斜率为那么,直线AP的斜率可否用另一种形式表示?如类似引例中的思路二“由圆中切线的性质得
2、突破难点
当前的主要问题就变成了:
有三种思路可以解决该问题.
思路一:由圆类比椭圆,如果题干中的曲线是圆x2+y2=r2,则过A的切线方程为x1x+y1y=r2,可以看作将圆方程中的“x2”写成“x⋅x”,将其中一个x替换为x1,同理一个y替换为y1.通过类比推理,可以得到过A点的椭圆的切线方程为所以
思路二:判别式法……
