[摘要] 本文主要利用隐函数求导的方法推导常见二次曲线(圆、椭圆、双曲线、抛物线)上某点处的切线方程,并得出一般二次曲线的切线方程及切点弦方程,再将相应结论进行应用。
[关键词] 二次曲线 切线方程 切点弦方程
有关二次曲线的切线方程及其应用问题,近年来在各类考试中出现的频率颇高,为更好地解决此专题的问题,笔者将常见二次曲线的切线方程及切点弦方程的有关结论及推导过程整理一遍,并简述其应用,以供广大教师及学生参考.
1 几个常见结论及推导
1.在圆上一点处的切线方程为:.
(注:为与求其它二次曲线的切线方程所用方法一致,这里利用涉及隐函数求导的方法来推导.)
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由结论6,将曲线方程特殊化为高中常见的二次曲线方程,即可得到关于圆、椭圆、双曲线和抛物线的切点弦方程的相应结论.
2 应用
有关切线方程及切点弦方程的考题,近几年均是热点,比如广州市2013届普通高中毕业班综合测试(一)数学(理科)(简称“广州市一模”)第20题,2013年普通高等学校招生全国统一考试(广东卷)数学(文科/理科)第20题,2014年清华等七校自主招生考试(简称“华约卷”)第5题等.
2013年广东高考的解析几何题虽和当年广州市一模的解析几何题有较大相似度,但考试结果仍不理想,文[1]指出,2013年的解析几何题“不仅加大了计算量,而且对计算的技巧性的要求大大增强,与压轴题的难度接近(第20题得分2.85分,第21题得分2.13).”因此,有必要对切线方程及切点弦方程这一专题内容做一个梳理.
现将2013年普通高等学校招生全国统一考试(广东卷)数学第20题展示如下:
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解法一与解法二虽具体利用的知识不同,但其求解思路是一致的,关键的一步在于写出直线PQ的方程,而在自主招生或竞赛类考试中,直接写出二次曲线的切线方程或切点弦方程是允许的.因此,教师可将有关二次曲线的切线方程及切点弦方程问题形成一个小专题,根据学生水平及实际需要,适当讲解以上结论作为拓展,为学生获得更佳成绩打好基础.
3 小结
由于高中阶段没有涉及到隐函数求导的内容,因此高考题在考纲范围内只能考查形如的抛物线的切点弦方程,对于一般水平的学生,教师只需讲透高中常见的解法即可.
而第1部分的结论是常见二次曲线的有关切线方程和切点弦方程的结论,结论5、结论6将常见二次曲线的切线方程、切点弦方程统一起来,得到一般二次曲线的切线方程、切点弦方程.实践表明,对于能力较强的学生,是可以理解第1部分的几个结论的推导,并且利用这些结论对于他们应对自主招生或竞赛类考试有一定的帮助.
参考文献
[1] 彭建开.于平凡处见“真功夫”——2013年高考广东理科试题第20题解析[J].广东教育(高中版), 2013(7·8): 59-60.