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三、切线问题

圆的方程及直线与圆的位置关系 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 过曲线上一点且与该点处切线斜率相等的直线,即割线两交点重合时的极限位置。

从哪来 建立在三、交点之上。切线本质上是直线与曲线有两个重合交点(重根)的特殊情况,需利用联立方程判别式或韦达定理求解。

为什么 从几何直观看,切线是割线在动点趋近定点时的极限位置。从代数角度看,直线与曲线相交通常有两个交点,当这两个交点“合并”为一个时,对应的二次方程判别式 $\Delta=0$,此时直线即为切线。这解释了为什么切线问题常转化为方程有唯一解的问题。

代数判别法
联立直线与曲线方程,消元后得到一元二次方程,令判别式 $\Delta=0$。
适合:逻辑严密、擅长计算、对几何直觉较弱,喜欢“标准流程”的学生。
几何极限法
先画割线,观察当割线另一端点无限靠近切点时,割线趋向于切线。强调“相切”即“只有一个公共点”(对于圆、椭圆等封闭曲线)。
适合:空间想象力强、喜欢直观演示、对抽象代数推导感到困难的学生。
参数方程法
若曲线已知参数方程,设切点参数为 $t_0$,利用导数求斜率 $k$,再写出点斜式方程。
适合:已初步接触导数概念,或正在学习参数方程,希望建立代数与几何桥梁的学生。
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练一道
基础题
求过点 $P(1, 2)$ 且与圆 $x^2 + y^2 = 5$ 相切的直线方程。
变式
求过圆外一点 $Q(3, 4)$ 与圆 $x^2 + y^2 = 1$ 相切的直线方程。
试试手自己判
检测题
求过点 $A(2, 0)$ 且与抛物线 $y^2 = 4x$ 相切的直线方程。
看答案和判分标准
答案:$y = x - 2$ 和 $x = 2$。
判对标准:
1. 必须写出两条直线方程,缺一不可。
2. 若只写出 $y = x - 2$,判错(漏解垂直切线)。
3. 若写出 $x=2$ 但未验证或说明,需检查过程是否严谨。
4. 计算过程需体现对斜率不存在情况的讨论。
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