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例2:切线方程

导数及其运算与应用 · 高一
讲清楚它是什么

定义 过圆上一点且垂直于该点半径的直线方程,即 $y-y_0=k(x-x_0)$ 或一般式。

从哪来 本节为起点,无前置知识点记录。

为什么 切线的几何本质是“与圆只有一个公共点”且“垂直于半径”。 1. 垂直性:半径 $OA$ 与切线 $l$ 垂直,故切线斜率 $k$ 与半径斜率 $k_{OA}$ 满足 $k \cdot k_{OA} = -1$(当斜率存在时)。 2. 唯一性:过圆外一点有两条切线,过圆上一点只有一条。 3. 代数对应:将几何的“垂直”转化为代数的“斜率乘积为-1”,再结合点斜式,即可求出方程。

直观几何法
画图强调“半径垂直切线”。先求圆心到切点连线斜率,再取负倒数得切线斜率,最后代入点斜式。
适合:几何直觉强、代数运算稍弱的学生。
代数推导法
设切线方程为 $y-y_0=k(x-x_0)$,联立圆方程,利用判别式 $\Delta=0$ 解出 $k$。
适合:代数思维强、喜欢逻辑推导、对几何图形不敏感的学生。
公式记忆法
直接给出公式 $x_0x + y_0y = r^2$(针对圆心在原点的圆),通过特例验证记忆。
适合:应试型、追求解题速度、基础扎实且记忆力好的学生。
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练一道
基础题
求圆 $x^2+y^2=4$ 在点 $P(1, \sqrt{3})$ 处的切线方程。
变式
求圆 $(x-1)^2+(y-2)^2=5$ 在点 $P(3, 4)$ 处的切线方程。
试试手自己判
检测题
求圆 $x^2+y^2=1$ 在点 $(0,1)$ 处的切线方程。
看答案和判分标准
答案:$y=1$
判对标准:
1. 识别出圆心 $(0,0)$ 与切点 $(0,1)$ 连线为y轴,斜率不存在。
2. 根据垂直关系,切线应为水平线。
3. 写出方程 $y=1$ 或 $y-1=0$。
若学生写出 $x=0$ 或含斜率的错误方程,判错。
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