切线方程(研究切线以及切线的斜率方程)
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更新时间:2023-07-06
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切线方程是研究切线以及切线的斜率方程,它涉及几何、代数、物理向量、量子力学等多个领域的知识,是关于几何图形的切线坐标向量关系的研究。切线方程有用向量法和解析法两种方法进行分析和求解。切线方程在数学、物理、工程等领域都有广泛的应用,例如在求导数、曲线积分、微分方程等领域中都有重要的应用。方程的证明
分析-解析法
(隐函数求导法亦可证明椭圆的切线方程,方法相同)
或直接(k1为与切线垂直的半径斜率。)
得(以上处理是假设斜率存在,在后面讨论斜率不存在的情况)
所以切线方程可写为:将点,可求出所以:
当斜率不存在时,切点为与x轴平行的直线过圆心与圆的交点。
此类切点有2个,不妨设为
将两点带入上式,亦成立。
故得证。
常见切线方程的证明
椭圆
若椭圆的方程为,点P在椭圆上,则过点P椭圆的切线方程为
证明:椭圆为,切点为,则对椭圆求导得即切线斜率故切线方程是将(1)代入并化简得切线方程为
双曲线
若双曲线的方程为,点P在双曲线上,
则过点P双曲线的切线方程为
此命题的证明方法与椭圆的类似。
抛物线
若抛物线的方程为, 点P在抛物线上,则过点P的抛物线的切线方程为
此命题的证明方法亦与椭圆的类似,可设切线方程为联立切线与抛物线,则
整理得
因为相切,所以,则可求得代回曲线的切线方程也可以用导数求解。更为简便的计算方法:
设切线方程为,联立切线与抛物线
在点斜率为求导:代入点则
所以切线为: