過圓上一點的切線方程式

「 已知圓心(h,k),圓上一點A(a,b),則過A點的切線方程式是 (a-h)(x-h)+(b-k)(y-k)=(a-h)2+(b-k)2。」

令圓的半徑 r,則 r2=(a-h)2+(b-k)2。圓的方程式是 (x-h)2+(y-k)2=r2

說明1,利用斜率

過(h,k)和(a,b)兩點的直線斜率是$\frac{b-k}{a-h}$。過A點的切線斜率和$\frac{b-k}{a-h}$的乘積是-1,所以過A點的切線斜率是$\frac{h-a}{b-k}$。

因此過A點的切線的方程式是 y-b=$\frac{h-a}{b-k}$(x-a)

$(y-b)(b-k)=(x-a)(h-a)$,
$(y-b-k+k)(b-k)=(x-a-h+h)(h-a)$,
$[(y-k)+(k-b)](b-k)=[(x-h)-(a-h)][-(a-h)]$,
$(y-k)(b-k)-(b-k)^2=-(x-h)(a-h)+(a-h)^2$,
$(a-h)(x-h)+(b-k)(y-k)=(a-h)^2+(b-k)^2= r^2$。

 

說明2,利用向量內積

$\overrightarrow{OA}$⊥$\overrightarrow{AB}$

$(a-h,b-k)\cdot(x-a,y-b)$=0 

$(a-h)(x-a)+(b-k)(y-b)$=0 

循說明1的運算式得 $(a-h)(x-h)+(b-k)(y-k)=(a-h)^2+(b-k)^2= r^2$。

例如,已知圓心(3,4),圓上一點A(7,9),則過A點的切線方程式是(7-3)(x-3)+(9-4)(y-4)=(7-3)2+(9-4)2,即 4x+5y=73。

或是用內積是0求切線方程式會比較快,(7-3,9-4)‧(x-7,y-9)=0,4x-28+5y-45=0,4x+5y=73。 


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