作圆锥曲线的切线,也是一个比较有意思的问题。网上这方面的资料虽然有一些,但比较零散,本文汇集了笔者所能见到的几种方法,并给出详细的证明。按,本文很多地方如果用射影几何研究当更为简洁,但遗憾的是笔者没有学过,所以这里基本只利用传统初等几何和解析几何的方法,只有个别地方涉及帕斯卡定理和投影法。(感谢邵勇老师和蒋迅老师的帮助)
方法一:已知两个焦点位置
作法:
对椭圆(图 1):
直线 即为所求。
对双曲线(图 2):
直线 即为所求。
对抛物线(图 3):
- 过 作对称轴的平行线 ,设 为平行线上在抛物线外的一点;
直线 即为所求。
证明:
根据圆锥曲线光学性质可证。
方法二:已知一个焦点和对应的准线
作法:
直线 即为所求。
证明:
将 带入(2),得到切线与准线交点的纵坐标 满足 ,方法三:
作法:
直线 即为所求。
证明:
圆锥曲线内接六边形的对边连线交于三个点,此三点共线。则直线 与 交点、直线 与 交点、直线 与 交点共线。当 趋近于 时,第一个交点趋近于 ,第二个交点为 不变,第三个交点趋近于过 点切线与 交点,也在直线 上,即是 与 的交点 。方法四:适用于椭圆和双曲线, 是中心,给出长轴(或实轴)
作法:
对于椭圆:
直线 即为所求。
对于双曲线:
直线 即为所求。
证明:
即所有以点 为轴的椭圆或圆,只要已知点的横坐标不变,过该点的切线与 轴交点即不变。(不论 、 大小关系如何)根据作图过程,点 在以椭圆长轴为直径的圆 的切线上,方法五:适用于椭圆和双曲线,、 为长轴(实轴)端点
作法:
3.过 向长轴(实轴)所在直线作垂线,垂足为 点;直线 即为所求。
证明:
方法六:适用于抛物线, 是抛物线端点
作法:
直线 即为所求。
证明:
因为 是点 关于抛物线顶点的对称点,而点 坐标为 ,