如何計算圓錐曲線的切線
台北市立陽明高中數學科 羅驥韡
計算圓錐曲線的切線方程式,一直是個難題,尤其是對一般高中生的程度來說,更何況針對不同的圓錐
曲線(橢圓、拋物線、雙曲線等)而言,又有不同的切線公式,感覺上既不統一又難以記憶,所以我在這
裡要介紹一種算法,一種統一的算法,讓你不管面對何種圓錐曲線,都可以直接應用的公式。
圓錐曲線方程式
在座標平面上,我們知道,不管是哪一種圓錐曲線,都可以表示為以下的形式:
022
=+++++ feydxcybxyax
例如
λ 橢圓: 1
14
22
=+
yx...
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如何計算圓錐曲線的切線
台北市立陽明高中數學科 羅驥韡
計算圓錐曲線的切線方程式,一直是個難題,尤其是對一般高中生的程度來說,更何況針對不同的圓錐
曲線(橢圓、拋物線、雙曲線等)而言,又有不同的切線公式,感覺上既不統一又難以記憶,所以我在這
裡要介紹一種算法,一種統一的算法,讓你不管面對何種圓錐曲線,都可以直接應用的公式。
圓錐曲線方程式
在座標平面上,我們知道,不管是哪一種圓錐曲線,都可以表示為以下的形式:
022
=+++++ feydxcybxyax
例如
λ 橢圓: 1
14
22
=+
yx
,我們可以寫成: 044 22
=−+ yx
λ 拋物線: )1(42
−= xy ,我們可以寫成: 0442
=+− xy
λ 雙曲線: 1
31
22
=−
yx
,我們可以寫成: 033 22
=−− yx
當然上面所舉的例子都是所謂的「標準式」,也就是這些圓錐曲線在座標平
面上的位置都是經過特別安排的,所以方程式會看起來特別漂亮簡潔。
一般說來,如果圓錐曲線沒有在「標準位置」的話,那麼它的方程式就會看
起來有點複雜,例如: 012532 22
=+−−+− yxyxyx ,它的圖形會像右
圖一樣:
如何判斷一條通過特定兩點的線是不是切線呢?
例題 1 我在上面的圓錐曲線中,再加入兩個點 A(3,6)與 B(10,3),
那麼連接這兩點的直線到底是不是切線呢?,
解答
要回答這樣的問題,我們可以利用直線的參數式來測試看看,到底
這個直線與圓錐曲線有幾個交點,以下我們就來計算看看:
首先,通過 AB 兩點的直線參數式為:
−=
+=
ty
tx
36
73
我們將這組點座標代入圓錐曲線方程式 012532 22
=+−−+− yxyxyx ,得到:
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