高等几何已知二阶曲线外一点p,求做p点的两条切线

如题所述

假设已知二阶曲线的方程为 $f(x,y)=0$,外点 $P$ 的坐标为 $(x_0,y_0)$。要求做 $P$ 点的两条切线,可以按照以下步骤进行:

    求出 $P$ 点关于曲线的切线方程的一般式。

    将 $P$ 点代入切线方程,求出切点坐标。

    根据切点坐标求出切线方程。

    下面分步骤来详细说明:

    求出 $P$ 点关于曲线的切线方程的一般式。

    假设 $P$ 点沿曲线方向的切线斜率为 $k$,则 $P$ 点关于曲线的切线方程可以表示为:

    $$f_x(x_0,y_0)\cdot(x-x_0)+f_y(x_0,y_0)\cdot(y-y_0)=0$$

    其中,$f_x(x_0,y_0)$ 和 $f_y(x_0,y_0)$ 分别表示曲线在点 $(x_0,y_0)$ 处的偏导数。

    将 $P$ 点代入切线方程,求出切点坐标。

    将 $P$ 点的坐标 $(x_0,y_0)$ 代入切线方程中,可得到:

    $$f_x(x_0,y_0)\cdot(x_0-x)+f_y(x_0,y_0)\cdot(y_0-y)=0$$

    将上式中的 $x$ 和 $y$ 分别表示为 $x=x_0+t$ 和 $y=y_0+kt$,并求解 $t$,可得:

    $$t=\frac{kf_y(x_0,y_0)-f_x(x_0,y_0)}{f_x(x_0,y_0)+kf_y(x_0,y_0)}$$

    将 $t$ 的值代入 $x=x_0+t$ 和 $y=y_0+kt$ 中,可得到切点的坐标 $(x_1,y_1)$:

    $$x_1=x_0+\frac{kf_y(x_0,y_0)-f_x(x_0,y_0)}{f_x(x_0,y_0)+kf_y(x_0,y_0)},\quad y_1=y_0+k\cdot\frac{kf_y(x_0,y_0)-f_x(x_0,y_0)}{f_x(x_0,y_0)+kf_y(x_0,y_0)}$$

    根据切点坐标求出切线方程。

    切线的斜率为 $k$,通过切点 $(x_1,y_1)$,可得到切线方程:

    $$y-y_1=k(x-x_1)$$

    将 $k$ 的值代入上式中即可得到两条切线方程。

    需要注意的是,如果在求解 $t$ 的过程中,分母 $f_x(x_0,y_0)+kf_y(x_0,y_0)=0$,

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