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5§3 二次曲线的切线和奇点

Posted on 2010-09-04 15:16  白途思  阅读(1537)  评论(0编辑  收藏  举报

§3 二次曲线的切线和奇点

切线

1、定义:若一直线l与二次曲线C交于二重合实点,或l整个在二次曲线C上,则称l

为C的切线。切线与C的公共点称为切点

2、求法

)∈C,以为切点的切线 l:

今确定X:Y

1°当),)不全为0时,

若X:Y不是渐近方向,则l与C相切〈═〉l与C交于二重合实点

〈═〉△=[)X+)Y]²-Φ(X,Y)F()=0

〈═〉)X+)Y=0〈═〉X:Y=-):

若X:Y是渐近方向,则l与C相切〈═〉l处在C上〈═〉

)X+)Y=0〈═〉X:Y=-):

从而切线l:

)(x-)+)(y-)=0

)x+)y-[+]=0

)x+)y+)=0

亦即

x+y+x)+y+(x+)+(y+)+=0 (*)

:在)与)不全为0时,(*)即为以)为切点的切线方程。不难看出,若)使),)不全为0,则要求以为切点的切线,只需要在C的方程中,以

x ,y ,

替换x² xy y² x y

即可

2°当)=)=0时,

且沿非渐近方向的直线l:

△=[)X+)Y]²-Φ(X,Y)F()=0

∴l是切线;而对任意过且沿渐近方向的直线l:

Φ(X,Y)=)X+)Y=F()=0,

∴l整个在曲线 即l也是切线

可见,若曲线C上一点)使,y。)=)=0,则过的任一直线均是C的切线。为使得过C上任一点只有唯一切线,在这种情形下,通常只取过且沿渐近方向的直线作为C的切线。

 

二 奇

1、定义:二次曲线上坐标满足的点称为奇点。二次曲线上的非奇点又称为正常点

可见:

1°一点)为奇点〈═〉〈═〉

2°奇点必是中心,但中心未必是奇点,从而无心曲线没有奇点。

3°在奇点处,曲线有沿渐近方向的切线;而在正常点处,曲线有沿

X:Y=-):)的切线,从而在正常点处,切线是唯一的

2、性质

1°二次曲线有奇点的必要条件是=0

事实上,若二次曲线有奇点),则

∴方程组 有非0解(,1)

=0

思考=0是否为二次曲线有奇点的充分条件?为什么?

2°二次曲线有奇点的充要条件是其为有心二次曲线,其中心全在二次曲线上,

事实上"〈═"显然

"═〉"设二次曲线F(x,y)=0有奇点。

若曲线为中心二次曲线,则这唯一中心也是奇点

∴中心在曲线上;

若曲线为线心曲线,因它有奇点 ∴方程组

有解

同解

同解

有解

==:

==

x+y+=0

∴中心全是奇点,从而所有中心都在曲线上。

 

例:求二次曲线y²-4x-4y=0的切线l

(i)l过点(3,-2);

(ii)l过点(-1,0)。

:(i)易验证点(3,-2)在曲线上,且该曲线上无奇点,∴切线方程为

-2y-2(y-2)-2(x+3)=0

即 x+2y+1=0

(ii)易验证(-1,0)不在曲线上,

法一:设过(-1,0)的切线l与曲线切于

则 l:y-2(y+)-2(x+)=0

而(-1,0)∈l ∴-2-2(-1)=0

+-1=0

²-4-4=0

=-1,3 =2,-2 ∴切线l:2y-2(y+2)-2(x-1)=0

或-2y-2(y-2)-2(x+3)=0 即

x+1=0或x+2y+1=0

法二:

设过(-1,0)饿切线l:

△=[(-1,0)X+(-1,0)Y]²-Φ(X,Y)F(-1,0)=0

即 [-2X-2Y]²-4Y²=0

亦即X²+2XY=0 ∴X=0或X=-2Y

∴X:Y=0:1 或 X:Y=-2:1 ∴ l: 或 l:

法三:设切线l: 则 X:Y =(x+1):y

而△=[(-1,0)X+(-1,1)Y]²-Φ(X,Y)F(-1,0)=0

∴[(-1,0)(x+1)+(-1,0)y]²-4y²=0

即[-1(x+1)-2y]²-4y²=0

亦即(x+y+1)²-y²=0 ∴x+1=0或 x+2y+1=0

二次曲线的法线:

定义:设二次曲线F(x,y)=0在处存在切线,称过且垂直于切线的直线为曲

线在法线

求法:若)是二次曲线F(x,y)上的正常点,则

法线 l:

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