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切线方程公式是什么?

发布日期:2025-04-12

切线方程在不同的函数形式和情境下,公式有所不同,以下是常见的几种情况:

1. 点斜式求曲线在某点处的切线方程

对于函数 y=f(x)y = f(x),若函数在点 x=x0x = x_0 处可导,首先求出函数在该点的导数 f(x0)f^\prime(x_0),此导数的值就是曲线 y=f(x)y = f(x) 在点 (x0,y0)(x_0, y_0)(其中 y0=f(x0)y_0 = f(x_0))处切线的斜率 kk

根据直线的点斜式方程 yy1=k(xx1)y - y_1 = k(x - x_1)(其中 (x1,y1)(x_1, y_1) 为直线上一点,kk 为直线斜率),那么曲线 y=f(x)y = f(x) 在点 (x0,f(x0))(x_0, f(x_0)) 处的切线方程为 yf(x0)=f(x0)(xx0)y - f(x_0)= f^\prime(x_0)(x - x_0)

2. 圆的切线方程

已知圆的标准方程为 (xa)2+(yb)2=r2(x - a)^2 + (y - b)^2 = r^2,圆心坐标为 (a,b)(a,b),半径为 rr

若点 P(x0,y0)P(x_0,y_0) 在圆上,则过点 PP 的切线方程为 (x0a)(xa)+(y0b)(yb)=r2(x_0 - a)(x - a)+(y_0 - b)(y - b)= r^2

若点 P(x0,y0)P(x_0,y_0) 在圆外,设切线方程为 yy0=k(xx0)y - y_0 = k(x - x_0),即 kxy+y0kx0=0kx - y + y_0 - kx_0 = 0。根据圆心到切线的距离等于半径,由点到直线的距离公式d=Ax0+By0+CA2+B2d = \frac{\vert Ax_0 + By_0 + C\vert}{\sqrt{A^2 + B^2}}

Ax0+By0+C(这里 A=kA = kB=1B = -1C=y0kx0C = y_0 - kx_0),可得kab+y0kx0k2+1=r\frac{\vert ka - b + y_0 - kx_0\vert}{\sqrt{k^2 + 1}} = r

kab+y0kx0=r ,解出 kk 的值后代入切线方程 yy0=k(xx0)y - y_0 = k(x - x_0) 即可得到切线方程(可能有两条切线)。

3. 椭圆的切线方程

椭圆的标准方程为 x2a2+y2b2=1\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}} = 1a>b>0a\gt b\gt0)。

若点 P(x0,y0)P(x_0,y_0) 在椭圆上,则过点 PP 的切线方程为 x0xa2+y0yb2=1\frac{x_0x}{a^{2}}+\frac{y_0y}{b^{2}} = 1

4. 双曲线的切线方程

双曲线标准方程为 x2a2y2b2=1\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}} = 1a>0,b>0a\gt0,b\gt0)。

若点 P(x0,y0)P(x_0,y_0) 在双曲线上,则过点 PP 的切线方程为 x0xa2y0yb2=1\frac{x_0x}{a^{2}}-\frac{y_0y}{b^{2}} = 1

5. 抛物线的切线方程

抛物线方程为 y2=2pxy^{2}=2pxp>0p\gt0)。

若点 P(x0,y0)P(x_0,y_0) 在抛物线上,则过点 PP 的切线方程为 y0y=p(x+x0)y_0y = p(x + x_0)

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