漫谈切线(上)

漫谈切线(上)事实上,切线与曲线公共点的个数是与曲线本身和切线的位置有关,而且还可能出现切线与曲线有多个以上公共点的情形,如下图四,直线与曲线相切就有三个公共

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漫谈切线(上)

切线问题是高考绕不开,考生避不开的热门话题,今天我们就来聊一聊切线。

首先我们说说什么是切线,也就是切线的定义是怎样的?我们先请看下面的图形一动态演示:

漫谈切线(上)

图形一

其实数学领域关于切线并没有一个明确的说法,我结合高中与大学中的相关的知识,说说我对切线的认识,欢迎大家指正。

所谓曲线的切线,就是当曲线一动点Q向这曲线上一定点P无限靠近时(如上图),如果割线PQ向一条直线l(上图中的红色直线)无限靠拢,也就是说,割线PQ存在一个极限位置的直线l,那么我们称直线l是该曲线在点P处的切线,点P称为切点。

再看图形二,图形三,当切点P运动时,切线给我们的直观印象和割线有什么区别?

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图形二

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图形三

在直观上,切线给我们它与曲线“擦肩而过”的感觉!割线给我们它与曲线“穿身而过”的印象!

在教学中,有同学说,切线也可以这样定义:如果直线与曲线有且只有一个公共点,那么称这条直线是曲线的切线。

这种说法对不对呢?我们可以再看看上面图形二中的切线。

我们看到,这条切线与曲线的公共点就有两个。

事实上,切线与曲线公共点的个数是与曲线本身和切线的位置有关,而且还可能出现切线与曲线有多个以上公共点的情形,如下图四,直线与曲线相切就有三个公共点,当然,切点是只有一个,其它是普通的交点。

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图形四

当然,直线与曲线相切时只有一个公共点(就是切点)的情形也有,比如我们熟悉的直线与圆相切,直线与椭圆相切。如图形五,图形六:

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图形五

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图形六

通过上面的图形演示我们知道了,相切时可以有多个公共点 ,那么,反过来,如果直线与曲线只有一个公共点,那么直线与曲线一定相切吗?我们看下面的图七直线与抛物线的位置关系的演示:

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图形七

我们发现:当直线与抛物线对称轴平行时,直线与抛物线相交,但只有一个公共点,而且不是相切。

再看,图形八的演示:

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图形八

我们发现:当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交,但只有一个公共点,而且不是相切。

通过上面两个图形的演示,我们得到:直线与曲线只有一个公共点时,直线与曲线不一定相切。

综上可知:直线与曲线相切和直线与曲线的公共点个数没有必然的联系。

本篇我们说了与切线概念有关的一些问题,那么我们怎么解与切线有关的问题呢?我们将在下篇详细谈这个话题。

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