Phương trình tiếp tuyến của đường tròn (lý thuyết, công thức và cách giải các dạng bài tập)

Phương trình tiếp tuyến của đường tròn

I. Lý thuyết Phương trình tiếp tuyến của đường tròn

Nếu một đường thẳng đi qua một điểm của đường tròn và vuông góc với bán kính tại điểm đó thì đường thẳng đó là tiếp tuyến của đường tròn.

- Nếu khoảng cách từ tâm của một đường tròn đến đường thẳng bằng bán kính của đường tròn thì đường thẳng đó là tiếp tuyến của đường tròn.

- Từ một điểm trên đường tròn ta có duy nhất một tiếp tuyến đi qua điểm đó. Từ một điểm ngoài đường tròn, ta có hai tiếp tuyến với đường tròn đi qua điểm đó.

II. Viết phương trình tiếp tuyến của đường tròn

Dạng 1. Viết phương trình tiếp tuyến của đường tròn tại một điểm thuộc đường tròn

- Cho đường tròn (C): ${(x-a)}^2+{(y-b)}^2=R^2$ hoặc $x^2+y^2-2ax-2by+c=0$. Điểm $M(x_0;y_0)$ thuộc đường tròn (C).

+ Nếu phương trình đường tròn có dạng $x^2+y^2-2ax-2by+c=0$ thì phương trình tiếp tuyến là: $x{x}_0+y{y}_0-a(x+x_0)-b(y+y_0)+c=0$.

+ Nếu phương trình đường tròn có dạng ${(x-a)}^2+{(y-b)}^2=R^2$ thì phương trình tiếp tuyến là: $(x-a)(x_0-a)+(y-b)(y_0-b)=R^2$

Dạng 2. Viết phương trình tiếp tuyến của đường tròn tại một điểm ngoài đường tròn

- Cho đường tròn (C): ${(x-a)}^2+{(y-b)}^2=R^2$ hoặc $x^2+y^2-2ax-2by+c=0$. Điểm $N(x_0;y_0)$ nằm ngoài đường tròn (C).

+ Viết phương trình của đường thẳng đi qua điểm N:

$y-y_0=m(x-x_0)\iff mx-y-m{x}_0+y_0=0$ (1)

+ Có $d(I,d)=R$ ta tính được m thay m vào phương trình (1) ta được phương trình tiếp tuyến. Ta luôn tìm được hai đường tiếp tuyến.

Dạng 3. Viết phương trình tiếp tuyến song song với phương cho sẵn có hệ số góc k

Phương trình đường thẳng (d) có dạng y = kx + m (m chưa biết)

kx - y + m = 0

Cho khoảng cách từ tâm I đến (d) = R ta tìm được m

Ta luôn tìm được 2 tiếp tuyến

III. Ví dụ minh họa

Bài 1: Cho đường tròn (C): ${(x-1)}^2+y^2=18$. Viết phương trình tiếp tuyến của (C) tại điểm A(-2; 3).

Lời giải:

Phương trình tiếp tuyến của (C) tại điểm A(-2; 3) là:

Bài 2: Cho đường tròn (C): ${(x-1)}^2+{(y-1)}^2=5$. Viết phương trình tiếp tuyến của (C) tại điểm B(-1; 2).

Lời giải:

Phương trình tiếp tuyến của (C) là:

Bài 3: Cho đường tròn (C): ${(x-4)}^2+{(y+3)}^2=2$. Viết phương trình tiếp tuyến của (C) đi qua điểm C(4; 0).

Lời giải:

Gọi tiếp tuyến của (C) cần tìm là đường thẳng d

Ta có điểm C không thuộc đường tròn (C)

Phương trình đường thẳng đi qua điểm C là:

$$\begin{gathered} y-0=m(x-4) \\ \iff mx-4m-y=0 \end{gathered}$$

Tâm của đường tròn (C) là I(4; -3) và bán kính $R=\sqrt{2}$

Với $m=-\frac{\sqrt{14}}{2}$, có phương trình tiếp tuyến là: $\frac{\sqrt{14}}{2}x-4.\frac{\sqrt{14}}{2}-y=0$

$\iff \frac{\sqrt{14}}{2}x-y-2\sqrt{14}=0$

Với $m=-\frac{\sqrt{14}}{2}$, có phương trình tiếp tuyến là: $-\frac{\sqrt{14}}{2}x-4.\left(-\frac{\sqrt{14}}{2}\right)-y=0$

$\iff -\frac{\sqrt{14}}{2}x-y+2\sqrt{14}=0$

IV. Bài tập vận dụng

Câu 1: Phương trình tiếp tuyến d của đường tròn (C): x² + y² - 3x-y= 0 tại điểm N(1;-1) là:

A. d: x + 3y - 2 = 0 B. d: x - 3y + 4 = 0

C. d: x - 3y - 4 = 0 D. d: x + 3y + 2 = 0

Câu 2: Cho đường tròn( C): x² + y² - 2x + 8y - 23 = 0 và điểm M( 8; -3) . Độ dài đoạn tiếp tuyến của ( C) xuất phát từ M là :

A. 10 B. 2√10 C. D. √10

Câu 3: Cho đường tròn ( C ) : x² + y² - 3x - y = 0. Phương trình tiếp tuyến của ( C) tại M(1 ; -1) là:

A. x + 3y - 1 = 0 B. 2x - 3y + 1 = 0

C. 2x - y + 4 = 0 D. x + 3y + 2 = 0

Câu 4: Cho đường tròn (x - 3)² + (y - 1)² = 10. Phương trình tiếp tuyến của ( C) tại điểm A( 4; 4) là

A. x - 3y + 5 = 0 B. x + 3y - 4 = 0

C. x - 3y + 16 = 0 D. x + 3y - 16 = 0

Câu 5: Cho đường tròn (x - 2)² + (y - 2)² = 9 . Phương trình tiếp tuyến của (C) đi qua điểm A( 5; -1) là

A. x + y - 4 = 0 và x - y - 2 = 0 .

B. x = 5 và y = -1.

C. 2x - y - 3 = 0 và 3x + 2y - 3 = 0.

D. 3x - 2y + 1 = 0 và 2x + 3y + 5 = 0

Câu 6: Cho đường tròn (C): x² + y² + 2x - 6y + 5 = 0 . Phương trình tiếp tuyến của (C) song song với đường thẳng d: x + 2y - 15 = 0 là

A. x + 2y = 0 và x + 2y - 10 = 0.

B. x - 2y = 0 và x - 2y + 10 = 0.

C. x + 2y - 12 = 0 và x + 2y + 22 = 0

D. x + 2y + 3 = 0 và x + 2y + 7 = 0

Câu 7: Cho đường tròn (C): ${(x-2)}^2+{(y-3)}^2=16$. Viết phương trình tiếp tuyến của (C) tại điểm B(2; 7).

Câu 8: Cho đường tròn (C): ${(x-4)}^2+{(y+3)}^2=25$. Viết phương trình tiếp tuyến của (C) đi qua điểm C(2; 3).

Xem thêm tổng hợp công thức môn Toán lớp 10 đầy đủ và chi tiết khác:

Công thức xác định khoảng cách giữa hai đường thẳng song song

Công thức xác định tâm và bán kính của đường tròn hay, chi tiết nhất

Công thức viết phương trình đường tròn

Công thức xác định tiêu điểm, tiêu cự, tâm sai, độ dài trục lớn, trục bé của Elip

Công thức viết phương trình chính tắc của Elip