円と接する直線の方程式の求め方

上の点P(a,b)でこの円に接する直線の方程式は

で表すことができます。
これを証明してみましょう。
下図のように、原点を中心とする半径rの円と、点P(a,b)で円と接する直線lがあります。
まず、直線OPについて考えます。このOPは原点Oと点P(a,b)を通る直線ですので、その傾きは

となります。
ここで、この直線OPとlは垂直に交わっていますので、直線lの傾きが求まりますね!互いの直線の傾きの積が-1になるように、直線lの傾きを求めると

となります。
傾きがわかり、この直線は点P(a,b)を通ることから、この直線の方程式は
 )
整理して

…①となります。
次にフォーカスするのは、点Pが円上の点であるということです。このことから

…②であることがわかります。
①と②より

となりましたね。
たとえこの式を忘れてしまっても自分で導き出せるように、何度も解き直しておきましょう!