怎麼證明任意一條直線斜率確定截距不定過原點時被橢圓截得的弦的長度最大

2021-10-13 19:52:29 字數 1833 閱讀 8415

1樓:

直線為y=kx+h,在橢圓上兩截點為(acosθ1,bsinθ1)(acosθ2,bsinθ2)

弦長為√(k^2+1)*a丨cosθ1-cosθ2丨bsinθ=kacosθ+h,變形後為(a^2k^2+b^2)cosθ^2+2ahkcosθ+(h^2-b^2)=0,兩解即為θ1,θ2

用韋達定理可求cosθ1+cosθ2和cosθ1*cosθ2,然後就能得到丨cosθ1-cosθ2丨

就能用h表示弦長,最後就是求最值問題了。

2樓:不要斷網

設x²/a²+y²/b²=1 a為長半軸,b為短半軸 不妨設y=kx+m k為定值,m為變數,則這是一個直線系 並且y=kx+m與x²/a²+y²/b²=1相交於 a(x1,y1) b(x2,y2) 則得到方程 (b²+a²k²)x²+2kma²+a²m²-a²b²=0 |x1-x2|=√=[-4a²b²m²+4a²b²(b²+a²k²)]/(b²+a²k²) |ab|=|x1-x2|√(1+k²)=√(1+k²) 其中只有m為變數 顯然只需要 m=0 可以得到 |ab|的最大值 即 當y=kx+m過原點時,其與橢圓相交所截長度為最大

如何證明斜率確定的直線過橢圓中心時被橢圓所截的弦最長

3樓:裘珍

^證明:設橢圓的標準方程為x^62616964757a686964616fe78988e69d83313333656338352/a^2+y^2/b^=1,為了便於計算,整理為:(bx)^2+(ay)^2=(ab)^2...

(1); 直線方程為 :y=kx+m.....(2); 與(1)聯立,求解x和y。

將(2)代入(1),得:

[b^2+(ka)^2]x^2+2kma^2x+m^2-(ab)^2=0;△=(2kma^2)^2-4[b^2+(ka)^2](m^2-(ab)^2) =4; 令:p=[(ka^2)^2-b^2-(ka)^2],r=[b^2+(ka)^2], q=[b^2+(ka)^2](ab)^2; △=4pm^2+q.......(3)

設直線與橢圓的交點分別為a(x1,y1), b(x2,y2), ab弦長為:l=√[(x1-x2)^2+(y1-y2)^2] 由(2)得:y1-y2=kx1+m-kx2-m=k(x1-x2), 代入(4),得:

l=√[(1+k)(x1-x2)^2]...(5);( x1-x2)只與 √△/2r有關,(x1-x2)^2=2(√△/2r)^2=2*(3)/4r^2.代入(5),得:

l=(2pm^2+2q)/r^2;

l‘=4pm/r^2=0, 因為p>0, r^2>0,所以,當m=0shi, l有極大值,也是其最大值。使(1)為:y=kx。

因此,在y=kx+m 的直線族中,當m=0時,橢圓中的弦最長。證畢。

如何證明圓心o到橢圓任意一條弦的中點的斜率與這條弦的斜率之積為1/2

4樓:匿名使用者

設橢圓x^2+y^2/b^2=1(a>b>0),①把直線y=kx+m,②

代入①,得b^2x^2+a^2(k^2x^2+2kmx+m^2)=a^2b^2,

整理得(b^2+a^2k^2)x^2+2a^2kmx+a^2(m^2-b^2)=0,

設①②的交點座標為m(x1,y1),n(x2,y2),則x1+x2=-2a^2km/(b^2+a^2k^2),mn的中點p的座標xp=(x1+x2)/2=-a^2km/(b^2+a^2k^2),

yp=kxp+m=b^2m/(a^2+a^2k^2),o是橢圓的中心(原點),

∴kop=yp/xp=-b^2/(a^2k),∴k*kop=-b^2/a^2.

您給的命題不成立。

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