已知椭圆x²/4+y²=1,直线l :y=2x+18,椭圆上是否存在一点,它到直线l 的距离最小?最小距离是多少

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/05 19:48:08

已知椭圆x²/4+y²=1,直线l :y=2x+18,椭圆上是否存在一点,它到直线l 的距离最小?最小距离是多少
已知椭圆x²/4+y²=1,直线l :y=2x+18,椭圆上是否存在一点,它到直线l 的距离最小?最小距离是多少

已知椭圆x²/4+y²=1,直线l :y=2x+18,椭圆上是否存在一点,它到直线l 的距离最小?最小距离是多少
椭圆上的点到直线l距离最小,则该点是椭圆上切线斜率为2的切点.
设切线为y=2x+b,根据两平行线间的距离公式,可得切线与直线l的距离为|b-18|/根号5
联立切线方程和椭圆方程可得,x²+4(2x+b)²=4
化简可得,17x²+16bx+4b²-4=0
因为切线与椭圆只有唯一交点
所以,△=(16b)²-4×17(4b²-4)=16(-b²+17)=0
解得,b=正负根号17
所以,当b=根号17时,此时切线与直线l距离最小,即椭圆上的点到直线l的最小距离为(18-根号17)/根号5,
此时,方程解为x=-8根号17/17
则该点坐标为(-8根号17/17,根号17/17)

4宀佸紑濮嬫 璧忓コ浜虹殑涓拌噣镄勶紝鍦ㄦ 涔嫔墠杩桦 浜庡墠涓や锛屽彟澶栦竴镣癸紝婊氩浑镄勮噣閮ㄤ竴瀹氲 涓婄缮锛岃秺寰 涓婄缮

椭圆采用参数方程表示,x=2cosθ,y=sinθ,θ介于0和360度。由点到直线距离公式,知,
椭圆上的点到直线2x-y+18=0的距离d=(4cosθ-sinθ+18)/√5。
求导,d'=(-4sinθ-cosθ)/√5,令d'=0,得sinθ=1/√17,cosθ=-4/√17。
d=(18-√17)/√5。
故到直线l距离最小点为(-8/√1...

全部展开

椭圆采用参数方程表示,x=2cosθ,y=sinθ,θ介于0和360度。由点到直线距离公式,知,
椭圆上的点到直线2x-y+18=0的距离d=(4cosθ-sinθ+18)/√5。
求导,d'=(-4sinθ-cosθ)/√5,令d'=0,得sinθ=1/√17,cosθ=-4/√17。
d=(18-√17)/√5。
故到直线l距离最小点为(-8/√17,1/√17),最小距离为(18-√17)/√5。

收起

画图可知必然存在。
现用切线法求
到直线l距离最小的点在椭圆上的切线斜率必然与l相同。
设此点为(x_0,y_0)则椭圆上过此点的切线为xx_0/4+yy_0=1 ,斜率k=-x_0/(4y_0 ) (椭圆上的切线的一般公式:(xx_0)/a^2 +(yy_0)/b^2 =1,其斜率为-(b^2 x_0)/(a^2 y_0 ))
令k=k_l=2. 则x_0=-...

全部展开

画图可知必然存在。
现用切线法求
到直线l距离最小的点在椭圆上的切线斜率必然与l相同。
设此点为(x_0,y_0)则椭圆上过此点的切线为xx_0/4+yy_0=1 ,斜率k=-x_0/(4y_0 ) (椭圆上的切线的一般公式:(xx_0)/a^2 +(yy_0)/b^2 =1,其斜率为-(b^2 x_0)/(a^2 y_0 ))
令k=k_l=2. 则x_0=-8y_0,带入椭圆方程解得x_0=-8/√17,y_0=1/√17(画图可知,另一值应舍去) 。
所求距离d=|(C_1-C_2 |)/(A^2+B^2 )=(18-√17)/(2^2+1^2 )=(18-√17)/√5 (注意使切线方程中x,y的系数与l相同,即都为A,B)

收起

我还没学到这儿