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已知P点在圆(x+1)平方+y平方=1上移动,Q点在椭圆x平方/9+y平方/4=1上移动,求绝对值PQ的最小值

答案:2  悬赏:60  手机版
解决时间 2021-01-02 15:40
  • 提问者网友:富士山上尢
  • 2021-01-02 00:29
已知P点在圆(x+1)平方+y平方=1上移动,Q点在椭圆x平方/9+y平方/4=1上移动,求绝对值PQ的最小值
最佳答案
  • 五星知识达人网友:鱼芗
  • 2021-01-06 18:36
令圆(x+1)^2+y^2=1的圆心为A,则点A的坐标为(-1,0)。


连结AQ交⊙A于B,在⊙A上取点B外的任意一点为C,则A、C、Q构成了一个三角形。
显然有:|CQ|+|AC|>|AQ|=|BQ|+|AB|,而|AC|=|AB|,
∴|CQ|>|BQ|。
∴点P与点B重合,否则|PQ|就不是最小的。

∵|AP|是⊙A的半径,为定值,∴要使|PQ|取得最小值,就需要|AQ|取得最小值。
∵点Q在椭圆x^2/9+y^2/4=1上,∴可令点Q的坐标为(3cosθ,2sinθ)。
∴|AQ|=√[(3cosθ+1)^2+(2sinθ-0)^2],
∴|AQ|^2=(3cosθ+1)^2+4(sinθ)^2=9(cosθ)^2+6cosθ+1+4(sinθ)^2,
∴|AQ|^2=5(cosθ)^2+6cosθ+5=5(cosθ+3/5)^2+16/5。

显然,当cosθ+3/5=0时,|AQ|^2有最小值=16/5,∴|AQ|的最小值=4/√5=4√5/5。
∴|PQ|的最小值=|AQ|的最小值-|AP|=4√5/5-1。
即:|PQ|的最小值是 4√5/5-1。
全部回答
  • 1楼网友:西风乍起
  • 2021-01-06 19:57
这道题我思考了很久,我觉得单纯用专家的方法理论上是可以做出来的,但是里面的角度和三角函数很多很复杂,实在不好推导找到最大值。所以我考虑了另外一种方法。 设圆心为o,任取椭圆上一点q与圆上任一点p连接,分别连接op、oq,若pq不过圆心,则有三角形opq,恒有op+oq>pq,当pq过圆心时,op+oq=pq,所以op+oq≥pq,op就是圆的半径,所以可以得到椭圆上任一点到圆的距离都≤oq+r,所以椭圆上任一点q与o连接并延长qo与圆交于较远点p,点p就是圆上点距q的最远点。所以整个问题可以转化为求椭圆上距o点距离最远的点了。 椭圆中x=2cosa,y=sina |oq|^2=(2cosa)^2+(sina-4)^2=-3(sina)^2-8sina+20=-3*(sina+4/3)^2+76/3,求得sina=-1时有最大值为25 所以|oq|最大值为5,|pq|=|oq|+r=5+1=6
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