求解一道关于椭圆的题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/15 23:54:30
已知25分之x方+9分之y方=1 直线L:4x-5y+40=0. 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?
要过程~并适当讲解下

x^2/25+y^2/9=1是这个椭圆的方程
椭圆上是否存在一点,它到直线L的距离最小?
也就是说这个直线与椭圆是不是有交点。如果有交点,那么交点也在直线上,交点到直线的距离看似0是最小的,但是直线上的点到直线的距离是多少,这样的问题是没有意义,也没有人这么问过。
如果有最小距离,那么直线应该更椭圆的位置关系是相离的。也就是椭圆和直线联立的方程无解。
不过我不用这种方法。
设椭圆方程用三角函数来表示。
即x=5sinα,y=3cosα, α∈[0,2π]
椭圆上的任意一点表示为(5sinα,3cosα)
由点到直线的距离公式可得点(5sinα,3cosα)到L的距离为
S=|4*5sinα-5*3cosα+40|/√[4^2+(-5)^2]
=|25sin(α-β)+40|/√[4^2+(-5)^2]
其中 tanβ=3/4
∵-25≤25sin(α-β)≤25
∴15≤25sin(α-β)+40≤65

∴15/√[4^2+(-5)^2]≤S≤65/√[4^2+(-5)^2]
S能取到最小值,故椭圆上存在一点,它到直线L的距离最小
最小S=15/√[4^2+(-5)^2]=(15√41)/41

这种方法还可以求最大值,碰到上面计算三角函数化简不懂的问题可留言

先判断椭圆与直线的位置关系,应该是相离,否则没意义
然后移动直线,到与椭圆相切(联立方程有重根),然后,就是两直线的距离怎么算