高数题要过程50分

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/22 06:29:24
在第一象限内的椭圆x^2/a^2+y^2/b^2=1上求一点,使在该点的椭圆切线与两坐标轴所围的三角形的面积最小

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设切点(x,y)
x^2/a^2+y^2/b^2=1两边求导:2x/a^2+2yy'/b^2=0,y'=-xb^2/(ya^2),切线方程是:Y-y=-xb^2/(ya^2)[X-x],整理得截距式方程:
X/(a^2/x)+Y/(b^2/y)=1,两截距分别是a^2/x,b^2/y.

所以,切线与两坐标轴所围的三角形的面积S=1/2×a^2b^2/(xy)

因为1=x^2/a^2+y^2/b^2≥2xy/ab,等号成立的条件x/a=y/b,解得x=a/√2,y=b/√2

所以,S≥ab,此时切点是(a/√2,b/√2)

设切点的坐标为(acosα,bsinα),
根据椭圆方程求导2x/a^2+2y*y'/b^2=0
y'=-b^2x/a^2y,
所以切线方程的斜率k=-bcosα/asinα
切线方程为y-bsinα=-bcosα/asinα(x-acosα)
即y=-bcosα/asinαx+b/sinα,
所以与x轴截距为a/cosα,y轴截距为b/sinα
三角形面积S=ab/2sinα*cosα=ab/sin2α当α=45°面积最小为ab

第一象限内的椭圆x??/a??+y??/b??=1上一点 P(acosθ,bsinθ)(0<θ<π/2) ,过P点切线方程为 xcosθ/a+ysinθ/b=1 切线与两坐标轴交点 (0,b/sinθ),(a/cosθ,0),所围的三角形的面积 S=ab/sin2θ≥ab,当且仅当 θ=π/4 ,即P点为(a√2/2,b√2/2)时所围成的三角形面积最小。

x^2/a^2+y^2/b^2=1
对其两边进行求导,可以得到:
2x/a^2+2yy'/b^2=0
可以得到:
y'=-b^2x/a^2y,为椭圆上任一点切线的斜率函数。

假设所求的点为(m,n),
则过该点的切线方程为:
y-n=-b^2m/a^2n(x-m)