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

2021-05-29 00:14:28 字數 756 閱讀 9957

1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。

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