点p在椭圆x^2/24+y^2/9=1上,直线方程:y=2x+1,求点p到直线的距离的最大值和最小值

问题描述:

点p在椭圆x^2/24+y^2/9=1上,直线方程:y=2x+1,求点p到直线的距离的最大值和最小值

用参数方程:圆周率用pi表示。
(1):设x=2根号6*cost,y=3sint,0则任一点P的坐标为P(2根号6*cost,3sint)
则距离d=|2*2根号6cost-3sint+1|/根号5
(2):问题转化为求|4根号6cost-3sint+1|的范围。设绝对值里面为
T=4根号6cost-3sint+1
=(根号105)*cos(t+t0)+1,
其中,cost0=(4根号6)/(根号105),sint0=3/(根号105)
(3):T的最大值为根号105+1,最小值为-根号105+1;取绝对值后为[0,根号105+1]
(4):d的最小值为0,最大值为(根号105+1)/根号5=根号21+(根号5)/5

由题意,数形结合可知,椭圆与直线相交,故最小值为0.现求最大值。数形结合知,当取得最大值时,点P必是椭圆的与直线y=2x+1平行的切线的切点,而最大值恰是切线与直线y=2x+1间的距离。可设切线为y=2x+t,代入椭圆方程中,整理得,35x^2+32tx+8(t^2-9)=0.===>判别式=0===》t=±√105.===>切线方程为:y=2x±√105与直线y=2x+1的距离为dmax=(1+√105)/√5=(√21)+(√5)/5.

因为直线与椭圆相交,得
最小值为0
椭圆最右端距直线最远,根据点到直线的公式,得
最大值为四倍根号六加一的和比根号五。

设y=2x+c和椭圆相切,联立
y=2x+c
x^2/24+y^2/9=1
消去y,得
105x^2+96cx+24(c^2-9)=0
令∆=0
96c^2=105(c^2-9)
c=±√ 105
由于1介于-√105和√105之间
所以直线和椭圆相交,最小值是0,最大值是直线y=2x+1,与直线y=2x-√105之间的距离
即 |√105 +1|/√5=√33 +√5 /5

设P(m,n)令m=2√6cosp则y²/9=1-24cos²p/24=sin²p所以y=3sinp所以P到2x-y+1=0距离是|4√6cosp-3sinp+1|/√(2²+1²)=|3sinp-4√6cosp-1|/√53sinp-4√6cosp=√33sin(p-q)tanq=4√6/3所以-√33...