求解答数学题,椭圆方程的 !已知椭圆4x^2+y^2=1及直线y=x+m(1)当直线与椭圆有交点时,求m的取值范围(2)求被椭圆所截的最长弦所在的直线方程.
问题描述:
求解答数学题,椭圆方程的 !
已知椭圆4x^2+y^2=1及直线y=x+m
(1)当直线与椭圆有交点时,求m的取值范围(2)求被椭圆所截的最长弦所在的直线方程.
答
1)y=x+m代入4x^2+y^2=1得
5x^2+2mx+m^2-1=0有公共点则方程有解
所以4m^2-20(m^2-1)>=0即 m^2-√5/2
2) 5x^2+2mx+m^2-1=0
x1+x2=-2m/5,x1x2=(m^2-1)/5
(x1-x2)^2=(x1+x2)^2-4x1x2=(-16m^2+20)/25
y=x+m
所以(y1-y2)=[(x1+m)-(x2+m)]^2=(x1-x2)^2
所以弦AB^2=(x1-x2)^2+(y1-y2)^2=2(x1-x2)^2=(-32m^2+40)/25
显然m=0,(-32m^2+40)/25最大
所以y=x
答
把直线方程代入椭圆得
4x^2+(x+m)^2=1
5x^2+2mx+m^2-1=0
x1+x2=-2m/5
x1x2=(m^2-1)/5
△≥0
(2m)^2-4*5*(m^2-1)≥0
-√5/2≤m≤√5/2
弦长=√[(x1-x2)^2+(y1-y2)^2]
=√(1+k^2)*√(x1-x2)^2
=√(1+k^2)*√[(x1+x2)^2-4x1x2]
=2√[4m^2/25-4(m^2-1)/5]
=2√[(-16m^2+20)/25]
很明显m=0时有最大值4√5/5