求助椭圆
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  • 发布时间2025/6/25 16:59
  • 上次更新2025/6/26 14:56:49
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求助椭圆
553192
Revitalize楼主2025/6/25 16:59

给你一个椭圆 E:x2a2+y2b2=1E:\dfrac{x^2}{a^2}+\dfrac{y^2}{b^2}=1 和直线 l:(yv)=k(xu)l:(y-v)=k(x-u)。 其中 kk 为不确定的值,u,vu,v 是输入的值。 设 E,lE,l 的交点为 A,BA,B。 求 SOABS_{\triangle OAB} 的最大值。

根据硬解定理,有 AB=Δb2+k2a2k2+1|AB|=\dfrac{\sqrt{\Delta}}{b^2+k^2a^2}\sqrt{k^2+1}
并且 ll 到原点的距离是 ku+vk2+1\dfrac{|ku+v|}{\sqrt{k^2+1}}
S=abk2u2+2kuv+v2b2+k2a2k2u22kuv+v2b2+k2a2\therefore S=ab\dfrac{\sqrt{k^2u^2+2kuv+v^2}\sqrt{b^2+k^2a^2-k^2u^2-2kuv+v^2}}{b^2+k^2a^2}

直接均值得原式最大值为 12ab\dfrac 1 2ab
如果不可取等,即方程 k2u2+2kuv+v2=b2+k2a2k2u22kuv+v2k^2u^2+2kuv+v^2=b^2+k^2a^2-k^2u^2-2kuv+v^2 无实根。
Δ<0\Delta<0,也即 2u2b2+2v2a2<a2b22u^2b^2+2v^2a^2<a^2b^2 时,
原式最终可以化简为 abtt2ab\sqrt{t-t^2},其中 t=k2u2+2kuv+v2b2+k2a2t=\dfrac{k^2u^2+2kuv+v^2}{b^2+k^2a^2}
发现 tt12\dfrac 1 2 时原式最大为 12ab\dfrac 1 2ab,但因为均值不可取等,所以取不到 12ab\dfrac{1}{2}ab
所以 tt 此时的取值范围应该是多少?如果不可取等,那么这个面积的最大值的表达式又是什么?

(那个“硬解定理”不知道有没有这个说法,可能是我们老师自己的叫法,其实就是直线与椭圆的焦点的横/纵坐标之和、之积以及差的绝对值的计算公式,本质是韦达定理)

2025/6/25 16:59
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