maladohu 幼苗
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1年前 追问
做出椭圆图形,比较四分之一椭圆上两个角的大小即可得到结论
结论:椭圆长轴顶点与椭圆某点所称的最大角是与短轴顶点所成的点
证明过程如下:
长轴顶点分别为A,B,椭圆上任一点为P
要让∠APB最大也就是要让∠PAB+∠PBA最小
设这两个角为α,β,因为∠APB必定是钝角,所以α+β<90°
因此要让α+β最小,只需要让tan(α+β)最小(因为y=tanx在0°到90°之间单调递增)
设椭圆方程为x²/a²+y²/b²=1,a>b>0,
设P点坐标为(x,y), x≠a,
则tanα=|y|/(a+x), tanβ=|y|/(a-x)
所以tan(α+β)=(tanα+tanβ)/(1-tanαtanβ)=[|y|/(a+x)+|y|/(a-x)]/[1-y²/(a²-x²)]=2a|y|/(a²-x²-y²)
将x²=a²(1-y²/b²)代入上式得到tan(α+β)=2a|y|/(a²y²/b²-y²)=2a/[(a²/b²-1)|y|]
因为a>b>0, 所以a²/b²-1>0,所以上式在|y|最大的时候取最小值,
|y|最大的时候也就是P为短轴顶点的时候,
所以当P是短轴顶点的时候tan(α+β)最小,
所以此时α+β最小,所以∠APB此时最大。
你能帮帮他们吗