设椭圆C:x^2+4y^2=4,直线l:x-y-4=0交y轴于点A,点P为椭圆上的一个动点,求:

设椭圆C:x^2+4y^2=4,直线l:x-y-4=0交y轴于点A,点P为椭圆上的一个动点,求:
求P到直线l的距离的最大值和最小值.急,
yiyi99 1年前 已收到1个回答 举报

东方败 花朵

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方法一:
改写椭圆C的方程,得:x^2/4+y^2=1,∴可设点P的坐标为(2cosu,sinu).
令点P到直线l的距离为d,则:
d=|2cosu-sinu-4|/√2=|√5[(2/√5)cosu+(-1/√5)sinu]-4|/√2.
引入辅助角A,使sinA=2/√5、cosA=-1/√5,则:
d=|√5(sinAcosu+cosAsinu)-4|/√5=|√5sin(A+u)-4|/√2.
显然,
当sin(A+u)=-1时,d有最大值=(4+√5)/√2=(4√2+√10)/2.
当sin(A+u)=1时,d有最小值=(4-√5)/√2=(4√2-√10)/2.
∴点P到直线l的距离的最大值和最小值分别是(4√2+√10)/2和(4√2-√10)/2.
方法二:
作与直线l平行且与椭圆C相切的直线,切点就是满足条件的点P.切线显然可设为:x=y+t.
联立:x=y+t、x^2+4y^2=4,消去x,得:(y+t)^2+4y^2=4,
∴y^2+2ty+t^2+4y^2-4=0,∴5y^2+2ty+t^2-4=0.
∵x=y+t、x^2+4y^2=4相切,∴方程5y^2+2ty+t^2-4=0有重根,∴方程判别式=0,
∴4t^2-4×5(t^2-4)=0,∴t^2-5(t^2-4)=0,∴4t^2=20,∴t=√5,或t=-√5.
∴切线方程为:x=y+√5,或x=y-√5,即:x-y-√5=0,或x-y+√5=0.
容易验证出:点(4,0)在直线l上.
∵两平行线间处处等距离,∴点P到直线l的距离=点(4,0)到切线的距离.
∴d=|4-0-√5|/√2=(4√2-√10)/2,或d=|4-0+√5|/√2=(4√2+√10)/2.
∴点P到直线l的距离的最大值和最小值分别是(4√2+√10)/2和(4√2-√10)/2.

1年前

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