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若x²+y²=4,求①。(y-4)/(x-4)的最值;②。x²+y²-6x-4y的最值;③。x-y的最值;
解:①。k=(y-4)/(x-4)可以看作园上的点(x,y)与定点M(4,4)的连线的斜率;很显然,过
M作园的两条切线,那么这两条切线的斜率就是k的最值;
设切线方程为:y=k(x-4)+4,即kx-y-4k+4=0..........①
园心(0,0)到直线①的距离d=∣-4k+4∣/√(k²+1)=2;即2∣1-k∣=√(k²+1);
4(1-2k+k²)=k²+1;3k²-8k+3=0;故k=(8±√28)/6=(4±√7)/3;
即mink=(4-√7)/3;maxk=(4+√7)/3;
②。令x=2cosθ,y=2sinθ,则u=x²+y²-6x-4y=4cos²θ+4sin²θ-12cosθ-8sinθ
=4-12cosθ-8sinθ=4-12[cosθ-(2/3)sinθ]=4-12[cosθ-tanφsinθ]=4-(12/cosθ)cos(θ+φ)
=4-[12/(3/√13)]cos[θ+arctan(2/3)];故umin=4-4√13;umax=4+4√13;
【其中,tanφ=2/3,cosφ=3/√13】;
③。令x=2cosθ,y=2sinθ,于是u=x-y=2(cosθ-sinθ)=2(√2)sin(θ-π/4);
故umax=2√2;umin=-2√2;
解:①。k=(y-4)/(x-4)可以看作园上的点(x,y)与定点M(4,4)的连线的斜率;很显然,过
M作园的两条切线,那么这两条切线的斜率就是k的最值;
设切线方程为:y=k(x-4)+4,即kx-y-4k+4=0..........①
园心(0,0)到直线①的距离d=∣-4k+4∣/√(k²+1)=2;即2∣1-k∣=√(k²+1);
4(1-2k+k²)=k²+1;3k²-8k+3=0;故k=(8±√28)/6=(4±√7)/3;
即mink=(4-√7)/3;maxk=(4+√7)/3;
②。令x=2cosθ,y=2sinθ,则u=x²+y²-6x-4y=4cos²θ+4sin²θ-12cosθ-8sinθ
=4-12cosθ-8sinθ=4-12[cosθ-(2/3)sinθ]=4-12[cosθ-tanφsinθ]=4-(12/cosθ)cos(θ+φ)
=4-[12/(3/√13)]cos[θ+arctan(2/3)];故umin=4-4√13;umax=4+4√13;
【其中,tanφ=2/3,cosφ=3/√13】;
③。令x=2cosθ,y=2sinθ,于是u=x-y=2(cosθ-sinθ)=2(√2)sin(θ-π/4);
故umax=2√2;umin=-2√2;
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这道题的意思就是说在x²+y²=4上与你要求的三个等式的交点,计算两个等式相交的点,由算出来的答案判断在哪个点上的值最大和最小。
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