椭圆x平方/a2+y平方=1和圆(x-2)²+(y-1)²=1相切求a的值
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椭圆 x²/a²+y²=1 和园 (x-2)²+(y-1)²=1相切,a=?
解:(1). 椭圆与园外切。
园(x-2)²+(y-1)²=1的圆心M(2,1);半径R=1;
连接OM,则OM所在直线的方程为:y=2(x-2)+1=2x-3;代入园的方程得:
(x-2)²+(2x-4)²=(x-2)²+4(x-2)²=5(x-2)²=1,(x-2)²=1/5,故x=2-√(1/5),y=1-2√(1/5);
即直线y=2x-3与园的交点P的坐标为:(2-√(1/5),1-2√(1/5));
对椭圆求导得 2x/a²+2yy'=0,故y'=-x/(a²y);园与椭圆在P点处有共同的切线,因此将P点的
坐标代入椭圆的导数表达式得:-[2-√(1/5)]/{a²[1-2√(1/5)]}=-1/2【切线与直线OM垂直】
由此解得:a²=2(8+3√5)...........①【这个a也太大了,从直观上看,这样的椭圆不可能与园相外切】。
又切点P应在椭圆上,将P点的坐标代入椭圆方程得:
[2-√(1/5)]²/a²+[1-2√(1/5)]²=1;解得a²=(1+17√5)/16............②
①与②的两个a²不相等,因此不存在那样满足规定形式的椭圆能与给定的园相外切。
(2). 椭圆与园内切。
直线y=2x-3与园的另一交点M的坐标为(2+√(1/5), 1+2√(1/5));
所求的椭圆要满足三个条件:①。点M在椭圆上,因此M的坐标要满足椭圆方程;
②。椭圆在M点的曲率半径=1; ③。椭圆在该点处的曲率中心在(2,1);
要使求出的a²同时满足这三个条件,绝无可能。
结论:此题无解。无解的原因是:把椭圆的形式规定的太死!
解:(1). 椭圆与园外切。
园(x-2)²+(y-1)²=1的圆心M(2,1);半径R=1;
连接OM,则OM所在直线的方程为:y=2(x-2)+1=2x-3;代入园的方程得:
(x-2)²+(2x-4)²=(x-2)²+4(x-2)²=5(x-2)²=1,(x-2)²=1/5,故x=2-√(1/5),y=1-2√(1/5);
即直线y=2x-3与园的交点P的坐标为:(2-√(1/5),1-2√(1/5));
对椭圆求导得 2x/a²+2yy'=0,故y'=-x/(a²y);园与椭圆在P点处有共同的切线,因此将P点的
坐标代入椭圆的导数表达式得:-[2-√(1/5)]/{a²[1-2√(1/5)]}=-1/2【切线与直线OM垂直】
由此解得:a²=2(8+3√5)...........①【这个a也太大了,从直观上看,这样的椭圆不可能与园相外切】。
又切点P应在椭圆上,将P点的坐标代入椭圆方程得:
[2-√(1/5)]²/a²+[1-2√(1/5)]²=1;解得a²=(1+17√5)/16............②
①与②的两个a²不相等,因此不存在那样满足规定形式的椭圆能与给定的园相外切。
(2). 椭圆与园内切。
直线y=2x-3与园的另一交点M的坐标为(2+√(1/5), 1+2√(1/5));
所求的椭圆要满足三个条件:①。点M在椭圆上,因此M的坐标要满足椭圆方程;
②。椭圆在M点的曲率半径=1; ③。椭圆在该点处的曲率中心在(2,1);
要使求出的a²同时满足这三个条件,绝无可能。
结论:此题无解。无解的原因是:把椭圆的形式规定的太死!
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先画出直角坐标系,找出圆的圆心,半径
分两种情况(纯手打)
1.外切,
这时联立圆与椭圆方程,令Δ=0,此时相切,求出a的值(注意这时a≤1)
2.内切同样的联立方程组令Δ=0(注意这时a≥3)求出a的值即可。
分两种情况(纯手打)
1.外切,
这时联立圆与椭圆方程,令Δ=0,此时相切,求出a的值(注意这时a≤1)
2.内切同样的联立方程组令Δ=0(注意这时a≥3)求出a的值即可。
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椭圆b=1,圆的圆心为(2,1)且在椭圆上,所以4/a2=1,a=2。
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将(2,0)代入
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