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悠闲数学娱乐论坛(第2版)
»
高等数学讨论
» 求椭圆$x^2-2xy+2y^2=1$的焦点坐标、长轴、短轴长。
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发表于 2014-5-18 23:34
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由于将 $x$, $y$ 同时变为其相反数时原式不变,故椭圆关于原点对称。
将椭圆配方为 $(x-y)^2+y^2=1$,于是可设 $x=\sin\theta+\cos\theta$, $y=\sin \theta$,考虑椭圆上的点到原点距离的平方,有
\[x^2+y^2=1+\sin2\theta+\frac{1-\cos2\theta}2=\frac32+\frac{\sqrt5}2\sin(2\theta+\varphi)\in \left[ \frac{3-\sqrt5}2,\frac{3+\sqrt5}2 \right],\]
由此可见,设椭圆的半长轴、半短轴长分别为 $a$, $b$,则有
\[a^2=\frac{3+\sqrt5}2, b^2=\frac{3-\sqrt5}2,\]
开方即
\[a=\frac{\sqrt5+1}2, b=\frac{\sqrt5-1}2.\]
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发表于 2014-5-19 00:19
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同样考虑椭圆上的点到原点距离的平方,待定 $m$, $n>0$,由均值有
\[x^2+\frac{x^2}m+my^2+2y^2\geqslant x^2-2xy+2y^2\geqslant x^2-\frac{x^2}n-ny^2+2y^2,\]
令 $x^2$, $y^2$ 的系数相同,解得
\[m=\frac{\sqrt5-1}2,n=\frac{\sqrt5+1}2,\]
代入得到
\[\frac{3-\sqrt5}2\leqslant x^2+y^2\leqslant \frac{3+\sqrt5}2,\]
不等式左边的取等条件为 $x=-my$,代回原方程解得
\[y=\pm \sqrt{\frac1{m^2+2m+2}}=\pm \sqrt{\frac{5-\sqrt5}{10}},\]
相应地
\[x=\mp \sqrt{\frac{m^2}{m^2+2m+2}}=\mp \sqrt{\frac{5-2\sqrt5}5},\]
所以不等式左边取等的点为
\[\left( \sqrt{\frac{5-2\sqrt5}5},-\sqrt{\frac{5-\sqrt5}{10}} \right),\left( -\sqrt{\frac{5-2\sqrt5}5},\sqrt{\frac{5-\sqrt5}{10}} \right),\]
类似地,不等式右边的取等条件为 $x=ny$,代入可解出不等式右边取等的点为
\[\left( \sqrt{\frac{5+2\sqrt5}5},\sqrt{\frac{5+\sqrt5}{10}} \right),\left( -\sqrt{\frac{5+2\sqrt5}5},-\sqrt{\frac{5+\sqrt5}{10}} \right),\]
故此以上四个点分别就是椭圆的短轴和长轴端点。
此外,$x=-my$ 和 $x=ny$ 就是椭圆的对称轴,而
\[c^2=a^2-b^2=\frac{3+\sqrt5}2-\frac{3-\sqrt5}2=\sqrt5,\]
设焦点坐标为 $(x,y)$,则
\[\led
x-ny&=0,\\
x^2+y^2&=\sqrt5,
\endled\]
解得焦点坐标为
\[\left(\sqrt{\frac{\sqrt5+1}2},\sqrt{\frac{\sqrt5-1}2}\right), \left(-\sqrt{\frac{\sqrt5+1}2},-\sqrt{\frac{\sqrt5-1}2}\right)\]
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发表于 2014-5-19 13:41
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改了一下6#,先说明中心是原点再考虑距离平方,这样比较合理些
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发表于 2014-5-19 15:55
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其妙
噢,是半……改了
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发表于 2014-5-19 22:27
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写写看呐
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发表于 2014-5-20 13:04
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26#
第一章
圆奶乳齿
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发表于 2014-6-3 14:01
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32#
其妙
这个号现在也没什么用了,自从在注册里设置了数学问题之后就成功防住广告了
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发表于 2014-6-3 20:49
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34#
其妙
基本上是初中范围内
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发表于 2014-6-3 23:17
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36#
其妙
发广告的有人工发也有机器发,像我们这些小论坛,一般不会被人工发的盯上,因为既然选择人工发,论坛是大型还是小型都要用差不多的人力,那当然就选择大型论坛发了,所以小型论坛发广告的大多数都是机器发的,于是注册验证问题就很有效了,当然,验证问题不可以是四则运算,因为机器应该有应对的程序,所以用一些简单题目就可以了,还有就是像你说的那样,就算是人工来发的,即便是简单题也没心思去做了,还不如去别的地方发。
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