椭圆切线方程,椭圆的切线方程怎么求?_?


椭圆切线方程,椭圆的切线方程怎么求?_?

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【椭圆切线方程,椭圆的切线方程怎么求?_?】已知椭圆和椭圆外一点,求到椭圆上的点的最小(大)距离椭圆切线方程 。
举个例子,已知椭圆 ,,为椭圆上一点,求的取值范围 。
我在高中有一段时间做圆锥曲线大题很吃力,这是我在恶补圆锥曲线知识的时候想到的一个问题 。。
想到这题时,我的第一反应是类比为点到圆距离的最值,所以感觉应该很简单 。。
看起来真的很简单,感觉如果硬算不行,就用椭圆的参数方程嘛;如果椭圆的参数方程还不行,还可以找当以为圆心的圆与椭圆相切时的切点,此时过的切线和垂直,可以列两条方程求解 。
然后动手做才发现,无论是直接硬算,还是用椭圆的参数方程,还是求圆和椭圆的切点,全部化归为“四次方程求实数解”的问题 。。。身为一个普通的高中生,我自然放弃了 。
之后不久,我尝试在网络上寻找这个问题的答案,但并没有找到满意的答案 。。。我发现关于这个问题的讨论寥寥无几,而大部分回答者给出的答案都是我开始的想法,很明显他们在给出解题思路前没有实际计算过,所以产生了想当然的状况 。
如果你知道圆的标准参数方程,那么椭圆的标准参数方程也就顺理成章了 。我们回顾:对单位圆:,其标准参数方程为:则对椭圆: 用变量替换(rescaling): 可将其化作圆:所以,我们有,即得到椭圆的(标准)参数化: 你可能会问:那圆的标准参数方程 (1)又是如何来的呢?最直接的回答是:通过三角函数的定义:将圆周上的周期运动分解为方向上的两个独立运动,即和,看作是时间参数 。然后根据圆的定义知: 当然,对于单位圆,我们可以用如下代数方法获得其参数方程 。对一曲线,为写出其参数方程,我们需要将变量写出另一独立变量的函数 。几何上,这意味着: 我们需要将给定曲线与只依赖于一个参数的一曲线族相交 。当然最简单的曲线族是一直线族,其参数是斜率 。简单起见,我们将单位圆与过原点的旋转曲线族相交,得到: 上面的(3)即为圆的一种代数参数化,它与之前用三角函数的参数是等价的,即将解释为,则有 注意到,上面的代数参数化有一曲线,即直线与圆交于两点,反应于平方根的正负两值,为消解这种歧义,我们选择更好的直线族用来参数化单位圆 。比如,我们选择通过圆上某一定点的旋转直线族 。我们选择通过圆上定点的直线族:,其与单位圆只交于除外的一点 。将参数方程(4)用三角函数来解释(见上图):,由此(4)可写作: 此即著名的“万能变换”,它的本质是单位圆的有理参数化(因为能够写成参数的有理函数) 。当然,可以选择其它的定点,得到不同的有理参数化 。可用有理参数化来求解下面丢番图方程的所有有理解,即下面方程所定义的代数曲线上的有理点 。

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