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  • 在橢圓x^2+4y^2=4上求一點(diǎn),使其到直線2x+3y=6的距離最短.

    在橢圓x^2+4y^2=4上求一點(diǎn),使其到直線2x+3y=6的距離最短.
    貌似要用到拉格朗日函數(shù)?用初高中知識(shí)的自重,即使會(huì)顯得簡(jiǎn)單.
    數(shù)學(xué)人氣:570 ℃時(shí)間:2019-11-14 14:32:12
    優(yōu)質(zhì)解答
    設(shè)M是橢圓上一點(diǎn),M(x,y),
    M至直線距離d=(2x+3y-6|/√13,
    作目標(biāo)函數(shù)D=(√13d)^2=(2x+3y-6)^2,
    限制條件:x^2+4y^2-4=0,
    作函數(shù)Φ(x)=(2x+3y-6)^2+λ(x^2+4y^2-4),
    ∂Φ/∂x=4(2x+3y-6)+2λx=0,
    2x+3y-6=-λx/2,(1)
    ∂Φ/∂y=6(2x+3y-6)+8λy=0,
    2x+3y-6=-4λy/3,(2)
    比較(1)和(2)式,
    -λx/2=-4λy/3,
    x=8y/3,(3)
    代入限制條件,橢圓方程,
    (8y/3)^2+4y^2=4,
    100y^2=36,
    y=±3/5,
    x=±8/5,
    從作中可知,直線2x+3y=6通過第一象限,不在第三象限,
    故取正值距離最小,而取負(fù)值距離最大,
    ∴當(dāng)M在(8/5,3/5)時(shí),距直線2x+3y=6最小.
    我已用初等數(shù)學(xué)方法驗(yàn)證,答案沒有錯(cuò).
    在橢圓上離直線最短的點(diǎn)是與直線平行的切線,
    切線方程為:y=-2x/3+5/3,
    求得切點(diǎn)為(8/5,3/5),最短距離為√13/13.
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