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证明与找错已知P,Q是椭圆9x^2+16y^2=1上的两个动点,O为坐标原点,若OP⊥OQ,则点O到弦PQ的距离是多少?

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/04/18 18:25:34
证明与找错
已知P,Q是椭圆9x^2+16y^2=1上的两个动点,O为坐标原点,若OP⊥OQ,则点O到弦PQ的距离是多少?
请解答上题,并指出下面做法的错误.
设P(1/3 cosθ,1/4sinθ),则Q(-1/3sinθ,1/4cosθ).(这里设Q由P逆时针转π/2得到)
S△OPQ=丨OP X OQ 丨/2=[1/12(sin^2θ+cos^2θ)]/2=1/24
上面OP,OQ都为向量.这里用了外积的坐标运算丨OPxOQ丨=丨x1y2-x2y1丨
再算弦PQ的长,解出O到PQ的距离.
但取两组特殊点(1/5,1/5) (-1/5,-1/5) 和(1/4,0) (0,1/3)可以验证△OPQ的面积不是定值.那么上述解答错在哪里?
椭圆的那个参数θ,并不是椭圆上点对应的幅角.所以你设定的PQ两点一般并不垂直.
算一下内积就知道了.=cosθsinθ(1/16-1/9) 非0,所以不垂直.
再问: 请问那么我设的θ是什么呢?我看到参考书上都是这样设的。 还有上面的问题怎么解才好呢?
再答: 椭圆参数方程参数的几何意义书上都有讲,网上也有。画图太麻烦,我就不讲了。你的问题,可以这么做(令c^2=a^2+b^2,a,b是半长短轴,c是半焦距): 设p1=(r1, θ), p2=(r2,θ+PI/2),是两个点的极坐标表示,因为他们满足椭圆方程x^2/a^2+y^2/b^2=1, 所以 r1^2 [ b^2 cos^2(θ)+a^2 sin^2(θ) ] = a^2 b^2 同样 r2^2 [ b^2 sin^2(θ)+a^2 cos^2(θ) ] = a^2 b^2 计算可得 1/(r1^2) + 1/(r2^2) = (b^2+a^2)/(a^2 b^2) = (c/ab)^2 那么原点到直线p1p2的距离,等于两倍三角形Op1p2的面积除以斜边长 也就是r1*r2除以根号下r1^2+r2^2,它的平方的倒数就是那个式子,所以它的值就是 ab/c 对于你的情况,a=1/3, b=1/4, c=5/12, ab/c=1/5