摘 要:數(shù)學教學通訊在2006年第17期教師版上刊登了一篇名為《正半軸上的點到橢圓、拋物線、雙曲線的最短距離問題》,又在2007年一月上半月總第266期刊登了一篇《直線上的點到橢圓最短距離的討論》。在此基礎上,本文再次研究了平面內(nèi)一類特殊圓上的點到橢圓最短距離問題。本文采用初等方法得到了這類圓上的點到橢圓的最短距離,并確定了圓的點到橢圓的距離最短時對應橢圓上點的坐標。
關鍵詞:橢圓 點 距離 坐標
[定理]已知橢圓為橢圓的半焦距長。則圓上任意點到橢圓的最短距離為。
(其中即為點P的“勢”,關于“勢”的定義見我在《高考》2019年5月下旬刊總第343期第187頁刊登的文章《二次曲線等勢線性質(zhì)妙解橢圓一類面積最值》)。[1]
分析:顯然,圓上的點必然在橢圓的外面。由橢圓的對稱性,我們不妨把圓上的任意點設定在第一象限。易知,有且僅有唯一的圓以為圓心,且與橢圓外切,切點也必然在第一象限。
[引理]已知圓上的任意點,則點必在橢圓上。且與橢圓垂直。[2]
證明:在上,則,
將點帶入橢圓方程得:
故,點必然在橢圓上;
連線的斜率為
設橢圓在點的切線為,由橢圓垂徑定理可知,
即 變形得,
∴與橢圓垂直。得證。
定理的證明:
由引理可知,點是上任意一點,則點到橢圓上的最小距離時,橢圓上的坐標即為點。
最小距離為:
證畢。
因為點是上任意一點
故圓上的點到橢圓距離。[3]
到此,圖二中曲線任意點到橢圓距離都有公式可算。
參考文獻
[1]董奇.正半軸上的點到橢圓、拋物線、雙曲線的最短距離問題.數(shù)學教學通訊,2006(9).
[2]曾中君.直線上的點到橢圓最短距離的討.數(shù)學教學通訊,2007(1).
[3]謝朝.用二次曲線等勢線性質(zhì)妙解橢圓一類面積最值問題.高考,2019(5).
作者簡介
謝朝(1987.5.6—),男,籍貫:四川省通江縣,職業(yè):教師。