已知P(x0,y0)是椭圆x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>b>0)上的任意一点,F1,F2是焦点,求证:
以PF2为直径的圆必和以椭圆长轴为直径的圆相内切
能不能不用和离心率有关的知识解 小弟还没学到那里
人气:316 ℃ 时间:2020-04-20 16:15:39
解答
首先:以椭圆长轴为直径的圆,圆心显然是原点,半径为a,所以方程为:x^2+y^2=a^2;
设F2为右焦点,则F2(c,0),又P(x0,y0),
所以,以PF2为直径的圆,圆心为( (c+x0)/2,y0/2 );
由焦半径公式,可知直径PF2=a-ex0,则半径=(a-ex0)/2;
所以,以PF2为直径的圆的方程为:[x-(c+x0)/2]^2+(y-y0/2)^2=(a-ex0)^2/4;
两个圆:x^2+y^2=a^2和[x-(c+x0)/2]^2+(y-y0/2)^2=(a-ex0)^2/4;
R1-R2=a-(a-ex0)/2=(a+ex0)/2;
而圆心距d^2= (c+x0)^2/4+y0^2/4=(c^2+2cx0+x0^2+y0^2)/4,①
因为P在椭圆上,所以y0^2=b^2-(b^2*x0^2/a^2)
代入①式,得d^2=[c^2+b^2+2cx0+x0^2-(b^2*x0^2/a^2)]/4
整理得:d^2=[a^2+2cx0+(ex0)^2]/4
注意观察:a^2+2cx0+(ex0)^2恰好=(a+ex0)^2,所以d^2=(a+ex0)^2/4
即圆心距d=(a+ex0)/2
也就证得圆心距=半径差,所以两圆向内切,题设得证
如果不懂,请Hi我,能不能不用和离心率有关的知识解小弟还没学到那里只有PF2的长度用了离心率,没学的话,你就用两点的距离公式吧
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