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問題4833・・・http://www.maroon.dti.ne.jp/coolee/mondai5.html より Orz〜
楕円の直交する2接線の交点の全体は円を成すことを示せ。 解答
上記サイトより Orz〜
楕円 x2/a2 + y2/b2 = 1 ( a , b > 0 ) について示せばよい。
直交する2接線の交点を P(α,β) とする。 以下、 α≠±a とする。 P を通る直線 y = m(x - α) + β があたえられた楕円に接する条件は、 楕円の式に代入して得られる (b2 + a2m2)x2 - 2a2m(αm - β)x + a2(m2α2 - 2mαβ + β2 - b2) = 0 が重解をもつことで、 D/4 = {a2m(αm - β)}2 - a2(b2 + a2m2)(m2α2 - 2mαβ + β2 - b2) = 0 ∴ (α2 - a2)m2 - 2αβm + (β2 - b2) = 0 この2解 m1,m2 とすると、解と係数の関係から、 m1m2 = (β2 - b2)/(α2 - a2) = - 1 ∴ α2 + β2 = a2 + b2 よって、点 P は円 x2 + y2 = a2 + b2 上にある。 また、 (±a , ±b) も直交する2接線の交点であるが、 これらも円 x2 + y2 = a2 + b2 上にある。 // *結構スッキリしてる ^^
円のときは当たり前なんだから...楕円の時にも成り立つんでしょうよねぇ...?
幾何学的にすぱっと言えないんだろか...^^;...?
この接点を結ぶ直線で出来るフォルム(包絡線)って...この円の直径のはずなんだけど...?...
以下の図を見つけた♡
内側の楕円は極線が包絡線となっている。
こんな問題はどこかで出そうですね。
「楕円外の点から引いた2接線が直交するときの接点を結ぶ直線(極線)の存在領域を求めよ。」なんて ね。
うーん, 計算しやすいように数字だけ工夫すれば, 結構いい問題じゃないか。
著作権を主張しておこう,
2011 年 2 月野の石。Maxima にやらせてみると,
x^2/a^4+ y^2/b^4 ≧ 1/(a^2 + b^2)なんてのが出てくる, またしても
見事な式が発見できた!。」
↑
この理由をやどかりさんとuch*n*anさんから教えていただきました♪
楕円 x2/a2+y2/b2=1 の準円 x2+y2=a2+b2 上の点から
この楕円に2本の接線を引くとき、その2本の接線は垂直になりますが、 この2つの接点を通る直線(極線)の通過する領域を求めてみます。 準円上の点を(p,q)とすれば、p2+q2=a2+b2 が成り立ち、 2つの接点を通る直線は、px/a2+qy/b2=1 になります。 コーシー・シュワルツの不等式により、 (p2+q2)(x2/a4+y2/b4)≧(px/a2+qy/b2)2 、 (a2+b2)(x2/a4+y2/b4)≧1 になります。 その直線群の包絡線は 楕円 (a2+b2)(x2/a4+y2/b4)=1 です。 ♡華麗ね♡ |

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