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[原创] 椭圆上相距定长两点的切线交点的轨迹?

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发表于 2014-1-26 11:44:45 | 显示全部楼层 |阅读模式

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椭圆上相距定长两点的切线交点的轨迹?
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
 楼主| 发表于 2014-2-3 20:23:45 | 显示全部楼层
20130920101048312.jpg
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
发表于 2014-2-16 10:20:34 | 显示全部楼层
设椭圆方程为\(\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1\),则有椭圆上相距L两点的切线交点轨迹为:

\[(a^2y^2+b^2x^2)^2L^2+4(a^2b^2-a^2y^2-b^2x^2)(a^4y^2+b^4x^2)=0\]

上面结果由下列方程消元得到

\(\frac{y-y_1}{x-x_1}+\frac{b^2x_1}{a^2y_1}=0\)

\(\frac{y-y_2}{x-x_2}+\frac{b^2x_1}{a^2y_2}=0\)

\((x_1-x_2)^2+(y_1-y_2)^2-L^2=0\)

\(\frac{x_1^2}{a^2}+\frac{y_1^2}{b^2}=1\)

\(\frac{x_2^2}{a^2}+\frac{y_2^2}{b^2}=1\)

代入
\(x_1 =\frac{ a(-t^2+1)}{t^2+1}\)

\(y_1 =\frac{2bt}{t^2+1}\)

\(x_2 =\frac{ a(-s^2+1)}{s^2+1}\)

\(y_2 =\frac{2bs}{s^2+1}\)

得到

\(abs^2+bs^2x-2asy+ab-bx=0\)

\(abt^2+bt^2x-2aty+ab-bx=0\)

\(-L^2s^4t^4-2L^2s^4t^2-2L^2s^2t^4+4b^2s^4t^2-8b^2s^3t^3+4b^2s^2t^4-L^2s^4-4L^2s^2t^2-L^2t^4+4a^2s^4-8a^2s^2t^2+4a^2t^4-8b^2s^3t+16b^2s^2t^2-8b^2st^3-2L^2s^2-2L^2t^2+4b^2s^2-8b^2st+4b^2t^2-L^2=0\)

然后消元s,t即可得到上面结果


取\(a=5,b=3\),依次取\(L=4,5,6\)得到下面图形(绿,红,蓝,黑色为原椭圆)

椭圆定距切线交点.gif
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
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