设椭圆 与抛物线 的一个交点为 ,定义
若直线 与 交于 两点,且已知定点 。
则 的周长的范围是。
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
定点 N 同时是两条曲线的焦点,这是把距离化成横坐标的信号。
抛物线用焦点到准线等距,椭圆用焦距和及平方差;水平弦的长度又是横坐标差,代入周长后会抵消一个交点坐标。先确定水平线确有两交点的高度范围,再求周长范围。
将 代入椭圆方程得 ,由抛物线上 ,排除根 ,得 。 第一支严格递增,值域为 ;第二支定义域为 ,严格递减,值域为 。 故两点条件恰为 。 按左右次序记 ,则 。 作 到准线 的垂足 ,抛物线定义给出 。
椭圆长半轴 、短半轴 ,故焦半距为 ,两焦点为 、。 由椭圆的焦距和定义,。 作 轴,垂足为 。此时 ,;无论 在 的哪一侧,勾股定理均给出
因此 ,由焦距和 得 ,联立便有 。 这条路线用焦距和与两个直角三角形的平方差确定距离,不再把 代入两点距离公式。
又 ,所以
在 上, 连续严格递减并取遍 ,故
下端对应被排除的分支连接点,上端 时第一支没有交点,故两端均不可取。
遇到固定点恰为曲线焦点,优先看距离能否由焦点定义改写;水平边再使横坐标差抵消。 值域必须同时核每支的实际定义域、水平线的两点条件,以及目标区间的逐值可达性。
须先确定两曲线的合法交点和水平线能交两支的真实高度范围,再用抛物线、椭圆的焦距关系把周长化成单一横坐标;两端都要回到分支定义域检验。
已记下,谢谢!