求椭圆x^2/4+y^2=1在点M(√2,√2/2)点处的切线方程

2个回答

  • 第一个问题

    方法一:

    直接套用公式,得切线方程是:√2x/4+√2y/2=1,即:x+2y-2√2=0.

    方法二:

    对椭圆方程两边求导数,得:2x/4+2yy′=0,∴y′=-x/(4y),

    ∴切线的斜率是=-√2/[4(√2/2)]=-1/2.

    ∴切线的方程是:y-√2/2=-(1/2)(x-√2),即:x+2y-2√2=0.

    方法三:

    令切线的斜率为k,得:切线方程是:y-√2/2=k(x-√2),即:y=kx-√2k+√2/2.

    联立:y=kx-√2k+√2/2、x^2/4+y^2=1,消去y,得:x^2/4+(kx-√2k+√2/2)^2=1,

    ∴x^2+(2kx-2√2k+√2)^2-4=0,

    ∴x^2+4k^2x^2-4k(-2√2k+√2)x+(-2√2k+√2)^2-4=0,

    ∴(1+4k^2)x^2+4k(2√2k-√2)x+2(2k-1)^2-4=0.

    显然该方程的判别式为0,即:16k^2(2√2k-√2)^2-4(1+4k^2)[2(2k-1)^2-4]=0,

    ∴4k^2(2k-1)^2-(1+4k^2)[(2k-1)^2-2]=0,

    ∴4k^2(2k-1)^2-(2k-1)^2+2-4k^2(2k-1)^2-8k^2=0,

    ∴-4k^2+4k-1+2-8k^2=0, ∴12k^2-4k-1=0,∴(2k+1)(6k-1)=0.

    从作图可知:切线切椭圆于第一象限,∴k<0,∴k=-1/2.

    ∴切线的方程是:y=-x/2+√2/2+√2/2,即:x+2y-2√2=0.

    第二个问题

    ∵x^2/4+y^2=1,∴2x/4+2yy′=0,∴x/2+2yy′=0,∴1/2+2yy″+2(y′)^2=0,

    ∴y″=[2(y′)^2-1/2]/(2y).

    由x/2+2yy′=0,得:y′=-x/(4y),∴(y′)^2=x^2/(16y^2).

    由x^2/4+y^2=1,得:16y^2=16-4x^2,∴(y′)^2=x^2/(16-4x^2).

    由x^2/4+y^2=1,得:y=±√(1-x^2/4).

    ∴y″=[2(y′)^2-1/2]/(2y)=±[x^2/(8-2x^2)-1/2]/√(1-x^2/4)

    =±[x^2-(4-x^2)]/[8-2x^2)(1/2)√(4-x^2)]

    =±(2x^2-4)/[(4-x^2)√(4-x^2)].