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■27975 / inTopicNo.1)  楕円の接線
  
□投稿者/ 竹ちゅう 一般人(1回)-(2007/09/14(Fri) 15:26:10)
    楕円(x^2/a^2)+(y^2/b^2)=1(a>0,b>0)の接線に原点からおろした垂線がx軸正の向きとなす角をθ、その垂線の長さをr(θ)とするとき、∫[0→2π]{r(θ)}^2 dθ を計算せよ。

    接線をy=px+qとおいて判別式に結びつけようと思ったのですが、計算がすごくなってしまい、困っています。この方法で良いのでしょうか。あと判別式=0として式を一本たてて、その後はどうしたら良いのでしょうか。教えてください。

    (携帯)
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■27979 / inTopicNo.2)  Re[1]: 楕円の接線
□投稿者/ X 一般人(24回)-(2007/09/14(Fri) 15:44:20)
    その方法でも接線の方程式を求めることができますが、
    一般に楕円
    (x^2)/a^2+(y^2)/b^2=1
    の点(X,Y)における接線の方程式は
    (Xx)/a^2+(Yy)/b^2=1
    と表すことができます(円の接線の方程式の公式と比べてみましょう)。
    こちらを使った方が計算が簡単だと思います。

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■27980 / inTopicNo.3)  Re[2]: 楕円の接線
□投稿者/ X 一般人(25回)-(2007/09/14(Fri) 16:13:23)
    >>あと判別式=0として式を一本たてて、その後はどうしたら良いのでしょうか。教えてください。

    上記の接線の方程式の通り、接点の座標が定数として必要ですので(X,Y)とでも置いておきます。
    すると、
    Y=qX+q
    が成立しますので、これと
    判別式=0
    とをp,qの連立方程式と見て解きます。
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■28033 / inTopicNo.4)  Re[3]: 楕円の接線
□投稿者/ MH 一般人(1回)-(2007/09/16(Sun) 15:59:11)
    >この方法で良いのでしょうか。
    いいですね。
    判別式=0から q^2=(b^2)+(a^2)p^2…(1)
    垂線の式:x+py=0
    これと接線の式:y=px+q
    から垂線の足の座標(x,y)を求めると
    x=-pq/(1+p^2),y=q/(1+p^2)
    このx,yと式(1)からp,qを消去すると垂線の足(x,y)の軌跡の式
    ((x^2)+(y^2))^2=((ax)^2)+(by)^2
    が得られます。
    x=rcosθ,y=rsinθを代入して整理すれば
    r^2=(a^2)((cosθ)^2)+(b^2)((sinθ)^2)
    =(1/2)((a^2)+(b^2))+(1/2)((a^2)-(b^2))cos(2θ)
    ∫[0,2π] cos(2θ)dθ=0 より
    ∫[0,2π] (r^2)dθ=π((a^2)+(b^2))
    となります。
解決済み!
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