No.3ベストアンサー
- 回答日時:
楕円x^2/a^2+y^2/b^2=1 を極座標で表すと、
x=rcosθ,y=rsinθ を代入して、
r^2cos^2θ/a^2+r^2sin^2θ/b^2=1
つまり、
cos^2θ/a^2+sin^2θ/b^2=1/r^2
また、垂直な2つの半直線:y=xtanα、y=xtan(α+π)を極座標で表すと、
θ=α
θ=α+π
となる。
楕円とθ=α、θ=α+πとの交点をP,Qとすると、
cos^2α/a^2+sin^2α/b^2=1/OP^2
cos^2(α+π)/a^2+sin^2(α+π)/b^2=1/OQ^2
が成り立つ。
1/OP^2+1/OQ^2=cos^2α/a^2+sin^2α/b^2+cos^2(α+π)/a^2+sin^2(α+π)/b^2
=cos^2α/a^2+sin^2α/b^2+sin^2α/a^2+cos^2α/b^2
=1/a^2+1/b^2
No.4
- 回答日時:
ANo.1です。
2つ目の方法で、半直線がx軸やy軸だけでなく、任意のθについて一定であるとを示せるのではないかと
試してみましたがうまくいきませんでした。(θ=π/4では、成り立ちましたが。)
No.2
- 回答日時:
ANo.1です。
訂正お願いします。>極座標では、x=acosθ,y=bsinθ とおくと、(0≦θ≦π/2)
極座標ではありません。媒介変数表示による方法でした。
済みません。
No.1
- 回答日時:
>楕円x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>b>0)の中心Oから垂直な2つの半直線を引き、
>楕円との交点をP,Qとすると、
>1/OP^2+1/OQ^2は一定であることを示せ。
極座標を使わなくても解けると思いますが。。
中心O(0,0)から引く垂直な2つの半直線は、x軸とy軸だと思いますが、
x軸との交点は、y=0とおくと、x^2/a^2=1, x^2=a^2より、x=±a
P(±a,0)
y軸との交点は、x=0とおくと、y^2/b^2=1より、y=±b Q(0,±b)
|OP|=a,|OQ|=bだから、OP^2=a^2,OQ^2=b^2
よって、
1/OP^2+1/OQ^2=(1/a^2)+(1/b^2)=(a^2+b^2)/(ab)^2
だから、一定です。
極座標では、x=acosθ,y=bsinθ とおくと、(0≦θ≦π/2)
(x^2/a^2)+(y^2/b^2)=(a^2cos^2θ/a^2)+(b^2sin^2θ/b^2)=1
x軸との交点は、x軸とのなす角θ=0より、
P(acos0,bsin0)=(a,0)
y軸との交点は、x軸とのなす角θ=π/2より、
Q(acos(π/2),bsin(π/2))=(0,b)
OP^2=a^2,OQ^2=b^2
以下は、さっきと同じです。
どうでしょうか?
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