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如何计算椭圆x²/11+y²/10=1内接矩形最长周长?

时间:2026-04-04 12:37:25

1、方法一:三角换元法

设矩形与椭圆在第一象限的交点为祝哨A(m,n),则:

则矩形的周长C=4(m+n),又因为点A在椭圆上,有:

m²/11+n²/10=1,

设m=√11sint,n=√10cost,t∈[0,π/2],

代入周长表达式知:

C=4(√11sint+√10cost)

=4*√21 [(√11/√21)sint+(√10/√21)cost]

=4*√21sin(t+φ),其中tanφ=√10/11.

可知当sin(t+φ)=1时,周长慎联鬼有最大值,即:

Cmax=4*√21.

如何计算椭圆x²/11+y²/10=1内接矩形最长周长?

2、方法二:判别式法

∵C=4(m+n),

∴m=C/4-n,代入椭圆方程知:

(C/4-n)²/11+n²/10=1,

10(C/4-n)²+11n²=110,

16*21n²-80Cn+10C²+16*11*n²-16*110=0,

看成为n的二次方程,由判别式知:

(80C)²-4*16*21(10C²-16*110)≥0,即:

C²≤16*21,可知Cmax=4*√21.

3、方法三:多元函数法

设F(m,n)=4(m+n)- λ(m²/11+n²/10-1),

分别求F对离爱m,n,λ的偏导数为:

Fx=4-2mλ/11,Fy=4-2nλ/10,

Fλ= m²/11+n²/10-1。

令Fx=Fy=Fλ=0,则m/11=n/10,

代入m²/11+n²/10-1=0,则:

m=11/√21,n=10/√21;则

周长Cmax

=4*(11/√21+10/√21)

=4*√21。

如何计算椭圆x²/11+y²/10=1内接矩形最长周长?

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