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求椭圆x²/3+y²/2=1内接矩形的最长周长

时间:2026-04-04 15:26:09

1、方法一:三角换元法

设矩形与椭圆在第一象限的交点为A(m,n),则:

则矩形的周长C=4(m+n),又因为点A在椭圆上,有:

m²/3+n²/2=1,

设m=√3sint,n=√2cost,t∈[0,π/2],

求椭圆x²/3+y²/2=1内接矩形的最长周长

2、代入周长表达式知:

C=4(√3sint+√2cost)

=4*√5 [(√3/√5)sint+(√2/√5)cost]

=4*√5sin(t+φ),其中tanφ=√2/3.

可知当sin(t+φ)=1时,周长有最大值,即:

Cmax=4*√5.

求椭圆x²/3+y²/2=1内接矩形的最长周长

3、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)²/3+n²/2=1,

2(C/4-n)²+3n²=6,

16*5n²-16Cn+2C²+16*3*n²-16*6=0,

看成为n的二次方程,由判别式知:

(16C)²-4*16*5(2C²-16*6)≥0,即:

C²≤16*5,可知Cmax=4*√5.

求椭圆x²/3+y²/2=1内接矩形的最长周长

4、方法三:多元函数法

设F(m,n)=4(m+n)- λ(m²/3+n²/2-1),

分别求F对m,n,λ的偏导数为:

Fx=4-2mλ/3,Fy=4-2nλ/2,

Fλ= m²/3+n²/2-1。

令Fx=Fy=Fλ=0,则m/3=n/2,

代入m²/3+n²/2-1=0,则:

m=3/√5,n=2/√5;则

周长Cmax

=4*(3/√5+2/√5)

=4*√5。

求椭圆x²/3+y²/2=1内接矩形的最长周长

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