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一点一滴小事

新虫 (初入文坛)

[交流] 椭圆外一定点到已知椭圆的最短距离 已有10人参与

已知椭圆方程3*x*x+4*y*y=12;椭圆外一定点p(1,1);求p点到椭圆上的最短距离n与最远距离s,并求出对应椭圆上点的坐标。
以下是通过lingo软件优化得出的近似最远距离的平方max,我想问如何通过计算得出该问题的准确值?求大神指点!

椭圆外一定点到已知椭圆的最短距离
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终之太刀—晓

铁杆木虫 (著名写手)

数学爱好者

★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
构造拉格朗日函数L(x,y)=(x-1)^2+(y-1)^2+λ(3*x^2+4*y^2-12)。
利用二元函数求极值的方法,即可求得最远与最近距离,以及相应的点坐标。
PreferenceforMathematics
2楼2015-01-01 16:35:23
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为了ta

银虫 (小有名气)

★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
以已知定点为圆的圆心,设圆的解析式为(x-x。)∧2+(y-y。)∧2=R∧2,联立椭圆与圆的方程,化简得到一元二次方程,另b∧2-4ac=0,求解会得到两个R值,一个是点到椭圆距离最小值,一个是最大值,解题思想是把点当成圆慢慢放大,当圆第一次与有公共点时是点到椭圆最小距离,最后离开公共点时,时点到椭圆最大值,还好我高中圆锥曲线知识还没忘,希望能帮到你!

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9楼2015-01-02 15:04:18
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cooooldog

铁杆木虫 (著名写手)

ส็็็

★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
假设椭圆参数方程用

则距离的平方:

从而可以得到距离最大和最小时候的解析解
椭圆外一定点到已知椭圆的最短距离-1

分别代入可以得到最大最小距离;
居然有解析解,只不过麻烦一点
ส็็็็็็็็็็็็็็็็็็็็
16楼2015-01-02 19:32:31
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普通回帖

cooooldog

铁杆木虫 (著名写手)

ส็็็

★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
精确的解析解无法用初等函数的形式得到;

如果用参数形式表示椭圆,
(x=2 cos(t), y=sqrt(3) sin(t) )
得到最小距离时候的距离大概是0.18643173255102682
最大距离大概是:10.947605100330506
对应的t则需要解一元8次多项式
f(x)=3 - 4 x^2 - 30 x^4 - 36 x^6 + 3 x^8
(这种问题已经不存在初等形式的解析解)

该多项式方程的其中两个实数解的反正切 (2倍,或加上Pi)是对应的 t
初等函数形式的符号解或解析解不能得到;
但精确到任意精度的解可以用符号计算软件得到;
ส็็็็็็็็็็็็็็็็็็็็
3楼2015-01-01 17:52:18
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wurongjun

专家顾问 (职业作家)

★
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按照2楼的办法可以得到你想要的结果!
注你给的点在椭圆内部!
善恶到头终有报,人间正道是沧桑.
4楼2015-01-01 18:53:28
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一点一滴小事

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
3楼: Originally posted by cooooldog at 2015-01-01 17:52:18
精确的解析解无法用初等函数的形式得到;

如果用参数形式表示椭圆,
(x=2 cos(t), y=sqrt(3) sin(t) )
得到最小距离时候的距离大概是0.18643173255102682
最大距离大概是:10.947605100330506
对应的t则需要解 ...

谢谢,大家新年快乐

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5楼2015-01-02 00:57:55
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qiw123

木虫 (著名写手)

★
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怎么感觉类似的问题在高中的数学里做过呢?

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6楼2015-01-02 02:35:28
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人民海军

木虫 (职业作家)

高数老师要哭了

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Letbygonesbebygones.
7楼2015-01-02 07:00:27
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一点一滴小事

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
7楼: Originally posted by 人民海军 at 2015-01-02 07:00:27
高数老师要哭了

为什么现在的符号计算能够算出这个问题的准确值(如二楼所述),据我所知计算机的计算精度取决于其字长,字长一定精度一定,如果结果是一个无理数那不就没发得出准确值了?是软件算法导致能出准确值的?若是那这个算法又是怎样实现的? 谢谢
8楼2015-01-02 14:50:17
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人民海军

木虫 (职业作家)

★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
引用回帖:
8楼: Originally posted by 一点一滴小事 at 2015-01-02 14:50:17
为什么现在的符号计算能够算出这个问题的准确值(如二楼所述),据我所知计算机的计算精度取决于其字长,字长一定精度一定,如果结果是一个无理数那不就没发得出准确值了?是软件算法导致能出准确值的?若是那这个 ...

数值计算始终都会有精确度的限制,这是由电子计算机的原理决定的。电子计算机中所有的数字符号都用二进制串表示,这就意味着无法精确表示无穷多位的小数,包括无理数

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Letbygonesbebygones.
10楼2015-01-02 15:49:26
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