已知線段AB長為5,由y軸正半軸滑至x軸正半軸,且B不離開x軸,求線段AB的軌跡及過程

時間 2022-06-30 20:20:11

1樓:匿名使用者

x^(2/3)+y^(2/3)<=5^(2/3)。

下面是計算機模擬的結果,藍線是50條不同的ab位置(不同的傾角),紅線是曲線x^(2/3)+y^(2/3)=5^(2/3),正好與外圍相切,可見結論應該無誤。

下面來推導下:

高等數學:用微積分,已知道結果,然後反推。

已知x^(2/3)+y^(2/3)=1,即2/3*x^(-1/3)*dx+2/3*y^(-1/3)*dy=0,得dx/dy=-(x/y)^(1/3)。

在此曲線上的點(x,y),做曲線的切線,

x軸截距=x-y*dx/dy=x+x^(1/3)y^(2/3)=x^(1/3)*(x^(2/3)+y^(2/3))=x^(1/3)*5^(2/3),

同理,y軸截距=y^(1/3)*5^(2/3),故截距平方和=25=ab*ab,滿足要求。

初等數學:需要利用holder不等式(赫爾德不等式)。樓主若不瞭解可以網上查,holder不等式的資料還是不少的。

設ab直線傾角為a,則容易由截距式得出直線方程x/(5cos(a))+y/(5sin(a))=1。

x1=(x/(5cos(a)))^(2/3),x2=(y/(5sin(a)))^(2/3),

y1=(5cos(a))^(2/3),y2=(5sin(a))^(2/3),

p=3/2,q=3,則1/p+1/q=1,

代入holder不等式(注:p=q=2的情況,holder不等式就退化為著名的柯西不等式):

x1*y1+x2*y2<=(x1^p+x2^p)^(1/p)*(y1^q+y2^q)^(1/q)

=(x/(5cos(a))+y/(5sin(a)))^(3/2)*(25cos(a)^2+25sin(a)^2)^(1/3)

=1^(3/2)*25^(1/3)

=5^(2/3),

即x^(2/3)+y^(2/3)<=5^(2/3)。

每條傾角a的線上,座標(5cos(a)^3,5sin(a)^3)的點是位於邊界的臨界點。

不懂可以追問。

2樓:一點一橫

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