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用集合解决实际问题方法 解决椭圆问题有哪些方法?

浏览量:2116 时间:2023-07-05 15:32:07 作者:采采

解决椭圆问题有哪些方法?

问题:

椭圆是平面上到推导两点的距离之和为定值的点的集合。那两个定点就叫做椭圆的焦点。椭圆有三个神奇无比的性质:选好后椭圆上的不可以一点儿P,把它和两个焦点A、B连通,则PA和PB与椭圆在P点处的切线有相同的夹角。是说,PA和PB与法线的夹角大小关系,即入射角等于反射角。

举些例子:

要是有一个餐厅是椭圆形的,你的住址恰好东南边椭圆的一个焦点上。过了一会儿你忽然间听到不知哪里响起的一男一女谈谈恋爱的声音,其肉麻程度不堪入耳,因此声音变得异常模糊。用不着怕,这是是因为那对男女正好坐在那另一个焦点上,他们谈话的声音再小你也能听见,是因为这些声音经过房间墙壁的反射后全汇拢到你这里他们来了。

此题的数学解并不容易,你是可以用解析几何可以证明这一结论,只不过其复杂程度令人望而令人畏惧。

只不过他的物理解的很简单,初中生都可以懂。最神异的是,你可以从光学

和力学

两个角度可证明他。

光学解:

用Fermat原理(光时总延着所花时间最短的路径传播)来解释什么。我们必须相关证明这样一个几何命题,椭圆上有一点P与焦点A、B的连接线到过P点的切线的夹角成比例。把过P点的切线作不出来后,我们也可以数眼看出这个论断是对的的:从点A出发到达的光线经切线反射后过点B,则反射点一定那就是点P,毕竟切线上所有其他的点P都在椭圆外,折线A-P-B都比A-P-B长。

力学解:

我们在两个焦点间连接一条长度为2a的绳子,绳子上挂一个重物。再注意到重物是挂在绳子上的,绳结处P是也可以活动的。显然,P点的轨迹形成了一个椭圆。重物有不断地下落的趋势,此时重力势能能量转化为动能;当整个力学系统静止在时,重力势能达到最小,因此到了最后绳结P肯定位处椭圆的最低点,该点处的切线本来是一条水平线。此时绳结P受到了三个力:重物M所出现的垂线向下的力,以及左右两边的绳子的拉力。由于物体保持平衡,两个拉力的三人联手必须竖直向下才行。但绳子内部的张力任何一点互相垂直,两个方向上的拉力大小应该要一般;如果没有它们的合力竖直上方,那你这两个力的方向与竖直方向的夹角势必同一。只好我们换取了和上面的讨论是一样的的结论:椭圆上的点与两焦点的一根线到法线的夹角互相垂直。

以上引自:物理方法解决数学问题

这个pdf的内容也比较不错:_media/d281/28107.pdf

另外:

哪些物理问题有很经典的生物相关证明?

罗素悖论怎么解决?

ZF公理体系”完全没有再次能解决罗素悖论问题,也没有全盘肯定罗素悖论,只不过是系统设置一个公理,让那些出现“自我指涉”问题的集合首先排除在子集的范围,最大限度地避过悖论的出现。从这以后,集合论也从素净的集合论发展起来到了公理的集合论。

焦点 椭圆 夹角

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