以椭圆x方/a方+y方=1(a>1)的短轴的一个端点B(0,1)为直角顶点,作椭圆的内接等腰直角三角形ABC,问这样的三角形是否存在?如果存在,判断最多能做出几个这样的三角形;如果不存在请说明理由

Question

以椭圆x方/a方+y方=1(a>1)的短轴的一个端点B(0,1)为直角顶点,作椭圆的内接等腰直角三角形ABC,问这样的三角形是否存在?如果存在,判断最多能做出几个这样的三角形;如果不存在请说明理由

Answer 1

这样的三角形有且只有一个
设过点B(0,1)的直线AB的参数方程为 x=tcosα
{ (α为倾斜角,设为锐角) y=1+tsinα
代入椭圆方程得(cos^α+a^sin^α)t^+2atsinα=0,∴t1=0,t2=(-2asinα)/(cos^α+a^sin^α),|AB|=2asinα/(cos^α+a^sin^α),|
BC⊥AB,BC的倾斜角为90°+α,∴|BC|=2acosα/(sin^α+a^cos^α),
由|AB|=|BC|得(sinα)^3-(cosα)^3=a^sinαcosα(sinα-cosα),
∴sinα-cosα=0或sin2α=2/(a^-1),∵|sin2α|≤1,∴|2/(a^-1)|≤1,∴a≥√3(此时α=45°)