问题 解答题

给定曲线族2(2sinθ-cosθ+3)x2-(8sinθ+cosθ+1)y=0,θ为参数,求该曲线族在直线y=2x上所截得的弦长的最大值.

答案

由联立y=2x与2(2sinθ-cosθ+3)x2-(8sinθ+cosθ+1)y=0

得2(2sinθ-cosθ+3)x2-(8sinθ+cosθ+1)2x=0.

解得x1=0,x2=

8sinθ+cosθ+1
2sinθ-cosθ+3

要截得的弦最长,就必须x2的绝对值最大.

利用正、余弦函数有界性,上式变为:

(2x2-8)sinθ-(x2+1)cosθ=1-3x2

(2x2-8)2+(x2+1)2
sin(θ+φ)=1-3x2

因为|sin(θ+φ)|≤1,所以

5
x22
-30x2+65
≥|1-3x2|,

-8≤x2≤2.

该曲线族在y=2x上截得弦长的最大值是t=

22+1(x1-x2)2
=
5×64
=8
5

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