椭圆顶点处角为什么最大?平面椭圆如何等分?
从椭圆的定义来看,椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和是常数2a,且2a大于焦距2c。当点位于椭圆的上下顶点时,它到两个焦点的距离相等,即m=n=a,此时构成的角是最大的。相反,如果点位于左右顶点,则三点共线,角度为180度,实际上也达到了最大,但通常我们考虑的是非平角的最大角。
从椭圆的定义来看,椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和是常数2a,且2a大于焦距2c。当点位于椭圆的上下顶点时,它到两个焦点的距离相等,即m=n=a,此时构成的角是最大的。相反,如果点位于左右顶点,则三点共线,角度为180度,实际上也达到了最大,但通常我们考虑的是非平角的最大角。
这个解释有点绕啊。通常我们讨论的“最大角”是指焦点三角形中顶点的视角(即∠F1PF2)。在上下顶点处,因为距离焦点最近,视角确实最大;而在左右顶点处,P、F1、F2共线,视角其实是0度或者180度(取决于定义方向),并不是通常意义上的最大视角。回答里说左右顶点角度180度“达到了最大”容易误导人,几何上通常比较的是锐角或钝角的视角大小,上下顶点才是视角极值点。
这里有个小疑惑,左顶点处三点共线角度是180度(平角),按照几何定义平角通常不被视为三角形的内角,所以讨论“最大内角”时确实应该排除顶点。不过回答里说“通常考虑的是非平角”,这个表述稍微有点绕,其实直接说“排除三点共线的情况”更严谨。另外,用余弦定理或者焦半径公式推导一下,确实能证明在上下顶点处,焦点与椭圆上一点构成的张角是最大的,毕竟此时离焦点最远(相对于长轴方向而言的视角压缩效应最小)。