已知兩向量x=(1,3) 、y=(4,2),若|x+ty|為最短,則t=? 求解!!!急需?

2016-12-18 8:53 pm

回答 (2)

2016-12-19 1:13 pm
✔ 最佳答案
Sol
A^2=|x+ty|^2
=|(1,3)+t(4,2)|^2
=|(1+4t,3+2t)|^2
=(1+4t)^2+(3+2t)^2
=(16t^2+8t+1)+(4t^2+12t+9)
=20t^2+20t+10
=20(t^2+t)+10
=20(t^2+t+1/4)+10-5
=20(t+1/2)^2+5
當t=-1/2時 A=√5最小
2016-12-18 11:33 pm
想到兩種解法,但不知原PO程度如何,只好兩種都簡單說一遍:

(1) 直接代數解:
如果原PO懂一點微分,這是最快的解法
如果沒學過,請直接跳過@@

原式:|x + ty| 即是sqrt( (1 + 4t)^2 + (3 + 2t)^2)
這裡sqrt是開根號,^2是平方的意思

既求此式的最小值(最短),即是一次微分為零且二次微分大於零的點
不過我們偷懶只微一次就夠了,得到
2 * (1 + 4t) * 4 + 2 * (3 + 2t) * 2 = 0
化簡後可求得t


(2) 參數式求解:

在這裡覺得這題出題不太好,跟通常習慣使用的符號會衝突
以下把x用a代替,y用b代替,避免混淆

如果把 a + tb 的軌跡畫在XY平面上的畫,a + tb 其實就是以 a 為起點,以 b 為方向向量,以t為參數的直線參數式
而加上絕對值就表示要求這個直線上的某個點,這個點到原點的距離是最小
基於某些神秘的原因,當你求直線 (L) 上某點 (p) 到另一個固定點 (o) 的距離會是最小,把點 p 和點 o 連起來,必然會和原來的直線 L 垂直

所以我們可以這樣解出點 p:
直線一,以 a 點 (1, 3) 為起點,b (4, 2) 為方向向量,t 為參數,得
x: 1 + 4t
y: 3 + 2t

直線二,以原點 (0, 0) 為起點,b 的法向量 (-2, 4) 為方向向量,假設 s 為參數,得
x: -2s
y: 4s

求兩線交點,得兩等式
1 + 4t = -2s
3 + 2t = 4s

解之得 t ,為不侮辱原PO智商,這裡就不代勞了@@


有問題就再說吧


收錄日期: 2021-04-30 21:59:16
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20161218125328AAE5lHs

檢視 Wayback Machine 備份