0 Daumen
314 Aufrufe

wir haben von unserem Prof folgende Aufgabe bekommen:

Beweisen Sie $$|\overrightarrow{f(\alpha) F}| + |\overrightarrow{f(\alpha) F_2}| = 2a$$ Dazu sollte gesagt werden, dass vorher $$f(\alpha)$$ als $$((a\cdot \cos(\alpha)+m_{1}); \space(b\cdot \sin(\alpha)+m_{2}))$$ definiert wurde. (Und die Brennpunkt logischerweise als $$(a_{1}+e / a_{2})$$ und $$(a_{1}-e / a_{2})$$ aufzufassen sind, wobei "e" den Abstand vom Mittelpunkt aus beschreibt.)

Dementsprechend habe ich dann folgendes geschrieben:

$$\left|\begin{pmatrix} m_{1}+e\\m_{2} \end{pmatrix}- \begin{pmatrix} a\cdot \cos(\alpha)+m_{1}\\ b\cdot \sin(\alpha)+m_{2} \end{pmatrix}\right| + \left| \begin{pmatrix} m_{1}-e\\ m_{2} \end{pmatrix}- \begin{pmatrix} a\cdot \cos(\alpha)+m_{1}\\b\cdot \sin(\alpha)+m_{2} \end{pmatrix}\right|\\ = \left| \begin{pmatrix} m_{1}+e - (a\cdot \cos(\alpha) + m_{1})\\m_{2} - (b\cdot \sin(\alpha) + m_{2})\end{pmatrix} \right| + \left| \begin{pmatrix} m_{1}-e - (a\cdot \cos(\alpha) + m_{1})\\ m_{2} - (b\cdot \sin(\alpha) + m_{2})\end{pmatrix} \right|\\ = \left| \begin{pmatrix} e - a\cdot \cos(\alpha)\\ -b\cdot \sin(\alpha)\end{pmatrix} \right| + \left| \begin{pmatrix} -e -a \cdot \cos(\alpha)\\ -b\cdot \sin(\alpha)\end{pmatrix} \right|\\ =\sqrt{(e-a\cdot \cos(\alpha))^{2}+(-b\cdot \sin(\alpha))^{2}} + \sqrt{(-e-a\cdot \cos(\alpha))^{2}+(-b\cdot \sin(\alpha))^{2}}$$

Allerdings weiß ich absolut nicht, wie ich nun den Term so vereinfachen soll, dass dabei das Ergebnis "2b" herauskommt. Könnte mir jemand eventuell weiterhelfen?

Vielen Dank im Voraus!

Avatar von

1 Antwort

+1 Daumen
 
Beste Antwort

Hallo Teez,

es ist ein wenig tricky. Multipliziere das ganze zunächst aus. Setze dann für das \(a^2 = b^2 + e^2\), so dass das \(\sin(\alpha)\) raus fällt und anschließend wieder zurück \(b^2 + e^2 = a^2\): $$= \sqrt{(e-a\cdot \cos(\alpha))^{2}+(-b \cdot \sin(\alpha))^{2}} + \sqrt{(-e-a\cdot \cos(\alpha))^{2}+(-b \cdot \sin(\alpha))^{2}} \\ = \sqrt{ e^2 - 2ae\cos(\alpha) + a^2 \cos^2(\alpha) + b^2\sin^2(\alpha)} + \sqrt{e^2 + 2ae\cos(\alpha) + a^2\cos^2(\alpha) + b^2\sin^2(\alpha)} \\ = \sqrt{ e^2 - 2ae\cos(\alpha) + e^2\cos^2(\alpha) + b^2 \cos^2(\alpha) + b^2\sin^2(\alpha)} + \dots \\ = \sqrt{ e^2 - 2ae\cos(\alpha) + e^2\cos^2(\alpha) + b^2} + \dots \\ = \sqrt{ a^2 - 2ae\cos(\alpha) + e^2\cos^2(\alpha)} + \dots \\ = \sqrt{(a - e\cos(\alpha))^2} + \sqrt{(a + e\cos(\alpha))^2} \\ = a - e\cos(\alpha) + a + e\cos(\alpha) \\ = 2a$$Die zweite Wurzel habe ich oben nicht ausgeführt, da diese sich nur durch das Vorzeichen vor \(2ae\cos(\alpha)\) von der ersten unterscheidet.

Und das Ergebnis ist \(2a\) und nicht \(2b\) ;-)

Gruß Werner

Avatar von 48 k

Vielen, vielen Dank für Ihre Antwort!

Ich bin Ihnen so dankbar dafür! Das hat mir unglaublich weitergeholfen.

... ja das freut mich :-)

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Ähnliche Fragen

0 Daumen
0 Antworten
+2 Daumen
2 Antworten
0 Daumen
1 Antwort
0 Daumen
1 Antwort
0 Daumen
1 Antwort

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community