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  • 1 # 快樂與我同行9

    方程 x^2/a^2+y^2/b^2=1 證明:

    ①假設橢圓x2/a2+y2/b2=1有任一點m(x,y),m點法線與f1m夾角如果等於m點法線與f2m夾角,則滿足光的反射定律,下面證明這兩個夾角相等。

    ②因為法線與該點切線垂直,故此,先求切線斜率:

    (要用到微分的知識)

    對x2/a2+y2/b2=1兩端微分:

    2xdx/a2+2ydy/b2=0

    dy/dx=-b2x/a2y

    這是切線的斜率,法線與切線垂直,所以法線斜率k=a2y/b2x 。

    l1*l2 ---(如果l1的角度是α,l2的角度是β,l1*l2的角度=α+β)

    n2 ---(如果n的角度是γ,則n2的角度就是2γ)

    先在法線n上擷取一個複數(模大小不影響方向):n=b2x+a2y.i

    n2

    =(b2x+a2y.i)2

    =b^4*x2-a^4*y2+2a2b2xy.i

    =[(b^4*x2+a2b2y2)-a2b2y2]-[a^4*y2+a2b2x2]+a2b2x2+2a2b2xy.i ----配項

    =b2(b2x2+a2y2)-a2b2y2-a2(a2y2+b2x2)+a2b2x2+2a2b2xy.i

    =b2*a2b2-a2b2y2-a2*a2b2+a2b2x2+2a2b2xy.i

    n2/a2b2=b2-a2+(x2-y2+2xy.i)

    =(x+y.i)2-c2

    =(x+y.i+c)(x+y.i-c)

    點m的複數表示是x+y.i,x+y.i-c代表向量f1m,x+y.i+c代表向量f2m

    因此n2/a2b2=k*l1*l2 (k是實數)

    法線單位向量n2=l1*l2

    2γ=α+β

    γ=(α+β)/2

    法線是∠f1mf2的角平分線。

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