타원 64x2+y2=1 위의 제1사분면의 점을 (8cosθ,sinθ) (0<θ<2π)라 하면접선 l의 방정식은 xcosθ+8ysinθ=8이다.
Advice. 타원 a2x2+b2y2=1 위의 점의 좌표는 (acosθ,bsinθ)라고 놓는 게 편하다.
직선 l과 직선 y=−1의 교점 A의 좌표는 (cosθ8(sinθ+1),−1)이고,직선 l과 y축의 교점 B의 좌표는 (0,sinθ1)이다.
따라서 △ABC의 넓이는 S(θ)=sinθcosθ4(sinθ+1)2 (0<θ<2π)이다.
S(θ)를 θ에 대하여 미분하면
S′(θ)=4×sin2θcos2θ2(sinθ+1)cosθ⋅sinθcosθ−(sinθ+1)2(cos2θ−sin2θ)S′(θ)=4(sinθ+1)2×sin2θcos2θ2sinθ−1
이고 (0,2π)에서 함수 S(θ)의 증가와 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.
| θ | (0) | ⋯ | 6π | ⋯ | (2π) |
|---|
| S′(θ) | | - | 0 | + | |
| S(θ) | | ↘ | 123 | ↗ | |
따라서 (0,2π)에서 θ=6π일 때 S(θ)는 최솟값을 갖는다.그러므로 θ=6π일 때 △ABC의 넓이의 최솟값은 123이다.