Bài tự luận Một số bài toán thuộc chuyên đề Toán học 10–11–12 · Bài 27
Mặt Trăng chuyển động theo một quỹ đạo là đường elip có tâm sai bằng 0,0549 và nhận tâm Trái Đất là một tiêu điểm. Biết khoảng cách gần nhất giữa tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng là $362600\,\text{km}$. Tính khoảng cách xa nhất giữa tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng.
Nguồn: https://www.universetoday.com
Xem lời giải
Lời giải
Chọn hệ trục toạ độ sao cho tâm Trái Đất trùng với tiêu điểm $F_{1}$ của elip và trục Ox đi qua hai tiêu điểm của elip, đơn vị trên các trục toạ độ là kilômét.
Khi đó phương trình của elip có dạng $\frac{x^{2}}{a^{2} }+\frac{y^{2}}{b^{2} }=1(a>b>0)$.
Gọi toạ độ của Mặt Trăng là $M(x;y)$ thì khoảng cách giữa tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng là $MF_{1}=a-ex\geq a- ea$ (vì $x\leq a$). Do đó khoảng cách gần nhất giữa tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng là $a-ea$, suy ra $a-ea=362600\Rightarrow a=\frac{362600}{1-e}$.
Mặt khác vì $x\geq -a$ nên $a-ex\leq a+ ea$ nên khoảng cách xa nhất giữa tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng là $a+ ea =a(1+e)=\frac{362600}{1-e}(1+e)\approx 404726$ (km).
Vậy khoảng cách xa nhất giữa tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng là 404726 km.