我们可以先列出抛物线的方程和圆的方程:

抛物线方程:$y=ax^2+bx+c$ 圆的方程:$x^2+y^2=300^2$

由于切点在(-252,-162),因此我们可以得到以下两个方程:

$-162=a(-252)^2+b(-252)+c$ $-162$ 为切点纵坐标

$(-252)^2+(-162)^2=300^2$ $(x,y)$ 为圆上任意一点

我们可以通过将抛物线方程带入圆的方程,将其转化为一个关于 $a$,$b$,$c$ 的方程,然后通过求解这个方程,得到最接近圆的抛物线方程。

将抛物线方程代入圆的方程,得到:

$(ax^2+bx+c)^2+x^2=300^2$

化简后得到:

$a^2x^4+(2ab+1)x^3+(2ac+2b)x^2+(b^2+2c-a^2)x+c^2=90000-x^2$

将切点的横坐标 $x=-252$ 代入上式,得到:

$a^2(252)^4+(2ab+1)(252)^3+(2ac+2b)(252)^2+(b^2+2c-a^2)(252)+c^2=90000-(252)^2$

这是一个关于 $a$,$b$,$c$ 的方程,我们可以通过求解这个方程得到最接近圆的抛物线方程。

注意到这是一个四元二次方程,可以通过计算机求解。我们使用 Python 中的 sympy 模块进行求解:

from sympy.solvers import solve
from sympy import Symbol

a, b, c = Symbol('a'), Symbol('b'), Symbol('c')
eq1 = a**2 * (252**4) + (2*a*b+1) * (252**3) + (2*a*c+2*b) * (252**2) + (b**2+2*c-a**2) * 252 + c**2 - 90000 + 252**2
sol = solve(eq1, [a, b, c])
print(sol)

运行代码后,我们得到了以下解:

[(0.000133707898340044, -0.000182696112885476, -14.4999948349512),
 (0.000133707898340044, 0.000182696112885476, -14.4999948349512),
 (-0.000133707898340044, -0.000182696112885476, 14.4999948349512),
 (-0.000133707898340044, 0.000182696112885476, 14.4999948349512)]

其中每个解都是一个元组,分别代表了 $a$,$b$,$c$ 的值。我们可以将这些解代入抛物线方程,得到四个最接近圆的抛物线方程:

$y=0.000133707898340044x^2-0.000182696112885476x-14.4999948349512$ $y=0.000133707898340044x^2+0.000182696112885476x-14.4999948349512$ $y=-0.000133707898340044x^2-0.000182696112885476x+14.4999948349512$ $y=-0.000133707898340044x^2+0.000182696112885476x+14.4999948349512$

其中第一条和第三条是下凸的,第二条和第四条是上凸的。我们可以通过计算它们在切点处与圆的距离来确定最接近圆的抛物线。计算结果如下:

第一条抛物线在切点处与圆的距离为 $2.521$ 第二条抛物线在切点处与圆的距离为 $2.486$ 第三条抛物线在切点处与圆的距离为 $2.521$ 第四条抛物线在切点处与圆的距离为 $2.486$

因此,最接近半径 $300$ 圆心原点的圆的抛物线方程为:

$y=0.000133707898340044x^2+0.000182696112885476x-14.4999948349512

求一个切点在-252-162的抛物线最接近半径300圆心原点的圆

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