Question Number 37137 by rahul 19 last updated on 09/Jun/18
$$\mathrm{Find}\:\mathrm{minimum}\:\mathrm{distance}\:\mathrm{between} \\ $$$$\mathrm{y}^{\mathrm{2}} =\mathrm{8}{x}\:{and}\:{x}^{\mathrm{2}} +\left({y}+\mathrm{6}\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{1}. \\ $$
Commented by tanmay.chaudhury50@gmail.com last updated on 09/Jun/18
Commented by tanmay.chaudhury50@gmail.com last updated on 09/Jun/18
$${from}\:{graph}\:{it}\:{is}\:{seen}\:{that}\left(\mathrm{2},−\mathrm{4}\right)\:{lies}\:{on}\:{y}^{\mathrm{2}} =\mathrm{8}{x} \\ $$$$\left(\mathrm{2},−\mathrm{4}\right)\:{is}\:{nearest}\:{point}\:{to}\:{the}\:{circle} \\ $$$${distance}\:{between}\:{centre}\:{of}\:{circle}\left(\mathrm{0},−\mathrm{6}\right)\:{and}\: \\ $$$$\left(\mathrm{2},−\mathrm{4}\:{is}\right. \\ $$$$\sqrt{\left(\mathrm{2}−\mathrm{0}\right)^{\mathrm{2}} +\left(−\mathrm{4}+\mathrm{6}\right)^{\mathrm{2}} \:}\:\:=\sqrt{\mathrm{4}+\mathrm{4}}\:\:=\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}} \\ $$$${so}\:{minimum}\:{distance}=\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}}\:\:−\mathrm{1} \\ $$$${pls}\:{check} \\ $$
Commented by rahul 19 last updated on 09/Jun/18
$$\mathrm{Sir},\:\mathrm{how}\:\mathrm{do}\:\mathrm{you}\:\mathrm{conclude}\:\left(\mathrm{2},−\mathrm{4}\right)\:\mathrm{is}\:\mathrm{the} \\ $$$$\mathrm{nearest}\:\mathrm{point}\:\mathrm{to}\:\mathrm{circle}. \\ $$$$\mathrm{Also}\:\mathrm{sol}.\:\mathrm{using}\:\mathrm{parametric}\:\mathrm{coordinates} \\ $$$$\mathrm{is}\:\mathrm{welcome}! \\ $$
Commented by rahul 19 last updated on 09/Jun/18
$$\mathrm{I}\:\mathrm{have}\:\mathrm{made}\:\mathrm{this}\:\mathrm{random}\:\mathrm{problem}\:\mathrm{myself} \\ $$$$\mathrm{so}\:\mathrm{i}\:\mathrm{don}'\mathrm{t}\:\mathrm{have}\:\mathrm{any}\:\mathrm{answer}. \\ $$
Answered by tanmay.chaudhury50@gmail.com last updated on 09/Jun/18
$$\left(\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} ,\mathrm{4}{t}\right)\:{liez}\:{on}\:{y}^{\mathrm{2}} =\mathrm{8}{x} \\ $$$${distance}\:{between}\:\left(\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} ,\mathrm{4}{t}\right)\:{and}\:{the}\:{centre}\left(\mathrm{0},−\mathrm{6}\right) \\ $$$${to}\:{be}\:{minimum} \\ $$$${s}=\sqrt{\left(\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{0}\right)^{\mathrm{2}} +\left(\mathrm{4}{t}+\mathrm{6}\right)^{\mathrm{2}} \:} \\ $$$${s}^{\mathrm{2}} =\mathrm{4}{t}^{\mathrm{4}} +\mathrm{16}^{\mathrm{2}} +\mathrm{48}{t}+\mathrm{36} \\ $$$${s}^{\mathrm{2}} =\mathrm{4}\left({t}^{\mathrm{4}} +\mathrm{4}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{12}{t}+\mathrm{9}\right) \\ $$$$\mathrm{2}{s}\frac{{ds}}{{dt}}=\mathrm{4}\left(\mathrm{4}{t}^{\mathrm{3}} +\mathrm{8}{t}+\mathrm{12}\right) \\ $$$${for}\:{min}\:{or}\:{max} \\ $$$$\frac{{ds}}{{dt}}=\mathrm{0}=\mathrm{4}{t}^{\mathrm{3}} +\mathrm{8}{t}+\mathrm{12} \\ $$$${t}^{\mathrm{3}} +\mathrm{2}{t}+\mathrm{3}=\mathrm{0} \\ $$$$={t}^{\mathrm{3}} +{t}^{\mathrm{2}} −{t}^{\mathrm{2}} −{t}+\mathrm{3}{t}+\mathrm{3} \\ $$$$={t}^{\mathrm{2}} \left({t}+\mathrm{1}\right)\:\:\:−{t}\left({t}+\mathrm{1}\right)\:\:\:+\mathrm{3}\left({t}+\mathrm{1}\right) \\ $$$$=\left({t}+\mathrm{1}\right)\left({t}^{\mathrm{2}} −{t}+\mathrm{3}\right) \\ $$$${s}\frac{{ds}}{{dt}}=\mathrm{2}\left(\mathrm{4}{t}^{\mathrm{3}} +\mathrm{8}{t}+\mathrm{12}\right) \\ $$$${s}\frac{{ds}}{{dt}}=\mathrm{8}\left({t}^{\mathrm{3}} +\mathrm{2}{t}+\mathrm{3}\right) \\ $$$${s}\frac{{d}^{\mathrm{2}} {s}}{{dt}^{\mathrm{2}} }+\left(^{} \frac{{ds}}{{dt}}\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{8}\left(\mathrm{3}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}\right) \\ $$$${put}\:{t}=−\mathrm{1}\:{in}\mathrm{8}\left(\mathrm{3}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}\right)\:{is}\mathrm{40}>\mathrm{0} \\ $$$$+{ve}\:{so} \\ $$$${min}\:{distance}\:=\sqrt{\mathrm{2}^{\mathrm{2}} +\left(−\mathrm{4}+\mathrm{6}\right)^{\mathrm{2}} }\:{from}\:{centre} \\ $$$$=\sqrt{\mathrm{8}}\:\:=\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}} \\ $$$${required}\:{distance}=\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}}\:−\mathrm{1} \\ $$$$ \\ $$$$ \\ $$$${o} \\ $$
Answered by MJS last updated on 10/Sep/18
$$\mathrm{the}\:\mathrm{minimum}\:\mathrm{distance}\:\mathrm{between}\:\mathrm{the}\:\mathrm{circle}\:\mathrm{and} \\ $$$$\mathrm{the}\:\mathrm{parabola}\:\mathrm{is}\:\mathrm{the}\:\mathrm{mininum}\:\mathrm{distance}\:\mathrm{between} \\ $$$$\mathrm{the}\:\:\mathrm{center}\:\mathrm{of}\:\mathrm{the}\:\mathrm{circle}\:\mathrm{and}\:\mathrm{the}\:\mathrm{parabola} \\ $$$$\mathrm{minus}\:\mathrm{the}\:\mathrm{radius}\:\mathrm{of}\:\mathrm{the}\:\mathrm{circle} \\ $$$$ \\ $$$${P}\in{par}\:\left(\mathrm{negative}\:\mathrm{branch}\right):\:{P}=\begin{pmatrix}{{x}}\\{−\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}{x}}}\end{pmatrix} \\ $$$$\mathrm{center}\:\mathrm{of}\:\mathrm{circle}:\:{C}=\begin{pmatrix}{\mathrm{0}}\\{−\mathrm{6}}\end{pmatrix} \\ $$$$\mid{PC}\mid^{\mathrm{2}} ={x}^{\mathrm{2}} +\left(−\mathrm{6}+\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}{x}}\right)^{\mathrm{2}} ={x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{8}{x}−\mathrm{24}\sqrt{\mathrm{2}{x}}+\mathrm{36} \\ $$$$\frac{{d}}{{dx}}\left[{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{8}{x}−\mathrm{24}\sqrt{\mathrm{2}{x}}+\mathrm{36}\right]=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{2}{x}−\frac{\mathrm{12}\sqrt{\mathrm{2}{x}}}{{x}}+\mathrm{8}=\mathrm{0}\:\Rightarrow \\ $$$$\Rightarrow\:{x}\left({x}−\mathrm{2}\right)\left({x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{10}{x}+\mathrm{36}\right)=\mathrm{0} \\ $$$${x}_{\mathrm{1}} =\mathrm{0}\:\mathrm{is}\:\mathrm{a}\:\mathrm{local}\:\mathrm{maximum} \\ $$$${x}_{\mathrm{2}} =\mathrm{2}\:\mathrm{is}\:\mathrm{a}\:\mathrm{local}\:\mathrm{minimum} \\ $$$$ \\ $$$${P}=\begin{pmatrix}{\mathrm{2}}\\{−\mathrm{4}}\end{pmatrix} \\ $$$$\mid{PC}\mid=\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{8}{x}−\mathrm{24}\sqrt{\mathrm{2}{x}}+\mathrm{36}}=\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{minimum}\:\mathrm{distance}\:=\mid{PC}\mid−{r}=\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}}−\mathrm{1} \\ $$
Commented by ajfour last updated on 09/Jun/18
$${Great}!\:{Sir}. \\ $$$$\left({but}\:{why}\:{did}\:{you}\:{delete}\:{your}\:{post}\right. \\ $$$$\left.{of}\:{several}\:{integration}\:{questions}?\right) \\ $$
Commented by MJS last updated on 09/Jun/18
$$\mathrm{I}\:\mathrm{made}\:\mathrm{some}\:\mathrm{mistakes},\:\mathrm{will}\:\mathrm{post}\:\mathrm{the}\:\mathrm{corrected} \\ $$$$\mathrm{version}\:\mathrm{soon} \\ $$