對解析幾何中橢圓的基本認識

2022-09-19 13:09:12 字數 1008 閱讀 9793

橢圓的標準方程準確來說是在這個位置擺放的橢圓的方程。

圖中的 \(c\) 是乙個動點,橢圓的乙個定義是,\(|ac|+|bc|=定值\),一般設這個定值為 \(2a\)。

\(|ab|\) 稱為焦距,一般設為 \(2c\)。

一般設乙個 \(b=\sqrt\),可以看出在圖中所示的位置 \(|cd|=b\)。

很容易可以看出 \(b\) 是橢圓的短半軸長,另外,\(a\) 是橢圓的長半軸長。

橢圓的離心率是 \(e=\cfrac ca\),\(\dfrac ca=\sqrt}=\sqrt}=\sqrt}\),可以看出,橢圓越扁,或者說越苗條,這個離心率就越大,同時 \(c=\sqrt\) 也越大,也就是說可以把離心率理解成兩個焦點偏離中心的程度,而且這個離心率的大小在 \((0,1)\) 之間。

現在推導橢圓方程。

\[\begin

\sqrt+\sqrt&=2a\\

(x+c)^2+y^2&=4a^2+(x-c)^2+y^2-4a\sqrt\\

a-\frac cax&=\sqrt\\

(a-\frac cax)^2&=(x-c)^2+y^2\\

(\frac-1)x^2-y^2&=c^2-a^2\\

\frac-\frac&=1\\

\frac+\frac&=1

\end

\]這個方程可以有一些變形。

可以發現,橢圓的關鍵資料就是 \(a,b,c\)。

那麼,如果長軸沿著 \(y\) 軸呢?嘗試後可以發現,把標準方程的 \(x\) 和 \(y\) 交換就行了。

但是現在標準方程所能表示的也只有中心在原點,長軸平行於 \(x\) 或 \(y\) 軸的橢圓,雖說可以通過簡單的平移讓標準方程能表示的橢圓變多,但標準方程是不能表示平面中所有橢圓的。

順便一提,當 \(a=b\) 時,橢圓變成乙個圓,離心率為 \(0\),而且橢圓的方程此時也變成了圓的方程。

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