橢圓的標準方程

橢圓的標準方程

橢圓的標準方程共分兩種情況:

焦點在x軸時,橢圓的標準方程是:x^2/a^2+y^2/b^2=1,(a>b>0);

當焦點在y軸時,橢圓的標準方程是:y^2/a^2+x^2/b^2=1,(a>b>0);

其中a^2-c^2=b^2

推導:PF1+PF2>F1F2(P為橢圓上的點 F為焦點)

基本介紹

  • 中文名:橢圓標準方程
  • 外文名:Standard equation of the ellipse
  • 別稱:線條
  • 表達式:x^2/a^2+y^2/b^2=1
  • 提出者:數學家
  • 提出時間:19世紀
  • 套用學科:數學
  • 適用領域範圍:數學幾何,解析幾何
  • 適用領域範圍:數學,物理
方程推導,非標準方程,幾何性質,X,Y的範圍,對稱性,計算方法,

方程推導

橢圓的標準方程
設橢圓的兩個焦點分別為F1,F2,它們之間的距離為2c,橢圓上任意一點到F1,F2的距離和為2a(2a>2c)。
以F1,F2所在直線為x軸,線段F1F2的垂直平分線為y軸,建立直角坐標系xOy,則F1,F2的坐標分別為(-c,0),(c,0)。
設P(x,y)為橢圓上任意一點,根據橢圓定義知
PF1+PF2=2a
將方程兩邊同時平方,化簡得
兩邊再平方,化簡得
,設
,得
兩邊同除以
,得
這個形式是橢圓的標準方程
通常認為是橢圓的一種特殊情況。

非標準方程

其方程是二元二次方程,可以利用二元二次方程的性質進行計算,分析其特性。

幾何性質

X,Y的範圍

當焦點在X軸時 -a≤x≤a,-b≤y≤b
當焦點在Y軸時 -b≤x≤b,-a≤y≤a

對稱性

不論焦點在X軸還是Y軸,橢圓始終關於X/Y/原點對稱。
頂點:
焦點在X軸時:長軸頂點:(-a,0),(a,0)
短軸頂點:(0,b),(0,-b)
焦點在Y軸時:長軸頂點:(0,-a),(0,a)
短軸頂點:(b,0),(-b,0)
注意長短軸分別代表哪一條軸,在此容易引起混亂,還需數形結合逐步理解透徹。
焦點:
當焦點在X軸上時焦點坐標F1(-c,0)F2(c,0)
當焦點在Y軸上時焦點坐標F1(0,-c)F2(0,c)

計算方法

((其中
分別是橢圓的長半軸、短半軸的長,可由圓的面積可推導出來)或
(其中
分別是橢圓的長軸,短軸的長)。
圓和橢圓之間的關係:
橢圓包括圓,圓是特殊的橢圓。

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