橢圓的標準方程x和y怎麼求
橢圓的標準方程共分兩種情況[1]:
當焦點在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)
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
方程推導
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,建立直角座標系xOy,則F1,F2的座標分別為(-c,0),(c,0)。
設M(x,y)為橢圓上任意一點,根據橢圓定義知
|MF1|+|MF2|=2a,(a>0)
即
將方程兩邊同時平方,化簡得
兩邊再平方,化簡得
又
設
得
兩邊同除以 ,得
這個形式是橢圓的標準方程。
通常認為圓是橢圓的一種特殊情況[2] 。
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[3] 。
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[4] 。
焦點:
當焦點在X軸上時焦點座標F1(-c,0)F2(c,0)
當焦點在Y軸上時焦點座標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)[5] 。
圓和橢圓之間的關係:
橢圓包括圓,圓是特殊的橢圓。
參考資料
[1] 曹才翰.中國中學教學百科全書:數學卷[M].瀋陽:瀋陽出版社
[2] 沈金興. 數學文化視角下的橢圓標準方程推導[J]. 數學通訊, 2015(8):