Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Видео:Математика без Ху!ни. Кривые второго порядка. Эллипс.Скачать

Математика без Ху!ни. Кривые второго порядка. Эллипс.

Кривые второго порядка

Эллипсом называется множество точек плоскости, сумма расстояний от каждой из которых до двух данных, называемых фокусами, есть величина постоянная, равная 2a, и большая чем расстояние между фокусами, равное 2c (рисунок 6).

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид
Рисунок 6

Простейшее каноническое уравнение эллипса получается в системе координат, в которой за ось абсцисс выбрана прямая, соединяющая фокусы, начало координат 0 − середина отрезка, концами которого служат фокусы, ось ординат – прямая, проходящая перпендикулярно оси ОX через точку 0. Тогда уравнение эллипса примет следую-
щий вид:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

где Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

При таком выборе системы координат оси координат совпадают с осями симметрии эллипса, а начало координат − с центром симметрии. Точки А1(a; 0), А2(–a; 0), В1(0; b), В2(0; –b) называются вершинами эллипса. Отрезки, заключенные между вершинами, называются осями эллипса: большая (фокальная) ось А1А2 = 2a, малая ось В1В2 = 2b. Параметры a и b уравнения равны полуосям эллипса. Эксцентриситетом (e) эллипса называется отношение расстояния (2c) между фокусами к большей оси (2a), т. е. Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид; очевидно, что e

Пример 11. Составить каноническое уравнение эллипса, зная, что малая полуось равна 3 и эксцентриситет Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Уравнение будем искать в виде Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Из условия b = 3. Так как с одной стороны Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, а с другой стороны по условию Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видто Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видОткуда Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видДля эллипса параметры a, b, c связаны соотношением Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видПоэтому, подставляя значения b и c, получим уравнение

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Ответ: Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Тест 22. Уравнение эллипса, полуоси которого равны a = 3, b = 2, имеет вид:

1) Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

2) Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

3) Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Тест 23. Дано уравнение эллипса Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Вычислить длину осей, фокусное расстояние, эксцентриситет:

1) 16; 9; 25; Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

2) 8; 6; 2 Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видУравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Пример 12. Дан эллипс Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видНаписать уравнение его директрис.

Уравнения директрис следующие: Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид. Из уравнения а 2 = 36,
b 2 = 20. Следовательно, a = 6, Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видили с = 4. Найдем e = Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видПодставим в уравнения Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Уравнение эллипса, центр которого находится в точке (х0; у0), а оси симметрии параллельны осям координат, имеет вид

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Тест 24. Центр эллипса Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет виднаходится в точке:

Гиперболой называется множество точек плоскости, модуль разности от каждой из которых до двух данных точек, называемых фокусами, есть величина постоянная, равная 2a, и меньшая чем расстояние между фокусами, равное 2c (рисунок 7).

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Простейшее каноническое уравнение гиперболы имеет вид

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид (1)

Прямая, соединяющая фокусы F1, F2 гиперболы, служит осью абсцисс, начало координат находится в середине между фокусами; при этом оси координат совпадают с осями симметрии гиперболы, начало координат – с ее центром симметрии (оси и центр гиперболы).

Гипербола имеет две действительные вершины А1(a; 0), А2(–a; 0) на фокальной оси; отрезок А1А2 = 2a называется действительной осью гиперболы, отрезок В1В2 = 2b – мнимой осью гиперболы. Таким образом, параметры a и b в уравнении гиперболы равны длинам действительной и мнимой полуосей соответственно.

Если a = b, то гипербола называется равносторонней.

Если мнимая ось гиперболы имеет длину 2a и направление по оси x, а действительная ось, длиной 2b, совпадает с осью y, то уравнение такой гиперболы имеет следующий вид:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид (2)

где Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Гиперболы (1) и (2) называются сопряженными гиперболами.

Эксцентриситетом гиперболы называется отношение расстояния между фокусами к действительной оси: e = Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види при этом e > 1. Директрисами гиперболы называются прямые, перпендикулярные к фокальной оси и отстоящие на расстоянии, равном Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видУравнения директрис следующие: Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видАсимптоты гиперболы определяются равенствами Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Если точка, двигаясь по гиперболе, неограниченно удаляется, то расстояние ее от одной из асимптот стремится к нулю. Асимптоты являются диагоналями прямоугольника со сторонами 2a, 2b (рисунок 7).

Пример 13.Составить уравнение гиперболы, оси которой совпадают с осями координат, зная, что:

1. Расстояние между вершинами равно 8, а расстояние между фокусами – 10.

2. Действительная ось равна 6, гипербола проходит через точку
(9; –4).

1. Уравнение гиперболы имеет вид Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Так как расстояние между вершинами равно 8, то 2a = 8 или a = 4. Учитывая, что расстояние между фокусами равно 10, имеем 2c = 10, откуда c = 5. Найдем b 2 из соотношения b 2 = c 2 – а 2 , т. е. b 2 = 5 2 – 4 2 =
= 25 – 16 = 9.

Ответ: Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

2. Так как действительная ось равна 6, то 2a = 6 или a =3. Поэтому уравнение гиперболы принимает вид Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видПоскольку гипербола проходит через точку (9; –4), то ординаты этой точки обращают уравнение в истинное равенство, т. е. Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видили Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видили 9 – 1 = Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видили b 2 = Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид= 2.

Ответ: Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Тест 25. Уравнение гиперболы, действительная ось которой равна 10 и лежит на оси ОX, а мнимая ось равна 16 и лежит на оси ОY, имеет вид:

1) Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

2) Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

3) Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Тест 26. Дано уравнение гиперболы Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видВычислить длину осей, фокусное расстояние, эксцентриситет:

1) 10; 16; 2 Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видУравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

2) 4; 5; Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видУравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

3) 5; 4; Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видУравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Пример 14. Дана гипербола Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видНаписать уравнение ее директрис и асимптот.

Из уравнения а 2 = 16, b 2 = 25. Откуда a =4, b =5. Найдем Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видТогда уравнения директрис следующие: Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, или x = Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, или x = Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Уравнения асимптот Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видпосле подстановки a, b принимают вид y = Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Ответ: x = Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видy = Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Тест 27. Указать, принадлежит ли точка (0; 2) гиперболе Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид= 1:

Уравнение гиперболы, центр которой находится в точке (х0; у0), действительная ось совпадает с осью ОX, мнимая – с осью ОY, имеет вид

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Тест 28. Центр гиперболы Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет виднаходится в точке:

Ответы на тестовые задания

Номер теста
Правильный ответ

Парабола

Параболой называется геометрическое место точек, равноудаленных от данной точки, называемой фокусом параболы, и данной прямой, называемой директрисой параболы (рисунок 8).

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид
Рисунок 8

Если за ось абсцисс принять перпендикулярную прямую, проведенную из фокуса к директрисе, а начало координат поместить посередине между фокусом и директрисой, то уравнение параболы примет вид

где р – параметр параболы, расстояние от фокуса параболы до ее директрисы.

Парабола имеет одну ось симметрии, которая совпадает при таком выборе системы координат с осью X. Единственная вершина параболы совпадает с началом координат и является единственной точкой пересечения параболы с осями.

Пример 15. Составить уравнение параболы, зная, что фокусы имеют координаты (0; 5), ось ординат служит осью симметрии, а вершина находится в начале координат.

Так как осью симметрии является ось ОY, то уравнение будет иметь вид х 2 = 2ру, так как фокус в общем случае имеет координаты Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, то исходя из условия имеем Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид= 5, откуда p = 10. Таким образом, х 2 = 2 × 10 × у или х 2 = 20у – искомое уравнение.

Тест 29. В уравнении параболы у 2 = 3х значение параметра p равно:

2) Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид;

Тест 30. Среди уравнений второго порядка указать уравнение гиперболы:

1) Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

2) Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

3) Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Если вершина параболы находится в точке (x0; y0), то ее каноническое уравнение примет следующий вид:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Ответы на тестовые задания

Номер теста
Правильный ответ

Векторная алгебра

При изучении различных разделов экономики, механики, физики, других учебных дисциплин приходится иметь дело с величинами, для характеризации которых в выбранной системе единиц достаточно указать их численные значения. Эти величины называются скалярными. К числу скалярных величин можно отнести длину, площадь, объем, массу, температуру и т. п. Встречаются, тем не менее, такие величины, для определения которых необходимо знать их направления в пространстве. Указанные величины будем называть векторными. Примерами векторных величин являются сила, скорость, ускорение.

Геометрические векторные величины изображаются с помощью направленных отрезков.

Связанным вектором (или направленным отрезком) называется любой отрезок прямой, если только указано, какая из двух ограничивающих его точек является начальной, какая – конечной. Если точка А – начало отрезка, а точка В – его конец, то связанный вектор будем обозначать Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видЕго направление будем указывать стрелкой, идущей от начала А к концу В.

Длиной Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид(или модулем) связанного вектора Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видназывается длина отрезка АВ. Связанный вектор, у которого начало и конец совпадают, называется нулевым. Нулевой вектор обозначается 0, его длина равна 0: Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видон направления не имеет.

Связанные векторы Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видназываются сонаправленными, если являются сонаправленными лучи Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види противоположно направленными – если противоположно направлены эти лучи.

Два ненулевых связанных вектора Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видназовем равными (это обозначается Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид= Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид), если они сонаправлены и имеют одинаковую длину.

Свободным вектором а (или просто вектором) назовем множество равных между собой связанных векторов. При дальнейшем из контекста будет ясно, какой вектор имеется в виду (связанный или свободный). Для задания вектора достаточно указать какой-либо один вектор из всего множества <AB, CD, MN, ¼> равных связанных векторов, например, Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид(рисунок 9).

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Рассмотренные понятия (длина, направление и т. п.), которые введены для связанных векторов, имеют аналоги также и для свободных. Часто векторы обозначают одной жирной строчной буквой: Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид= а (рисунок 10).

Линейные операции над векторами

Определим для свободных векторов операции их сложения, вычитания, умножения вектора на действительное число.

Суммой двух векторов a и b по правилу треугольника называется такой третий вектор с, что начало его совпадает с началом вектора а, а конец – с концом вектора b.

Иногда вместо с = а+bпишут Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видСуммой а1 +а2 +…
… + аn конечного числа векторов называется такой вектор а, который замыкает ломаную линию, построенную из данных векторов а1, а2,…, аn таким образом, что начало каждого последующего вектора совпадает с концом предыдущего. Указанный вектор а направлен из начала первого вектора суммы в конец последнего (правило многоугольника) (рисунок 10).

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

c = a + b

На рисунке 11 изображена сумма а = а1 + а2 + а3 + а4 + а5 векторов а1, а2, а3, а4, а5.

Произведением вектора а на число a называется вектор b = a а, длина которого равна Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет виднаправление которого совпадает с направлением а, если a > 0, и противоположно направлению а, если
a 0 будем обозначать единичный вектор, имеющий направление вектора а.

Видео:§28 Эксцентриситет эллипсаСкачать

§28 Эксцентриситет эллипса

Кривые второго порядка. Эллипс: формулы и задачи

Видео:165. Найти фокусы и эксцентриситет эллипса.Скачать

165. Найти фокусы и эксцентриситет эллипса.

Понятие о кривых второго порядка

Кривыми второго порядка на плоскости называются линии, определяемые уравнениями, в которых переменные координаты x и y содержатся во второй степени. К ним относятся эллипс, гипербола и парабола.

Общий вид уравнения кривой второго порядка следующий:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид,

где A, B, C, D, E, F — числа и хотя бы один из коэффициентов A, B, C не равен нулю.

При решении задач с кривыми второго порядка чаще всего рассматриваются канонические уравнения эллипса, гиперболы и параболы. К ним легко перейти от общих уравнений, этому будет посвящён пример 1 задач с эллипсами.

Видео:Уравнение эллипса. Нахождение вершин и фокусовСкачать

Уравнение эллипса. Нахождение вершин и фокусов

Эллипс, заданный каноническим уравнением

Определение эллипса. Эллипсом называется множество всех точек плоскости, таких, для которых сумма расстояний до точек, называемых фокусами, есть величина постоянная и бОльшая, чем расстояние между фокусами.

Фокусы обозначены как Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видна рисунке ниже.

Каноническое уравнение эллипса имеет вид:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид,

где a и b (a > b) — длины полуосей, т. е. половины длин отрезков, отсекаемых эллипсом на осях координат.

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Прямая, проходящая через фокусы эллипса, является его осью симметрии. Другой осью симметрии эллипса является прямая, проходящая через середину отрезка Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видперпендикулярно этому отрезку. Точка О пересечения этих прямых служит центром симметрии эллипса или просто центром эллипса.

Ось абсцисс эллипс пересекает в точках (a, О) и (- a, О), а ось ординат — в точках (b, О) и (- b, О). Эти четыре точки называются вершинами эллипса. Отрезок между вершинами эллипса на оси абсцисс называется его большой осью, а на оси ординат — малой осью. Их отрезки от вершины до центра эллипса называются полуосями.

Если a = b , то уравнение эллипса принимает вид Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид. Это уравнение окружности радиуса a , а окружность — частный случай эллипса. Эллипс можно получить из окружности радиуса a , если сжать её в a/b раз вдоль оси Oy .

Пример 1. Проверить, является ли линия, заданная общим уравнением Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, эллипсом.

Решение. Производим преобразования общего уравнения. Применяем перенос свободного члена в правую часть, почленное деление уравнения на одно и то же число и сокращение дробей:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Ответ. Полученное в результате преобразований уравнение является каноническим уравнением эллипса. Следовательно, данная линия — эллипс.

Пример 2. Составить каноническое уравнение эллипса, если его полуоси соответственно равны 5 и 4.

Решение. Смотрим на формулу канонического уравения эллипса и подставляем: бОльшая полуось — это a = 5 , меньшая полуось — это b = 4 . Получаем каноническое уравнение эллипса:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид.

Точки Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, обозначенные зелёным на большей оси, где

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид,

называются фокусами.

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

называется эксцентриситетом эллипса.

Отношение b/a характеризует «сплюснутость» эллипса. Чем меньше это отношение, тем сильнее эллипс вытянут вдоль большой оси. Однако степень вытянутости эллипса чаще принято выражать через эксцентриситет, формула которого приведена выше. Для разных эллипсов эксцентриситет меняется в пределах от 0 до 1, оставаясь всегда меньше единицы.

Пример 3. Составить каноническое уравнение эллипса, если расстояние между фокусами равно 8 и бОльшая ось равна 10.

Решение. Делаем несложные умозаключения:

— если бОльшая ось равна 10, то её половина, т. е. полуось a = 5 ,

— если расстояние между фокусами равно 8, то число c из координат фокусов равно 4.

Подставляем и вычисляем:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Результат — каноническое уравнение эллипса:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид.

Пример 4. Составить каноническое уравнение эллипса, если его бОльшая ось равна 26 и эксцентриситет Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид.

Решение. Как следует и из размера большей оси, и из уравнения эксцентриситета, бОльшая полуось эллипса a = 13 . Из уравнения эсцентриситета выражаем число c, нужное для вычисления длины меньшей полуоси:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид.

Вычисляем квадрат длины меньшей полуоси:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Составляем каноническое уравнение эллипса:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Пример 5. Определить фокусы эллипса, заданного каноническим уравнением Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид.

Решение. Следует найти число c, определяющее первые координаты фокусов эллипса:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид.

Получаем фокусы эллипса:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Видео:Эллипс (часть 8). Решение задач. Высшая математика.Скачать

Эллипс (часть 8). Решение задач. Высшая математика.

Решить задачи на эллипс самостоятельно, а затем посмотреть решение

Пример 6. Фокусы эллипса расположены на оси Ox симметрично относительно начала координат. Составить каноническое уравнение эллипса, если:

1) расстояние между фокусами 30, а большая ось 34

2) малая ось 24, а один из фокусов находится в точке (-5; 0)

3) эксцентриситет Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, а один из фокусов находится в точке (6; 0)

Видео:Написать каноническое уравнение эллипса, если известны b и cСкачать

Написать каноническое уравнение эллипса, если известны b и c

Продолжаем решать задачи на эллипс вместе

Если Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид— произвольная точка эллипса (на чертеже обозначена зелёным в верхней правой части эллипса) и Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид— расстояния до этой точки от фокусов Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, то формулы для расстояний — следующие:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид.

Для каждой точки, принадлежащей эллипсу, сумма расстояний от фокусов есть величина постоянная, равная 2a.

Прямые, определяемые уравнениями

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид,

называются директрисами эллипса (на чертеже — красные линии по краям).

Из двух вышеприведённых уравнений следует, что для любой точки эллипса

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид,

где Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид— расстояния этой точки до директрис Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид.

Пример 7. Дан эллипс Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид. Составить уравнение его директрис.

Решение. Смотрим в уравнение директрис и обнаруживаем, что требуется найти эксцентриситет эллипса, т. е. Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид. Все данные для этого есть. Вычисляем:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид.

Получаем уравнение директрис эллипса:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Пример 8. Составить каноническое уравнение эллипса, если его фокусами являются точки Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, а директрисами являются прямые Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид.

Решение. Смотрим в уравнение директрис, видим, что в нём можем заменить символ эксцентриситета формулой эксцентриситета как отношение первой координаты фокуса к длине большей полуоси. Так сможем вычислить квадрат длины большей полуоси. Получаем:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид.

Теперь можем получить и квадрат длины меньшей полуоси:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Уравнение эллипса готово:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Пример 9. Проверить, находится ли точка Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видна эллипсе Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид. Если находится, найти расстояние от этой точки до фокусов эллипса.

Решение. Подставляем координаты точки x и y в уравнение эллипса, на выходе должно либо получиться равенство левой части уравнения единице (точка находится на эллипсе), либо не получиться это равенство (точка не находится на эллипсе). Получаем:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид.

Получили единицу, следовательно, точка находится на эллипсе.

Приступаем к нахождению расстояния. Для этого нужно вычислить: число c, определяющее первые координаты фокусов, число e — эксцентриситет и числа «эр» с подстрочными индексами 1 и 2 — искомые расстояния. Получаем:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Проведём проверку: сумма расстояний от любой точки на эллипсе до фокусов должна быть равна 2a.

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид,

так как из исходного уравнения эллипса Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид.

Одним из самых замечательных свойств эллипса является его оптическое свойство, состоящее в том, что прямые, соединяющие точку эллипса с его фокусами, пересекают касательную к эллипсу под разными углами. Это значит, что луч, пущенный из одного фокуса, после отраэения попадёт в другой. Это свойство лежит в основе аккустического эффекта, наблюдаемого в некоторых пещерах и искусственных сооружениях, своды которых имеют эллиптическую форму: если находиться в одном из фокусов, то речь человека, стоящего в другом фокусе, слышна так хорошо, как будто он находится рядом, хотя на самом деле расстояние велико.

Видео:ЭллипсСкачать

Эллипс

Эллипс — определение и вычисление с примерами решения

Эллипс:

Определение: Эллипсом называется геометрическое место точек, сумма расстояний от которых до двух выделенных точек Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Получим каноническое уравнение эллипса. Выберем декартову систему координат так, чтобы фокусы Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Рис. 29. Вывод уравнения эллипса.

Расстояние между фокусами (фокусное расстояние) равно Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видСогласно определению эллипса имеем Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видИз треугольников Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видпо теореме Пифагора найдем

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

соответственно. Следовательно, согласно определению имеем

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Возведем обе части равенства в квадрат, получим

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Перенося квадратный корень в левую часть, а все остальное в правую часть равенства, находим Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видРаскроем разность квадратов Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видПодставим найденное выражение в уравнение и сократим обе части равенства на 4, тогда оно перейдет в уравнение Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видВновь возведем обе части равенства в квадрат Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видРаскрывая все скобки в правой части уравнения, получим Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видСоберем не- известные в левой части, а все известные величины перенесем в правую часть уравнения, получим Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видВведем обозначение для разности, стоящей в скобках Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видУравнение принимает вид Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видРазделив все члены уравнения на Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видполучаем каноническое уравнение эллипса: Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видЕсли Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видто эллипс вытянут вдоль оси Ох, для противоположного неравенствавдоль оси Оу (при этом фокусы тоже расположены на этой оси). Проанализируем полученное уравнение. Если точка М(х; у) принадлежит эллипсу, то ему принадлежат и точки Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видследовательно, эллипс симметричен относительно координатных осей, которые в данном случае будут называться осями симметрии эллипса. Найдем координаты точек пересечения эллипса с декартовыми осями:

  • Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видт.е. точками пересечения эллипса с осью абсцисс будут точки Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид
  • Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видт.е. точками пересечения эллипса с осью ординат будут точки Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид(Рис. 30).

Определение: Найденные точки называются вершинами эллипса.

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Рис. 30. Вершины, фокусы и параметры эллипса

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видУравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Определение: Если Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видто параметр а называется большой, а параметр b — малой полуосями эллипса.

Определение: Эксцентриситетом эллипса называется отношение фокусного рас- стояния к большой полуоси эллипса Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Из определения эксцентриситета эллипса следует, что он удовлетворяет двойному неравенству Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видКроме того, эта характеристика описывает форму эллипса. Для демонстрации этого факта рассмотрим квадрат отношения малой полуоси эллипса к большой полуоси Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Если Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види эллипс вырождается в окружность. Если Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види эллипс вырождается в отрезок Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Пример:

Составить уравнение эллипса, если его большая полуось а = 5, а его эксцентриситет Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Решение:

Исходя из понятия эксцентриситета, найдем абсциссу фокуса, т.е. параметр Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видЗная параметр с, можно вычислить малую полуось эллипса Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видСледовательно, каноническое уравнение заданного эллипса имеет вид: Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Пример:

Найти площадь треугольника, две вершины которого находятся в фокусах эллипса Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вида третья вершина — в центре окружности

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Решение:

Для определения координат фокусов эллипса и центра окружности преобразуем их уравнения к каноническому виду. Эллипс: Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видСледовательно, большая полуось эллипса Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вида малая полуось Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видТак как Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видто эллипс вытянут вдоль оси ординат Оу. Определим расположение фокусов данного эллипса Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видИтак, Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видОкружность: Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видВыделим полные квадраты по переменным Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видСледовательно, центр окружности находится в точке О(-5; 1).

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Построим в декартовой системе координат треугольник Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видСогласно школьной формуле площадь треугольника Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видравна Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видВысота Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вида основание Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видСледовательно, площадь треугольника Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видравна:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Видео:Эллипс. Определение. Уравнение. График. Фокусы. Главные оси. Эксцентриситет - Новиков АлександрСкачать

Эллипс. Определение. Уравнение. График. Фокусы. Главные оси. Эксцентриситет - Новиков Александр

Эллипс в высшей математике

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

где Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид—заданные положительные числа. Решая его относительно Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, получим:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Отсюда видно, что уравнение (2) определяет две функции. Пока независимое переменное Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видпо абсолютной величине меньше Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, подкоренное выражение положительно, корень имеет два значения. Каждому значению Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, удовлетворяющему неравенству Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видсоответствуют два значения Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, равных по абсолютной величине. Значит, геометрическое место точек, определяемое уравнением (2), симметрично относительно оси Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид. Так же можно убедиться в том, что оно симметрично и относительно оси Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид. Поэтому ограничимся рассмотрением только первой четверти.

При Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, при Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид. Кроме того, заметим, что если Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видувеличивается, то разность Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видуменьшается; стало быть, точка Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видбудет перемещаться от точки Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видвправо вниз и попадет в точку Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид. Из соображений симметрии изучаемое геометрическое место точек будет иметь вид, изображенный на рис. 34.

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Полученная линия называется эллипсом. Число Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видявляется длиной отрезка Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, число Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид—длиной отрезка Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид. Числа Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видназываются полуосями эллипса. Число Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видэксцентриситетом.

Пример:

Найти проекцию окружности на плоскость, не совпадающую с плоскостью окружности.

Решение:

Возьмем две плоскости, пересекающиеся под углом Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид(рис. 35). В каждой из этих плоскостей возьмем систему координат, причем за ось Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видпримем прямую пересечения плоскостей, стало быть, ось Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видбудет общей для обеих систем. Оси ординат различны, начало координат общее для обеих систем. В плоскости Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видвозьмем окружность радиуса Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видс центром в начале координат, ее уравнение Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид.

Пусть точка Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видлежит на этой окружности, тогда ее координаты удовлетворяют уравнению Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид.

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Обозначим проекцию точки Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видна плоскость Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видбуквой Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, а координаты ее—через Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид. Опустим перпендикуляры из Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видна ось Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, это будут отрезки Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид. Треугольник Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видпрямоугольный, в нем Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид,Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, следовательно, Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид. Абсциссы точек Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видравны, т. е. Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид. Подставим в уравнение Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видзначение Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, тогда cos

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

а это есть уравнение эллипса с полуосями Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид.

Таким образом, эллипс является проекцией окружности на плоскость, расположенную под углом к плоскости окружности.

Замечание. Окружность можно рассматривать как эллипс с равными полуосями.

Видео:Видеоурок "Эллипс"Скачать

Видеоурок "Эллипс"

Уравнение эллипсоида

Определение: Трехосным эллипсоидом называется поверхность, полученная в результате равномерной деформации (растяжения или сжатия) сферы по трем взаимно перпендикулярным направлениям.

Рассмотрим сферу радиуса R с центром в начале координат:

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

где Х, У, Z — текущие координаты точки сферы.

Пусть данная сфера подвергнута равномерной деформации в направлении координатных осей Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видс коэффициентами деформации, равными Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

В результате сфера превратится в эллипсоид, а точка сферы М (X, У, Z) с текущими координатами Х, У, Z перейдет в точку эллипсоидам Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид(х, у, z) с текущими координатами х, у, г, причем

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видИными словами, линейные размеры сферы в направлении оси Ох уменьшаются в Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видраз, если Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид, и увеличиваются в Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видраз, если Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет види т. д.

Подставляя эти формулы в уравнение (1), будем иметь

Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет вид

где Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видУравнение (2) связывает текущие координаты точки М’ эллипсоида и, следовательно, является уравнением трехосного эллипсоида.

Величины Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видназываются полуосями эллипсоида; удвоенные величины Уравнение эллипса полуоси которого равны a 3 b 2 имеет видназываются осями эллипсоида и, очевидно, представляют линейные размеры его в направлениях деформации (в данном случае в направлениях осей координат).

Если две полуоси эллипсоида равны между собой, то эллипсоид называется эллипсоидом вращения, так как может быть получен в результате вращения эллипса вокруг одной из его осей. Например, в геодезии считают поверхность земного шара эллипсоидом вращения с полуосями

а = b = 6377 км и с = 6356 км.

Если а = b = с, то эллипсоид превращается в сферу.

Рекомендую подробно изучить предметы:
  • Геометрия
  • Аналитическая геометрия
  • Начертательная геометрия
Ещё лекции с примерами решения и объяснением:
  • Гипербола
  • Парабола
  • Многогранник
  • Решение задач на вычисление площадей
  • Шар в геометрии
  • Правильные многогранники в геометрии
  • Многогранники
  • Окружность

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Telegram и логотип telegram являются товарными знаками корпорации Telegram FZ-LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

🎬 Видео

Лекция 31.1. Кривые второго порядка. ЭллипсСкачать

Лекция 31.1. Кривые второго порядка. Эллипс

Как найти полуоси эллипса, вписанного в равнобедренную трапецию?Скачать

Как найти полуоси эллипса, вписанного в равнобедренную трапецию?

Кривые второго порядка. Эллипс. Приведение к каноническому виду и чертежСкачать

Кривые второго порядка. Эллипс. Приведение к каноническому виду и чертеж

11 класс, 52 урок, ЭллипсСкачать

11 класс, 52 урок, Эллипс

§18 Каноническое уравнение эллипсаСкачать

§18 Каноническое уравнение эллипса

Определить тип кривой (эллипс)Скачать

Определить тип кривой (эллипс)

Лекция 14, 2021. Вывод уравнения эллипса и гиперболыСкачать

Лекция 14,  2021. Вывод уравнения эллипса и гиперболы

Написать каноническое уравнение гиперболы. Дан эксцентриситетСкачать

Написать каноническое уравнение гиперболы.  Дан эксцентриситет

3 Полуоси эллипсаСкачать

3 Полуоси эллипса

§20 Построение эллипсаСкачать

§20 Построение эллипса

Аналитическая геометрия: Эллипс, Парабола, Гипербола. Высшая математикаСкачать

Аналитическая геометрия: Эллипс, Парабола, Гипербола. Высшая математика
Поделиться или сохранить к себе: