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椭圆

椭圆定义

第一定义

平面内与两定点

的距离的和等于常数
的动点P的轨迹叫做椭圆。

即:

第二定义

平面内到定点F的距离与到定直线的距离之比为常数(即椭圆的离心率,e=c/a)的点的集合(定点F不在定直线上,该常数为小于1的正数) 其中定点F为椭圆的焦点,定直线称为椭圆的准线(该定直线的方程是x=±a2/c[焦点在X轴上];或者y=±a2/c[焦点在Y轴上])。

其他定义

根据椭圆的一条重要性质:椭圆上的点与椭圆长轴两端点连线的斜率之积是定值,定值为e2-1,可以得出:

在坐标轴内,动点(x,y)到两定点(a,0)(-a,0)的斜率乘积等于常数m(-1<><>

注意:考虑到斜率为零时不满足乘积为常数,所以x=±a无法取到,即该定义仅为去掉两个点的椭圆。

椭圆也可看做圆按一定方向作压缩或拉伸一定比例所得图形。


椭圆公式大全

面积公式

S=π(圆周率)×a×b(其中a,b分别是椭圆的长半轴,短半轴的长)。

或S=π(圆周率)×A×B/4(其中A,B分别是椭圆的长轴,短轴的长)。


周长公式

椭圆周长没有公式,有积分式或无限项展开式。

椭圆周长(L)的精确计算要用到积分或无穷级数的求和。如

L = ∫[0,π/2]4a * sqrt(1-(e*cost)²)dt≈2π√((a²+b²)/2) [椭圆近似周长],其中a为椭圆长半轴,e为离心率

椭圆的准线方程 x=±a2/c


离心率

椭圆离心率的定义为椭圆上焦距与长轴的比值,(范围:0<><>

e=c/a(0<><1),因为2a>2c。离心率越大,椭圆越扁平;离心率越小,椭圆越接近于圆形。

椭圆的焦准距:椭圆的焦点与其相应准线(如焦点(c,0)与准线x=+a2/c) 的距离为b2/c

离心率b/a与的关系:


焦半径

焦点在x轴上:|PF1|=a+ex |PF2|=a-ex(F1,F2分别为左右焦点)

椭圆过右焦点的半径r=a-ex

过左焦点的半径r=a+ex

焦点在y轴上:|PF1|=a+ey |PF2|=a-ey(F2,F1分别为上下焦点)

椭圆的通径:过焦点的垂直于x轴(或y轴)的直线与椭圆的两交点A,B之间的距离,即|AB|=2*b2/a


斜率公式

过椭圆上x2/a2+y2/b2=1上一点(x,y)的切线斜率为 -b2X/a2y


三角面积

若有一三角形两个顶点在椭圆的两个焦点上,且第三个顶点在椭圆上

那么若∠F1PF2=θ,则S=b2tan(θ/2)。


曲率公式

K=ab/[(b2-a2)(cosθ)2+a2]^3/2


准线方程


通径

l=2b2/a

圆锥曲线(除圆外)中,过焦点并垂直于轴的弦

椭圆中的通径是通过焦点最短的弦


椭圆的方程

标准方程

高中课本在平面直角坐标系中,用方程描述了椭圆,椭圆的标准方程中的“标准”指的是中心在原点,对称轴为坐标轴。

椭圆的标准方程有两种,取决于焦点所在的坐标轴:

1)焦点在X轴时,标准方程为:x2/a2+y2/b2=1 (a>b>0)

2)焦点在Y轴时,标准方程为:y2/a2+x2/b2=1 (a>b>0)

椭圆上任意一点到F1,F2距离的和为2a,F1,F2之间的距离为2c。而公式中的b2=a2-c2。b是为了书写方便设定的参数。

又及:如果中心在原点,但焦点的位置不明确在X轴或Y轴时,方程可设为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n)。即

标准方程的统一形式。

椭圆的面积是πab。椭圆可以看作圆在某方向上的拉伸,它的参数方程是:x=acosθ , y=bsinθ

标准形式的椭圆在(x0,y0)点的切线就是 :xx0/a2+yy0/b2=1。椭圆切线的斜率是:-b2x0/a2y0,这个可以通过很复杂的代数计算得到。


一般方程

Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+1=0(A>0,B>0,且A≠B)。


参数方程

x=acosθ , y=bsinθ。

极坐标

(一个焦点在极坐标系原点,另一个在θ=0的正方向上)

r=a(1-e2)/(1-ecosθ)

(e为椭圆的离心率=c/a)

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