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圆锥曲线

时间:2020-12-11 13:27:42

圆锥曲线(也称圆锥截面):平切圆锥的截面。


你是否知道用不同的圆锥截面可以得到圆,椭圆,抛物线或双曲线?

 

 

圆锥
圆锥
 
圆锥曲线圆

横切
圆锥曲线椭圆
椭圆
小倾斜角度
圆锥曲线抛物线
抛物线
与圆锥的侧面
平行
圆锥曲线双曲线
双曲线
大倾斜角度

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

因此这些曲线都是互相有关联的!

焦点!

20201211132241.png

这些曲线也可以用一条直线和一点(叫准线 和 焦点)来描述。

如果我们测量以下的距离:

从焦点到曲线上任何一点,和
从准线垂直到同一点,
这两个距离的比例是不变的。

如果是椭圆,比例小于 1
如果是抛物线,比例等于 1,所以两个距离是相等的。
如果是双曲线,比例大于 1

偏心率

上面讲的比例叫 "偏心率",所以我们可以说圆锥曲线是:

"所有这样的点:点到焦点的距离等于偏心率乘以点到准线的距离"

如果:
0 <偏心率 < 1,曲线是椭圆,
偏心率 = 1,曲线是抛物线,
偏心率 > 1,曲线是双曲线。
圆的偏心率是零,所以偏心率表示曲线 "与圆有多大不同"。偏心率越大,曲线的弯度就越小。

20201211132406.png

正焦弦

正焦弦是穿过焦点而平行于准线的直线。它的长度是:

抛物线:四倍焦距
圆:直径
椭圆:2b2/a(a 和 b 是长轴和短轴的一半)。

20201211132505.png

这就是椭圆的长轴 和 短轴,椭圆有一对焦点和准线(每边一个)。

20201211132543.png

一般方程

我们可以为这些曲线写一个方程,因为曲线是平面曲线(虽然是从立体图形中切出来的),我们可以用笛卡尔("x" 和 "y")坐标,但这些不是直线,所以只用 "x" 和 "y" 是不够的……我们要用高一级的幂:

x2和 y2
和 x(无 y)、y(无 x),
x 和 y 一起(xy)
和一个常数项.好了,这就够了!每项还需要个系数(A、B、C 等)……
圆锥曲线的一般方程,通用于所有圆锥曲线,是:

20201211132713.png

从这一个方程我们可以得到圆、椭圆、抛物线和双曲线……但这比较高级,容我们稍后再谈,

 

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