椭圆方程
当椭圆的中心在原点(0,0),焦点在x轴和y轴上时,就可以很容易地导出椭圆方程。
椭圆方程由下式给出:
椭圆方程的推导
现在,让我们看看它是如何推导出的。
上图表示一个椭圆,使得P1F1 + P1F2 = P2F1 + P2F2 = P3F1 + P3F2为常数。该常数始终大于两个焦点之间的距离。当两个焦点都通过线段连接在一起时,则连接焦点的该线段的中点称为中心,在下图中,O表示椭圆的中心:
穿过椭圆焦点的线段为长轴,垂直于长轴并穿过椭圆中心的线段为短轴。如图所示的端点A和B被称为顶点,它们表示长轴与椭圆的交点。‘2a’表示长轴的长度,‘a’表示半长轴的长度。“2b”是短轴的长度,“b”是半短轴的长度。“2c”表示两个焦点之间的距离。
证明:
让我们考虑长轴上的端点A和B,短轴末端上的端点C和D。
B与F 1的距离之和为F1B + F2B = F1O + OB + F2B(根据上图)
⇒ c + a + a – c = 2a
C点到F 1的距离之和为F1C + F2C
⇒ F1C + F2C = √(b2 + c2) + √(b2 + c2) = 2√(b2 + c2)
根据椭圆的定义;
2√(b2 + c2) = 2a
⇒a = √(b2 + c2)
⇒a2 = b2 + c2
⇒c2 = a2 – b2
特别案例:
- 如果c = 0,则F 1 和F 2,即 两个焦点都与椭圆中心合并在一起。而且a 2等于b 2,即a = b,所以现在在这种情况下我们得到一个圆。
- 如果c = a,则b变为0,我们得到线段F 1 F 2。