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橢圓的面積及定義

橢圓的面積及定義

曉智 曉智 發表於2024-09-09 14:52:16 瀏覽24 回應0

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橢圓面積公式:S=π(圓周率)×a×b,其中a、b分別是橢圓的長半軸,短半軸的長。橢圓面積公式屬於幾何數學領域。

面積推導導數方法

設橢圓x^2/a^2+y^2/b^2=1

取第一象限內面積有y^2=b^2-b^2/a^2*x^2

即y=√(b^2-b^2/a^2*x^2)

=b/a*√(a^2-x^2)

由於該式反導數為所求面積,觀察到原式為圓方程公式*a/b,根據(af(x))'=a*f'(x),且x=a時圓面積為a^2π/4

可得當x=a時,1/4S=b/a*1/4*a^2*π=abπ/4

即S=abπ。

此方法比較容易理解。

橢圓定義

第一定義

平面內與兩定點F1、F2的距離的和等於常數2a(2a>▏F1F2▕)的動點P的軌跡叫做橢圓。

即:▏F1▕+▏F2▕=2a

其中兩定點F1、F2叫做橢圓的焦點,兩焦點的距離▏F1F2▕=2c<2a叫做橢圓的焦距。P為橢圓的動點。

橢圓截與兩焦點連線重合的直線所得的弦為長軸,長為2a。

橢圓截垂直平分兩焦點連線的直線所得弦為短軸,長為2b。

第二定義

橢圓平面內到定點F(c,0)的距離和到定直線l:x=a2/c(F不在l上)的距離之比為常數c/a(即離心率e,0<e<1)的點的軌跡是橢圓。

其中定點F為橢圓的焦點,定直線L稱為橢圓的準線(該定直線的方程是

(焦點在x軸上),或

(焦點在y軸上))。

其他定義

根據橢圓的一條重要性質:橢圓上的點與橢圓長軸(事實上隻要是直徑都可以)兩端點連線的斜率之積是定值,定值為e2-1(前提是長軸平行於x軸。若長軸平行於y軸,比如焦點在y軸上的橢圓,可以得到斜率之積為-a²/b²=1/(e²-1)),可以得出:

在坐標軸內,動點(x,y)到兩定點(a,0)(-a,0)的斜率乘積等於常數m(-1<m<0)。

註意:考慮到斜率不存在時不滿足乘積為常數,所以x=±a無法取到,即該定義僅為去掉四個點的橢圓。

橢圓也可看做圓按一定方向作壓縮或拉伸一定比例所得圖形。

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