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橢圓的面積及定義

2021-10-09 10:09:23文/張敏

橢圓面積公式:S=π(圓周率)×a×b,其中a、b分別是橢圓的長(zhǎng)半軸,短半軸的長(zhǎng)。橢圓面積公式屬于幾何數(shù)學(xué)領(lǐng)域。

橢圓的面積及定義

面積推導(dǎo)導(dǎo)數(shù)方法

設(shè)橢圓x^2/a^2+y^2/b^2=1

取第一象限內(nèi)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)

由于該式反導(dǎo)數(shù)為所求面積,觀察到原式為圓方程公式*a/b,根據(jù)(af(x))'=a*f'(x),且x=a時(shí)圓面積為a^2π/4

可得當(dāng)x=a時(shí),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(nèi)與兩定點(diǎn)F1、F2的距離的和等于常數(shù)2a(2a>▏F1F2▕)的動(dòng)點(diǎn)P的軌跡叫做橢圓。

即:▏F1▕+▏F2▕=2a

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

橢圓截與兩焦點(diǎn)連線重合的直線所得的弦為長(zhǎng)軸,長(zhǎng)為2a。

橢圓截垂直平分兩焦點(diǎn)連線的直線所得弦為短軸,長(zhǎng)為2b。

第二定義

橢圓平面內(nèi)到定點(diǎn)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(shù)c/a(即離心率e,0<e<1)的點(diǎn)的軌跡是橢圓。

其中定點(diǎn)F為橢圓的焦點(diǎn),定直線L稱為橢圓的準(zhǔn)線(該定直線的方程是

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(焦點(diǎn)在x軸上),或

橢圓定義

(焦點(diǎn)在y軸上))。

其他定義

根據(jù)橢圓的一條重要性質(zhì):橢圓上的點(diǎn)與橢圓長(zhǎng)軸(事實(shí)上只要是直徑都可以)兩端點(diǎn)連線的斜率之積是定值,定值為e2-1(前提是長(zhǎng)軸平行于x軸。若長(zhǎng)軸平行于y軸,比如焦點(diǎn)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(biāo)軸內(nèi),動(dòng)點(diǎn)(x,y)到兩定點(diǎn)(a,0)(-a,0)的斜率乘積等于常數(shù)m(-1<m<0)。

注意:考慮到斜率不存在時(shí)不滿足乘積為常數(shù),所以x=±a無法取到,即該定義僅為去掉四個(gè)點(diǎn)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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