17.3
椭圆的几何性质
由标准方程研究椭圆范围、对称性、顶点和离心率。
本文章目录
01 · 出发点
从标准方程读出椭圆形状
标准方程不仅用于判断点是否在椭圆上,还能直接读出椭圆的范围、对称性、顶点和扁平程度。方程中的两个分母控制两个坐标方向的伸展。
离心率 e=c/a 量化焦点偏离中心的程度。对椭圆有 0<e<1;e 越接近 0 越接近圆,越接近 1 越扁长。
02 · 概念
范围、顶点、焦点与离心率
椭圆 x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>b>0)的范围是 |x|≤a、|y|≤b,关于 x 轴、y 轴和原点对称,顶点为 (±a,0)、(0,±b)。
焦点为 (±c,0),其中 c=√(a^2-b^2),离心率 e=c/a。中心在原点的椭圆平移后,所有这些坐标也随中心一起平移。
03 · 方法
先定长轴再计算几何量
- 01
把方程化为右侧为 1 的标准式,比较分母确定 a、b 和长轴方向。
- 02
由 c^2=a^2-b^2 求焦点,再列出中心、范围、顶点和对称轴。
- 03
计算 e=c/a 并检查其位于 (0,1),用分母大小复核图形宽窄。
04 · 例题
把方法落到具体问题
求椭圆 x^2/36+y^2/20=1 的范围、顶点、焦点和离心率。
解
- 1
36>20,故长轴在 x 轴,a=6,b=√20=2√5;范围为 |x|≤6、|y|≤2√5。
- 2
顶点为 (±6,0)、(0,±2√5);c=√(36-20)=4,所以焦点为 (±4,0)。
- 3
离心率 e=c/a=4/6=2/3,位于 0 与 1 之间。
05 · 辨析
容易忽略的条件与边界
回看
本节小结
- 椭圆标准方程直接给出范围、对称性和四个顶点。
- 焦点由 c^2=a^2-b^2 确定,位于长轴上。
- 离心率位于 (0,1),反映椭圆形状的扁平程度。