Слайд 1ТЕМА:
Линии второго порядка,
заданные каноническими уравнениями.
Слайд 21. Эллипс и его каноническое уравнение.
Слайд 31. Эллипс и его каноническое уравнение.
Эллипсом называется геометрическое место точек
плоскости, для каждой из которых сумма расстояний до двух фиксированных
точек плоскости, называемых фокусами, есть величина постоянная, равная 2a и большая, чем расстояние между фокусами, равное 2c.
Слайд 8
F1
F2
M
По определению |F1М | + |F2 М |
= 2a > 2c
Слайд 9
F1
F2
M
По определению |F1М | + |F2 М |
= 2a > 2c
|F1 F2 | = 2c
Слайд 10
F1
F2
M
Для вывода канонического уравнения эллипса
зададим на плоскости
прямоугольную систему координат таким образом, чтобы ось Ox совпадала с
отрезком F1F2 и была ориентирована от точки F1 к F2.
Слайд 11
F1
F2
M
Для вывода канонического уравнения эллипса
зададим на плоскости
прямоугольную систему координат таким образом, чтобы ось Ox совпадала с
отрезком F1F2 и была ориентирована от точки F1 к F2.
x
Слайд 12
F1
F2
M
Для вывода канонического уравнения эллипса
зададим на плоскости
прямоугольную систему координат таким образом, чтобы ось Ox совпадала с
отрезком F1F2 и была ориентирована от точки F1 к F2.
За начало координат примем середину отрезка F1F2.
x
Слайд 13
F1
F2
M
О
x
Для вывода канонического уравнения эллипса
зададим на плоскости
прямоугольную систему координат таким образом, чтобы ось Ox совпадала с
отрезком F1F2 и была ориентирована от точки F1 к F2.
За начало координат примем середину отрезка F1F2.
Слайд 14
F1
F2
M
О
x
y
Для вывода канонического уравнения эллипса
зададим на плоскости
прямоугольную систему координат таким образом, чтобы ось Ox совпадала с
отрезком F1F2 и была ориентирована от точки F1 к F2.
За начало координат примем середину отрезка F1F2.
Слайд 16Так как |F1 F2 | = 2c,
значит в выбранной
системе координат фокусы имеют координаты
Слайд 17Так как |F1 F2 | = 2c,
значит в выбранной
системе координат фокусы имеют координаты
F1 (-c; 0), F2
(с; 0)
Слайд 18Так как |F1 F2 | = 2c,
значит в выбранной
системе координат фокусы имеют координаты
F1 (-c; 0), F2
(с; 0)
произвольная точка M(x,y),
тогда
Слайд 19Так как |F1 F2 | = 2c,
значит в выбранной
системе координат фокусы имеют координаты
F1 (-c; 0), F2
(с; 0)
произвольная точка M(x,y),
тогда
Слайд 20По определению |F1М | + |F2 М | = 2a
(1)
Получим
Слайд 21По определению |F1М | + |F2 М | = 2a
(1) Получим
Слайд 24
Таким образом, мы доказали, что координаты любой точки M (x;
y) эллипса удовлетворяют уравнению (2).
Слайд 25
Таким образом, мы доказали, что координаты любой точки M (x;
y) эллипса удовлетворяют уравнению (2). Однако это уравнение пока нельзя
назвать уравнением эллипса, т.к. не доказано обратное предположение:
Слайд 26Если числа x и y удовлетворяют уравнению (2), то точка
M (x; y) удовлетворяет соотношению (1), т.е. лежит на эллипсе.
Слайд 27Если числа x и y удовлетворяют уравнению (2), то точка
M (x; y) удовлетворяет соотношению (1), т.е. лежит на эллипсе.
Слайд 28Докажем это утверждение
Пусть точка M (x; y) удовлетворяет уравнению (2),
тогда выразим :
Слайд 32Таким образом, уравнение (2) есть уравнение эллипса, т.к. доказано, что
координаты любой точки M (x; y) эллипса, т.е. любой точки,
для которой выполняется выражение (1) удовлетворяет уравнению (2) и обратно, если два числа x и y удовлетворяет уравнению (2), то точка M (x; y) удовлетворяет соотношению (1), т.е. лежит на эллипсе.
Слайд 342. Исследование формы эллипса.
Так как координаты x и y
входят в уравнение в четной степени, то если на эллипсе
лежит любая точка M(x, y) ( т.е. координаты этой точки удовлетворяют уравнению(2)), то на этом эллипсе будут лежать точки M1(-x,y) и M2(x, -y), симметричные с точкой M(x, y) относительно осей Ox и Oy и точка M3(-x;-y), cимметричная относительно начала координат.
Следовательно, оси Ox и Oy являются осями симметрии, а начало координат – центром симметрии эллипса.
Слайд 35Следует, что для координат любой точки имеет место
Геометрически это
означает, что эллипс расположен внутри прямоугольника, сторонами которого являются прямые
x=a, x=-a, y=b, y=-b
Слайд 39
M(x,y)
О
x
y
M2(-x,y)
M3(-x,-y)
M1(x,-y)
F2
F1
Слайд 40
M(x,y)
О
x
y
M2(-x,y)
M3(-x,-y)
M1(x,-y)
x=a
F2
F1
Слайд 41
M(x,y)
О
x
y
M2(-x,y)
M3(-x,-y)
M1(x,-y)
x=a
x=-a
F2
F1
Слайд 42
M(x,y)
О
x
y
M2(-x,y)
M3(-x,-y)
M1(x,-y)
x=a
x=-a
y=b
F2
F1
Слайд 43
M(x,y)
О
x
y
M2(-x,y)
M3(-x,-y)
M1(x,-y)
x=a
x=-a
y=b
y=-b
F2
F1
Слайд 44
M(x,y)
О
x
y
M2(-x,y)
M3(-x,-y)
M1(x,-y)
x=a
x=-a
y=b
y=-b
А1
F2
F1
Слайд 45
M(x,y)
О
x
y
M2(-x,y)
M3(-x,-y)
M1(x,-y)
x=a
x=-a
y=b
y=-b
А1
A2
F2
F1
Слайд 46
M(x,y)
О
x
y
M2(-x,y)
M3(-x,-y)
M1(x,-y)
x=a
x=-a
y=b
y=-b
А1
B1
A2
F2
F1
Слайд 47
M(x,y)
О
x
y
M2(-x,y)
M3(-x,-y)
M1(x,-y)
x=a
x=-a
y=b
y=-b
А1
B2
B1
A2
F2
F1
Слайд 48F2
M(x,y)
О
x
y
M2(-x,y)
M3(-x,-y)
M1(x,-y)
x=a
x=-a
y=b
y=-b
А1
B2
B1
A2
F1
Слайд 50Точки пересечения эллипса с осями координат называются вершинами эллипса
Слайд 51Точки пересечения эллипса с осями координат называются вершинами эллипса
Полуосью
эллипса называется отрезок, одним концом которого является центр симметрии эллипса,
а другим одна из его вершин.
Слайд 52Точки пересечения эллипса с осями координат называются вершинами эллипса
Полуосью
эллипса называется отрезок, одним концом которого является центр симметрии эллипса,
а другим одна из его вершин.
Будем предполагать, что в каноническом уравнении (2) a>b, тогда
a – большая полуось
b – меньшая полуось
Слайд 53Точки пересечения эллипса с осями координат называются вершинами эллипса
Полуосью
эллипса называется отрезок, одним концом которого является центр симметрии эллипса,
а другим одна из его вершин.
Будем предполагать, что в каноническом уравнении (2) a>b, тогда
a – большая полуось
b – меньшая полуось
В случае a=b уравнение (2) примет вид
Слайд 54Отношение половины расстояния между фокусами эллипса (фокальное расстояние) к большей
полуоси эллипса называется эксцентриситетом эллипса и обозначается буквой е:
Слайд 55Отношение половины расстояния между фокусами эллипса (фокальное расстояние) к большей
полуоси эллипса называется эксцентриситетом эллипса и обозначается буквой е:
Слайд 56Отношение половины расстояния между фокусами эллипса (фокальное расстояние) к большей
полуоси эллипса называется эксцентриситетом эллипса и обозначается буквой е:
Слайд 573.Директрисы эллипса.
Две прямые перпендикулярные оси эллипса, на которой расположены его
фокусы, и отстоящие от центра эллипса на расстояние a/e, где
a –большая полуось эллипса, e –эксцентриситет называются директрисами эллипса.
Слайд 583.Директрисы эллипса.
Две прямые перпендикулярные оси эллипса, на которой расположены его
фокусы, и отстоящие от центра эллипса на расстояние a/e, где
a –большая полуось эллипса, e –эксцентриситет называются директрисами эллипса.
Уравнения директрис имеют вид
Слайд 62Теорема:
Для того, чтобы точка лежала на эллипсе необходимо и достаточно,
чтобы отношение расстояния от этой точки до фокуса эллипса к
расстоянию от той же точки до директрисы, соответствующей рассматриваемому фокусу, было равно эксцентриситету эллипса.
Слайд 72 (=>) имеем точку M(x;y) принадлежащую эллипсу (2), для которой
выполняется
Слайд 73 (=>) имеем точку M(x;y) принадлежащую эллипсу (2), для которой
выполняется
Слайд 74 (=>) имеем точку M(x;y) принадлежащую эллипсу (2), для которой
выполняется
требуется доказать, что
Слайд 75 (=>) имеем точку M(x;y) принадлежащую эллипсу (2), для которой
выполняется
требуется доказать, что
найдём
Слайд 76 (=>) имеем точку M(x;y) принадлежащую эллипсу (2), для которой
выполняется
требуется доказать, что
найдём
Слайд 77 (=>) имеем точку M(x;y) принадлежащую эллипсу (2), для которой
выполняется
требуется доказать, что
найдём
Слайд 78 (=>) имеем точку M(x;y) принадлежащую эллипсу (2), для которой
выполняется
требуется доказать, что
найдём
Слайд 79 (=>) имеем точку M(x;y) принадлежащую эллипсу (2), для которой
выполняется
требуется доказать, что
найдём
Слайд 80 Пусть существует точка M(x;y), для которой
выполняется докажем, что точка принадлежит эллипсу,
т.е. её координаты удовлетворяют ур. (2)
(<=)
Слайд 81 Пусть существует точка M(x;y), для которой
выполняется докажем, что точка принадлежит эллипсу,
т.е. её координаты удовлетворяют ур. (2)
Так как F2 (c,0), тогда
(<=)
Слайд 82 Пусть существует точка M(x;y), для которой
выполняется докажем, что точка принадлежит эллипсу,
т.е. её координаты удовлетворяют ур. (2)
Так как F2 (c,0), тогда
из
(<=)
Слайд 83 Пусть существует точка M(x;y), для которой
выполняется докажем, что точка принадлежит эллипсу,
т.е. её координаты удовлетворяют ур. (2)
Так как F2 (c,0), тогда
из
Подставим
(<=)