橢圓基本性質之對稱性和離心率

2020-12-14 小朱與數學

上篇文章中,我們給出了橢圓的定義並推導了中心在原點的、焦點在x軸上的橢圓標準方程。

橢圓的對稱性

很容易知道,假如(x, y)在上述橢圓上,那麼(x, y)、(-x, y)、(-x, -y)、(x, -y)四個互相對稱的點均在橢圓上,也就是說符合上述標準方程的橢圓是關於x軸對稱、關於y軸對稱,並且關於原點中心對稱。

橢圓焦點坐標為(-c,0)和(c,0),且a、b、c存在下列等式關係

通過橢圓的方程我們很容易求出其與坐標軸的交點為(a,0)、(-a,0)、(b,0)、(-b,0)。由於b、c都大於0,那麼有以下關係

橢圓是一個封閉的圖形,它的兩個焦點在圖形的內部,其在兩個軸方向上的長度不同,它的兩個軸分別被稱之為長軸和短軸,其中兩個焦點在橢圓的長軸上。

橢圓的離心率

為了分析橢圓的形狀,我們定義離心率為

它的含義是兩個焦點之間距離與長軸的比值,那麼容易得知離心率的取值範圍

假設a不變,當e越接近1時,c與a越接近,那麼b就越小,b/a也就越小,橢圓的形狀相對就越「扁」。當e越接近0時,b/a也就越接近1,橢圓就越接近圓。極端情況,當e=0,那麼c=0,兩個焦點就合成一個點,此時b=a,橢圓就變成了圓。

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