椭圆的几何性质 ①椭圆的范围 由椭圆标准方程知,椭圆上点的坐标满足不等式, ∴ ,, ∴,,得,。 这表明椭圆位于直线,所围成的矩形框里。 ②椭圆的对称性
在椭圆标准方程里,以代替方程不变,所以若点在曲线上时, 则点也在曲线上,所以曲线关于轴对称; 同理,以代替方程不变,则曲线关于轴对称;同时以代替, 代替方程也不变,则曲线关于原点对称。 所以,椭圆关于轴、轴和原点对称。这时,坐标轴是椭圆的对称轴, 原点是对称中心,椭圆的对称中心叫椭圆的中心。 ③椭圆的顶点 确定曲线在坐标系中的位置,常需要求出曲线与轴、轴的交点坐标。 在椭圆的标准方程中,令,得,则是椭圆与轴的两个交点。同理令得,即是椭圆与轴的两个交点。 所以,椭圆与坐标轴的交点有四个,这四个交点叫做椭圆的顶点。
同时,线段分别叫做椭圆的长轴和短轴,它们的长分别为 和,和分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长。 ④椭圆的定型三角形 由椭圆的对称性知,椭圆的短轴端点到焦点的距离为,那么短轴端点、焦点和椭圆中心三点构成椭圆的定型的直角三角形,称之为椭圆的定型三角形。 即在中, ,即。 ⑤椭圆的离心率: 椭圆的焦距与长轴的比叫椭圆的离心率。 ∵,∴,且越接近,就越接近,从而就越小,对应的椭圆越扁;反之,越接近于,就越接近于,从而越接近于,这时椭圆越接近于圆。 特殊地,当且仅当时,,两焦点重合,图形变为圆,方程为。 ⑥椭圆的焦半径 若是椭圆上任一点,是椭圆的左焦点和右焦点,则椭圆的焦半径为
; 若是椭圆上任一点,是椭圆 的下焦点和上焦点,则椭圆的焦半径为 。 在求过椭圆焦点的弦长时,利用焦半径公式非常方便,设弦AB,其中若AB过焦点,则. ⑦准线方程 当点到定点的距离和它到定直线的距离的比是常数时,这个点的轨迹是椭圆,同样得到椭圆的标准方程 (其中)。 这条定直线叫椭圆的准线。 根据图形的对称性,椭圆有两条准线,对于中心在原点,焦点在轴上的椭圆,与焦点对应的准线方程分别为; 对于中心在原点,焦点在轴上的椭圆,与焦点对应的准线方程分别为。
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