11.4: 省略号
在本节结束时,您将能够:
- 绘制一个以原点为中心的椭圆
- 找出以原点为中心的椭圆的方程
- 绘制中心不在原点的椭圆
- 用省略号求解应用程序
在开始之前,请参加这个准备测验。
- y=(x−1)2−2使用转换绘制图表。
如果您错过了此问题,请查看示例 9.57。 - 完成正方形:x2−8x=8.
如果您错过了此问题,请查看示例 9.12。 - 以标准形式书写。 y=2x2−12x+14
如果您错过了此问题,请查看示例 9.59。
绘制以原点为中心的椭圆
我们要看的下一个圆锥截面是一个椭圆。 我们将椭圆定义为平面中的所有点,其中两个固定点的距离之和是恒定的。 每个给定点都称为椭圆的焦点。
椭圆是平面中的所有点,其中两个定点的距离之和是恒定的。 每个定点都称为椭圆的焦点。

我们可以画一个椭圆,方法是拿一些固定长度的柔性绳子,然后将两端连接到两个图钉上。 我们用一支钢笔拉紧绳子,然后围绕两个图钉旋转。 生成的数字是一个椭圆。

通过焦点绘制的直线在两点上与椭圆相交。 每个点都被称为椭圆的顶点。 连接顶点的线段称为长轴。 线段的中点称为椭圆的中心。 垂直于长轴、穿过中心并在两点上与椭圆相交的线段称为短轴。

我们前面提到过,我们的目标是将圆锥的几何与代数连接起来。 将椭圆放置在矩形坐标系上为我们提供了这样的机会。 在图中,我们放置了椭圆,使焦点((−c,0),(c,0))位于x-轴上,中心是原点。

该定义指出,从焦点到点的距离之和(x,y)是恒定的。 d1+d2所以,我们称之2a为常数d1+d2=2a。 我们将使用距离公式来引导我们得出椭圆的代数公式。
d1+d2=2a
使用距离公式查找d1,d2。
√(x−(−c))2+(y−0)2+√(x−c)2+(y−0)2=2a
消除激进分子并简化后,我们得到:
x2a2+y2a2−c2=1
为了简化椭圆的方程,我们假定a2−c2=b2。所以,标准形式中以原点为中心的椭圆的方程为:
x2a2+y2b2=1
要绘制椭圆图,了解截面会很有帮助。 我们将使用公式找到x-intercepts和y-intercepts。
y-拦截
让x=0。
x2a2+y2b2=102a2+y2a2=1y2b2=1y2=b2y=±b
y-intercepts 是(0,b)和(0,−b)。
x-拦截
让y=0。
x2a2+y2b2=1x2a2+02b2=1x2a2=1x2=a2x=±a
x-intercepts 是(a,0)和(−a,0)。
方程的标准形式是中心椭圆(0,0)
中心(0,0)椭圆方程的标准形式是
x2a2+y2b2=1
x-intercepts 是(a,0)和(−a,0)。
y-intercepts 是(0,b)和(0,−b)。

请注意,当长轴为水平轴时,的值a将大于的b值;当长轴垂直时,的值b将大于的值a。 我们将使用这些信息绘制以原点为中心的椭圆。
中心椭圆(0,0)
x2a2+y2b2=1 | a>b | b>a |
---|---|---|
长轴 | 在x-轴上。 | 在y-轴上 |
x-拦截 | (−a,0),(a,0) | |
y-拦截 | (0,−b),(0,b) |
图表:x24+y29=1。
解决方案:
第 1 步。 用标准形式写出方程式。 | 它是标准形式。 | x24+y29=1 |
第 2 步。 确定长轴是水平还是垂直。 | 由于9>4和9在y2术语中,长轴是垂直的。 | 长轴是垂直的。 |
第 3 步。 找到长轴的端点。 |
端点将是y-intercepts。 从b2=9那以后b=±3。 长轴的端点是(0,3),(0,−3)。 |
长轴的端点是(0,3),(0,−3)。 |
第 4 步。 找到短轴的端点。 | 端点将是x-intercepts。
从a2=4那以后a=±2。 长轴的端点是(2,0),(−2,0)。 |
长轴的端点是(2,0),(−2,0)。 |
第 5 步。 草绘椭圆。 | ![]() |
图表:x24+y216=1。
- 回答
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图 11.3.7
图表:x29+y216=1。
- 回答
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图 11.3.8
我们总结了这些步骤以供参考。
如何绘制中心椭圆(0,0)。
- 用标准形式写出方程式。
- 确定长轴是水平还是垂直。
- 找到长轴的端点。
- 找到短轴的端点
- 草绘椭圆。
有时我们的方程首先需要采用标准形式。
图表x2+4y2=16。
解决方案:
我们将其视为 椭圆方程,因为x和y项都是 平方且系数不同。 |
x2+4y2=16 |
要获得标准形式的方程,请将 两边除 以16使方程等于1。 |
x216+4y216=1616 |
简化。 | x216+y24=1 |
方程为标准形式。 椭圆以原点为中心。 |
中心是(0,0)。 |
由于16>4和16在x2术语 中,长轴是水平的。 |
|
a2=16,a=±4 b2=4,b=±2 |
顶点是(4,0),(−4,0)。 短轴的端点是 (0,2),(0,−2)。 |
绘制抛物线。 | ![]() |
图表9x2+16y2=144。
- 回答
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图 11.3.10
图表16x2+25y2=400。
- 回答
-
图 11.3.11
求以原点为中心的椭圆方程
如果给我们一个椭圆的图形,我们就能找到椭圆的方程。
找到所示椭圆的方程。

解决方案:
我们认为这是一个以原点为中心的椭圆。
x2a2+y2b2=1
既然长轴是水平的,从中心到顶点的距离是水平的4,我们知道a=4等等a2=16。
x216+y2b2=1
我们知道b=3,短轴是垂直的,从中心到椭圆的距离是垂直的3,依此类推b2=9。
x216+y29=1
找到所示椭圆的方程。

- 回答
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x24+y225=1
找到所示椭圆的方程。

- 回答
-
x29+y24=1
绘制中心不在原点的椭圆
到目前为止,我们看到的椭圆都以原点为中心。 现在我们来看中心为的椭圆(h,k)。
方程为(x−h)2a2+(y−k)2b2=1,何时a>b,长轴是水平的,所以从中心到顶点的距离是a。 当时b>a,长轴是垂直的,因此从中心到顶点的距离是b。
方程的标准形式是中心椭圆(h,k)
中心(h,k)椭圆方程的标准形式是
(x−h)2a2+(y−k)2b2=1
当时a>b,长轴是水平的,所以从中心到顶点的距离是a。
当时b>a,长轴是垂直的,因此从中心到顶点的距离是b。
图表:(x−3)29+(y−1)24=1。
解决方案:
方程采用标准形式,(x−h)2a2+(y−k)2b2=1。 | (x−3)29+(y−1)24=1 |
椭圆的中心位于(h,k)。 | 中心是(3,1)。 |
由于9>4和9在x2术语中,长轴是水平的。 | |
a2=9,a=±3 b2=4,b=±2 |
从中心到顶点的距离为3。 从短轴中心到端点的 距离为2。 |
草绘椭圆。 | ![]() |
图表:(x+3)24+(y−5)216=1。
- 回答
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图 11.3.16
图表:(x−1)225+(y+3)216=1。
- 回答
-
图 11.3.17
如果我们看一下x29+y24=1和的方程(x−3)29+(y−1)24=1,就会发现它们都是带有a=3和的椭圆b=2。 因此,它们将具有相同的大小和形状。 它们的不同之处在于它们没有相同的中心。

请注意,在上面的图表中,我们可以(x−3)29+(y−1)24=1通过翻译来绘制图表。 我们将原来的椭圆向右3移动,然后向上移动1单位。

在下一个示例中,我们将使用平移方法绘制椭圆的图形。
(x+4)216+(y−6)29=1按翻译绘制图表。
解决方案:
这个椭圆的大小和形状将与中心x216+y29=1所在的椭圆相同(0,0)。 我们先绘制这个椭圆的图。
中心是(0,0)。 | 中心(0,0) |
因为16>9,长轴是水平的。 | |
a2=16,a=±4 b2=9,b=±3 |
顶点是(4,0),(−4,0)。 短轴的端点是 (0,3),(0,−3)。 |
草绘椭圆。 | ![]() |
原始方程为标准形式,(x−h)2a2+(y−k)2b2=1。 | (x−(−4))216+(y−6)29=1 |
椭圆的中心位于(h,k)。 | 中心是(−4,6)。 |
我们将x216+y29=1四个 单位的图形向左平移,然后向上转换6单位。 验证中心是否为(−4,6)。 新椭圆是方程 为的椭圆 (x+4)216+(y−6)29=1。 |
![]() |
(x−5)29+(y+4)24=1按翻译绘制图表。
- 回答
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图 11.3.22
(x+6)216+(y+2)225=1按翻译绘制图表。
- 回答
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图 11.3.23
当一个方程的系数不同的 ax2 和 ay2 时,我们通过将其置于标准形式来验证它是否为省略号。 然后,我们将能够绘制方程式。
用标准x2+4y2−4x+24y+24=0形式和图表写下方程。
解决方案:
我们通过填写x和中的正方形将方程置于标准形式y。
x2+4y2−4x+24y+24=0 | |
重写x术语和y术语的分组。 | ![]() |
使x2和的系数y2相等1。 | ![]() |
完成方格。 | ![]() |
写成二项式方块。 | ![]() |
将两边除16以向1右移动。 | ![]() |
简化。 | ![]() |
方程采用标准形式,(x−h)2a2+(y−k)2b2=1 | ![]() |
椭圆的中心位于(h,k)。 | 中心是(2,−3)。 |
由于16>4和16在x2术语中,长轴是水平的。 a2=16,a=±4 |
从中心到顶点的距离为4。 从短轴中心到端点的距离为2。 |
草绘椭圆。 | ![]() |
- 用标准形式写6x2+4y2+12x−32y+34=0下方程式然后
- 图表。
- 回答
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- (x+1)26+(y−4)29=1
图 11.3.32
- 用标准形式写4x2+y2−16x−6y+9=0下方程式然后
- 图表。
- 回答
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- (x−2)24+(y−3)216=1
图 11.3.33
用省略号求解应用程序
行星绕太阳的轨道遵循椭圆形路径。
冥王星(一颗矮行星)在绕太阳的椭圆轨道上移动。 冥王星离太阳最近的距离大约是30天文单位(AU),最远的约为50 AU。 太阳是椭圆轨道的焦点之一。 让椭圆以原点为中心并在 AU 中标注轴,轨道将如下图所示。 使用图表为冥王星的椭圆轨道写一个方程。

解决方案:
我们认为这是一个以原点为中心的椭圆。
x2a2+y2b2=1
既然长轴是水平的,从中心到顶点的距离是水平的40,我们知道a=40等等a2=1600。
x21600+y2b2=1
短轴是垂直的,但没有给出终点。要找到,b我们将使用太阳的位置。 既然太阳是椭圆在该点的焦点(10,0),我们知道c=10。 用这个来求解b2。
b2=a2−c2
b2=402−102
b2=1600−100
b2=1500
b2将a2和替换为椭圆的标准形式。
x21600+y21500=1
一颗行星在绕太阳的椭圆轨道上移动。 行星离太阳最近的距离大约是20非盟,最远的距离大约是30非盟。 太阳是椭圆轨道的焦点之一。 让椭圆以原点为中心并在 AU 中标注轴,轨道将如下图所示。 使用图表为行星的椭圆轨道写一个方程。

- 回答
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x2625+y2600=1
一颗行星在绕太阳的椭圆轨道上移动。 行星离太阳最近的距离大约是20非盟,最远的距离大约是50非盟。 太阳是椭圆轨道的焦点之一。 让椭圆以原点为中心并在 AU 中标注轴,轨道将如下图所示。 使用图表为行星的椭圆轨道写一个方程。

- 回答
-
x21225+y21000=1
访问这些在线资源以获取更多说明和使用省略号进行练习。
- 圆锥截面:绘制椭圆图第 1 部分
- 圆锥截面:绘制椭圆图第 2 部分
- 来自图表的椭圆方程
关键概念
- 椭圆:椭圆是平面中的所有点,其中两个定点的距离之和是恒定的。 每个定点都称为椭圆的焦点。
图 11.3.37
- 如果我们画一条穿过焦点的直线,则椭圆在两个点上相交——每个点都被称为椭圆的顶点。
连接顶点的线段称为长轴。
线段的中点称为椭圆的中心。
垂直于长轴、穿过中心并在两点上与椭圆相交的线段称为短轴。 - 方程的标准形式带中心的椭圆(0,0):中心椭圆方程的标准形式是(0,0)
x2a2+y2b2=1
x-intercepts 是(a,0)和(−a,0)。
y-intercepts 是(0,b)和(0,−b)。 - 如何画一个中间的椭圆(0,0)
- 用标准形式写出方程式。
- 确定长轴是水平还是垂直。
- 找到长轴的端点。
- 找到短轴的端点
- 草绘椭圆。
- 方程的标准形式带中心的椭圆(h,k):中心椭圆方程的标准形式是(h,k)
(x−h)2a2+(y−k)2b2=1
当时a>b,长轴是水平的,所以从中心到顶点的距离是a。
当时b>a,长轴是垂直的,因此从中心到顶点的距离是b。
词汇表
- 椭圆
- 椭圆是平面中的所有点,其中两个定点的距离之和是恒定的。