圆锥曲线

圆锥曲线(也称圆锥截面):平切圆锥的截面

你是否知道用不同的圆锥截面可以得到圆,椭圆,抛物线或双曲线?

 

圆锥
圆锥

 
圆锥曲线圆

横切
圆锥曲线椭圆
椭圆

小倾斜角度
圆锥曲线抛物线
抛物线

与圆锥的侧面
平行
圆锥曲线双曲线
双曲线

大倾斜角度

因此这些曲线都是互相有关联的!

焦点!

焦点与准线

这些曲线也可以用一条直线和一点(叫准线焦点)来描述。

如果我们测量以下的距离:

这两个距离的比例是不变的。

偏心率

上面讲的比例叫 "偏心率",所以我们可以说圆锥曲线是:

"所有这样的点:点到焦点的距离等于
偏心率乘以点到准线的距离"

偏心率

如果:

圆的偏心率是零,所以偏心率表示曲线 "与圆有多大不同"。偏心率越大,曲线的弯度就越小。

正焦弦

正焦弦

正焦弦是穿过焦点而平行于准线的直线。它的长度是:

 

椭圆、准线、焦点和正焦弦

这就是椭圆的长轴短轴

椭圆有一对焦点和准线(每边一个)。

一般方程

我们可以为这些曲线写一个方程。

因为曲线是平面曲线(虽然是从立体图形中切出来的),我们可以用笛卡尔("x" 和 "y")坐标

但这些不是直线,所以只用 "x" 和 "y" 是不够的……我们要用高一级的幂:

好了,这就够了!

每项还需要个系数(A、B、C 等)……

圆锥曲线的一般方程,通用于所有圆锥曲线,是:

Ax^2 等

从这一个方程我们可以得到圆、椭圆、抛物线和双曲线……但这比较高级,容我们稍后再谈,