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椭圆的极坐标方程怎样推导出的

时间:2023-06-01 21:26:42阅读:4
椭圆的直角坐标系方程是x²/a²+y²/b²=1,原心O在中心,若采用极坐标系(r,θ):一、直接用标准的极坐标椭圆方程。较简单,但这方程的原点在两焦点,而不是中心。椭圆的标准(r,θ)极坐标r(1±e

椭圆的直角坐标系方程是x²/a²+y²/b²=1,原心O在中心,若采用极坐标系(r,θ):

一、直接用标准的极坐标椭圆方程 。较简单,但这方程的原点在两焦点,而不是中心。椭圆的标准(r,θ)极坐标 r (1±ecosθ)=Ra 。Ra是长轴两端的曲率半径 Ra=b²/a,e是偏心率 e=c/a。+表示 以椭圆右焦点为极坐标系圆点O,-号表示左焦点。

二、可直接转换,但方程非标准。直角坐标系(x,y) 化极坐标系(r,θ),很简单,只要把 x=r cosθ,y=r sinθ代入直角坐标系方程即可。代入x²/a²+y²/b²=1, 有 cos²θ/a²+sin²θ/b²=1/r²。这就是椭圆的(r,θ)极坐标方程,椭圆中心就是极坐标的原点。

椭圆的极坐标方程怎样推导出的

推导过程如下:

利用极坐标与直角坐标的互换公式

x=ρcosα

y=ρsinα

带入

x²/a²+y²/b²=1

(ρcosα)

²/a²+(ρsinα)²/b²=1

扩展资料:

椭圆的极坐标系方程

函数:用极坐标系描述的曲线方程称作极坐标方程,通常表示为r为自变量θ的函数。

对称:极坐标方程经常会表现出不同的对称形式,如果r(−θ)

=r(θ)。

则曲线关于极点(0°/180°)对称,如果r(π−θ)

=

r(θ),则曲线关于极点(90°/270°)对称,如果r(θ−α)

=

r(θ),则曲线相当于从极点逆时针方向旋转α°。

椭圆的常见问题以及解法

例如:有一个圆柱,被截得到一个截面,下面证明它是一个椭圆(用上面的第一定义):

将两个半径与圆柱半径相等的半球从圆柱两端向中间挤压,它们碰到截面的时候停止,那么会得到两个公共点,显然他们是截面与球的切点。

设两点为F1、F2

对于截面上任意一点P,过P做圆柱的母线Q1、Q2,与球、圆柱相切的大圆分别交于Q1、Q2

则PF1=PQ1、PF2=PQ2,所以PF1+PF2=Q1Q2

由定义1知:截面是一个椭圆,且以F1、F2为焦点

用同样的方法,也可以证明圆锥的斜截面(不通过底面)为一个椭圆

例:已知椭圆C:x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>;b>;0)的离心率为√6/3,短轴一个端点到右焦点的距离为√3.

1.求椭圆C的方程.

2.直线l:y=x+1与椭圆交于A,B两点,P为椭圆上一点,求△PAB面积的最大值.

3.在⑵的基础上求△AOB的面积.

分析短轴的端点到左右焦点的距离和为2a,端点到左右焦点的距离相等(椭圆的定义),可知a=√3,又c/a=√6/3,代入得c=√2,b=√(a^2-c^2)=1,方程是x^2/3+y^2/1=1

要求面积,显然以ab作为三角形的底边,联立x^2/3+y^2/1=1,y=x+1解得x1=0,y1=1,x2=-1.5,y2=-0.5.利用弦长公式有√(1+k^2))[x2-x1](中括号表示绝对值)弦长=3√2/2,对于p点面积最大,它到弦的距离应最大。

假设已经找到p到弦的距离最大,过p做弦的平行线,可以

发现这个平行线是椭圆的切线是才会最大,这个切线和弦平行故斜率和弦的斜率=,设y=x+m,利用判别式等于0,求得m=2,-2.结合图形得m=-2.x=1.5,y=-0.5,p(1.5,-0.5)

直线方程x-y+1=0,利用点到直线的距离公式求得√2/2,面积1/2*√2/2*3√2/2=3/4, [2]

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