方程式を入力してください
カメラ入力が識別されません!

解答 - 楕円の性質

標準形式の方程式 x2175+y2173=1
\frac{x^2}{\frac{17}{5}}+\frac{y^2}{\frac{17}{3}}=1
中心 (0;0)
(0; 0)
長軸の半径 2.38
2.38
頂点_1 (0;2.38)
(0; 2.38)
頂点_2 (0;2.38)
(0; -2.38)
短軸の半径 1.844
1.844
共役軸_1 (1.844;0)
(1.844; 0)
共役軸_2 (1.844;0)
(-1.844; 0)
焦点距離 1.506
1.506
焦点_1 (0;1.506)
(0; 1.506)
焦点_2 (0;1.506)
(0; -1.506)
面積 4.389π
4.389π
x軸との交点 (1.844;0),(1.844;0)
(1.844; 0), (-1.844; 0)
y軸との交点 (0;2.38),(0;2.38)
(0; 2.38), (0; -2.38)
離心率 0.633
0.633

他の解決方法

楕円の性質

手順を追って説明

1. 標準形を見つける

楕円の標準形を見つけるためには、式の右側を 1 に等しくします:

5x2+3y2=17

両方の側を17で割る

5x217+3y217=1717

数式を単純化します

517x2+317y2=1

x2175+y2173=1

y の分母(173)が x の分母(175)より大きいと、それは長軸(173=a2)を表し、この式は垂直な楕円方程式になります:
(x-h)2b2+(y-k)2a2=1

2. 中心を見つける

hは原点からのx方向へのオフセットを表します。
kは原点からのy方向へのオフセットを表します。
hk の値を求めるためには、垂直な楕円の標準形を使用します:
(x-h)2b2+(y-k)2a2=1

x2175+y2173=1
h=0
k=0
中心: (0,0)

3. 主軸の半径を見つける

aは楕円の長い半径を表し、これは主軸の半分に等しいです。
これは、半主軸と呼ばれます。
aの値を求めるためには、垂直な楕円の標準形を使用します:
(x-h)2b2+(y-k)2a2=1

x2175+y2173=1
a2=173
等式の両辺の平方根を取ります:
a=2.38

aは距離を表すので、正の値しか持ちません。

4. 頂点を見つける

垂直楕円では、主軸はy軸に平行に走り、楕円の頂点を通ります。頂点を求めるためには、中心のy座標(k)に a を加算し、減算します。

頂点_1を見つけるためには、中心のy座標(k)にaを足します:
頂点_1:(h,k+a)
中心:(h,k)=(0,0)
h=0
k=0
a=2.38
頂点_1:(0,0+2.38)
頂点_1:(0;2.38)

頂点_2を見つけるためには、中心のy座標(k)からaを引きます:
頂点_2:(h,ka)
中心:(h,k)=(0;0)
h=0
k=0
a=2.38
頂点_2:(0,02.38)
頂点_2:(0;2.38)

5. 副軸の半径を見つける

bは楕円の短い半径を表し、これは短軸の半分に等しいです。これを半短軸と呼びます。
bの値を見つけるには、垂直楕円の標準形を使用します:
(x-h)2b2+(y-k)2a2=1

x2175+y2173=1
b2=175
式の両辺の平方根を取ります:
b=1.844
bは距離を表すため、値は常に正します。

6. 共頂点を見つける

垂直楕円では、小軸はx軸に並行で、楕円の共頂点を通過します。
中心のx座標(h)からbを足し引きして共頂点を見つけます。

共頂点_1を見つけるには、中心のx座標(h)にbを足します:
共頂点_1:(h+b,k)
中心:(h,k)=(0;0)
h=0
k=0
b=1.844
共頂点_1:(0+1.844,0)
共頂点_1:(1.844;0)

共頂点_2を見つけるためには、中心のx座標(h)からbを引きます:
共頂点_2:(hb,k)
中心:(h,k)=(0;0)
h=0
k=0
b=1.844
共頂点_2:(01.844,0)
共頂点_2:(1.844;0)

7. 焦点距離を見つける

焦点距離は、楕円の中心から各焦点までの距離であり、通常fで表されます。

fを見つけるためには、この式を使用します:
f=a2-b2
a2=173
b2=175
a2b2を式に代入し、簡単にします:

f=173-175

f=3415

f=1.506

fは距離を表すため、値は常に正です。

8. 焦点を見つける

垂直な円錐では、主軸はy軸に平行に進み、焦点を通ります。
焦点を求めるには、中心のy座標(k)fを加えるか減らします。

焦点1を求めるには、中心のy座標(k)fを加えます:
焦点1: (h,k+f)
中心: (h,k)=(0;0)
h=0
k=0
f=1.506
焦点1: (0,0+1.506)
焦点1: (0;1.506)

焦点2を求めるには、中心のy座標(k)からfを引きます:
焦点2: (h,kf)
中心: (h,k)=(0;0)
h=0
k=0
f=1.506
焦点2: (0,01.506)
焦点2: (0;1.506)

9. 面積を見つける

楕円の面積を求めるためには以下の式を使用します:
π·a·b
a=2.38
b=1.844
この式にabを代入し、簡単に計算します。

π·2.38·1.844

π·4.389

面積は4.389πに等しい

10. xとyの交点を見つける

x-切片を求めるには、楕円の標準方程式のy0を代入し、得られた二次方程式をxで解きます。
二次方程式の詳しい解説はこちら。

x2175+y2173=1

x2175+02173=1

x1=1.844

x2=1.844

y-切片を求めるには、楕円の標準方程式のx0を代入し、得られた二次方程式をyで解きます。
二次方程式の詳しい解説はこちら。

x2175+y2173=1

02175+y2173=1

y1=2.38

y2=2.38

11. 離心率を見つける

離心率を求めるには以下の式を用います:
a2-b2a
a2=173
b2=175
a=2.38
この式にa2b2、そしてaを代入します。

173-1752.38

34152.38

1.5062.38

0.633

離心率は0.633と等しい

12. グラフ

なぜこれを学ぶのか

ある人がニンジンを横断して半分に切ったとします(こんな感じ: =|> )。その結果得られる断面は円形で、比較的簡単に測定することができます。しかし、同じニンジンを角度をつけて横断したらどうでしょうか(こんな感じ: =/> )?得られる形状はもっと楕円になり、素朴な円を測定するより少し難しくなるでしょう。でも、そもそもなぜニンジンの断面を測定する必要があるのでしょうか?
まあ...実際にはあまりないかもしれませんが、自然界では楕円の発生は実際にかなり一般的で、それらを数学的な観点から理解することは多様な文脈で有用です。美術、デザイン、建築、工学、天文学などの分野は時々楕円に依存しています - それは肖像画を描くことから、家を建てること、月、惑星、彗星の軌道を測定することまで。

用語とトピック