Wprowadź równanie lub problem
Kamera nie rozpoznaje wprowadzenia!

Rozwiązanie - Właściwości elips

równanie w formie standardowej x294+y2949=1
\frac{x^2}{\frac{9}{4}}+\frac{y^2}{\frac{9}{49}}=1
środek (0,0)
(0, 0)
promień większej osi 1,5
1,5
wierzchołek_1 (1.5,0)
(1.5, 0)
wierzchołek_2 (1.5,0)
(-1.5, 0)
promień mniejszej osi 0,429
0,429
współwierzchołek_1 (0,0.429)
(0, 0.429)
współwierzchołek_2 (0,0.429)
(0, -0.429)
odległość ogniskowa 1,437
1,437
ognisko_1 (1.437,0)
(1.437, 0)
ognisko_2 (1.437,0)
(-1.437, 0)
pole powierzchni 0,644π
0,644π
przecięcia z osią x (32,0),(-32,0)
(\frac{3}{2}, 0), (-\frac{3}{2}, 0)
przecięcia z osią y (0,37),(0,-37)
(0, \frac{3}{7}), (0, -\frac{3}{7})
ekscentryczność 0,958
0,958

Inne sposoby na rozwiązanie

Właściwości elips

Krok po kroku wyjaśnienie

1. Znajdź formę standardową

Aby znaleźć standardową formę elipsy, spraw, aby prawa strona równania była równa 1:

4x2+49y2=9

Podziel obie strony przez 9

4x29+49y29=99

Uporządkuj wyrażenie

49x2+499y2=1

x294+y2949=1

Ponieważ mianownik x (94) jest większy niż mianownik y (949), reprezentuje on główną oś (94=a2), co powoduje, że jest to równanie elipsy poziomej:
(x-h)2a2+(y-k)2b2=1

2. Znajdź środek

h reprezentuje przesunięcie w kierunku x względem początku.
k reprezentuje przesunięcie w kierunku y względem początku.
Aby znaleźć wartości h i k, użyj standardowej formy elipsy poziomej:
(x-h)2a2+(y-k)2b2=1

x294+y2949=1
h=0
k=0
Center: (0,0)

3. Znajdź promień głównej osi

a reprezentuje dłuższy promień elipsy, który jest równy połowie osi głównej. To się nazywa półosia główna.
Aby znaleźć wartość a, użyj standardowej formy elipsy poziomej:
(x-h)2a2+(y-k)2b2=1

x294+y2949=1
a2=94
Weź pierwiastek kwadratowy z obu stron równania:
a=1,5

Ponieważ a reprezentuje odległość, ma tylko wartość dodatnią.

4. Znajdź wierzchołki

W elipsie poziomej, główna oś biegnie równolegle do osi x i przechodzi przez wierzchołki elipsy. Znajdź wierzchołki, dodając i odejmując a do współrzędnej x (h) środka.

Aby znaleźć wierzchołek_1, dodaj a do współrzędnej x (h) środka:
Wierzchołek_1: (h+a,k)
Środek: (h,k)=(0,0)
h=0
k=0
a=1.5
Wierzchołek_1: (0+1.5,0)
Wierzchołek_1: (1.5,0)

Aby znaleźć wierzchołek_2, odejmij a od współrzędnej x (h) środka:
Wierzchołek_2: (ha,k)
Środek: (h,k)=(0,0)
h=0
k=0
a=1.5
Wierzchołek_2: (01.5,0)
Wierzchołek_2: (1.5,0)

5. Znajdź promień osi mniejszej

b reprezentuje krótszy promień elipsy, który jest równy połowie mniejszej osi. Nazywa się to półosią mniejszą.
Aby znaleźć wartość b, użyj standardowej formy elipsy poziomej:
(x-h)2a2+(y-k)2b2=1

x294+y2949=1
b2=949
Pobierz pierwiastek kwadratowy z obu stron równania:
b=0,429
Ponieważ b reprezentuje odległość, ma tylko wartość dodatnią.

6. Znajdź współrzędne

W elipsie poziomej, mniejsza oś przebiega równolegle do osi y i przechodzi przez współrzędne elipsy.
Znajdź współrzędne dodając i odejmując b od współrzędnej y (k) środka.

Aby znaleźć współrzędną_1, dodaj b do współrzędnej y (k) środka:
Współrzędna_1: (h,k+b)
Środek: (h,k)=(0,0)
h=0
k=0
b=0.429
Współrzędna_1: (0,0+0.429)
Współrzędna_1: (0,0.429)

Aby znaleźć współrzędną_2, odejmij b od współrzędnej y (k) środka:
Współrzędna_2: (h,kb)
Środek: (h,k)=(0,0)
h=0
k=0
b=0.429
Współrzędna_2: (0,00.429)
Współrzędna_2: (0,0.429)

7. Znajdź ogniskową

Długość ogniskowa to odległość od środka elipsy do każdego punktu ogniskowego i zwykle reprezentowana jest przez f.

Aby znaleźć f, użyj formuły:
f=a2-b2
a2=94
b2=949
Podstaw a2 i b2 do formuły i uproszczone:

f=94-949

f=405196

f=1,437

Ponieważ f reprezentuje dystans, ma tylko wartość dodatnią.

8. Znajdź ogniwo

W elipsie poziomej, oś główna biegnie równolegle do osi x i przez ogniska.
Znajdź ogniska, dodając i odejmując f do współrzędnej x (h) środka.

Aby znaleźć ognisko_1, dodaj f do współrzędnej x (h) środka:
Ognisko_1: (h+f,k)
Centrum: (h,k)=(0,0)
h=0
k=0
f=1.437
Ognisko_1: (0+1.437,0)
Ognisko_1: (1.437,0)

Aby znaleźć ognisko_2, odejmij f od współrzędnej x (h) środka:
Ognisko_2: (hf,k)
Centrum: (h,k)=(0,0)
h=0
k=0
f=1.437
Ognisko_2: (01.437,0)
Ognisko_2: (1.437,0)

9. Znajdź powierzchnię

Użyj wzoru na pole elipsy, aby znaleźć pole elipsy:
π·a·b
a=1,5
b=0,429
Wstaw a i b do wzoru i uproszcz:

π·1,5·0,429

π·0,644

Pole wynosi 0,644π

10. Znajdź przecięcia z osią x i y

Aby znaleźć miejsce zerowe x, podstaw 0 dla y w standardowym równaniu elipsy i rozwiąż wynikające równanie kwadratowe dla x.
Kliknij tutaj, aby uzyskać krok po kroku wyjaśnienie równania kwadratowego.

x294+y2949=1

x294+02949=1

x1=32

x2=-32

Aby znaleźć miejsce zerowe y, podstaw 0 dla x w standardowym równaniu elipsy i rozwiąż wynikające równanie kwadratowe dla y.
Kliknij tutaj, aby uzyskać krok po kroku wyjaśnienie równania kwadratowego.

x294+y2949=1

0294+y2949=1

y1=37

y2=-37

11. Znajdź mimośródność

Aby znaleźć ekscentryczność, użyj poniższego wzoru:
a2-b2a
a2=94
b2=949
a=1,5
Podstaw a2 , b2 oraz a do wzoru:

94-9491,5

4051961,5

1,4371,5

0,958

Mimośródność wynosi 0,958

12. Narysuj wykres

Dlaczego uczyć się tego

Jeśli pokroisz marchewkę na pół poprzecznie (tak jak to: =|> ), otrzymany przekrój byłby okrągły i dość łatwy do zmierzenia. Ale co jeśli pokroisz tę samą marchewkę poprzecznie pod kątem (tak jak to: =/> )? Otrzymany kształt byłby bardziej eliptyczny i mierzenie go byłoby trochę trudniejsze niż po prostu mierzenie starego dobrego okręgu. Ale czy naprawdę musisz mierzyć przekrój marchewki?
Prawdopodobnie nie, ale takie przypadki występowania elips w naturze są naprawdę dość powszechne, a zrozumienie ich z matematycznego punktu widzenia może być użyteczne w wielu różnych kontekstach. Dziedziny takie jak sztuka, design, architektura, inżynieria i astronomia polegają czasami na elipsach - od malowania portretów, przez budowanie domów, po mierzenie orbit księżyców, planet i komet.

Terminy i tematy