双曲线与椭圆
当一个圆锥体以不同的角度被切割时,不同的曲线用圆锥体的边缘来标记。这些曲线通常称为圆锥曲线。更精确地说,二次曲线是一条直角圆锥曲面与一个平面相交而得到的曲线。在不同的交角下,给出了不同的圆锥曲线。
双曲线和椭圆都是圆锥曲线,在这种情况下,它们的区别很容易比较。
有关椭圆的详细信息
当圆锥曲面与平面的交点产生闭合曲线时,称为椭圆。它的偏心率在0和1之间(0<e<1)。它也可以定义为平面上点集的轨迹,使得从两个固定点到该点的距离之和保持不变。这两个固定点被称为“焦点”。(请记住,在小学数学课上,椭圆是用一根系在两个固定管脚上的绳子,或是一个绳环和两个管脚来画的。)
穿过焦点的线段称为长轴,垂直于长轴并穿过椭圆中心的轴称为短轴。沿每个轴的直径分别称为横径和共轭直径。长轴的一半称为半长轴,短轴的一半称为半短轴。
每个点F1和F2被称为椭圆的焦点,长度F1+PF2=2a,其中P是椭圆上的任意点。偏心率e定义为从焦点到任意点的距离(PF2)与到任意点到准线的垂直距离(PD)的比值。它也等于两个焦点与半长轴之间的距离:e=PF/PD=f/a
当半长轴和半短轴与笛卡尔轴重合时,椭圆的一般方程如下。
x2/a2+y2/b2=1
椭圆的几何学有许多应用,特别是在物理学中。太阳系中行星的轨道是椭圆的,以太阳为一个焦点。天线和声学设备的反射器被制成椭圆形,以利用任何一个焦点的发射都会**到另一个焦点的事实。
关于双曲线的更多信息
双曲线也是圆锥曲线,但它是开口的。术语双曲线指的是图中所示的两条断开的曲线。双曲线的臂或分支不是像椭圆那样闭合,而是继续到无穷大。
两个分支之间距离最短的点称为顶点。通过顶点的直线被认为是双曲线的长轴或横轴,它是双曲线的主轴之一。抛物线的两个焦点也位于主轴上。两个顶点之间直线的中点为中心,线段的长度为半长轴。半长轴的垂直平分线是另一条主轴,双曲线的两条曲线围绕该轴对称。抛物线的偏心率大于1;e>;1。
如果主轴与笛卡尔轴重合,则双曲线的一般方程为:
x2/a2–y2/b2=1,
其中a是半长轴,b是从中心到任一焦点的距离。
开口端朝向x轴的双曲线称为东西双曲线。在y轴上也可以得到类似的双曲线。它们被称为y轴双曲线。这种双曲线的方程采用
y2/a2–x2/b2=1
双曲线和椭圆有什么区别?
•椭圆和双曲线都是圆锥截面,但椭圆是闭合曲线,而双曲线由两条开放曲线组成。
•因此,椭圆的周长是有限的,但双曲线的长度是无限的。
•两者围绕其长轴和短轴对称,但准线的位置在每种情况下都不同。在椭圆中,它位于半长轴之外,而在双曲线中,它位于半长轴上。
•两个圆锥截面的偏心率不同。
0<;eEllipse<;1
eHyperbola>;0
•两条曲线的一般方程看起来相同,但它们不同。
•长轴的垂直平分线与椭圆中的曲线相交,但不与双曲线相交。