抛物线和椭圆的经典例题(用无穷大的思想分析椭圆)
本篇用无穷大的思想将一个一般方程变成椭圆,双曲线,抛物线方程。即简单又容易理解。
我们知道二次曲线的通用方程:
经过改写:
所以每个横坐标X有两个纵坐标与之对应,或者没有纵坐标与之对应,因为y的根为实数或者为虚数。而椭圆,抛物线,双曲线正是从这个方程中分离出来,变成独立的曲线。
当坐标系原点在图形中心点时,y的两个值肯定大小相等,符号相反,所以和为0,所以
此时二次曲线通用方程的形状为:
此处 b d取不同的值时,将会产生不同的圆锥曲线。
第一双曲线:当d>0,x趋于正无穷大时:
因此表达式(1)为正,纵坐标y有两个无穷大的值,一正一负,
当x趋于负无穷大时,表达式(1)仍为正,纵坐标y有两个无穷大的值,一正一负,
所以d>0时,二次曲线有四条伸向无穷远的分支,x趋于正无穷大时两条,x趋于负无穷大时两条。这就是双曲线的来源。
双曲线方程:
第二椭圆:当d<0时,x趋于正无穷大和负无穷大时,表达式
所以纵坐标y都是虚数(或不存在),可见d<0时,曲线的纵坐标都不能为无穷大,即曲线没有伸向无穷的分支,整个曲线位于一个确定的有限范围之内,这样的二次曲线就是椭圆。
椭圆方程:
所以d>0或d<0二次曲线截然不同,决定了两种曲线,
第三抛物线:当d=0时,因为0在正负之间,所以这时的曲线性质也在双曲线和椭圆之间。
此时方程变为
b为正为负都可以,当b>0时,X趋于正无穷时,y也趋于无穷大,且一正一负。
当b>0时,X趋于负无穷时,y为虚数(不存在)
所以当d=0,b>0时,二次曲线有趋于无穷的两个分支。且只有两个分支,这就是抛物线。
抛物线方程:
上述就是用无穷大思想分析一般通用方程得到三种不同的曲线。
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