- Ellipsin tərifindən istifadə etmək və verilənlərə görə onun standart tənliyini yazmaq
- Tənliyə görə a, b, c-ni, fokusları, təpələri və ekssentrisiteti tapmaq
- Fokal üçbucaqların perimetrini və sahəsini, fokal radiusları hesablamaq
- Düz xəttin ellipslə qarşılıqlı vəziyyətini diskriminantla təyin etmək, vətərin uzunluğunu və orta nöqtəsini tapmaq
İpin iki ucunu taxtaya sancılmış iki sancağa bağla, ipi qələmlə dartıb qələmi sancaqların ətrafında gəzdir. Qələmdən iki sancağa qədər məsafələrin cəmi həmişə ipin uzunluğuna bərabərdir, çəkilən əyri isə ellipsdir. Bağbanlar oval gül ləklərini belə nişanlayır, planetlər isə Günəş iki xüsusi nöqtədən — fokuslardan birində olmaqla ellipslər üzrə hərəkət edir. CSCA proqramında ellips «Müstəvi üzərində analitik həndəsə» bölməsinə aiddir. O, «Koordinat müstəvisində düz xətlər və çevrələr» dərsinə əsaslanır — çevrə iki fokusu mərkəzdə birləşmiş ellipsdir — və «Hiperbola» və «Parabola» dərslərindən əvvəl gəlir. Bu dərsdə tərifi, iki standart tənliyi, a, b, c və e ədədlərini, fokuslarla əmələ gələn üçbucaqları və düz xətt ellipslə görüşəndə nə baş verdiyini öyrənəcəksən.
Tərif və standart tənliklər
椭圆)Müstəvinin elə P nöqtələrinin çoxluğu ki, onlardan iki sabit F₁ və F₂ nöqtəsinə — fokuslara (焦点) — qədər məsafələrin cəmi fokuslar arasındakı məsafədən böyük olan sabit 2a ədədinə bərabərdir: |PF₁| + |PF₂| = 2a > |F₁F₂| = 2c. 2c məsafəsi fokus məsafəsi (焦距) adlanır.
2a > 2c şərti vacibdir. 2a = 2c olarsa, |PF₁| + |PF₂| = |F₁F₂| bərabərliyini yalnız F₁F₂ parçasının nöqtələri ödəyir. 2a < 2c olarsa, üçbucaq bərabərsizliyinə görə belə nöqtə ümumiyyətlə yoxdur. CSCA məhz bunu yoxlamağı sevir.
Tənlik haradan alınır? Fokusları x oxu üzərində başlanğıca nəzərən simmetrik yerləşdir: F₁(−c; 0), F₂(c; 0). Tərif belə yazılır: √((x + c)² + y²) + √((x − c)² + y²) = 2a. Köklərdən birini sağ tərəfə keçir, kvadrata yüksəlt, sadələşdir və yenə kvadrata yüksəlt: (a² − c²)x² + a²y² = a²(a² − c²). a > c olduğundan a² − c² ədədi müsbətdir; onu b² ilə işarə et və a²b²-yə böl.
- aböyük yarımox (böyük oxun yarısı)
- bkiçik yarımox
- cfokus məsafəsinin yarısı: birinci tənlikdə fokuslar (±c; 0), ikincidə (0; ±c)
Fokuslar böyük məxrəcin oxu üzərindədir: x²/16 + y²/25 = 1 tənliyində 25 y²-nin altındadır, ona görə fokuslar y oxu üzərindədir. Çin dərsliklərində a, hansı dəyişənin altında durmasından asılı olmayaraq, həmişə böyük ədəddir (a > b > 0).
1) Fokuslar (−3; 0) və (3; 0), məsafələrin cəmi 10-dur. Tənliyi yaz.
2) x²/7 + y²/16 = 1 ellipsinin fokusları haradadır?
3) Fokusları y oxu üzərində olan ellipsdə c = 2-dir və o, (0; 3) nöqtəsindən keçir. Tənliyini yaz.
4) m-in hansı qiymətlərində x²/(m − 2) + y²/(6 − m) = 1 tənliyi fokusları x oxu üzərində olan ellipsi təsvir edir?
Həllini göstərHəllini gizlət
2) Böyük məxrəc 16 y²-nin altındadır, ona görə fokuslar y oxu üzərindədir: c² = 16 − 7 = 9, fokuslar (0; ±3).
3) (0; 3) fokuslar oxu üzərindədir, deməli, təpədir: a = 3, b² = 9 − 4 = 5: y²/9 + x²/5 = 1.
4) Hər iki məxrəc müsbət, x²-nin altındakı isə böyük olmalıdır: m − 2 > 6 − m > 0, deməli, 4 < m < 6.
F₁(−3; 0) və F₂(3; 0) sabit nöqtələrdir, P nöqtəsi isə elə hərəkət edir ki, |PF₁| + |PF₂| = 6. P-nin trayektoriyası nədir?
A) ellips B) F₁F₂ parçası C) çevrə D) belə nöqtə yoxdur
Həllini göstərHəllini gizlət
A 2a-nı 2c ilə müqayisə etməyənin avtomatik cavabıdır. Cəm 6-dan kiçik olsaydı, D doğru olardı.
a, b, c: təpələr, oxlar və ekssentrisitet
顶点, 长轴, 短轴)Ellipsin simmetriya oxları ilə kəsişdiyi dörd nöqtə onun təpələridir. Fokuslardan keçən A₁A₂ parçası böyük oxdur (uzunluğu 2a), ona perpendikulyar B₁B₂ parçası isə kiçik oxdur (uzunluğu 2b). Onların kəsişmə nöqtəsi ellipsin mərkəzidir.
| Element | x²/a² + y²/b² = 1 | y²/a² + x²/b² = 1 |
|---|---|---|
| Fokuslar | (±c; 0) | (0; ±c) |
| Təpələr | (±a; 0), (0; ±b) | (0; ±a), (±b; 0) |
| Böyük ox | x oxu üzərində, uzunluğu 2a | y oxu üzərində, uzunluğu 2a |
| Kiçik ox | y oxu üzərində, uzunluğu 2b | x oxu üzərində, uzunluğu 2b |
| Aralıq | |x| ≤ a, |y| ≤ b | |x| ≤ b, |y| ≤ a |
- aböyük yarımox: kiçik oxun ucundan fokusa qədər məsafə
- bkiçik yarımox
- cmərkəzdən fokusa qədər məsafə
Kiçik oxun B₂(0; b) ucu hər iki fokusdan eyni məsafədədir və bu məsafələrin cəmi 2a-dır, deməli, |B₂F₁| = |B₂F₂| = a. OB₂F₂ düzbucaqlı üçbucağının katetləri b və c, hipotenuzu a-dır: ellipsdə üç ədəddən ən böyüyü a-dır.
1) x²/25 + y²/9 = 1 ellipsinin təpələrini, fokuslarını və oxlarının uzunluqlarını tap.
2) 4x² + 9y² = 36 tənliyini standart şəklə sal və fokusları tap.
3) Kiçik oxun uzunluğu 8, fokus məsafəsi 6-dır. Tənliyi yaz.
Həllini göstərHəllini gizlət
2) 36-ya böl: x²/9 + y²/4 = 1; c² = 9 − 4 = 5, fokuslar (±√5; 0).
3) b = 4, c = 3, a = 5. Fokusların vəziyyəti verilməyib, ona görə iki cavab var: x²/25 + y²/16 = 1 və ya y²/25 + x²/16 = 1.
- eekssentrisitet (
离心率) - a, b, cyuxarıdakı kimi
e ellipsin nə qədər yastı olduğunu ölçür. e → 0 olduqda c → 0 və b → a: ellips çevrəyə çevrilir. e → 1 olduqda b → 0 və ellips parçaya doğru yastılaşır. Oxların nisbəti b/a = √(1 − e²).
1) x²/16 + y²/12 = 1 ellipsi üçün e-ni tap.
2) Kiçik yarımox fokus məsafəsinin yarısına bərabərdir (b = c). e-ni tap.
3) Fokuslar A₁A₂ böyük oxunu üç bərabər hissəyə bölür. e-ni tap.
Həllini göstərHəllini gizlət
2) a² = b² + c² = 2c², deməli, a = √2·c və e = c/a = √2/2.
3) |A₁F₁| = |F₁F₂| = |F₂A₂| = 2a/3, deməli, 2c = 2a/3 və e = 1/3.
x²/9 + y²/m = 1 ellipsinin ekssentrisiteti √3/2-dir. m nəyə bərabərdir?
A) 9/4 B) 36 C) 9/4 və ya 36 D) 27/4
Həllini göstərHəllini gizlət
m < 9 olarsa: a² = 9, c² = 9 − m və e² = (9 − m)/9 = 3/4 bərabərliyindən m = 9/4.
m > 9 olarsa: a² = m, c² = m − 9 və e² = (m − 9)/m = 3/4 bərabərliyindən m = 36. Cavab C.
A və B yalnız bir halı saxlayır. D e² = c²/a² düsturunda c² əvəzinə b² qoyur: m/9 = 3/4.
Fokal üçbucaqlar
Ellipsin P nöqtəsini hər iki fokusla birləşdir: PF₁F₂ üçbucağı fokal üçbucaq (焦点三角形) adlanır. Onun iki tərəfi tərifə görə bir-birinə bağlıdır, |PF₁| + |PF₂| = 2a, üçüncüsü isə sabitdir, |F₁F₂| = 2c. Onun haqqında demək olar ki, hər sual bu iki faktla və «Üçbucaqların həlli: sinuslar və kosinuslar teoremi» dərsindəki kosinuslar teoremi ilə həll olunur.
- Pellipsin istənilən nöqtəsi (böyük oxun ucları istisna)
- ABF₁ fokusundan keçən vətər
Vətər üçün: |AF₁| + |AF₂| = 2a və |BF₁| + |BF₂| = 2a, həm də |AF₁| + |BF₁| = |AB|. Toplasaq, vətərin istiqamətindən asılı olmayaraq |AB| + |AF₂| + |BF₂| = 4a alınır.
1) x²/25 + y²/16 = 1 ellipsi üçün △PF₁F₂-nin perimetrini tap.
2) x²/4 + y²/3 = 1 ellipsinin AB vətəri F₁-dən keçir. △ABF₂-nin perimetrini tap.
3) P nöqtəsi x²/16 + y²/12 = 1 ellipsi üzərindədir və |PF₁| = 3|PF₂|. |PF₁| və |PF₂|-ni tap.
Həllini göstərHəllini gizlət
2) a = 2, ona görə perimetr vətərin istiqamətindən asılı olmayaraq 4a = 8-dir.
3) |PF₁| + |PF₂| = 2a = 8 və |PF₁| = 3|PF₂|, deməli, |PF₂| = 2, |PF₁| = 6. a − c = 4 − 2 = 2 fokusa qədər mümkün olan ən kiçik məsafə olduğundan (aşağıya bax), P sağ təpədir: (4; 0).
- P(x₀; y₀)x²/a² + y²/b² = 1 ellipsinin nöqtəsi
- F₁(−c; 0), F₂(c; 0)sol və sağ fokuslar
- eekssentrisitet
Ellipsin nöqtəsindən fokusa qədər məsafə fokal radius (焦半径) adlanır. |PF₂|² = (x₀ − c)² + y₀² ifadəsində y₀² = b²(1 − x₀²/a²) yerinə qoyulanda (a − ex₀)² alınır, yəni fokal radius x₀-dan xətti asılıdır: fokusa yaxın təpədə ən kiçik (a − c), uzaq təpədə isə ən böyük (a + c) olur.
1) P nöqtəsi x²/25 + y²/9 = 1 ellipsi üzərindədir və absisi 5/2-dir. |PF₁| və |PF₂|-ni tap.
2) x²/49 + y²/40 = 1 ellipsinin nöqtəsindən fokusa qədər ən böyük və ən kiçik məsafələr nədir?
Həllini göstərHəllini gizlət
2) c² = 49 − 40 = 9, c = 3: ən böyük a + c = 10, ən kiçik a − c = 4, böyük oxun iki ucunda.
- SPF₁F₂ üçbucağının sahəsi
- θP təpəsindəki bucaq
- bkiçik yarımox
Çıxarılışı: m = |PF₁|, n = |PF₂| olsun. Kosinuslar teoremi 4c² = m² + n² − 2mn cos θ = (m + n)² − 2mn(1 + cos θ) = 4a² − 2mn(1 + cos θ) verir, deməli, mn = 2b²/(1 + cos θ). Onda S = ½mn sin θ = b² sin θ/(1 + cos θ) = b² tg(θ/2). θ = 90° üçün: S = b².
P nöqtəsi fokusları F₁ və F₂ olan x²/9 + y²/4 = 1 ellipsi üzərindədir və ∠F₁PF₂ = 60°. F₁PF₂ üçbucağının sahəsi nəyə bərabərdir?
A) 4√3/3 B) 4√3 C) 2√3 D) 4
Həllini göstərHəllini gizlət
B tg 30° əvəzinə tg 60° götürür; D b²-dir, yəni düz bucaq halının sahəsi. Düstursuz yoxlama: m + n = 6 və 4c² = 20 = (m + n)² − 3mn = 36 − 3mn, deməli, mn = 16/3 və S = ½ · (16/3) · (√3/2) = 4√3/3 ✓.
1) P nöqtəsi x²/49 + y²/24 = 1 ellipsi üzərindədir və PF₁ ⊥ PF₂. △F₁PF₂-nin sahəsini, |PF₁| və |PF₂| uzunluqlarını tap.
2) x²/9 + y²/5 = 1 ellipsinin PF₁ ⊥ PF₂ olan P nöqtəsi varmı?
Həllini göstərHəllini gizlət
2) ∠F₁PF₂ = 90° olan P nöqtələri diametri F₁F₂, radiusu c olan çevrə üzərindədir. Burada c = 2 < b = √5, ona görə bu çevrə ellipsin daxilində qalır: belə nöqtə yoxdur. Kiçik oxun ucunda alınan ən böyük F₁PF₂ bucağı 90°-dən kiçikdir.
Düz xətt və ellips
P(x₀; y₀) nöqtəsi x₀²/a² + y₀²/b² < 1 olduqda x²/a² + y²/b² = 1 ellipsinin daxilində, cəm 1-ə bərabər olduqda onun üzərində, 1-dən böyük olduqda isə xaricindədir. Düz xətt ellipslə ən çoxu iki nöqtədə görüşür. Hansı halın baş verdiyini kvadrat tənlik həll edir, çünki çevrədəki məsafə üsulu ellips üçün işləmir.
- 1Yerinə qoy
y = kx + m ifadəsini ellipsin tənliyində yerinə qoy və məxrəclərdən qurtul: (b² + a²k²)x² + 2a²kmx + a²(m² − b²) = 0.
- 2Diskriminant
Δ > 0: iki ortaq nöqtə (kəsən); Δ = 0: bir ortaq nöqtə (toxunan); Δ < 0: ortaq nöqtə yoxdur.
- 3Viyet teoremi
Kəsən üçün x₁ + x₂ = −2a²km/(b² + a²k²), x₁x₂ = a²(m² − b²)/(b² + a²k²); vətərin ortasının absisi (x₁ + x₂)/2-dir.
- 4Vətərin uzunluğu
|AB| = √(1 + k²) · √((x₁ + x₂)² − 4x₁x₂) — kökləri tapmağa ehtiyac yoxdur.
- kdüz xəttin bucaq əmsalı
- x₁, x₂A və B nöqtələrinin absisləri
Eyni vətər düsturu istənilən əyri, o cümlədən parabola və hiperbola üçün doğrudur; |x₁ − x₂| tənliyi həll etmədən Viyet teoremindən tapılır.
y = x + m düz xətti və x²/4 + y² = 1 ellipsi verilib.
1) m-in hansı qiymətlərində onların iki ortaq nöqtəsi var?
2) m = 1 üçün vətərin uzunluğunu tap.
3) Həmin vətərin orta nöqtəsini tap.
Həllini göstərHəllini gizlət
1) Δ = 64m² − 20(4m² − 4) = 80 − 16m² > 0, deməli, m² < 5: −√5 < m < √5 (m = ±√5 iki toxunanı verir).
2) m = 1 üçün: 5x² + 8x = 0, x₁ = 0, x₂ = −8/5 və |AB| = √2 · 8/5 = 8√2/5.
3) x = (x₁ + x₂)/2 = −4/5 və y = x + 1 = 1/5: orta nöqtə (−4/5; 1/5).
y = kx + 2 düz xəttinin x²/2 + y² = 1 ellipsi ilə ortaq nöqtəsi yoxdur. k hansı aralıqdadır?
A) −√6/2 < k < √6/2 B) k < −√6/2 və ya k > √6/2 C) −√2 < k < √2 D) k ≠ 0
Həllini göstərHəllini gizlət
B kəsən halıdır (Δ > 0). C toxunma şərtində a² ilə b²-nin yerini dəyişir. Şəkil kömək edir: (0; 2) ellipsdən kənardadır, ondan keçən az meyilli düz xətlər ellipsə çatmır, dik düz xətlər isə onu kəsir.
CSCA bu mövzunu necə soruşur
- Standart tənlik: verilənlərdən a və c-ni (və ya b-ni) tap; fokuslar böyük məxrəcin oxu üzərindədir; onların vəziyyəti verilməyibsə, hər iki variantı yaz.
- Parametrlər: x²/m + y²/n = 1 tənliyi m > 0, n > 0 və m ≠ n olduqda ellipsdir; m > n olduqda onun fokusları x oxu üzərindədir.
- Ekssentrisitet: hər şərti a, b və c arasında münasibətə çevir, a² = b² + c²-dan istifadə et və 0 < e < 1 olduğunu yoxla.
- Tərif və fokal üçbucaqlar: |PF₁| + |PF₂| = 2a; perimetrlər 2a + 2c və 4a; sahə b² tg(θ/2); fokusa qədər məsafə a − c ilə a + c arasındadır.
- Düz xətt və ellips: yerinə qoy, Δ-dan və Viyet teoremindən istifadə et; vətər √(1 + k²)|x₁ − x₂|; m² = a²k² + b² olduqda toxunan; orta nöqtəyə görə bucaq əmsalı −b²x₀/(a²y₀).
- Vaxta qənaət (hər suala təxminən 75 s): variantları yoxla — məsələdə verilmiş nöqtə seçdiyin tənliyi ödəməlidir; e ≥ 1 heç vaxt ellips deyil; kiçik bir eskiz hansı oxun böyük ox olduğunu göstərir.
İmtahanı ingilis və ya Çin dilində vermək olar. Bu dərsin terminləri hər iki dildə:
| Termin | 中文 | Pinyin |
|---|---|---|
| ellips — ellipse | 椭圆 | tuǒyuán |
| fokus — focus (cəmi foci) | 焦点 | jiāodiǎn |
| fokus məsafəsi (2c) — focal distance | 焦距 | jiāojù |
| böyük ox — major axis | 长轴 | chángzhóu |
| kiçik ox — minor axis | 短轴 | duǎnzhóu |
| təpə — vertex | 顶点 | dǐngdiǎn |
| ekssentrisitet — eccentricity | 离心率 | líxīnlǜ |
| standart tənlik — standard equation | 标准方程 | biāozhǔn fāngchéng |
| fokal üçbucaq — focal triangle | 焦点三角形 | jiāodiǎn sānjiǎoxíng |
| fokal radius — focal radius | 焦半径 | jiāobànjìng |
| trayektoriya, həndəsi yer — locus | 轨迹 | guǐjì |
| vətərin orta nöqtəsi — midpoint of a chord | 弦的中点 | xián de zhōngdiǎn |
| diskriminant — discriminant | 判别式 | pànbiéshì |
Əsas fikirlər
- Tərif: |PF₁| + |PF₂| = 2a > |F₁F₂| = 2c; 2a = 2c olduqda trayektoriya F₁F₂ parçasıdır, 2a < 2c olduqda isə belə nöqtə yoxdur.
- x²/a² + y²/b² = 1 və ya y²/a² + x²/b² = 1, a > b > 0; fokuslar böyük məxrəcin oxu üzərindədir.
- a² = b² + c² (a — hipotenuz); böyük ox 2a, kiçik ox 2b, fokus məsafəsi 2c.
- e = c/a = √(1 − b²/a²), 0 < e < 1; e nə qədər böyükdürsə, ellips o qədər yastıdır.
- Fokal üçbucaq: perimetr 2a + 2c, fokal vətər üzərində 4a, sahə b² tg(θ/2); a − c ≤ |PF| ≤ a + c.
- Düz xətt və ellips: yerinə qoy və Δ-dan istifadə et; vətər √(1 + k²)|x₁ − x₂|; y = kx + m düz xətti m² = a²k² + b² olduqda toxunandır.
Özünü yoxla
12 sual. Hər düzgün cavab XP qazandırır.
Mövzu testi: 20 sual · 25 dəq
Dərsi bitirdin? Bu mövzu üzrə vaxtlı testlə biliyini yoxla.