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圓錐曲線

高中 12 年級 · 坐標幾何

觀念

xyx²/25 + y²/16 = 1F₁(−3, 0)F₂(3, 0)PPF₁ + PF₂ = 2a = 10O

拋物線、橢圓、雙曲線都是用「距離」定義的曲線。拋物線 y2=4cxy^2=4cx:到焦點 (c,0)(c,0) 與到準線 x=−cx=-c 等距離。橢圓 x2a2+y2b2=1\dfrac{x^2}{a^2}+\dfrac{y^2}{b^2}=1(a>ba>b):到兩焦點 (±c,0)(\pm c,0) 距離和為 2a2a,c2=a2−b2c^2=a^2-b^2。雙曲線 x2a2−y2b2=1\dfrac{x^2}{a^2}-\dfrac{y^2}{b^2}=1:距離差為 2a2a,c2=a2+b2c^2=a^2+b^2,漸近線 y=±baxy=\pm\dfrac{b}{a}x。(x−h)(x-h)、(y−k)(y-k) 表示中心平移到 (h,k)(h,k)。

例:x225+y216=1\dfrac{x^2}{25}+\dfrac{y^2}{16}=1 的焦點 (±3,0)(\pm3,0);y2=8xy^2=8x 的焦點 (2,0)(2,0)、準線 x=−2x=-2。判斷類型看 x2,y2x^2,y^2 係數:缺一個是拋物線、同號橢圓(相等是圓)、異號雙曲線。

行星軌道、衛星天線、反射鏡與導航系統(雙曲線定位)都是圓錐曲線的應用。

例題

xyx² = −12yO

拋物線 x2=−12yx^2 = -12y 的準線方程式為 y=ky = k,求 kk。

看解法與答案

標準式 x2=4cyx^2 = 4cy 的頂點在原點,焦點 (0,c)(0, c)、準線 y=−cy = -c(兩者對稱於頂點)。

對照係數:4c=−12⇒c=−12÷4=−34c = -12 \Rightarrow c = -12 \div 4 = -3,所以準線是 y=3y = 3,k=3k = 3。

答案: 33

用在哪裡

插畫

圓錐曲線:情境插畫圓錐曲線:例題插畫

學習路徑

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