橢圓$$$\frac{x^{2}}{4} + \frac{y^{2}}{5} = 1$$$的性質
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求橢圓 $$$\frac{x^{2}}{4} + \frac{y^{2}}{5} = 1$$$ 的中心、焦點、頂點、副頂點、長軸長度、半長軸長度、短軸長度、半短軸長度、面積、周長、通徑、通徑的長度(焦寬)、焦參數、離心率、線離心率(焦距)、準線、x 軸截點、y 軸截點、定義域和值域。
解答
橢圓的方程式為 $$$\frac{\left(x - h\right)^{2}}{a^{2}} + \frac{\left(y - k\right)^{2}}{b^{2}} = 1$$$,其中 $$$\left(h, k\right)$$$ 為中心,$$$b$$$ 與 $$$a$$$ 分別為半長軸與半短軸的長度。
以此形式表示的橢圓為 $$$\frac{\left(x - 0\right)^{2}}{4} + \frac{\left(y - 0\right)^{2}}{5} = 1$$$。
因此,$$$h = 0$$$, $$$k = 0$$$, $$$a = 2$$$, $$$b = \sqrt{5}$$$。
標準形式為 $$$\frac{x^{2}}{2^{2}} + \frac{y^{2}}{\left(\sqrt{5}\right)^{2}} = 1$$$。
頂點式為 $$$\frac{x^{2}}{4} + \frac{y^{2}}{5} = 1$$$。
一般式為 $$$5 x^{2} + 4 y^{2} - 20 = 0$$$。
線離心距(半焦距)為 $$$c = \sqrt{b^{2} - a^{2}} = 1$$$。
離心率為 $$$e = \frac{c}{b} = \frac{\sqrt{5}}{5}$$$。
第一焦點為$$$\left(h, k - c\right) = \left(0, -1\right)$$$。
第二個焦點是$$$\left(h, k + c\right) = \left(0, 1\right)$$$。
第一個頂點為 $$$\left(h, k - b\right) = \left(0, - \sqrt{5}\right)$$$。
第二個頂點為 $$$\left(h, k + b\right) = \left(0, \sqrt{5}\right)$$$。
第一個副頂點為 $$$\left(h - a, k\right) = \left(-2, 0\right)$$$。
第二個副頂點為 $$$\left(h + a, k\right) = \left(2, 0\right)$$$。
長軸的長度為 $$$2 b = 2 \sqrt{5}$$$。
短軸的長度為 $$$2 a = 4$$$。
面積為 $$$\pi a b = 2 \sqrt{5} \pi$$$。
圓周長為 $$$4 b E\left(\frac{\pi}{2}\middle| e^{2}\right) = 4 \sqrt{5} E\left(\frac{1}{5}\right)$$$。
焦準距是焦點與準線之間的距離: $$$\frac{a^{2}}{c} = 4$$$.
準弦是與短軸平行並通過焦點的直線。
第一條準弦是 $$$y = -1$$$。
第二條準通徑為 $$$y = 1$$$。
第一條準通徑的端點可透過解方程組 $$$\begin{cases} 5 x^{2} + 4 y^{2} - 20 = 0 \\ y = -1 \end{cases}$$$ 求得(步驟請參見 方程組計算器)。
第一條通徑的端點為 $$$\left(- \frac{4 \sqrt{5}}{5}, -1\right)$$$, $$$\left(\frac{4 \sqrt{5}}{5}, -1\right)$$$。
第二條通徑的端點可由解聯立方程組 $$$\begin{cases} 5 x^{2} + 4 y^{2} - 20 = 0 \\ y = 1 \end{cases}$$$ 求得(步驟請參見 聯立方程組計算器)。
第二條通徑的端點為 $$$\left(- \frac{4 \sqrt{5}}{5}, 1\right)$$$, $$$\left(\frac{4 \sqrt{5}}{5}, 1\right)$$$。
準通徑(焦點弦)的長度為 $$$\frac{2 a^{2}}{b} = \frac{8 \sqrt{5}}{5}$$$。
第一條準線為 $$$y = k - \frac{b^{2}}{c} = -5$$$。
第二條準線為 $$$y = k + \frac{b^{2}}{c} = 5$$$。
可透過在方程中令 $$$y = 0$$$,並求解 $$$x$$$,來求得 x 截距(步驟請見 intercepts calculator)。
x 軸截距: $$$\left(-2, 0\right)$$$, $$$\left(2, 0\right)$$$
y 軸截距可透過將$$$x = 0$$$代入方程並解出$$$y$$$來求得:(步驟請參見 截距計算器)。
y 軸截距: $$$\left(0, - \sqrt{5}\right)$$$, $$$\left(0, \sqrt{5}\right)$$$
定義域為 $$$\left[h - a, h + a\right] = \left[-2, 2\right]$$$。
值域為 $$$\left[k - b, k + b\right] = \left[- \sqrt{5}, \sqrt{5}\right]$$$。
答案
標準式/方程式: $$$\frac{x^{2}}{2^{2}} + \frac{y^{2}}{\left(\sqrt{5}\right)^{2}} = 1$$$A.
頂點式/方程式:$$$\frac{x^{2}}{4} + \frac{y^{2}}{5} = 1$$$A。
一般式/方程式: $$$5 x^{2} + 4 y^{2} - 20 = 0$$$A.
第一組焦點-準線形式/方程式:$$$x^{2} + \left(y + 1\right)^{2} = \frac{\left(y + 5\right)^{2}}{5}$$$A。
第二焦點-準線形式/方程:$$$x^{2} + \left(y - 1\right)^{2} = \frac{\left(y - 5\right)^{2}}{5}$$$A
圖形:請參見繪圖計算器。
中心:$$$\left(0, 0\right)$$$A。
第一焦點:$$$\left(0, -1\right)$$$A。
第二焦點:$$$\left(0, 1\right)$$$A。
第一個頂點:$$$\left(0, - \sqrt{5}\right)\approx \left(0, -2.23606797749979\right)$$$A。
第二個頂點: $$$\left(0, \sqrt{5}\right)\approx \left(0, 2.23606797749979\right)$$$A.
第一個共頂點:$$$\left(-2, 0\right)$$$A。
第二個副頂點:$$$\left(2, 0\right)$$$A。
長軸長度:$$$2 \sqrt{5}\approx 4.472135954999579$$$A。
長半軸長度:$$$\sqrt{5}\approx 2.23606797749979$$$A。
短軸長度:$$$4$$$A。
短半軸長度:$$$2$$$A。
面積:$$$2 \sqrt{5} \pi\approx 14.049629462081453$$$A。
圓周長:$$$4 \sqrt{5} E\left(\frac{1}{5}\right)\approx 13.318334443130703$$$A。
第一準弦:$$$y = -1$$$A。
第二條通徑:$$$y = 1$$$A。
第一條通徑的端點:$$$\left(- \frac{4 \sqrt{5}}{5}, -1\right)\approx \left(-1.788854381999832, -1\right)$$$, $$$\left(\frac{4 \sqrt{5}}{5}, -1\right)\approx \left(1.788854381999832, -1\right)$$$A。
第二條準弦的端點:$$$\left(- \frac{4 \sqrt{5}}{5}, 1\right)\approx \left(-1.788854381999832, 1\right)$$$, $$$\left(\frac{4 \sqrt{5}}{5}, 1\right)\approx \left(1.788854381999832, 1\right)$$$A。
準弦的長度(焦寬):$$$\frac{8 \sqrt{5}}{5}\approx 3.577708763999664$$$A。
焦點參數:$$$4$$$A。
離心率:$$$\frac{\sqrt{5}}{5}\approx 0.447213595499958$$$A。
離心距(焦點距離):$$$1$$$A。
第一準線:$$$y = -5$$$A。
第二準線:$$$y = 5$$$A。
x 軸截距:$$$\left(-2, 0\right)$$$, $$$\left(2, 0\right)$$$A。
y 軸截距:$$$\left(0, - \sqrt{5}\right)\approx \left(0, -2.23606797749979\right)$$$, $$$\left(0, \sqrt{5}\right)\approx \left(0, 2.23606797749979\right)$$$A。
定義域: $$$\left[-2, 2\right]$$$A.
值域:$$$\left[- \sqrt{5}, \sqrt{5}\right]\approx \left[-2.23606797749979, 2.23606797749979\right]$$$A。