「高等学校数学C/平面上の曲線」の版間の差分

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xとyなど2つの文字について高々2次までの式で与えられる曲線で、必ず1つは2次の項がある式で与えられる曲線を二次曲線(にじきょくせん)と呼ぶ。二次曲線には放物線(ほうぶつせん)、楕円(だえん)、双曲線(そうきょくせん)がある。
1つは2次の項がある式で与えられる曲線を
二次曲線(にじきょくせん)と呼ぶ。
二次曲線には放物線(ほうぶつせん)、楕円(だえん)、双曲線(そうきょくせん)がある。
 
==放物線==
27 ⟶ 24行目:
 
==楕円==
楕円とは、平面異なる2 <math>F,F'</math> をとる。<math>F</math> との距離と、 <math>F'</math> との距離の和が一定になるような点の集合からなる曲線である点の奇跡を楕円という基準このなる2定き、 <math>F,F'</math> 楕円の焦点(しょうてん)という。楕円は代数的に
 
<math>\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1</math>  (''a'', ''b'' は正の定数)
 
で表される。''x''軸との交<math>F(ac,0),F'(-c,0)</math> なって、する。点 <math>P(-ax,0y)</math>、''y''軸と が楕円上であるとき、 <math>(0,b)PF + PF' = 2a</math> である。<math>(0,PF = 2a-b)PF'</math>となる。 より
 
<math>a>b>0</math>のとき、<math>2a</math>は長軸の長さ(長径)、<math>2b</math>は短軸の長さ(短径)となり、''xy''平面上にグラフを書くと横長の楕円になる。また焦点は長径である''x''軸上にありその座標は<math>(-\sqrt{a^2-b^2},0),(\sqrt{a^2-b^2},0)</math>となる。
 
逆に、<math>b>a>0</math>のとき、<math>2b</math>は長軸の長さ(長径)、<math>2a</math>は短軸の長さ(短径)となり、''xy''平面上にグラフを書くと縦長の楕円になる。また焦点は長径である''y''軸上にありその座標は<math>(0,\sqrt{b^2-a^2}),(0,-\sqrt{b^2-a^2})</math>となる。
 
2つの焦点が近いほど楕円は円に近づき、2つの焦点が重なったとき<math>a=b</math>となり、楕円は完全な円になる。
 
;導出
 
2つの焦点を<math>(c,0)</math>、<math>(-c,0)</math>とし、2定点の距離の和を<math>2a</math>とすると、
 
<math>\sqrt{(x-c)^2+y^2}+\sqrt{(x+c)^2+y^2}=2a</math>
 
<math>\sqrt{(x-c)^2+y^2}=2a-\sqrt{(x+c)^2+y^2}</math>
51 ⟶ 35行目:
<math>a\sqrt{(x+c)^2+y^2}=a^2+cx</math>
 
再度、両辺を2乗して整理すると
 
<math>(a^2-c^2)x^2+a^2y^2=a^2(a^2-c^2)</math>
 
ここで <math>a^2-c^2=b^2 \quad(b >0)</math> と置き換えると
 
<math>b^2x^2+a^2y^2=a^2b^2</math>
 
両辺を <math>a^2b^2</math> で割ると
 
<math>\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1, \quad (a>b>0)</math>
 
が導かれる。
 
同様に、2つの焦点を<math>(0,c)</math>、<math>(0,-c)</math>とし、2定点の距離の和を<math>2b</math>とし、<math>b^2-c^2=a^2</math>とすると
 
同様に、2つ''x''軸と<math>(0a,c0)</math>となって、<math>(0,-ca,0)</math>、''y''軸し、2定の交の距離の和を<math>2b(0,b)</math>とし、<math>b^2(0,-c^2=a^2b)</math>と
<math>\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1,(a<b)</math>
 
<math>a>b>0</math>のとき、<math>2a</math>は長軸の長さ(長径)、<math>2b</math>は短軸の長さ(短径)となり、''xy''平面上にグラフを書くと横長の楕円になる。また焦点は長径である''x''軸上にありその座標は<math>(-\sqrt{a^2-b^2},0),(\sqrt{a^2-b^2},0)</math>となる。
が導かれる。
 
逆に、<math>b>a>0</math>のとき、<math>2b</math>は長軸の長さ(長径)、<math>2a</math>は短軸の長さ(短径)となり、''xy''平面上にグラフを書くと縦長の楕円になる。また焦点は長径である''y''軸上にありその座標は<math>(0,\sqrt{b^2-a^2}),(0,-\sqrt{b^2-a^2})</math>となる。
 
2つの焦点が近いほど楕円は円に近づき、2つの焦点が重なったとき <math>a=b</math> となり、楕円は完全な円になる。
<!-- 例えば、
<math>2 x^2 + y^2 = 1</math>
-->
 
==双曲線==