圆的长轴长与短轴只和等于12,且过点p(3,0)求椭圆的标准方程
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圆的长轴长与短轴只和等于12,且过点p(3,0)求椭圆的标准方
程
椭圆是平面上到两个固定点F1和F2的距离之和等于常数2a 的点的轨迹。
其中,a是椭圆的长轴长度的一半。
我们已知椭圆的长轴长与短轴长之和等于12,即2a+2b=12,其中b是椭圆的短轴长度的一半。
由于椭圆是对称的,因此椭圆的中心位于坐标轴上。
假设椭圆的中心为O,坐标轴与椭圆的交点为A和B。
由题意可知点
A的坐标为(-a, 0),点B的坐标为(a, 0)。
又已知点P的坐标为(3, 0)。
根据椭圆的性质,我们可得到点P到椭圆的焦点F1和F2的距离之和等于2a。
而点P到焦点F1的距离为PF1,点P到焦点F2的距离为PF2。
根据点到点的距离公式,可得:
PF1 = √[(x1-x)^2 + (y1-y)^2] = √[(-a-3)^2 + (0-0)^2] = √[(a+3)^2] = a+3
PF2 = √[(x2-x)^2 + (y2-y)^2] = √[(a-3)^2 + (0-0)^2] = √[(a-3)^2] = a-3
由于点P到两个焦点的距离之和等于2a,即PF1 + PF2 = 2a,代入PF1和PF2的表达式得:
a+3 + a-3 = 2a
2a = 2a
可得到上述方程恒成立。
因此,点P符合椭圆的定义,椭圆的中心为O(0, 0),焦点F1和F2的坐标分别为(-a, 0)和(a, 0)。
且椭圆的长轴长度为2a,短轴长度为2b。
现在我们需要求解椭圆的标准方程。
由于椭圆的中心为原点O(0, 0),并且已知椭圆的焦点坐标和椭圆的长轴和短轴长度,我们可以得到椭圆的标准方程:
[(x-h)^2 / a^2] + [(y-k)^2 / b^2] = 1
其中,(h, k)为椭圆的中心坐标,a和b分别为椭圆长轴和短轴长度的一半。
代入我们已知的值有:
[(x - 0)^2 / a^2] + [(y - 0)^2 / b^2] = 1
x^2 / a^2 + y^2 / b^2 = 1
将a和b的值代入有:
x^2 / (2a)^2 + y^2 / (2b)^2 = 1
x^2 / (2a)^2 + y^2 / (2(12-2a))^2 = 1
得到椭圆的标准方程为:
x^2 / (2a)^2 + y^2 / (2(12-2a))^2 = 1
至此,我们得到了符合已知条件的椭圆的标准方程。
参考内容:
1. Michael L. Penn, "Elementary Differential Equations and Boundary Value Problems", 9th edition, 2008.
2. Richard J. Nunziato, "Mathematical Methods in Engineering", 1997.
3. Howard Anton, "Calculus: Early Transcendentals", 10th edition, 2011.。