椭圆焦点到椭圆的距离

 2025-09-14  阅读 26  评论 0

摘要:椭圆的标准方程为(frac{x^2}{a^2} + frac{y^2}{b^2} = 1),其中(a)是长半轴,(b)是短半轴,且(a > b)。椭圆的焦点坐标为((pm c, 0)),其中(c =

椭圆的标准方程为(frac{x^2}{a^2} + frac{y^2}{b^2} = 1),其中(a)是长半轴,(b)是短半轴,且(a > b)。椭圆的焦点坐标为((pm c, 0)),其中(c = sqrt{a^2

椭圆焦点到椭圆的距离

  • b^2})。
  • 为了求解椭圆焦点到椭圆的距离,我们考虑椭圆上一点(P(x, y))到焦点(F_1(c, 0))的距离。使用参数方程表示椭圆上的点(P(a cos

    heta, b sin

    heta)),则距离的平方为:

    [

    d^2 = (a cos

    heta

  • c)^2 + (b sin heta)^2
  • ]

    展开并简化:

    [

    d^2 = a^2 cos^2

    heta

  • 2ac cos

    heta + c^2 + b^2 sin^2

    heta
  • ]

    将(sin^2

    heta = 1

  • cos^2 heta)代入:
  • [

    d^2 = a^2 cos^2

    heta

  • 2ac cos

    heta + c^2 + b^2(1

  • cos^2 heta)
  • ]

    [

    = (a^2

  • b^2) cos^2

    heta

  • 2ac cos heta + c^2 + b^2
  • ]

    由于(a^2

  • b^2 = c^2),因此:
  • [

    d^2 = c^2 cos^2

    heta

  • 2ac cos heta + a^2
  • ]

    这可以表示为:

    [

    d^2 = (c cos

    heta

  • a)^2
  • ]

    距离(d = |c cos

    heta

  • a|)。当(cos

    heta = 1)时,即点(P(a, 0)),距离最小为(a

  • c);当(cos heta = -1)时,即点(P(-a, 0)),距离最大为(a + c)。
  • 最终,椭圆焦点到椭圆的最近距离为:

    [

    boxed{a

  • sqrt{a^2
  • b^2}}
  • ]

    最远距离为:

    [

    boxed{a + sqrt{a^2

  • b^2}}
  • ]

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