楕円・双曲線

ここでは a,p は正の定数とします.
定点 F(ap,0) と 定直線 l x=a/p に到る距離の比が p:1 (初期設定では p=0.5)であるような点 P,つまり
FP=p PH ・・・①
を満たす点 P の軌跡 C を見てみましょう.θ の値を変えて点 P を動かしてみてください.
C は 0<p<1 のとき「楕円」であり,その方程式は
x^2/a^2+y^2/{a^2-c^2}=1 (ここに c=ap<a)・・・②
となります.点 F(c,0) をこの楕円の「焦点」,直線 l を「準線」,p を「離心率」といいます.(離心率はふつう“e”で表しますが,function view では「e」は自然対数の底として扱われてしまうので)
①からわかるように,焦点 F から楕円 C 上の任意の点 P に到る距離は,なんと!xPの「1次関数」です.
また,②を見ればわかるように,C は y 軸に関して対称ですから,定点 F'(-ap,0) と 定直線 l' x=-a/p に到る距離の比が p:1 である点 P の軌跡も C と一致します.(F',l' は,C のもう一組の焦点,準線です.)
非表示になっていたピンク色の5つを表示してみてください.
FP=p PH , F'P=p PH'
を辺々加えると
FP+F'P=p(PH+PH')=p・2a/p=2a (一定)
となり,2焦点 F,F' から P にいたる距離の和が,つねに楕円 C の長軸の長さ 2a に等しいことが導かれます.

次に,離心率 p を 1.2 に変えてみてください.p>1 のとき,C は双曲線で,その方程式は②とまったく同じで
x^2/a^2-y^2/{c^2-a^2}=1 (ここに c=ap>a)
です.また
|FP-F'P|=2a (主軸の長さ)
が成り立ちます.

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