圆锥曲线学习笔记
前言
我认为解析几何是很好的, 但现在要背道而驰, 是因为解析几何的目的并非理解, 而是机械的计算。
我的计算能力很弱, 大量的无脑计算并不适合我, 并且我要考试,感性的理解对于我来说是非常重要的,我希望用尽可能少的结论来解决问题, 而且是容易证明的, 容易理解的。
在我学习圆锥曲线的过程中, 光是推到一个标准式就用需要用一堆两点距离公式, 令人费解。 推出来的东西毫无意义可言, 这不是我能记住的
想要完全忘记很难, 也无法用于考试, 所以:我将会尽可能保留原有公式, 用新的定义和出发点来解释已有的概念, 而非直接抛弃
毕竟我要考试, 唉, 好累那开始吧 于 2021.11.22 NOIP结束后, 暂时回归whk
椭圆
定义
先是椭圆, 我们暂且抛弃你所知道的椭圆,换个定义:
椭圆是将一个圆在坐标上进行拉伸后产生的图形,
形式化的说, 对于一个圆\(O\), 所有满足\((x, y) \in O\) 的点\((P_xx, P_yy)\)构成一个拉伸率为\((P_x, P_y)\)的椭圆, 记为\(E(O, P_x, P_y)\), 我们将圆\(O\)称为初始圆
其中\(P_x, P_y\)为两个常量, 分别表示\(x, y\)轴的拉伸率。即便我们可以把任意圆拉伸成任意椭圆, 我们还是习惯把单位圆作为初始圆,通常我们用\(E(P_x, Py)\)表示一个初始圆为单位元的椭圆, 这时候,我们只要两个变量就可以唯一确定一个椭圆,(当然,这是在没有考虑位置的情况下
这样做是对的, 这里给出证明
我们认为当\(a>0, b>0, a \neq b\)时,
\[\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1 \]表示一个椭圆,这是椭圆的标准式, 不再证明
对于\(E(P_x, P_y)\)中的每一个点\((x, y)\), 在初始圆中的对应点为\((\frac{x}{P_x}, \frac{y}{P_y})\), 由于初始圆为单位圆,有
\[(\frac{x}{P_x})^2 + (\frac{y}{P_y})^2 = 1 \]容易发现, 这就是椭圆的标准方程
证毕
让我们看看这样做的好处, 首先我们很好的理解了究竟什么是椭圆, 许多公式定理逐渐清晰
首先, 为什么\(a>0, b>0, a \neq b\)? 因为a,b实质上就是拉伸率,拉伸率显然不能是负数或零, 同时, 若果拉伸率相同, 显然只是将圆放大了,(事实上我认为这个条件是多余的, 圆可以认为是特殊的椭圆, 事实上一点也不特殊
我们知道:长轴在分母大的的那个轴上, 这是因为拉伸率越大, 对应的轴也越长, 极其容易证明
接下来, 我们要善用这个定义, 尤其是他的几何意义。