Чтобы составить каноническое уравнение эллипса, нам нужно определить его основные параметры: центр, полуоси и фокусы. Давайте подробно разберем, как это сделать, используя заданные вершины и расстояние между фокусами.
Шаг 1: Определение центра и полуосей
Вершины эллипса: даны вершины ((0, 3)) и ((0, -3)). Поскольку эти точки лежат на оси (OY), это указывает на то, что ось симметрии эллипса вертикальна. Расстояние между вершинами равно 6 (из ((3 - (-3)))), следовательно, полуось (b = 3).
Центр эллипса: центр эллипса находится на полпути между вершинами. Таким образом, центр находится в точке ((0, 0)).
Шаг 2: Определение расстояния между фокусами и полуоси (a)
Расстояние между фокусами: дано расстояние между фокусами, равное 8. В эллипсе фокусы расположены на главной оси, и расстояние между ними равно (2c), где (c) — расстояние от центра до каждого из фокусов. Следовательно, (2c = 8), откуда (c = 4).
Связь между полуосями: в эллипсе выполняется соотношение (c^2 = a^2 - b^2). Подставим известные значения:
[
4^2 = a^2 - 3^2
]
[
16 = a^2 - 9
]
[
a^2 = 25
]
Таким образом, (a = 5).
Шаг 3: Запись канонического уравнения эллипса
Теперь, когда у нас есть все параметры, мы можем записать каноническое уравнение эллипса. Поскольку ось симметрии вертикальна, уравнение эллипса имеет вид:
[
\frac{x^2}{b^2} + \frac{y^2}{a^2} = 1
]
Подставляя найденные значения (a = 5) и (b = 3), получаем:
[
\frac{x^2}{3^2} + \frac{y^2}{5^2} = 1
]
Итак, каноническое уравнение эллипса:
[
\frac{x^2}{9} + \frac{y^2}{25} = 1
]
Эллипс с центром в точке ((0, 0)), полуосью (a = 5) вдоль оси (OY) и полуосью (b = 3) вдоль оси (OX), а также фокусами, расположенными на расстоянии 4 единицы от центра вдоль оси (OY).