第1讲 圆锥曲线的由来——一个平面截出的三种曲线
椭圆、抛物线、双曲线,看起来是三种完全不同的曲线,但它们其实是一家人——都是一个平面截圆锥截出来的,只是截面角度不同而已。
从一个平面截圆锥开始,椭圆、双曲线、抛物线——三种曲线,一个统一的几何本质。不背结论,先从定义出发,理解每一条曲线为什么是现在这个样子。
椭圆、抛物线、双曲线,看起来是三种完全不同的曲线,但它们其实是一家人——都是一个平面截圆锥截出来的,只是截面角度不同而已。
椭圆不只是"扁的圆"。用一根绳子、两个钉子就能画出完美的椭圆——到两个定点距离之和为定值的点的轨迹。从这个定义出发,我们能推导出椭圆的标准方程。
从椭圆的标准方程出发,我们能读出它所有的几何性质:在什么范围内、对不对称、顶点在哪里、是圆还是扁——答案都在方程里,就看你会不会读。
椭圆是距离之和为定值,双曲线是距离之差为定值。一字之差,曲线从封闭变成开放,从一支变成两支——但研究方法几乎一模一样。
双曲线和椭圆对照着学:范围、对称性、顶点、离心率,结构完全一样。唯独多了一样东西——渐近线。学会了这一条,双曲线的性质就完整了。
椭圆有两个焦点,双曲线也有两个焦点。抛物线只有一个焦点和一条准线——它是离心率恰好等于 1 的那个临界状态。
抛物线只有一个焦点,所以它的性质比椭圆双曲线少一些。但焦点弦和光学性质这两个考点,是抛物线独有的精华。