Записати канонічне рівняння кривої 9x^2+25y^2-36x+50y-139=0 .
Знайти координати її фокусів та ексцентриситет
1. Запишемо рівняння кривої в канонічному вигляді.
В даному рівнянні є тільки члени другого і першого ступеня (немає змішаного твори), тому канонічне рівняння будемо отримувати методом виділення повного квадрата.
9x^2+25y^2-36x+50y-139 = 0 = > 9(x^2-4x)+25(y^2+2y)-139=0 = > доповнюємо члени в дужках до повного квадрата 9(x^2-2*2x + 4 - 4)+25(y^2+2*1*y+1-1)-139 = 0 => 9(x - 2)^2 - 36+25(y+1)^2-25-139 = 0 = > 9(x - 2)^2 +25(y+1)^2 - 200 = 0 Отримали рівняння еліпса. Як відомо канонічне рівняння еліпса \frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1 розділимо рівняння на 200 \frac{(x - 2)^2}{\frac{200}{9}} + \frac{(y + 1)^2}{8} = 1 => \quad (1)
Отримали рівняння еліпса.
2. Знайти координати фокусів, центру.
Розглянемо отримане рівняння еліпса \frac{(x - 2)^2}{\frac{200}{9}} + \frac{(y + 1)^2}{8} = 1 з рівняння видно, що координата центру еліпса O (2; -1) .
Також з рівняння визначимо півосі еліпса a = \frac{10\sqrt{2}}{3} \approx 4.71 і b = 2\sqrt{2} \approx 2.83 .
Знайдемо координати фокусів. Визначимо, на якій осі лежить фокальна вісь F_1F_2 . Т.я. a > b , то фокальна вісь лежить на (уздовж) осі Ox, тому координати фокусів будуть наступними: F_1(-c+x_0; 0 +y_0) і F_2 (c+x_0; 0+y_0) , де c = \sqrt{a ^ 2-b ^ 2} => c = \sqrt{\frac{200}{9} - 8 } = \frac{8\sqrt{2}}{3} \approx 3.77 де (x_0;y_0) - координати центру еліпса O (-1; -4).
Координати фокусів будуть наступні F_1 (- 3.77 + 2; 0 - 1) і F_2 ( 3.77 +2; 0 - 1) => F_1 (- 1.77 ; - 1) і F_2 ( 5.77; - 1) .
3. Знайти ексцентриситет еліпса.
Ексцентриситет еліпса розраховується за формулою \epsilon = \frac{c}{a} => \epsilon = \frac{2\sqrt{7}}{8} = \frac{\frac{8\sqrt{2}}{3}}{ \frac{10\sqrt{2}}{3}} =\frac{4}{5} = 0.8
4. Будуємо малюнок: