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圆锥曲线伸缩变换公式

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关于圆锥曲线的伸缩变换公式,综合搜索结果整理如下:

一、伸缩变换公式

坐标伸缩变换

将坐标 $(x, y)$ 进行伸缩变换:

$$

\begin{cases}

x' = \frac{1}{a}x \\

y' = \frac{1}{b}y

\end{cases}

$$

其中 $a$ 和 $b$ 为伸缩系数。该变换可将一般圆锥曲线方程转换为标准形式。

具体应用示例

例如,将椭圆 $\frac{x^2}{9} + \frac{y^2}{4} = 1$ 通过伸缩变换 $\phi: x' = \frac{1}{3}x, y' = \frac{1}{2}y$ 转换为标准圆方程 $x'^2 + y'^2 = 1$。

二、离心率计算

通过伸缩变换后,椭圆的标准方程为 $\frac{x'^2}{a'^2} + \frac{y'^2}{b'^2} = 1$,离心率 $e$ 计算公式为:

$$

e = \sqrt{1 - \frac{b'^2}{a'^2}}

$$

例如,将 $\frac{x^2}{9} + \frac{y^2}{4} = 1$ 伸缩后,$a' = 1, b' = \frac{2}{3}$,则离心率 $e = \sqrt{1 - \left(\frac{2}{3}\right)^2} = \frac{\sqrt{5}}{3}$。

三、其他相关公式

椭圆焦点性质

焦半径公式:$PF_1 = a + ex_0, PF_2 = a - ex_0$($F_1, F_2$ 为焦点,$x_0$ 为点 $P$ 的横坐标)

通径长:$\frac{2b^2}{a}$

双曲线焦点性质

焦半径公式:$PF_1 = a + ex_0, PF_2 = a - ex_0$

焦点三角形面积:$S = \frac{b^2}{\tan(\theta/2)}$($\theta$ 为 $\angle F_1PF_2$)

四、注意事项

伸缩变换需结合具体曲线类型调整公式中的参数(如椭圆的 $a, b$)

变换后需重新验证曲线的几何性质(如离心率、焦点位置等)

以上公式和性质综合了椭圆、双曲线等常见圆锥曲线的标准形式与几何特征,建议结合具体问题灵活运用。