Эллипсом называют множество всех точек на плоскости, сумма расстояний от которых до двух данных точек (называемых его фокусами) постоянна. Внешне эллипс похож на овал или вытянутую окружность. Докажите, что эллипс имеет две оси симметрии, причем эти оси перпендикулярны друг другу.
от

1 Ответ

Дано:

Пусть F1 и F2 — фокусы эллипса, а сумма расстояний от любой точки P на эллипсе до фокусов F1 и F2 равна постоянной величине 2a, где a — большая полуось эллипса. Эллипс можно описать уравнением в декартовой системе координат:

(x^2 / a^2) + (y^2 / b^2) = 1, где b — малая полуось.

Найти:

Показать, что эллипс имеет две оси симметрии, которые перпендикулярны друг другу.

Решение:

1. Рассмотрим ось симметрии, проходящую через фокусы F1 и F2. Эта ось является главной осью эллипса, поскольку фокусы расположены на ней.

2. Если точка P(x, y) лежит на эллипсе, то ее отражение P'(x, -y) также будет лежать на эллипсе. Это происходит потому, что сумма расстояний от P до фокусов F1 и F2 равна 2a, и для отраженной точки P' эта сумма также останется равной 2a.

3. Следовательно, эллипс симметричен относительно оси, проходящей через фокусы F1 и F2.

4. Теперь рассмотрим вторую ось симметрии, проходящую через точки A(0, b) и A'(0, -b), где A и A' — точки на малой оси эллипса.

5. Для точки P(x, y) на эллипсе, ее отражение P''(-x, y) также будет находиться на эллипсе, так как расстояния от P до фокусов F1 и F2 остаются неизменными.

6. Таким образом, эллипс симметричен относительно вертикальной оси, проходящей через центр эллипса.

7. Обе оси симметрии (горизонтальная и вертикальная) пересекаются в центре эллипса и перпендикулярны друг другу.

Ответ:
Эллипс имеет две оси симметрии, которые перпендикулярны друг другу: одну через фокусы и другую через вершины малой оси.
от