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三角函数与椭圆

2021-07-30 来源:爱go旅游网


三角函数与椭圆

有一正弦函数y=hsinωx

如图, 其图像在原点处的切线为AB,AB与x轴的夹角为θ,AB的斜率为k 则k=tanθ=hω 线段AB长2h/sinθ A点坐标(1/ω,h)

把x轴卷成一个半径r=1/ω的圆 ,平面被卷成圆柱

则y=hsinωx的图像围成一个椭圆,一个周期围成一个椭圆,成n个重叠的椭圆,如下图

n个周期围

则该椭圆与x轴围成的圆的夹角为θ,与线段AB的倾斜角相同 长轴:2a=2h/sinθ ,与线段AB长度相同 短轴 :2b=2/ω 焦距:2c=2h 离心率:e=sinθ

以椭圆长轴为x轴,短轴为y轴建立平面直角坐标系xOy 则该椭圆准线方程为y=±h/sin2θ

由上可知,若把椭圆长轴的一端抬高,高度为该椭圆的焦距,则椭圆在地面的投影为一个圆,圆的半径为椭圆的短半轴

把y=hsinωx的图像上移h个单位,其中一个周期的图像与x轴围成的面积S1=2πh/ω,如下图阴影部分

椭圆面积 S2=πh/ωsinθ x轴围成的圆的面积S3=π/ω2 则S1/S2=2sinθ S3/S2=cosθ (S1/2)2 +S32=S22

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