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L’ellisse L’equazione dell’ellisse 1 Si chiama ellisse il luogo dei punti del piano per i quali è costante la somma delle distanze da due punti fissi detti fuochi.

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Page 1: L’ellisse L’equazione dell’ellisse · L’ellisse L’equazione dell’ellisse 2 la forma canonica dell'equazione generale di un'ellisse che ha centro nell’origine e fuochi

L’ellisse L’equazione dell’ellisse

1

Si chiama ellisse il luogo dei punti del piano per i quali è costante la somma delle distanze dadue punti fissi detti fuochi.

Page 2: L’ellisse L’equazione dell’ellisse · L’ellisse L’equazione dell’ellisse 2 la forma canonica dell'equazione generale di un'ellisse che ha centro nell’origine e fuochi

L’ellisse L’equazione dell’ellisse

2

la forma canonica dell'equazione generale di un'ellisse che ha centro nell’origine e fuochi sull’asse x è

L’ellisse con i fuochi sull’asse x

x 2

a 2+y 2

b 2=1

dove a rappresenta il semiasse appartenente all’asse delle ascisse, b rappresenta il semiasseappartenente all’asse delle ordinate e a > b.

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L’ellisse L’equazione dell’ellisse

3

Caratteristiche dell’ellisse con i fuochi sull’asse x

Vertici (punti di interazione tra l’ellisse e gli assi cartesiani)

Fuochi F1 − a 2 −b 2 , 0( ) F2 a 2 −b 2 , 0( )

( )0 ,1 aA - ( )bB - ,01

( )0 ,2 aA ( )bB ,02

a 2 −b 2 = c 2con

È simmetrica rispetto agli assi cartesiani e rispetto all’origine.

È tutta contenuta nel rettangolo determinato dalle parallele agli assicartesiani passanti per i suoi vertici.

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L’ellisse La retta

4

Studiamo le caratteristiche dell’ellisse di equazionex 2

16+y 2

9=1

ESEMPIO

Poiché a2 = 16 e b2 = 9, il semiasse maggiore è 4 e quello minore è 3.

I vertici sono i punti di coordinate

A 1 −4, 0( ) B 1 0, −3( )A 2 4, 0( ) B 2 0, 3( )

Dalla relazione ricaviamoa 2 −b 2 = c 2 c 2 =16−9 = 7

I fuochi sono dunque i punti di coordinate F 1 − 7, 0( ) F 2 7, 0( )

y

x-4

-3

3

4

F2F1

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L’ellisse L’equazione dell’ellisse

5

L’ellisse con i fuochi sull’asse y

L’ellisse con centro nell’origine e fuochi sull’asse y ha equazione

I fuochi hanno coordinate 0, ± b 2 −a 2( )

con a < bx 2

a 2+y 2

b 2=1

I suoi vertici sono A ±a, 0( ) B 0,±b( )

Vale in questo caso la relazione c 2 = b 2 −a 2

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L’ellisse

6

Studiamo le caratteristiche dell’ellisse di equazionex 2

9+y 2

16=1

ESEMPIO

Essendo a < b i fuochi appartengono all’asse y

c = 16−9 = 7

a = 3

b = 4

F 0, ± 7( )

L’equazione dell’ellisse

y

x-3 3

4

F2

F1

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L’ellisse

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Riassumiamo in una tabella le caratteristiche algebriche dell’equazione di un’ellisse a seconda dellaposizione dei fuochi.

L’equazione dell’ellisse

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L’ellisse Eccentricità

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Si dice eccentricità di un'ellisse il rapporto fra il semiasse focale e il semiasse maggiore:

In particolare:

• se l’ellisse ha i fuochi sull’asse delle ascisse

• se l’ellisse ha i fuochi sull’asse delle ordinate

e si ha che

e = semiasse focalesemiasse maggiore

e = ca

e = cb

0 ≤e ≤1

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L’ellisse Eccentricità

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Per come è definita, l’eccentricità rappresenta loschiacciamento dell’ellisse sul suo asse maggiore: piùil valore di e si avvicina a 0, meno l’ellisse èschiacciata, più si avvicina a 1 più lo diventa.

se e = 0 : l’ellisse diventa una circonferenza

se e = 1 : l’ellisse degenera nel segmento F1F2

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L’ellisse

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Calcoliamo l’eccentricità di un’ellisse di equazione x 2 +9y 2 = 9ESEMPIO

Scriviamo l’equazione dell’ellisse in forma canonica dividendo entrambi i membri per 9:

x 2

9+ y 2 =1

L’equazione dell’ellisse

Essendo a > b l’ellisse hai fuochi sull’asse delle ascisse

e = ca=a 2 −b 2

a=

9−13

=2 23

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L’ellisse

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L’equazione di un’ellisse dipende dai due parametri a e b.x 2

a 2+y 2

b 2=1

Per risolvere problemi sulla sua determinazione sono perciò sufficienti due informazioni indipendenti.

Problemi sull’ellisse

se si conoscono le coordinate di due suoi punti (non simmetrici rispetto ai suoi assi o all’origine) perdeterminare l’equazione si deve imporre alle coordinate dei punti di soddisfare l’equazione canonica.

Per esempio:

Page 12: L’ellisse L’equazione dell’ellisse · L’ellisse L’equazione dell’ellisse 2 la forma canonica dell'equazione generale di un'ellisse che ha centro nell’origine e fuochi

L’ellisse

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ESEMPIO

Problemi sull’ellisse

Prendiamo l’equazione dell’ellisse con assi di simmetria gli assi cartesiani e passante per i punti:

A 5, 0( ) B 4, 95

!

"#

$

%&

a 2 = 251625

+8125b 2

=1

!

"#

$#

a 2 = 25b 2 = 9

!"#

L’ellisse ha equazionex 2

25+y 2

9=1

e ha i fuochi sull’asse delle ascisse.

Imponiamo il passaggio per i due punti

25a 2

=1

16a 2

+

8125b 2

=1

!

"

##

$

##

Passaggio per A

Passaggio per B

y

x�

�A

B

Page 13: L’ellisse L’equazione dell’ellisse · L’ellisse L’equazione dell’ellisse 2 la forma canonica dell'equazione generale di un'ellisse che ha centro nell’origine e fuochi

L’ellisse

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Per trovare l’equazione della retta tangente ad un’ellisse si deve:

Problemi sull’ellisse

• scrivere l’equazione generale della retta

• impostare il sistema fra l’equazione dell’ellisse e l’equazione della retta

• trovare l’equazione risolvente del sistema

• calcolare il discriminante di questa equazione e imporre che sia uguale a zero.

Le rette tangenti

In particolare, se la retta tangente passa per un punto P (x0, y0) che appartiene all’ellisse, oltre almetodo illustrato si possono usare le formule di sdoppiamento ponendo nell’equazione dell’ellisse:

x0x al posto di x2 y0y al posto di y2

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L’ellisse

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ESEMPIO

Problemi sull’ellisse

Determiniamo l’equazione della tangente per P (4, 1) all’ellisse di equazione x 2

20+y 2

5=1

Sostituiamo le coordinate di P nell’equazione dell’ellisse:

1620

+15=2020

=1 P è un punto dell’ellisse.

Possiamo applicare le formule di sdoppiamento: nell’equazione dell’ellisse nella forma x 2 + 4y 2 = 20

operiamo le seguenti sostituzioni:

x0x=4x al posto di x2 y0y =y al posto di y2

L’equazione della tangente per P è quindi 4x + 4y = 20 x + y = 5