极坐标方程 推导圆锥曲线的极坐标方程 ρ=eP/(1-ecosθ) (其中e为离心率,P为焦点到相应准线的距离)

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  • 圆锥曲线统一极坐标方程是怎么推导来的

    目前教科书中只有三种圆锥曲线的统一极坐标定义,它的局限性就是不包含圆.这种不包含圆的三种圆锥曲线是没有真正的统一性.这实际上是一个定义三角形的性质:

    动点C到坐标原点A的距离CA与动点C到准线的距离CD的比e是常数的动点C的轨迹叫做圆锥曲线.这实际上规定了一个两边夹角的三角形的性质,我们称它定义三角形△CAD.

    定义三角形△CAD由两个常数e、p和一个变数极角θ 构成,这里假定极轴在x轴上.

    定义三角形的三角:极角θ=∠ACD,β=∠CDA,∠CAD =π-(θ+β)

    线段CA是动点C到原点A的距离CA= AC,该线段叫极径R=AC

    线段CD是动点C到准线的距离且与极轴x平行,该线段CD= = p+

    线段AD是原点A到准线上的垂足D的距离AD,该线段 P=ADcosβ

    令:L0 = e*P 故P =L0/e

    定义:e = CA / CD = R/(p+ Rcosθ)= R/(p+x)

    或者,1 = CA/eCD =R/(ep+ex) =R/(L0+eRcosθ)

    或者,R =L0+ex= L0+eRcosθ

    或者,L0= R-eRcosQ = R(1-ecosθ)

    故,R = L0/ (1-ecosθ)

    注意:最小曲率半径L0,是顶点的曲率圆半径,又称通径、焦参数、半正焦弦,是尖点到顶点的距离.

    L0 =P*e =a(1-e)(1+e) =a(1-e2)=b2/a

    圆锥曲线的统一极坐标方程:

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