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Equazione dell'ellisse con assi paralleli ai cartesiani

L’equazione canonica dell’ellisse vista in altri moduli si riferisce ad una ellisse che ha centro nell’origine degli assi e semiassi posti lungo gli assi cartesiani. Ovviamente una generica ellisse può avere centro qualsiasi e semiassi in qualsiasi posizione del piano. Vediamo ora un’altra tipologia particolare di ellissi, ossia quelle che hanno gli assi paralleli agli assi cartesiani e cerchiamo la loro equazione generale.

Scriviamo l’equazione di un’ellisse avente origine Studenti/matematica in un sistema cartesiano Studenti/matematica. L’ellisse risulterà avere i semiassi sugli assi cartesiani del sistema Studenti/matematica e dunque la sua equazione canonica sarà

Studenti/matematica
1

Ora riscriviamo tale equazione traslata nel sistema di riferimento Studenti/matematica, ossia eseguiamo una traslazione che porta Studenti/matematica in Studenti/matematica, ricordando la formule della traslazione degli assi

Studenti/matematica
2
Studenti/matematica
3

Utilizzando la (3) riporteremo l’equazione dalle coordinate Studenti/matematica, Studenti/matematica alle coordinate Studenti/matematica, Studenti/matematica. Abbiamo così

Studenti/matematica
4

Ricordiamo ora che Studenti/matematica e Studenti/matematica sono i semiassi della curva, per cui dobbiamo considerare i due casi, ossia Studenti/matematica oppure Studenti/matematica.

Se Studenti/matematica i fuochi giacciono sul semiasse Studenti/matematica, ed esso sarà parallelo all'asse Studenti/matematica che ha equazione Studenti/matematica. Le coordinate dei fuochi, essendo Studenti/matematica il punto medio del segmento congiungente i fuochi saranno:

Studenti/matematica
Studenti/matematica

con

Studenti/matematica

Se Studenti/matematica allora i fuochi giacciono sul semiasse Studenti/matematica, ed esso sarà parallelo all’asse Studenti/matematica che ha equazione Studenti/matematica. Le coordinate dei fuochi, essendo Studenti/matematica il punto medio del segmento congiungente i fuochi saranno:

Studenti/matematica
Studenti/matematica

con

Studenti/matematica

Infine, per ottenere l’equazione dobbiamo sviluppare la (4) e avremo così un’equazione di secondo grado nei coefficienti Studenti/matematica e Studenti/matematica. Dopo aver posto:

Studenti/matematica
Studenti/matematica
Studenti/matematica

con Studenti/matematica e Studenti/matematica, avremo

Studenti/matematica

che é l’equazione di un’ellisse con gli assi di simmetria paralleli agli assi cartesiani.

Esempio 1

Scrivere l’equazione dell’ellisse con assi di simmmetria paralleli agli assi cartesiani con centro Studenti/matematica e con i semiassi di misura 1 e 3. Individuare poi le coordinate dei fuochi.

Supponiamo che l'asse maggiore sia parallelo all'asse Studenti/matematica cioé Studenti/matematica e Studenti/matematica, i fuochi si troveranno sulla retta Studenti/matematica, utilizziamo l'equazione dell'ellisse

Studenti/matematica

abbiamo

Studenti/matematica

quindi otteniamo

Studenti/matematica

poiché

Studenti/matematica
Studenti/matematica

per cui i fuochi risultano essere

Studenti/matematica
Studenti/matematica

Allo stesso modo si procede se l’asse maggiore é parallelo all'asse Studenti/matematica cioè Studenti/matematica e Studenti/matematica con i fuochi sulla retta Studenti/matematica abbiamo infatti:

Studenti/matematica

quindi otteniamo

Studenti/matematica

poiché

Studenti/matematica

quindi come nel caso precedente risulta

Studenti/matematica

Infine, i fuochi sono:

Studenti/matematica
Studenti/matematica

Esempio 2

Trovare il centro i fuochi e i semiassi dell’ellisse di equazione

Studenti/matematica

Possiamo scrivere l’equazione nella forma:

Studenti/matematica
Studenti/matematica
Studenti/matematica
Studenti/matematica
Studenti/matematica

Questa equazione rappresenta un’elllisse di centro Studenti/matematica con i semiassi Studenti/matematica e Studenti/matematica e con gli assi di simmetria paralleli agli assi coordinati, essendo Studenti/matematica l’asse maggiore é parallelo all'asse Studenti/matematica, i fuochi si trovano sulla retta Studenti/matematica.

Essendo

Studenti/matematica

avremo per i fuochi le coordinate

Studenti/matematica
Studenti/matematica