Lösungswege Mathematik Oberstufe 7, Schülerbuch

122 Kegelschnitte > Die Ellipse 5 Definition der Ellipse Die Ellipse ist die Menge aller Punkte X in einer Ebene, für die die Summe der Abstände zu zwei festen Punkten ​F​1​und ​F​2​konstant ist: ​F​1 ​X ​+ ​F ​2 ​X​= 2 a​. Lies aus der nebenstehenden Abbildung der Ellipse ell die Länge der großen Halbachse a und die Koordinaten von fünf Punkten der Ellipse ab. Überprüfe damit den Zusammenhang ​F​1 ​X ​+ ​F ​2 ​X​= 2 a​. Da der Nebenscheitel C auch auf der Ellipse liegt, muss für ihn auch die Summe der Abstände zu den beiden Brennpunkten 2 a betragen. Die beiden Abstände sind aus Symmetriegründen gleich und es gilt für einen Abstand ​F​1 ​C​= a​. Mit Hilfe des Satzes des Pythagoras lässt sich eine Beziehung zwischen den Größen a, b und e ableiten. Zusammenhang zwischen den Größen a, b und e der Ellipse e​ ​2 ​= ​a ​2 ​− ​b ​2 ​ (gilt nur für Ellipsen mit ​a > b)​ Berechne jeweils den fehlenden Ellipsenparameter a, b oder e. a) ​a = 5;​ ​b = 4​ b) ​e = 3;​ ​a = 7​ c) ​b = 2;​ ​e = 3​ d) ​e = 12,1​; ​b = 12​ Bestimme mit Hilfe der Maße aus der Abbildung die Länge der Brennweite e der Ellipse und zeichne die beiden Brennpunkte in die Abbildung ein. a) x y 2 4 6 –6 –4 –2 2 4 –4 –2 0 ell b) x y 4 8 12 –12 –8 –4 4 8 –8 –4 0 ell c) x y 4 8 –8 –4 4 –4 0 ell Konstruktion einer Ellipse Um eine Ellipse mit der großen Halbachse a zu konstruieren, zeichnet man zuerst eine Strecke mit der Länge 2 a. 2 a muss größer sein als der Abstand zwischen ​F​1​und ​F​2​. Einen beliebigen Teil der Strecke (bezeichnet mit ​x​) verwendet man als Radius für einen Kreis (​k​1​) mit Mittelpunkt in ​F​1​. Den restlichen Teil der Strecke (2​ a − x​) nimmt man als Radius für einen Kreis (​k​2​) mit Mittelpunkt in ​F​2​. Die Schnittpunkte dieser Kreise (​X​1​und ​X​2​) sind Punkte der Ellipse ell. Durch wiederholte Anwendung dieses Verfahrens mit verändertem Streckenteil x erhält man weitere Punkte der Ellipse. Merke 440‌ Merke 441‌ 442‌ Ó Arbeitsblatt Parameter einer Ellipse bestimmen d2y26w x y 2 4 6 –6 –4 –2 2 4 –4 –2 0 e®® F1 F2 e®® e M b A B F1 F1C = a F2 D y C x x y e®® 2 a 2 a – x x k1 k2 X2 X1 F2 F 1 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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