Tema_10.-_La_Elipsex

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(h,k)
k

h

x  h 2
a2

2

y  k


1

b2

(h,k)

k

h

 x  h 2
b2

2

y  k


1

a2

A(0,b)

V’(-a,0) 
F’(-c,0)

P(x,y)


 c

 
F(c,0)

A’(0,-b)

y = -b

V(a,0)

l

x=a

y=b

x = -a

l’

l’

L
V’

P



F’
L’

B

A DE

c
B’

D’ A’

L

F
L’

V
E’

l


Slide 2

eje normal

DEFINICIÓN: La ELIPSE es el lugar geométrico de un punto que se
mueve en un plano de tal manera que la suma de sus distancias a dos
puntos fijos de ese plano es siempre igual a una constante, mayor que la
distancia entre los dos puntos. l’

V’



F’

eje mayor

eje menor

P

A

c



V eje focal

F

A’

•Los puntos fijos se llaman focos F y F’ de la Elipse.
•La recta l es el eje focal (pasa por los focos)
•Los vértices V y V’ están sobre l o el eje focal
•El punto medio del segmento que une los focos es el centro
•El segmento VV’ es el eje mayor
•La recta l’ que pasa perpendicular a l por c es el eje normal
•El eje normal corta a la elipse en dos puntos A y A’
•El segmento AA’ es el eje menor

l


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V’



B’

E
A D
L

eje mayor

F’
L’

B

D’

eje menor

L

P

eje normal

DEFINICIÓN: La ELIPSE es el lugar geométrico de un punto que se
mueve en un plano de tal manera que la suma de sus distancias a dos
puntos fijos de ese plano es siempre igual a una constante, mayor que la
distancia entre los dos puntos. l’

c

V eje focal



F

l
E’

L’
A’

•El segmento BB’ es una cuerda: une dos puntos cualquiera de la elipse.
•Una cuerda que pasa por un foco (EE´)es una cuerda focal
•Una cuerda focal que pasa perpendicular al eje focal l (LL´), se llama lado
recto. Por lo que tiene 2 lados rectos.
•Una cuerda que pasa por el centro (DD´)se llama diámetro.


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La ELIPSE es el lugar geométrico de un punto que se mueve en un plano de
de la
en el Origen
Y Eje
Focal
quede
coincide
con es
X
tal Ecuación
manera que
laElipse
suma de
de Centro
sus distancias
a dos
puntos
fijos
ese plano
siempre igual a una constante, mayor
l’ que la distancia entre los dos
puntos.
P(x,y)


V’ 


F’(-c,0)


F(c,0)

FP  PF´  2c

FP  PF  2a

(1)

donde 2a es mayor que 2c

x  c 2  y 2  x  c 2  y 2
2

x  c  y  2a   
 
2

l

Los segmentos FP y F’P que unen los focos
con el punto P son los radios vectores de P

si a  c

 


V


2

Sustitución de las distancias en 1

 2a

x  c  y 

2

2

2

Se elevan ambos miembros al
cuadrado

x  c  y  4a x  c  y  4a  x  c  y
x  c2  x  c2  4a 2  4a x  c2  y 2
2
4cx  4a 2  4a x  c   y 2
Se divide entre 4 toda la expresión
2

2

2

2

2

2

2

Se resuelve y se pasa
la raíz cuadrada a un
lado de la ecuación


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Ecuación de la Elipse de Centro en el Origen Y Eje Focal que coincide con X

l’
P(x,y)


V’ 


F’(-c,0)

cx  a    a x  c  y 
cx  a   a x  c  a y
2

2

2 2

2

2


F(c,0)

2

Se elevan ambos miembros al cuadrado
resolviendo

c 2 x 2  2a 2cx  a 4  a 2 x 2  2a 2cx  a 2c 2  a 2 y 2

a 2c 2  a 4  a 2 x 2  c 2 x 2  a 2c 2  a 2 y 2

a

2







l

2

2

2

V


 c2 x2  a2 y 2 a2  c2 a2

Reduciendo
términos semejantes

factorizando

Como 2a  2c  a 2  c 2  a 2  c 2 es positivo, de manera que
se puede usar a b 2  a 2  b 2 , sustituyen do a b 2en la ecuación queda :

b2 x2  a 2 y 2  b2a 2

x2
y2
 2 1
2
a
b


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ESTUDIO DE LA ECUACIÓN DE LA ELIPSE

x2
y2
 2 1
2
a
b
V’(-a,0)



l’
A(0,b) .

P(x,y)



F’(-c,0)


F(c,0)

V(a,0)



l

.A’(0,-b)
Cortes con los ejes
Cuando y=0 , las intersecciones con el eje X son en los puntos (V
y V’) cuyas coordenadas en X son a y –a
Por tanto, V(a,0) y V’(-a,0)
Longitud del eje mayor = 2a

Cuando x=0 , las intersecciones con el eje Y son en los puntos
(A,A’) cuyas coordenadas en Y b y -b
Por tanto, A(0,b) y A’(0,-b)
Longitud del eje menor = 2b


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ESTUDIO DE LA ECUACIÓN DE LA ELIPSE
x = -a

l’

V’(-a,0)



A(0,b) .

P(x,y)



F’(-c,0)


F(c,0)

l

x=a

.A’(0,-b)

V(a,0)



Nota: La elipse es simétrica respecto de los ejes y
2

el origen. Si de

2

x
y
 2  1, se despeja y queda
2
a
b

 x2  2
b2 2
b 2
2
2
y  1  2 b 
a

x

y


a

x
2
a
a
a





en donde - a  x  a



(1)


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ESTUDIO DE LA ECUACIÓN DE LA ELIPSE
y=b
V’(-a,0)



A(0,b) .

P(x,y)



F’(-c,0)

y = -b


F(c,0)

.A’(0,-b)

V(a,0)



x=a

x = -a

l’

Despejando x queda :
x

a 2 2
b  y , en donde - b  y  b (2)
b

De 1 y 2 se desprende:
x = -a
x=a

y = -b
y=b

Estas rectas encierran a la elipse


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ESTUDIO DE LA ECUACIÓN DE LA ELIPSE
x = -a

l’

V’(-a,0)



A(0,b) .

P(x,y)



F’(-c,0)

y = -b


F(c,0)

.A’(0,-b)

V(a,0)



x=a

y=b

Como la abscisa del foco es c, sustituyéndolas en la ecuación,
encontramos el valor de la ordenada en el foco:

b 2
y
a  x2
a

b 2 2
sustituyen do c queda : y  
a c
a
2

pero como a 2  c 2  b 2 , entonces y  

b
a

De esta manera , la Longitud del Lado Recto para ambos focos, F y F’ es:

2b 2
LR 
a

La Excentricidad (e) es la razón de c/a, entonces:

c
a2  b2
e 
a
a

Como c < a, entonces la excentricidad de una elipse es e < 1
e = 1  Parábola
e < 1  Elipse
e > 1  Hipérbola


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PRIMERA ECUACIÓN ORDINARIA DE LA ELIPSE

x2 y2
 2 1
2
a
b

y

x2 y 2
 2 1
2
b
a

Donde:
a = longitud del semieje mayor
b = longitud del semieje menor
TEOREMA: La ecuación de una Elipse de centro en el origen, eje focal
el eje x, distancia focal igual a 2c y la cantidad constante igual a 2a, es:

x2
y2
 2 1
2
a
b
Si el eje focal coincide con el eje Y, de manera que las coordenadas de
los focos son (0,c) y (o,-c), la ecuación de la Elipse es:

x2
y2

1
2
2
b
a


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PRIMERA ECUACIÓN ORDINARIA DE LA ELIPSE

x2 y2
 2 1
2
a
b

y

x2 y 2
 2 1
2
b
a

Donde:
a = longitud del semieje mayor
b = longitud del semieje menor

Para cada Elipse, a es la longitud del semieje mayor, b la del semieje
menor, y a, b, c están ligados por la ecuación:
a2 = b 2 + c 2
También, para cada elipse, la longitud de cada lado recto es

2b 2
LR 
a

y la excentricidad e está dada por la fórmula:

c
a 2  b2
e 
1
a
a
Nota: En la ecuación de una elipse en forma canónica, comparamos los
denominadores de los términos x2 y y2. El denominador mayor está asociado a la
variable correspondiente al eje coordenado con el cual coincide el eje mayor de la
Elipse.


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ECUACIÓN DE LA ELIPSE DE CENTRO (h,k).
Segunda ecuación ordinaria.
(h,k)
k

h

x  h 

2

a

2


y  k


2

b

2

1

2b
LR 
a

(h,k)

k

b

2

2

y  k


a

2

c
a 2  b2
e 
1
a
a

h

x  h 2

2a: eje mayor
2b: eje menor
c: distancia del
centro a cada foco
a, b y c  a2 = b2 + c2

2

1


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TEOREMA: Si los coeficientes A y C son del mismo signo, la
ecuación
Ax2 + Cy2 + Dx + Ey + F = 0

Representa una elipse de ejes paralelos a los coordenados, o
bien un punto, o no representa ningún lugar geométrico real.