内容正文:
圆锥曲线的历史与应用
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圆锥曲线的形成
用一个平面截圆锥面所得的曲线形成圆锥曲线
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椭圆
双曲线
抛物线
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圆锥曲线的历史
古希腊数学家阿波罗尼采用平面切割圆锥的方法来研究这几种曲线。
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阿波罗尼(Apollonius)(约公元前262-前190)
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1579年蒙蒂(Guidobaldo del Monte,1545~1607)
把椭圆定义为:到两个定点(焦点)距离之和为定长的动点的轨迹。
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圆锥曲线的历史
16世纪,有两件事促使了人们对圆锥曲线作进一步研究。
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开普勒(Kepler,1571~1630)
行星按椭圆轨道环绕太阳旋转
伽利略(Galileo,1564~1642)
物体斜抛运动的轨道是抛物线
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圆锥曲线不仅是依附在圆锥面上的静态曲线,而且是自然界物体运动的普遍形式。
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圆锥曲线与天文学
天文从圆开始
地心说,最初由古希腊学者欧多克斯提出,经亚里士多德完善
这种模型经常出现与实际观察数据不符
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圆锥曲线与天文学
公元150年左右,天文学家托勒密(Claudius Ptolemy)对这体系进行了修改,引进更多的圆,当一个圆在旋转的同时,圆心也在绕另外一个圆周运动,这个数学模型延续了1000多年
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圆锥曲线与天文学
16世纪,天文学家哥白尼提出了新的天体模型:日心说. 以太阳为中心,其计算结果仍不完全符合观测到的事实.
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圆锥曲线与天文学
开普勒三定律
行星的轨道是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上.
太阳与行星的连线在相等时间内扫过相等的面积.
行星在轨道上运行一周所需时间的平方与轨道主轴的立方成正比
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圆锥曲线与天文学
1687年,牛顿根据开普勒三定律在《自然哲学的数学原理》中提出了万有引力定律,完美解释了开普勒定律。
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圆锥曲线与天文学
数学之用有时需要等待漫长的时间,圆锥曲线的历史为此提供了一个极为典型的例证.
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圆锥曲线的光学性质
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椭圆的光学性质
从椭圆一个焦点发出的光,经过椭圆反射后,反射光线都汇聚到椭圆的另一个焦点上。
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双曲线的光学性质
从双曲线一个焦点发出的光,经过双曲线反射后,反射光线的反向延长线都汇聚到双曲线的另一个焦点上
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抛物线的光学性质
一束平行光垂直于抛物线的准线,向抛物线的开口射进来,经抛物线反射后,反射光线汇聚在抛物线的焦点。
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杰尼西亚的耳朵
西西里岛上一位暴君杰尼西亚往往把囚徒关在一个山洞里,囚徒们多次密谋逃跑,但秘密的计划总是被杰尼西亚所发现。
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电影放映机
电影放映机的聚光灯有一个反射镜,它的形状是旋转椭圆面,为了使片门处获得最强的光线,可将灯丝F2与片门F1置于椭圆的两个焦点处。
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抛物面的应用
手电筒、汽车前灯、探照灯
卫星通信像碗一样的接受或发射天线
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这就是数学的魅力,在我们的不断探索中,数学会绽放更多的魅力,让我们共同努力,进一步学习圆锥曲线吧!
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