Kegelschnitte

Schneidet man einen Kegel mit einer Ebene, so erhält man - je nachdem, wie stark die Ebene geneigt ist - einen Kreis, eine Ellipse, eine Parabel oder eine Hyperbel.

 

Die Ellipse

Die Ellipse besteht aus allen Punkten, für die die Summe der Abstände von zwei festen Punkten - den Brennpunkten - konstant ist.
A, B: Hauptscheitel
C, D: Nebenscheitel
F1, F2: Brennpunkte
2a: Hauptachse
2b: Nebenachse
e: Brennweite (lineare Exzentrizität)

1. Hauptlage: Mittelpunkt im Koordinatenursprung, Hauptachse auf der x-Achse
2. Hauptlage: Mittelpunkt im Koordinatenursprung, Hauptachse auf der y-Achse

Definition: ell = {X / XF1 + XF2 = 2a}

Brennweite: e2 = a2 - b2

Gleichung in 1. Hauptlage:

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Gleichung in 2. Hauptlage:

 

Die Hyperbel

Die Hyperbel besteht aus allen Punkten, für die die Differenz der Abstände von den Brennpunkten konstant ist. Sie besteht aus zwei Ästen und besitzt zwei Asymptoten.
A, B: Hauptscheitel
C, D: Nebenscheitel
F1, F2: Brennpunkte
2a: Hauptachse
2b: Nebenachse
e: Brennweite (lineare Exzentrizität)
u, v: Asymptoten

Bei einer gleichseitigen Hyperbel ist a = b.
1. und 2. Hauptlage definiert man wie bei der Ellipse.

Definition: hyp = {X / |XF1 - XF2| = 2a}

Brennweite: e2 = a2 + b2

Gleichung in 1. Hauptlage:

Gleichung der Asymptoten (1. Hauptlage):

Gleichung in 2. Hauptlage:

 

Die Parabel

Die Parabel hat nur einen Brennpunkt. Sie besteht aus allen Punkten, die vom Brennpunkt denselben Abstand wie von der Leitlinie haben.

S: Scheitel
F: Brennpunkt
l: Leitlinie
a: Achse
p: Parameter (Abstand Brennpunkt - Leitlinie)
e: Brennweite (Abstand Brennpunkt - Scheitel)

1. Hauptlage: Scheitel im Koordinatenursprung, Achse auf der positiven x-Achse
2. Hauptlage: Scheitel im Koordinatenursprung, Achse auf der positiven y-Achse

Definition: par = {X / XF = Xl}

Brennweite: p = 2e

Gleichung in 1. Hauptlage: y2 = 2px

Gleichung in 2. Hauptlage: x2 = 2py

Eine Hilfe beim Zeichnen eines Kegelschnitts sind die Scheitelschmiegkreise:

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Übungen

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