Fuochi dell'ellisse

Giuseppe Carichino (Galois) -

Che cosa sono i fuochi di un'ellisse, e quali formule bisogna usare per calcolare le coordinate dei fuochi di un'ellisse a partire dall'equazione? Vi sarei molto grato se poteste spiegarmelo anche con un esempio, grazie mille!

Soluzione

I fuochi dell'ellisse sono i due punti fissi, giacenti sull'asse maggiore, per i quali è costante la somma delle distanze da qualsiasi punto appartenente all'ellisse; sono in altri termini i punti a partire dai quali viene definita l'ellisse.

Negli esercizi è facile calcolare le coordinate dei fuochi a partire dall'equazione dell'ellisse. Per riuscirci bastano un paio di formule e alcune considerazioni preliminari che si ottengono semplicemente leggendo l'equazione.

Poiché i fuochi cadono sempre sull'asse maggiore, per calcolare le coordinate dei fuochi dell'ellisse si usano formule diverse a seconda di qual è l'asse maggiore dell'ellisse: orizzontale (2a) o verticale (2b).

Formule per i fuochi di una ellisse con centro nell'origine

Per semplicità si considera dapprima il caso di un'ellisse con centro nell'origine degli assi

(x^2)/(a^2)+(y^2)/(b^2) = 1

1) Se l'asse maggiore si trova sull'asse delle ascisse, ossia se vale la condizione

a^2 > b^2

le coordinate dei fuochi saranno

F_1(-c,0) ; F_2(+c,0)

dove c indica la semidistanza focale. Nel nostro caso si calcola con la formula

c^2 = a^2-b^2

2) Se l'asse maggiore si trova sull'asse delle ordinate, ossia se vale la condizione

b^2 > a^2

i fuochi avranno coordinate

F_1(0,-c) ; F_2(0,+c)

con semidistanza focale individuata dalla formula

c^2 = b^2-a^2

3) Nel caso particolare

a^2 = b^2

sappiamo che l'ellisse si riduce ad una circonferenza e che i fuochi coincidono con il suo centro

F_1 = F_2 = O = (0,0)

Formule per i fuochi di un'ellisse traslata

Ricordando che l'equazione di un'ellisse traslata con centro in C = (x_C,y_C) è della forma

((x-x_C)^2)/(a^2)+((y-y_C)^2)/(b^2) = 1

calcoleremo le coordinate dei fuochi con formule analoghe alle precedenti.

1) Se l'asse maggiore è l'asse orizzontale, ossia se

a^2 > b^2

le coordinate dei fuochi sono dati da

F_1(x_C-c,y_C) ; F_2(x_C+c,y_C)

dove la semidistanza focale è data dalla formula

c^2 = a^2-b^2

2) Se l'asse maggiore è l'asse verticale, cioè se

b^2 > a^2

i fuochi hanno coordinate

F_1(x_C,y_C-c) ; F_2(x_C,y_C+c)

con semidistanza focale individuata dalla formula

c^2 = b^2-a^2

3) Nel caso particolare

a^2 = b^2

ci ritroviamo con una circonferenza in cui i fuochi collassano sul centro

F_1 = F_2 = C = (x_C,y_C)

Esempio di calcolo dei fuochi dell'ellisse

Ricavare le coordinate dei fuochi dell'ellisse di equazione:

(x^2)/(25)+(y^2)/(16) = 1

Svolgimento: innanzitutto osserviamo che l'ellisse ha il centro nell'origine degli assi.

Poiché a^2 = 25 > 16 = b^2 sappiamo già che essa ha come asse maggiore l'asse orizzontale. I semiassi hanno come lunghezze

a = 5, b = 4

Per trovare i fuochi dobbiamo utilizzare le formule del caso 1). La semidistanza focale è data da

c^2 = √(25-16) = 9 → c = 3

e i fuochi dell'ellisse saranno

F_1(-3,0), F_2(3,0)

Per approfondire: esercizi risolti sull'ellisse - tool per studiare l'ellisse online.

Domande della categoria Wiki - Geometria Analitica
Esercizi simili e domande correlate