Introducción a las elipses
Aprende qué es una elipse, sus características principales y la ecuación en forma estándar.
Definición
Ecuaciones en forma estándar
Componentes principales
- Centro: — el punto medio de la elipse
- Vértices: Los extremos del eje mayor, a distancia del centro
- Covértices: Los extremos del eje menor, a distancia del centro
- Focos: Dos puntos especiales dentro de la elipse, a distancia del centro
La relación fundamental
- = semieje mayor (valor más grande)
- = semieje menor (valor más pequeño)
- = distancia del centro a cada foco
Pruébalo ahora
Ejemplos resueltos
Para la elipse , encuentra el centro, los vértices, los covértices y los focos.
Identificar el centro
La ecuación está en forma estándar con y → Centro:
Identificar y
(denominador mayor), → ,
Determinar la orientación
Como está bajo , el eje mayor es horizontal → Elipse horizontal
Encontrar los vértices
Los vértices están en → Vértices: y
Encontrar los covértices
Los covértices están en → Covértices: y
Calcular
, entonces →
Encontrar los focos
Los focos están en → Focos: y
Respuesta: Centro: , Vértices: , Covértices: , Focos:
Errores comunes
Usar (teorema de Pitágoras) en lugar de
Por qué está mal: La relación es para hipérbolas, no elipses. Para elipses, los focos están dentro de la curva, entonces .
Correcto: Para elipses: . Para hipérbolas: .
Confundir cuál denominador es y cuál es
Por qué está mal: Por convención, siempre es el valor mayor. La posición de determina la orientación, no bajo qué variable está.
Correcto: Siempre identifica primero el denominador mayor — ese es . Su posición (bajo el término o ) te indica la orientación.
Olvidar sacar la raíz cuadrada al encontrar , o
Por qué está mal: La ecuación da y , no y directamente.
Correcto: Si , entonces (no 25). Siempre saca la raíz cuadrada de los denominadores para obtener las longitudes reales de los ejes.
Confundir las posiciones de vértices y focos para elipses verticales vs horizontales
Por qué está mal: Los estudiantes a menudo colocan los focos a lo largo del eje incorrecto.
Correcto: Los focos y vértices SIEMPRE están sobre el eje mayor. Si el eje mayor es horizontal, ambos están en y .
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Prueba estos ejemplos:
y = 2x + 1
m=2, b=1
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Prueba estos:
Historial
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Problemas de práctica
17 problemas¿A qué forma se parece más una elipse?
Por qué es importante
- Órbitas planetarias: Todos los planetas orbitan alrededor del Sol en trayectorias elípticas (Primera Ley de Kepler)
- Arquitectura: La famosa Galería de los Susurros en la Catedral de San Pablo utiliza la propiedad reflectiva de las elipses
- Imágenes médicas: La litotricia utiliza reflectores elípticos para romper cálculos renales sin cirugía
- Astronomía: Las órbitas de satélites, trayectorias de cometas y formas de galaxias son todas elípticas
- Ingeniería: Los engranajes elípticos, puentes y diseños de estadios utilizan propiedades de las elipses
Aplicaciones del mundo real
Órbitas planetarias
Johannes Kepler descubrió que los planetas orbitan alrededor del Sol en trayectorias elípticas, con el Sol en un foco.
Ejemplo:
La órbita terrestre tiene millones de km y excentricidad , haciéndola casi circular pero técnicamente elíptica.
Un cometa tiene una órbita elíptica con semieje mayor UA y semieje menor UA.
¿A qué distancia del centro de la órbita está el Sol (un foco)?
Paso 1: Escribe la expresión matemática
Usa :
Galerías de los susurros
En una sala elíptica, un susurro en un foco puede oírse claramente en el otro foco debido a las propiedades de reflexión.
Ejemplo:
La National Statuary Hall en el Capitolio de EE.UU. tiene esta propiedad — un susurro en un lado puede oírse a 12 metros en el foco opuesto.
Una galería de susurros elíptica tiene un eje mayor de 24 metros y los focos están separados 18 metros.
¿Cuál es la longitud del eje menor?
Paso 1: Escribe la expresión matemática
Encuentra usando :
Puntos clave
- 1Una elipse es un círculo estirado con ecuación (horizontal) o (vertical)
- 2El centro está en , con siempre siendo el valor mayor (semieje mayor)
- 3La relación entre , y (distancia focal) es:
- 4Los vértices están a distancia del centro a lo largo del eje mayor; los covértices a distancia a lo largo del eje menor
- 5Los focos están a distancia del centro a lo largo del eje mayor, dentro de la elipse
Preguntas frecuentes
Glosario
- Elipse
- Una sección cónica donde la suma de las distancias desde cualquier punto a dos puntos fijos (focos) es constante
- Foco (pl. Focos)
- Uno de dos puntos especiales dentro de una elipse; la suma de las distancias desde cualquier punto de la elipse a ambos focos es constante ()
- Eje mayor
- El diámetro más largo de una elipse, que pasa por ambos focos; tiene longitud
- Eje menor
- El diámetro más corto de una elipse, perpendicular al eje mayor; tiene longitud
- Semieje mayor
- La mitad del eje mayor; la distancia del centro a un vértice; denotado
- Semieje menor
- La mitad del eje menor; la distancia del centro a un covértice; denotado
- Vértices
- Los dos extremos del eje mayor, a distancia del centro
- Covértices
- Los dos extremos del eje menor, a distancia del centro
- Excentricidad
- La razón que mide qué tan alargada es una elipse; para elipses,
Tarjeta de fórmulas
Forma estándar (horizontal)
donde $a > b$
Forma estándar (vertical)
donde $a > b$
Relación focal
$c$ = distancia del centro al foco
Excentricidad
$0 \leq e < 1$ para elipses