在宇宙的浩瀚星海,至微观的生物世界,再到我们的日常生活和工作,椭圆的身影无处不在。如图1所示。
我们有一种巧妙的方法可以绘制椭圆,那就是在平面上固定两个钉子,然后使用一条长度大于两个钉子间距的绳子。绳子的两端分别固定在钉子上,通过拉紧绳子并移动其中一个端点,就可以画出椭圆。这种方法的具体操作如图2所示。
当我们要进行实际操作时,应该如何确定两个钉子之间的距离以及绳子的长度呢?这就涉及到了计算的步骤。让我们参考图3来进一步了解。
在图3中,只要我们知道了希望绘制的椭圆的长短,就能确定绳子的长度。如果知道了椭圆的长度和宽度,我们就能计算出两个钉子的间距。这样一来,画椭圆就变得简单多了。
例如,假如我们需要在某座大楼前设计一个椭圆形的鱼池,其长为36单位,宽为20单位,我们可以如此操作:选择大楼正门前与大楼走向平行的位置作为长轴AB,以大楼门中心与长轴垂直的位置作为短轴CD,两轴的交点O即为椭圆的圆心。将长半轴AO设为18,短半轴CO设为10,代入图3中的公式,我们可以求得焦距EO为约14.967个单位。
然后,以O点为圆心,在长轴AB上取两点OE和OF,使得OE=OF=焦距EO(约14.967)。在E、F两点处钉上钉子,然后拴一条无弹性的细绳,长度等于36单位。使用类似图3中的铅笔和铁钉等工具,紧靠细绳在地面画出曲线,即为我们需要的椭圆。
画椭圆的诀窍就是记住那个公式:长半轴的平方减去短半轴的平方后再方,得到的结果就是椭圆圆心到焦点的距离。从圆心在长轴上向两边量取等于焦距的两点就是两焦点。再以这两焦点为支点,拴上细绳并画曲线,就能轻松画出所需的椭圆。