Lange und Meyer: Kegelschnitte I - Mathematikinformation

Der Kreis k liegt in einer Ebene, die man so von der Seite
betrachten kann, dass man sie projizierend, den Kreis also
als Strecke sieht. Ein Kreisradius ist dann projizierend.
Man kann deshalb annehmen, dass die Kreisdrehachse a in
der Zeichenebene liegt; deshalb sind der Kreis und sein
Bild in der projizierenden Grundrissebene Π 1 symmetrisch
zur Zeichenebene, weil der Kreis zu jedem seiner
Durchmesser symmetrisch ist.
Definition 2.1.2: Das orthogonale Bild eines Kreises heißt
Ellipse.
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Die Zylinderachse im Bild kann als projizierende Ebene F gedeutet werden. Zu dem Kreispunkt P und seinem
Bild Pe bei Orthogonalprojektion gibt es einen Kreispunkt Q samt Bild Qe, die von F denselben Abstand s wie P
haben.
Pe und Qe liegen also symmetrisch zu F. Da die Zeichenebene, die Grundrissebene Π1 und die Ebene F paarweise
aufeinander senkrechte Ebenen sind, gilt:
Satz 2.1.1: Die Ellipse hat zwei zueinander senkrechte Symmetrieachsen.
Standardbezeichnungen:
In nebenstehender Zeichnung heißen:
die Symmetrieachse AC Hauptachse
die Symmetrieachse BD Nebenachse
die Punkte A und C Hauptscheitel
die Punkte B und D Nebenscheitel
der Kreis um M durch A Hauptkreis
der Kreis um M durch B Nebenkreis
die Strecken a und b große bzw. kleine Halbachse und
der Punkt M Mittelpunkt.
Man führt in der Ebene des Kreises k die kartesischen
Koordinaten u ein (beachte, in der Darstellung
projizierend) und v (in der Zeichenebene) und analog in
der Ebene der Bildellipse e die Koordinaten x
(projizierend) und y (in der Zeichenebene). Dem Punkt P(u
| v) des Kreises wird also der Punkt Pe(x⏐y) der Ellipse
zugeordnet. Weil parallele Strecken im gleichen Maßstab
abgebildet werden, gilt:
u = x und y
v
b
= = cos α (1)
a
Nach dem Satz des Phythagoras gilt für die Punkte P(u | v)
des Kreises um den Ursprung M und den Radius a:
2 2 2
u + v = a Mit (1) folgt:
x
x
a
2
2
2
+ ⎛
⎜
⎝
ay
b
2
2
y
+ = 1 2
b
⎞ 2
⎟ = a Hieraus folgt nach Division durch a
⎠
2 :
C
B
b
k u
Satz 2.1.2: Mittelpunktsgleichung der Ellipse: Die Punkte P(x | y) einer Ellipse mit den Halbachsen a und b
und dem Mittelpunkt (0 | 0) erfüllen: x
a
2
2
2
y
+ =
1
2
b
α
b
M
D
x
e
P(u;v)
a
a
P e (x;y)
A
v
y