Die Ellipse als affines Bild des Kreises
Gegeben sind zwei konzentrische Kreise in Mittelpunktslage. Der äußere Kreis wird auf eine Ellipse abgebildet, deren große Halbachse a dem Radius R des äußeren Kreises und deren kleine Halbachse b dem Radius r des inneren Kreises entspricht. Wir erzeugen die Ellipse, indem wir viele Punkte des äußeren Kreises folgendermaßen auf einen Punkt der Ellipse abbilden:
- Wähle einen Punkt D auf dem äußeren Kreis
- Dieser Punkt D und der Punkt D' auf der Ellipse haben die gleiche x-Koordinate (D' liegt „senkrecht“ unterhalb D).
- Zeichne den Radius(vektor) und schneide ihn mit dem inneren Kreis
- Die y-Koordinate dieses Schnittpunkts ist gleich der y-Koordinate des Ellipsenpunktes D'.
Verschiebe den Punkt D auf dem äußeren Kreis und beobachte die Spur des Punktes D':
Hinweis: Mit Strg-F kannst du die „Ansicht auffrischen“ - damit verschwinden schon bestehende Spuren.
Der Punkt D wird auf den Punkt D' abgebildet, konkret wird dabei die y-Koordinate des Punktes D verkürzt. Das Verkürzungsverhältnis ist genau das Verhältnis des Radius R des äußeren Kreises zum Radius r des inneren Kreises.
Aufgaben:
- Wähle die Radien der beiden konzentrischen Kreise, indem du die Punkte B und C auf der senkrechten Koordinatenachse verschiebst!
- Leite die Gleichung der Ellipse her!
- Untersuche die Eigenschaften der affinene Abbildung im folgenden GeoGebra-Applet
- Was sind in der obigen Abbildung Fixgeraden und Fixpunkte?
- Woran ist die Geradentreue zu erkennen?
- Welche Rolle spielt der Punkt Z?
- Welche Gerade ist die Affinitätsachse?
- Woran ist zu erkennen, dass die Abbildung nicht flächentreu, nicht winkeltreu und nicht kreistreu ist?
Ausblick: Affine Abbildung
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