2次曲線の定義

 2次曲線の楕円や双曲線の定義として「2点からの距離の和(差)が一定の点の集合」と習います。そんな点の集まりをコンパスと定規を用いて,ごくあたりまえのやり方で作図してみましょう。

 いま,2点の間の距離を8として2点からの距離の和が10となる点を描きます。そして右の図のように2点からの半径が6と4の円を描きます。その交点は「距離の和が10」の点になります。少し面倒ですがそんな点をいくつも集めて見ましょう。

 どうですか?ちゃんと楕円に見えますか? 同様にして「距離の差が2」の点を集めて見ましょう。

 ちょっと距離が狭いですが,2本現れましたね。さあ,今度は“離心率”という観点から作図してみましょう。離心率って何? そんなこといわないで下さい。授業で習いましたね。とはいっても,あんまりぴんとこない言葉なので覚えていなくても仕方ないかもしれません。
 右の図のように点と直線があったとき,ある点からの距離の比を離心率といいます。
 いま,点と直線の間の距離を4とします。それでは距離の比が1:1,すなわち距離が等しい点を作図してみましょう。コンパスで中心が3の円と直線と平行で距離が3の円を描きます。直角定規を2枚使うと便利ですね。その交点が距離の等しい点です。同様にして距離の等しい点を集めていきましょう。

 ここに出てきた曲線は放物線と呼ばれるものです。同様にして,距離の比が2:1,1:2の点を集めて見ましょう。距離が1刻みだと作図しづらいので,少し刻みを細かくしたほうがいいですよ。

 この離心率の値によって2次曲線の形が変化していく様子がわかります。