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定理已证明

开普勒第一定律——椭圆轨道

命题陈述

每颗行星沿以太太阳为一个焦点的椭圆轨道运行。太阳不在椭圆中心,而是偏向焦点一侧。

为什么成立?

椭圆由两个数描述:半长轴 a(大小)和偏心率 e(扁平度)。e = 0 即圆——哥白尼曾为所有行星假设的特例。

地球的 e ≈ 0.017 几乎为圆,但火星 e ≈ 0.093、水星 e ≈ 0.21 足以让开普勒在 1609 年认识到圆周假说错误——他根据第谷·布拉赫的观测数据得出。

改变 e 和 a 观察轨道变形;注意行星在近、远太阳时扫过的面积相等。

应用

人造卫星轨道设计、行星间霍曼转移计算、系外行星与双星轨道模型的基础。

用到此定理的主题

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分步证明

参考文献

  1. Johannes Kepler (1609). Astronomia Nova