在数学中,
椭圆(来自希腊语的 absence)是平面上从曲线上任何点到两个固定点的距离和是常数的轨迹。这两个固定点叫做
焦点。
經由這個定義,我們可以很輕鬆的畫出一個橢圓。先準備一條線,將這條線的兩端綁各綁在一點上(這兩個點就當作是橢圓的兩個焦點),接著拿起一支筆,從線的一端往另一端移動使線繃緊,到極限為止,這時候兩個點和筆就會形成一個三角形,然後拉著線開始作圖,持續的使線繃緊,最後就可以完成一個橢圓的圖形了。
椭圆是一种圆锥曲线: 如果如果一个平面切截一个圆锥面并不交于它的底面,则圆锥和平面交截线是个椭圆。
在代数上说,椭圆是在笛卡尔平面上如下形式的方程所定义的曲线

使得

,这里的系数都是实数,并存在定义在椭圆上的点对 (x, y) 的多于一个的解。
穿过两焦点并终止于椭圆上的线段 AB 叫做
长轴。长轴是通过连接椭圆上的两个点所能获得的最常线段。穿过中心(两焦点的中点)垂直于长轴并且终止于椭圆的线段 CD 叫做
短轴。
半长轴(图中指示为 a)是长轴的一半: 从中心通过一个焦点到椭圆的边缘的线段。类似的,
半短轴(图中指示为 b)是短轴的一半。
如果两个焦点重合,则这个椭圆是圆;换句话说,圆是离心率为零的椭圆的特殊情况。
中心位于原点的椭圆

可以被看作单位圆在关联于对称矩阵

的线性映射下的图像,这里的 D 是带有

的特征值的对角矩阵,二者沿着主对角线都是正实数的,而 P 是拥有

的特征向量作为纵列的实数的酉矩阵。椭圆的长短轴分别沿着

的两个特征向量的方向,而两个与之对应的特征值分别是
半长轴和
半短轴的长度的平方的倒数。
椭圆可以通过对一个圆的所有点的 x 坐标乘以一个常数而不改变 y 坐标来生成。
离心率中心位于点 (h,k) 的主轴平行于 x 轴的椭圆由如下方程指定

.
这个椭圆可以参数化表达为


这里的 t 可以限制于区间

。
如果 h = 0 且 k = 0 (就是说,如果中心是原点(0,0)),则
用极坐标可表达为

这里的

是椭圆的离心率。
有一个焦点在原点的椭圆的极坐标方程是

.
方程椭圆的半正焦弦,通常指示为

),是从椭圆的一个焦点到椭圆自身,沿着垂直主轴的直线测量的距离。它有关于

和

(椭圆的半轴),通过公式

或者如果使用离心率的话

。
在极坐标中,一个焦点在原点而另一个焦点在负 x 轴上的椭圆给出自方程

椭圆可以被看作是圆的投影: 在与水平面有角度 φ 的平面上的圆垂直投影到水平面上给出离心率 sin φ 的椭圆,假定 φ 不是 90°。
面积和周长如果在一个平面内一个
动点到两个
定点的距离的和等于
定长,那么这个动点的轨迹叫做椭圆。
椭圆的图像如果在直角坐标系中表示,那么上述定义中两个定点被定义在了x轴。若将两个定点改在y轴,可以用相同方法求出另一个椭圆的标准方程:
在方程中,所设的

称为长轴长,

称为短轴长,而所设的定点称为焦点,那么

称为焦距。在假设的过程中,假设了a > c,如果不这样假设,会发现得不到椭圆。当

时,这个动点的轨迹是一个圆;当

时,根本得不到实际存在的轨迹,而这时,其轨迹称为虚椭圆。另外还要注意,在假设中,还有一处:

。
通常认为圆是椭圆的一种特殊情况。
标准方程的推导对于平面上任意椭圆 Ax + f = 0
的形式。具体步骤为,将后式的各乘积乘方项展开,根据与前式对应项系数相等的法则便可求得u,v,f的值。其中,(u,v)便是原椭圆的中心。
若将


带入式中便可得到平移前的椭圆。
若

,则表示椭圆的长短轴与坐标系的坐标轴并不平行或垂直,即发生了旋转。设旋转的角度为

, 则有

当A-C=0,则说明

若将


带入式中便可得到旋转前的椭圆。