Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

LAAG_Lecture-15-16

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
25.03.2016
Размер:
318 Кб
Скачать
☆

Уравнение (2):

x2 − y2 =1 a2 b2

называется каноническим уравнением гиперболы.

Система координат, в которой гипербола имеет такое уравнение, называется ее канонической системой координат.

ИССЛЕДОВАНИЕ КАНОНИЧЕСКОГО УРАВНЕНИЯ ГИПЕРБОЛЫ

1)Точек гиперболы нет в полосе, ограниченной прямыми x=±a.

2)Гипербола имеет центр симметрии (начало координат) и две оси симметрии (оси Ox и Oy).

Центр симметрии гиперболы называют центром гиперболы.

Ось симметрии гиперболы, проходящую через фокусы (ось

Ox) называют действительной (или фокальной) осью

симметрии, а вторую ось (ось Oy) – мнимой осью.

3)Из уравнения гиперболы получаем:

y = ±b

x2 −a2

 

a

 

 

Исследуем кривую y = b

x2 −a2

методами, разработан-

a

 

 

ными в математическом анализе:

а) D(y) = (– ∞;–a] [a; +∞) , y(±a) = 0 ;

 

б) линия

y = b

x2 −a2

имеет асимптоты

y = ±b x

 

a

 

 

a

Напомним:

 

 

 

Прямая ℓ называется асимптотой кривой,

если расстояние от

точки M кривой до прямой ℓстремится к нулю при удалении точки M от начала координат.

Существуют два вида асимптот – вертикальные и наклонные.

Вертикальные асимптоты кривая y=f(x) имеет в тех точках разрыва II рода функции y=f(x) , в которых хотя бы один из односторонних пределов функции равен бесконечности.

Наклонные

асимптоты

 

кривой

y=f(x)

имеют уравнение

y=k1,2x+b1,2 , где

 

 

 

 

 

k1,2 =

lim

f (x)

,

b1,2

= lim

[f (x) − k1,2 x].

x

 

x →±∞

 

 

x →±∞

 

в) y′ =

b

 

x

 

 

 

 

a

 

x2 −a2

 

функция возрастает при x (a; +∞)

(y ′ > 0) ,

 

 

 

 

 

убывает при x (– ∞; –a)

(y ′ < 0) ,

 

 

 

 

 

экстремумов нет

 

 

 

 

(критические точки x = 0 D(y)

и x = ± a – граничные);

г) y

′′

 

 

 

−ab

 

=

 

(x2 −a2 )3 < 0

 

 

 

 

кривая всюду выпуклая .

y

 

 

 

 

b

B2

 

 

 

 

 

 

 

a

 

x

F

A1

 

A2

F

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

−b B1

 

 

Точки A1 , A2

называются вершинами гиперболы.

 

Отрезок A1A2

и его длина 2a называются действительной (фо-

кальной) осью, отрезок B1B2

и его длина 2b – мнимой осью.

Величины a

и

b

называются действительной и мнимой

полуосью соответственно.

 

 

фокусным

Длина отрезка

F F

 

(равная 2c) называется

расстоянием.

1

2

 

 

 

 

Если M – точка гиперболы, то отрезки MF1, MF2

и их длины r1, r2

называются фокальными радиусами точки M

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Величина ε , равная отношению фокусного расстояния гиперболы к ее действительной оси, называется

эксцентриситетом гиперболы, т.е.

 

2c

 

c

 

ε

=

 

=

 

 

2a

a

 

 

 

 

Так как c =

a2 +b2 > a , то ε > 1 .

 

 

 

Величина ε

характеризует форму гиперболы.

Зная эксцентриситет гиперболы легко найти фокальные радиусы точки M(x;y).

Если точка M лежит на правой ветке гиперболы (т.е. x > 0), то

r1 = | MF1 | = a + εx , r2 = | MF2 | = – a + εx .

Если M лежит на левой ветке гиперболы (т.е. x < 0), то r1 = | MF1 | = – (a + εx) , r2 = | MF2 | = – (– a + εx) .

Замечания.

1) Если в уравнении гиперболы a=b, то гипербола называется

равнобочной.

Асимптоты равнобочной гиперболы, перпендикулярны.

можно выбрать систему координат так, чтобы координатные оси совпали с асимптотами. Тогда уравнение гиперболы будет

xy=0,5a2 . (3)

Уравнение (3) называют уравнением равнобочной гиперболы, отнесенной к асимптотам.

2) Если выбрать систему координат так, чтобы фокусы F1

и F2

 

были на одинаковом расстоянии от O(0;0), но лежали на Oy,

 

то уравнение гиперболы будет иметь вид

 

y

 

 

 

 

x2

y2

 

 

 

 

 

 

− b2 + a2 =1

 

 

F2

 

 

 

Для этой гиперболы:

 

 

a A2

 

 

• действительная ось – ось Oy,

 

 

 

 

 

• мнимая ось – ось Ox,

 

a2 +b2

 

 

 

 

x

•

F1(0;–c) и F2 (0;c) (где c =

)

−b

 

b

•

асимптоты: y = ±a x

 

 

 

 

A1

 

 

•

b

 

M(x;y) находят-

 

 

 

фокальные радиусы точки

 

F1

 

 

 

ся по формулам

 

 

 

 

 

 

 

а) при y > 0:

 

 

 

 

 

 

 

 

r1=|MF1| = a+εy, r2=|MF2| = – a+εy;

 

 

 

 

 

б) при y < 0:

 

 

 

 

 

 

 

 

r1=|MF1|= –(a+εy),

r2=|MF2|= –(– a+εy).

 

 

 

 

3. Парабола

Пусть ℓ – некоторая прямая на плоскости, F – некоторая точка плоскости, не лежащая на прямой ℓ.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Параболой называется геометрическое место точек плоскости, расстояние от которых до фиксированной прямой ℓ и до фиксированной точки F (не лежащей на прямой ℓ) одинаково.

Точку F называют фокусом параболы, прямую ℓ –

директрисой.

Выберем декартову прямоугольную систему координат так, чтобы директриса параболы ℓ была перпендикулярна оси Ox,

фокус F лежал на положительной части Ox и расстояние от

O до F и до ℓ было одинаковым.

 

M

 

 

 

 

 

В такой системе координат:

 

 

F (0,5p;0) и

ℓ: x + 0,5p =0 ,

 

 

где p – расстояние от F до ℓ .

 

 

 

 

 

 

l O F

Уравнение (4): y2 = 2px

называется каноническим уравнением параболы.

Система координат, в которой парабола имеет такое уравнение, называется ее канонической системой координат.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]