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

книги из ГПНТБ / Богомолов Н.В. Практические занятия по высшей математике учеб. пособие для сред. спец. учеб. заведений

.pdf
Скачиваний:
106
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
18.34 Mб
Скачать

 

£

Р е ш е н и е . Из условия задачи имеем: с — 4, е — — =

= 0,8.

Подставив во второе равенство значение с, получим

а — 5.

По формуле (3.8) найдем: Ь2 — 52— 42= 9. По урав­

нению

(3.7) запишем:

339. Составить уравнение эллипса, фокусы которого лежат в точках ( ± ]/3; 0 ) и эксцентриситет его е = ~ .

340. Составить уравнение эллипса с фокусами на оси Ох, если расстояние между фокусами равно 12, а эксцен­ триситет е — 0 ,6.

V. Составление уравнения эллипса по координатам двух его противоположных вершин

(по длине большой или малой оси) и эксцентриситету

341. Составить уравнение эллипса с фокусами на оси

Ох, если его большая ось равна 14, а-эксцентриситете = у .

Р еш ен и е . Из условия задачи имеем:

1) а = 7; 2) с —

= у =

у .

Подставив

во

второе соотношение значение а,

получим: с = у .

Найдем

Ь2 по

формуле

(3.8); Ь2 = \ 2

/ н у

_

245

 

 

 

 

 

\ 3 /

~

9 •

(3.7)

запишем:

 

 

По

уравнению

 

 

 

 

к'1 . у

1

,

 

X2 . 9у 2

,

 

 

7 2 + 'Й 5 — ^

или

49^" 2 4 5 ~

 

 

 

9

 

 

 

 

342. Составить уравнение эллипса с фокусами на оси Ох, если его большая ось равна 10, а эксцентриситет е —

=0, 6.

343.Составить уравнение эллипса с фокусами на оси

Ох, если малая ось равна 16, а эксцентриситет е=±Ѳ,6 .

VI. Составление уравнения эллипса по сумме (разности) его полуосей и расстоянию между фокусами

344. Составить уравнение эллипса с фокусами на оси Ох, если сумма полуосей его равна 8 и расстояние между фокусами равно 8.

Р е ш е н и е . По условию задачи имеем: 1) а+Ь = 8 ; 2) с= 4. В формулу (3.8) подставим значение с: Ь2 = а2 — 16.

Решив

систему

уравнений а-\-Ь 8 и а2 — Ь2 — 16 нахо­

дим

а = 5,

Ь = 3.

Подставив значения а в b в уравнение

(3.7),

получим:

 

345.Составить уравнение эллипса, если сумма полуосей его равна 25, а фокусы имеют координаты (±5; 0).

346.Составить уравнение эллипса, если сумма полу­

осей его равна 9, а фокусы имеют координаты ( ± 6 ; О).

VII. Составление уравнения эллипса по длине его большой (малой) оси и координатам точки, через которую он проходит

347.Составить уравнение эллипса с фокусами на оси

Ох,

если он проходит через точку

М (—6 ; 4) и малая ось

его

равна 10.

2b =^10,

откуда Ь = 5.

Р еш ен и е . По условию задачи

Для

вычисления а подставим в уравнение

эллипса

(3.7)

вместо переменных х и у координаты точки

М (—6 ;

4) и

значение Ь = 5, получим а2=100.

Подставив значения а2 в. b в уравнение (3.7), получим искомое уравнение эллипса:

х2 + £ = 1

100 ‘ 25 1

348.Составить уравнение эллипса с фокусами на оси Ох, если он проходит через точку (12; —12) и большая ось его равна 40.

349.Эллипс с фокусами на оси Ох проходит через точку

(2; 2

]/2 ). Малая ось его равна 6 . Составить уравнение

этого

эллипса.

VIII. Составление уравнения эллипса, проходящего через две данные точки

350.Составить уравнение эллипса, проходящего через

точки

А { у 3 ; У б ) и В(3;

У 2 ).

Фокусы эллипса лежат

на оси

Ох.

Чтобы составить

уравнение эллипса, необ­

Реш ен ие .

ходимо найти

параметры а

и Ь.

Подставив в уравнение

эллипса (3.7) координаты данных точек, получим после преобразований систему

3b2-f- 6Û2= a2b2, 9b2+ 2Û2= a2b2.

Из этой системы находим а2= 12 и b2 = 8.

Применяя уравнение эллипса (3.7), получим искомое уравнение:

351. Составить уравнение эллипса, проходящего через точки А (6 ; 4) и В (8 ; 3)-. Фокусы эллипса лежат на оси Ох.

352. Составить уравнение эллипса, проходящего через

точки (і/2; 2) и (2;

У^З). Фокусы эллипса лежат

на

оси Ох.

 

 

IX. Вычисление координат вершин эллипса (длин осей)

 

по его уравнению

 

^2

у2

его

353. Дан эллипс 49

yg — 1 • Найти координаты

вершин и длины осей.

Ре ш е н и е .

Из уравнения эллипса имеем: а2 = 49, а—

— ± 7 ;

Ь2= 16,

Ь —± 4. Отсюда координаты

вершин

А (±7;

0) и В (0; ±4).

14 и 2Ь=

Длины осей

соответственно равны: = 2 • 7 =

=2-4 = 8.

354.Найти координаты вершин и длины осей эллипса:

X. Вычисление координат фокусов эллипса (расстояние между фокусами) по его уравнению

д*2

у 2

355.Дан эллипс joo + |g — С Найти координаты фоку­

сов эллипса и

расстояние между его фокусами.

Р е ш е н и е .

Из

уравнения эллипса имеем: а2=100 и

Ь2 = 36. По формуле

(3.8) найдем:

с = ± У 100 — 36 = ± 8 ,

отсюда координаты фокусов F (zb8 ; 0) и расстояние между фокусами 2с = 2 8 = 16.

356.Найти координаты фокусов и расстояние между

фокусами эллипса:

1) ~ +

у = 1;

 

fö + 26= 1 ‘

 

 

 

XI.

Вычисление эксцентриситета эллипса

 

 

 

 

 

 

 

 

по его уравнению

 

 

 

 

 

357.

Дан

 

 

 

 

д-2

 

 

 

Вычислить

эксцентриси­

 

эллипс yoö + f y = l -

тет этого эллипса.

уравнения

эллипса имеем: а2=100 и

 

Р е ш е н и е .

Из

62= 51.

По

формуле

(3.8)

 

найдем

 

с:

c - = Y 1007— 51=7.

Эксцентриситет находим по формуле (3.9): е = ^

— 0,7.

 

358.

Вычислить эксцентриситет эллипса:

 

 

 

 

 

1)

 

л.УІ.= \-

2) —

+

= 1

 

 

 

 

 

 

 

2 5 ^

9

 

'

7

^

16

 

 

 

 

XII.

Вычисление координат

точек пересечения

 

 

 

 

 

данного эллипса с данной прямой

 

 

 

359.

Найти

координаты

точек

 

пересечения

эллипса

Ш + Й = 1

с прямой х + 2 у - И

= 0.

 

 

 

 

Р е ш е н и е .

Для

вычисления

координат точек пересе­

чения эллипса и

прямой необходимо решить систему урав­

нений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

)

100 ^

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

х + 2у — 14 = 0.

 

 

 

Корни этой

системы Xi = 8 , ух = 3 и х2= 6 , у2 = 4. Эллипс

и прямая пересекаются в точкахД8 ; 3) и (6 ; 4).

 

 

360.

Найти

координаты точек

пересечения: 1) эллипса

д-2

j j 2

 

и

ПРЯМ0Й х + 3у 2 1 = 0 ;

2)

 

д-2

225 “Ь І5 = 1

эллипса ^5 +

 

Ф

и прямой

Зх + Зу —21 = 0 .

 

 

 

 

+ ^ -= 1

 

 

 

 

 

 

XIII.

Вычисление длины отрезка данной

прямой,

 

 

 

заключенной внутри данного эллипса

 

 

 

361.

Найти длину отрезка

прямой х + 4г/ — 28 = 0, за-

ключенной

внутри

 

 

 

д;2

 

н2

 

 

 

 

эллипса щ

+ §5 = 1

 

 

 

Решение .

Для

вычисления

длины отрезка прямой,

заключенной

внутри

эллипса,

найдем

координаты точек

пересечения прямой и эллипса, для этого решим систему уравнений

х-\-Ау —28 = 0 ;

+ £ = 1

400 ' 25

Корни этой системы хх — 12, й = 4 их2= 16, у2 = 3. Точки пересечения прямой с эллипсом Л (12; 4) и 5(16; 3). По формуле (1. 1) найдем:

AB = У (16 — 12)2+ (3 — 4)2= VT7.

362. Найти длину отрезка прямой х — 2у —2 = 0, за-

^»2

ключенной внутри эллипса щ + |д = 1.

§19. Гипербола

Гиперболой называется геометрическое место точек, абсолютная величина разности расстояний каждой из ко­ торых от двух данных точек, называемых фокусами, есть ве­ личина постоянная, меньшая расстояния между фокусами и

не равная нулю. Уравнение гиперболы

 

,

(3.11)

а2

£>2 . ’

 

где а —длина

действительной

полуоси;

 

Ь длина

мнимой полуоси

(рис. 57).

Зависимость между парамет­ рами a, b и с

а2,

где с —половина расстояния между фокусами. Эксцентриситет гиперболы

e=sf . =

i ^ ±

E > i .

а

а

 

(3.12)

(3.13)

Уравнения асимптот гиперболы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У-

ь- X.

 

 

(3.14)

Уравнения равносторонней гиперболы

 

 

 

 

 

 

 

х2 —у2 = а2.

 

 

(3.15)

Уравнение асимптот равносторонней гиперболы

 

 

 

 

 

 

У = ± х .

 

 

(3.16)

В формулах

(3.11)

и (3.15) х и у — переменные коорди­

наты-координаты любой точки гиперболы.

В формулах

(3.14)

и (3.16) X

и у — координаты любой точки асимптоты.

По

координатам

дей­

 

 

 

 

ствительных вершин гипер­

 

 

 

 

болы Лх (—а\ 0)

и А а (а; 0)

 

 

 

 

непосредственно

находится

 

 

 

 

длина

действительной

оси

 

 

 

 

и по координатам мни­

 

 

 

 

мых вершин Вх (0 ; —Ъ) и

 

 

 

 

В2 (0; b) определяется

дли­

 

 

 

 

на мнимой оси

2Ь, наобо­

 

 

 

 

рот,

по

длинам действи­

 

 

 

 

тельной

и

мнимой

осей

 

 

 

 

находятся

действительные

 

 

 

 

вершины гиперболы (± а ; 0)

 

 

 

 

и мнимые вершины (0 ; ±Ь).

 

 

 

 

По

координатам фоку­

 

 

 

 

сов гиперболы (ztc; 0) на­

 

 

и по

расстоянию

ходится расстояние между фокусами

между

фокусами

2с

определяются

координаты фокусов

(±с;

0).

 

с фокусами на оси Оу имеет вид

Гипербола

 

 

 

 

 

X й

1

Л-

у*

 

<3.17)

 

 

 

 

 

¥

1

ИЛИ

Г=- —

-V =

 

 

 

 

 

 

 

Ь2

а2

 

 

где а — действительная

полуось;

 

 

 

6 — мнимая полуось

(рис.

58).

 

 

 

Уравнения асимптот гиперболы с фокусами на оси Оу

примут вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х = ± т у-

 

 

(3-18)

Формулы (3.12) и (3.13) для гиперболы с фокусами на оси Оу остаются без изменений.

Гиперболы, выраженные уравнениями (3.11) и (3.17), называются сопряженными. Уравнение равносторонней ги­ перболы с фокусами на оси Оу

 

у * - х 2 = а2.

(3.19)

Построение

гиперболы по ее уравнению

д;2

— = 1

производится по следующей схеме:

строят точки

1) находят

полуоси гиперболы а и 6 и

с координатами Ах (—а; 0), Л2 (а; 0), Вг (0; —6) и В2 (0; 6); 2) проводят через эти точки прямые, параллельные

осям Ох и Оу, получают прямоугольник с центром в начале - координат и со сторонами 2а и 26;

3)строят диагонали этого прямоугольника и продол­ жают каждую из них в обе стороны, получают асимптоты гиперболы (3.14);

4)вычерчивают ветви гиперболы (от руки) как кривые, проходящие через вершины Ах (—а; 0) и А2(а; 0) и при­ ближающиеся к асимптотам по мере удаления от начала координат (см. рис. 57).

Построение гиперболы с фокусами на оси Оу (3.17)

выполняется аналогично.

Во всех задачах на гиперболу предполагается, что оси симметрии гиперболы совпадают с осями координат.

I. Проверка принадлежности данных точек данной гиперболе

363. Проверить, принадлежат ли точки: 1) А (5; 6),

В (21/5; 4) и С (3; 5) гиперболе^ — = 1; 2) Л (УТб; —2),

ß ( j / 3 ; —5) и С (—31/2; 6) гиперболе у —|g = l.

II.Составление уравнения гиперболы по длинам ее осей

364.Составить уравнение гиперболы с фокусами на

оси

Ох, если

ее действительная ось равна 16

и мнимая

ось

равна 8 .

Для составления уравнения

гиперболы

 

Реш ен ие .

необходимо знать параметры а и Ь. Из условия задачи

имеем:

— 16, а = 8 и 26 = 8

, 6 = 4. Подставив эти зна­

чения а

и

6 в уравнение гиперболы (3.11), получим:

 

 

_ ÿ*

_ 1

64

Ï6 “

365. Составить уравнение гиперболы с фокусами на оси Ох, если ее действительная ось равна 24 и мнимая ось равна 40.

ІИ. Составление уравнения гиперболы по длине ее дейст­ вительной оси (по координатам двух ее вершин) и расстоянию между фокусами (координатам фокусов)

366. Составить уравнение гиперболы, если ее вершины находятся в точках Ах (—3; 0) и А2 (3; 0) и фокусы в точ­ ках (±5; 0).

Решен ие . Из условия задачи следует, что а = 3 и с — 5. По формуле (3.12) имеем: 62= 52—32= 16.

Подставив значения а и Ьъ в уравнение (3.11), получим:

ж2 _ _ ,

916

367.Составить уравнение гиперболы, если ее вершины

находятся в точках

(—3;

0) и Л2(3;

0) и фокусы

в точках

(± 3 1 /5 ;

0).

 

гиперболы с

фокусами на

368.

Составить

уравнение

оси Ох, если длина ее действительной оси равна 12, а расстояние между фокусами равно 20.

IV. Составление уравнения гиперболы по координатам

еефокусов (расстоянию между фокусами)

иее эксцентриситету

369.Составить уравнение гиперболы по координатам

ее фокусов Р ( ± 2 0 ; 0) и эксцентриситету е = -д.

Р е ш е н и е . Из условия задачи имеем: с = 20, е = /- =

= у . Подставив во второе равенство значение с, найдем:

20

5

10

— =

“з , откуда а =

12.

По формуле (3.12) найдем: 62= 202— 122= 256. Под­ ставив значения а и Ь2 в уравнение (3.11), получим: '

_х?__ */2 _ ,

144256

370.Составить уравнение гиперболы по координатам

еефокусов и эксцентриситету:

1) F (± 2 ]/2 ; 0), е = 2; 2) Р ( ± З Ѵ З ; 0), е = ± -Ѵ б .

V.Составление уравнения гиперболы по длине

еедействительной (мнимой) оси и эксцентриситету

371.Составить уравнение гиперболы с фокусами на

оси

Ох,

если

длина

ее действительной оси равна

12 и

эксцентриситет

равен

4

 

 

у.

 

 

 

Р е ш е н и е .

По

условию задачи имеем: 2а =12,

откуда

а =

6 и

4

По

формуле (3.13) вычислим с:

4

с

е = у.

у = --,

с = 8 . Используя формулу (3.12), найдем: Ь2 = 82 62 = 28. Подставив значения а и Ь2 в формулу (3.11), получим искомое уравнение:

хъ у1 .

36 “ 2 8 “

372. Составить уравнение гиперболы с фокусами на оси Ох, если длина ее действительной оси равна 14 и

эксцентриситет равен у9 .

373. Составить уравнение гиперболы с фокусами на оси Ох, если длина ее мнимой оси равна 8 и эксцентри-

5

ситет равен у .

Р е ш е н и е . По условию задачи имеем: 26 = 8 , откуда

5

Ь = 4 и е — у . По формуле (3.13) найдем а2:

 

У =

Ѵ—± * ; 25а2 = 9а2+144,

 

О

CL

откуда

а2 9. Подставив значения а2 и b в уравнение

(3.11),

получим:

 

х^_ _ t_ _ 1

916

374.Составить уравнение гиперболы с фокусами на оси Ох, если длина ее мнимой оси равна 8 и эксцентри­

ситет равен

3/5

 

5

VI.

Составление уравнения гиперболы по сумме

(разности) ее полуосей и расстоянию между фокусами

375.

Составить уравнение

гиперболы с фокусами на

оси Ох, если сумма ее полуосей

(действительной и мни­

мой) равна

14 и расстояние между

ее фокусами равно 20.

Р е ш е н и е . В условии задачи дано а + Ь= 14 и 2с = 20, откуда с — 10. По формуле (3.12) имеем: 102= й2+ 62. Запишем систему уравнений

( а + 6 = 14,

\ й2+ 62 = 100,

корни

которой «! = 6,

Ьі = 8

и й2= 8 ,

Ь2 = 6.

 

 

 

Следовательно,

условию

задачи

удовлетворяют две

гиперболы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) -___» -= 1

И 2 )

х

У

1.

 

 

 

 

 

 

; 36

64

64

36 :

 

 

оси

376.

Составить'

уравнение

гиперболы с фокусами на

Ох,

если:

1)

сумма ее

полуосей

(действительной

и

мнимой)

равна

7 и расстояние между ее фокусами равно

10; 2) разность ее полуосей (действительной и мнимой)

равна 4 и расстояние между ее фокусами равно 40.

 

 

 

 

VII.

Составление уравнения гиперболы по длине

 

 

 

ее действительной

(мнимой) оси и координатам точки,

 

 

 

 

 

через

которую она

проходит

 

 

 

оси

377. Составить уравнение гиперболы с фокусами на

Ох,

если

длина

ее действительной оси равна 8 и

гипербола проходит через точку (8 ; 6).

2й = 8 ,

откуда

 

Р е ш е н и е .

В

условии

задачи дано:

а = 4.

Подставим

в

уравнение

(3.11) значение

й= 4

и

координаты точки (8 ; 6) вместо переменных х и у и най­

дем из

полученного уравнения b2:

 

 

 

 

J — 5 = 1 > І1ЛИ 4й2— 36 = b2,

откуда b2 =12. Подставив в уравнение (3.11) найденные значения а и Ь2, получим искомое уравнение:

А? _ У2 _ 1

16І2

378.Составить уравнение гиперболы с фокусами на оси Ох, если длина ее действительной оси равна 16 и гипербола проходит через точку (—10, —3).

379.Составить уравнение гиперболы с фокусами на оси Ох, если длина ее мнимой оси равна 12 и гипербола проходит через точку (20; 8).

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ