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

9011

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
25.11.2023
Размер:
2.13 Mб
Скачать

60

Задания для самостоятельной работы:

1.Пользуясь определением гиперболы, составить её уравнение, если

известно, что точки

F 2;0

и

F

2;0

являются фокусами гиперболы, а

1

2

 

длина большой оси равна 2.

2.Пользуясь определением гиперболы, составить её уравнение, если

известно, что точки

F 0; 3

и

F

0;3

являются фокусами гиперболы, а

1

 

2

 

длина большой оси равна 4.

 

 

 

 

 

3.

Построить гиперболу

 

2

2

 

16x 9y 144. Найти: 1) действительную и

мнимую полуоси; 2)

координаты фокусов; 3) эксцентриситет; 4) уравнения

асимптот.

 

 

 

 

 

 

4.

Составить уравнение гиперболы,

проходящей через точку M 9;8 , если

асимптоты гиперболы имеют уравнения y 232x.

5.Эксцентриситет гиперболы 2 . Составить уравнение гиперболы,

проходящей через точку M

 

 

 

.

3;

2

6.Найти расстояние между фокусами и эксцентриситет гиперболы

22

xy 1 16 4

7.Действительная полуось гиперболы равна 5, эксцентриситет 1,4 .

Найти уравнение гиперболы.

8. Составить каноническое уравнение гиперболы, зная, что расстояние

между фокусами равно 14, а расстояние между вершинами равно 12.

61

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

9. Найти эксцентриситет гиперболы

x

 

y

 

1.

 

 

 

 

9

16

10. Составить каноническое уравнение гиперболы, фокусы которой лежат на оси OX симметрично относительно начала координат, если дана точка

M4,5; 1

гиперболы и уравнения асимптот

y

2x

 

 

 

 

 

 

 

3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

11. Фокусы

гиперболы совпадают с фокусами

эллипса

x

 

y

 

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

25 16

Составить уравнение гиперболы, если ее эксцентриситет 1,5.

12.Составить уравнение гиперболы, вершины которой находятся в фокусах

2 2

эллипса x y 1, а фокусы – в вершинах данного эллипса.

25 9

Определить область расположения кривых и построить их:

 

2

 

 

 

 

 

 

4

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

1)

y

x 9

 

 

x

y 9

x

 

y 25

3

 

; 2)

y 3 x 1; 3)

3

 

; 4)

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13. Найти точки

пересечения

асимптот

гиперболы

2

2

12 с

x

3y

окружностью, имеющей центр в правом фокусе гиперболы и проходящей через начало координат.

14.Определить траекторию точки M , которая движется так, что остается вдвое дальше от точки F 8;0 , чем от прямой x 2 .

15.Найти каноническое уравнение гиперболы, асимптотами которой

являются прямые y x , а фокусы совпадают с фокусами эллипса

2

2

 

 

 

 

 

 

x

 

y

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64 28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2

 

16.

 

 

Найти расстояния от

центра окружности

x y 6x4y 0

 

 

 

до

 

 

 

 

 

 

2

2

9

 

 

асимптот гиперболы

x

y

 

 

 

 

.

 

 

Парабола

62

Параболой называется множество всех точек плоскости, каждая из которых одинаково удалена от данной точки, называемой фокусом, и данной

прямой, называемой директрисой. Расстояние от фокуса F до директрисы d

называется параметром параболы и обозначается через p ( p 0).

Для вывода уравнения параболы выберем систему координат Oxy так,

чтобы

ось Ox проходила

через

фокус F перпендикулярно

директрисе

в

направлении от директрисы к F ,

а начало координат

расположим посередине

между фокусом и директрисой (см. рис. 8). В выбранной системе фокус

F

имеет

координаты (

p

, 0) , а

уравнение директрисы

имеет вид

x

p

или

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

x

p

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

M (x, y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 x

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

Рис. 8

 

 

 

 

x

p

 

F (

p

,0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть

M - произвольная2

2 точка

параболы.

Соединим

точку

M с F .

Проведем отрезок MN перпендикулярно директрисе.

Согласно определению

параболы MF MN.

Используя

 

формулу

расстояния

между

двумя

точками,

находим:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

2

 

2

 

 

 

p

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x

 

 

)

 

 

y

 

 

 

(x

 

)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

Возведя обе части уравнения в квадрат, получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2 px

 

p 2

y 2 x 2 px

p 2

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

т.е.

63

y 2 2 px.

(10)

 

Уравнение (10) называется каноническим уравнением параболы.

 

Установим форму параболы, пользуясь его каноническим уравнением.

1. Уравнение (10) содержит y только в четной степени, следовательно парабола симметрична относительно оси Ox , ось Ox называется осью симметрии

параболы.

2. Так как p 0, то из (10) следует, что x 0. Следовательно, парабола расположена справа от оси Oy .

3. При x 0 имеем y 0. Следовательно, парабола проходит через начало координат.

y

N

 

M (x, y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

F

 

,0

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

Рис. 9

4. При неограниченном

возрастании x модуль

также неограниченно

возрастает. Парабола

y 2 2 px имеет вид, изображенный на рисунке 9. Точка

O(0,0) называется вершиной параболы.

 

 

Уравнение вида

y 2

2 px

определяет параболу, для которой x 0 , т.е.

график этой параболы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M(x,y)

 

 

p

 

 

0

 

x

 

 

p

 

 

F

 

 

,0

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнения

x2

2 py

и x2 2 py

задают

параболы

симметричные

относительно оси oy :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

F 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

M

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«Вырождения» параболы:

 

 

 

 

1.

 

x2 k 2 ,

 

 

y2

k 2 . Эти

уравнения не

определяют никакого точечного

 

 

множества при k 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

x2 k 2 ,

y 2 k 2 ,

эти уравнения определяют пару параллельных прямых:

 

 

x k и

y k . При k 0 эти прямые совпадают.

 

 

 

 

Пример. Парабола, симметричная относительно оси oy , имеет вершину в начале координат и проходит через точку (6,-2). Написать уравнение параболы и определить координаты ее фокуса.

Решение. Уравнение параболы,

симметричной относительно оси oy :

x2 2 py либо x2 2 py . Подставим координаты точки в оба уравнения:

62 2 p 2 , т.к. p 0 .

62 2 p 2

 

36 4 p

 

p 9

65

Уравнение параболы x2 18 y , ветви вниз и F 0; 4,5

y

0

6

x

-2

F(0;-4,5)

Задания для самостоятельной работы:

1.Составить уравнение параболы, симметричной относительно оси OX , с

вершиной в начале координат и проходящей через точку A 3; 3.

2.Составить каноническое уравнение параболы, проходящей через начало

координат, если ее директриса имеет уравнение x 15 0.

3. Найти координаты фокуса и уравнение директрисы параболы y2 12x.

4. Найти вершину, фокус и директрису параболы 2 и y 2x 8x 5

построить кривую.

5.Составить уравнение параболы, симметричной относительно оси OY , с

вершиной в начале координат и проходящей через точку A 2;4 .

6.

Через фокус параболы y2 12x проведена хорда, перпендикулярная к её

 

оси. Найти длину хорды.

7.

Составить уравнение параболы с вершиной в начале координат, фокус

 

которой находится в точке пересечения прямой 5x 3y 120с осью:

1) ординат; 2) абсцисс.

 

 

 

 

66

8.

Составить

уравнение

множества

точек, одинаково удалённых от точки

 

F 2; 0 и от прямой

y 2 . Найти точки пересечения этой кривой с осями

 

координат и построить её.

 

9.

Составить

уравнение

множества

точек, одинаково удалённых от начала

 

координат

и от прямой x 4 .

Найти точки пересечения этой кривой с

осями координат и построить её.

10.Камень, брошенный под углом к горизонту, описал дугу параболы и упал на расстоянии 16м. от начального положения. Определить параметр параболической траектории, зная, что наибольшая высота, достигнутая камнем, равна 12м.

11.Камень, брошенный под углом к горизонту, достиг наибольшей высоты

16м. Описав параболическую траекторию, он упал в 48м. от точки бросания. На какой высоте находился камень на расстоянии 6м от точки бросания?

12.Зеркальная поверхность прожектора образована вращением параболы вокруг её оси симметрии. Диаметр зеркала 80см, а глубина его 10см. На каком расстоянии от вершины параболы нужно поместить источник света, если для отражения лучей параллельным пучком он должен быть в фокусе параболы?

13.Струя воды фонтана достигает наибольшей высоты 4 м на расстоянии 0,5 м

от вертикали, проходящей через точку O выхода струи. Найти высоту струи

над горизонталью OX

на расстоянии 0,75 м от точки O .

14. Написать уравнение

окружности, диаметром которой служит отрезок,

2

отсекаемый на оси абсцисс параболой y 3 2x x. Построить обе кривые.

15.Составить уравнение окружности, имеющей центр в фокусе параболы y2 6x и касающейся ее директрисы.

16.Написать уравнение окружности с центром в фокусе параболы y2 4x и

2 2

радиусом, равным фокусному расстоянию гиперболы 7x 9y 63.

67

17. Построить

кривые,

найдя

дополнительные

точки пересечения с осями

координат:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1)

3y 9 x

; 2)

y 9 3x

3)

y 4 x

4)

x 4 2y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

;

 

 

 

.

 

 

 

18. Установить,

 

какие

линии определяются следующими уравнениями и

построить эти кривые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

y 2 x

;

 

2)

y x

; 3)

y 3 2x

 

y 2 x

x 3y

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; 4)

 

; 5)

 

 

 

6)x 4 y; 7) x 2 6 2y; 8) x 4 3y 5; 9) y 3 4 x 1.

19.Составить уравнение окружности, имеющей центр в фокусе параболы y2 6x и касающейся ее директрисы.

Уравнение Ax2 Cy 2 2Dx 2Ey F 0

Уравнения эллипса, гиперболы, параболы и уравнение окружности

можно записать с помощью единого уравнения вида

 

Ax 2 Cy 2 2Dx 2Ey F 0,

(1)

где коэффициенты A и C не равны нулю одновременно.

 

Теорема 1

 

 

Уравнение (1) всегда определяет:

либо окружность (при

A =C ), либо

эллипс (при A C 0 ), либо гиперболу

(при A C 0 ), либо параболу (при

A C 0 ).

 

 

С помощью преобразования параллельного переноса уравнение (1)

кривой 2-го порядка можно привести к каноническому виду.

Рассмотрим параллельный перенос координатных осей:

 

y

y

M

 

 

 

 

 

y

y

 

 

 

 

 

 

x

x

 

 

 

 

o a,b

 

 

o

x

68

x

Рис. 1.

M x, y – точка с координатами в старой системе координат oxy ,

M x , y – точка с координатами в новой системе координат o x y ,

O a,b – начало координат новой системы с координатами в старой системе.

Формулы параллельного переноса координатных осей, выражающие старые координаты через новые:

x x ay y b

Обратные формулы:

x x ay y b

Пример 1 С помощью параллельного переноса осей координат привести к каноническому виду уравнение кривой x2 2y2 4x 8y 10 0 и построить

ее.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

AC 0 ,

 

значит уравнение определяет эллипс. Преобразуем

данное уравнение – сгруппируем полные квадраты

 

 

 

 

x2 4x 4 4 2 y2 4y 4 4 10 0

 

 

 

 

x 2 2 2 y 2 2 22

 

 

 

 

x 2 2

y 2 2

1

 

 

 

 

22

11

 

.

 

 

 

 

Положим

x 2 x

 

эта система задает формулы параллельного переноса

 

 

 

 

y 2 y

 

 

 

 

 

 

осей координат в т. O1 2, 2 . Получим уравнение эллипса:

(x )2

 

( y )2

1, с

 

 

 

 

 

 

 

 

22

11

 

 

 

 

 

и центром симметрии в т. O1 2, 2 .

 

 

 

 

полуосями a

22 , b

11

 

 

 

 

y

y

 

 

0

 

 

 

x

 

O1

 

-a

a

x

 

69

b

Рис. 2.

 

 

Пример. 2.

Привести к простейшему виду и построить кривую, заданную

уравнением: x2 4x 3y 6 0 .

 

 

 

 

 

Решение.

AC 0

задана

парабола. Сгруппируем полный квадрат и

преобразуем данное уравнение:

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

2

x

 

4x 4 4 3y

 

6 0 или

x 2

3 y

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

x 2

x

 

 

 

 

Положим, что

 

 

2

 

являются формулами параллельного переноса в т.

 

 

 

y

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O1

 

2,

2

 

. Получим уравнение:

x

2

3y

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и симметричная относительно оси oy .

y y

-2

O

O1

-2

– парабола с вершиной в т.

O1

 

2,

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

x

 

2

 

 

x

3

Рис. 3.

Замечание. С помощью параллельного переноса координатных осей удается в общем уравнении избавиться от слагаемых, содержащих x и y в

первой степени.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]