Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ВЫСШЕЙ МАТЕМАТИКЕ. Ч1.pdf
Скачиваний:
250
Добавлен:
27.05.2019
Размер:
3.56 Mб
Скачать

60

Т.к. для гиперболы c > a , то эксцентриситет гиперболы больше единицы: ε >1. Чем меньше ε гиперболы, тем меньше отношение ba полуосей,

следовательно, тем больше вытянут ее основной прямоугольник в направлении фокальной оси.

Гипербола называется равносторонней (или равнобочной), если ее действительная полуось равна мнимой полуоси: a = b .

Каноническое уравнение равносторонней гиперболы имеет вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

y2

 

=1.

 

 

(6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2

a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Асимптоты равносторонней гиперболы имеют уравнения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = x ,

 

 

 

y = −x .

 

 

 

Эксцентриситет равносторонней гиперболы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

a2 + a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε =

 

 

=

 

 

 

 

 

 

= 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отрезки

 

F1M

 

= r1 и

 

F2M

 

 

= r2

– фокальные радиусы. Они могут быть

 

 

 

 

вычислены по формулам:

 

r1 = ε x + a ,

r2 = ε x a ;

 

 

 

для правой ветви

 

 

 

 

для левой ветви

 

r1 = −ε x a ,

r2 = −ε x + a .

 

 

 

Если гипербола задана уравнением (5), то прямые x = − a

,

x = a

назы-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

 

ε

 

ваются директрисами гиперболы.

Директриса обладает следующим свойством: если r – расстояние от произвольной точки гиперболы до некоторого фокуса, d – расстояние от той

же точки до односторонней с

этим фокусом директрисы, то отношение

 

r

= ε .

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.4 Парабола

 

 

Определение.

Параболой называется множество всех точек плоско-

 

 

 

y

 

сти, равноудаленных от данной точки

 

 

 

 

 

 

 

 

плоскости, называемой фокусом парабо-

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

M (x; y)

лы, и данной прямой, называемой дирек-

 

 

Q

трисой параболы (предполагается, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

директриса не проходит через фокус).

 

 

R

O x

F( p 2; 0)

Обозначим расстояние от фокуса F

 

 

 

 

 

 

до директрисы через p . Эта величина на-

 

 

 

 

 

 

зывается параметром параболы.

 

 

 

 

 

 

Выведем уравнение параболы. Рас-

 

 

Рис. 2.18

положим ось абсцисс так, чтобы она про-

 

 

ходила через фокус перпендикулярно ди-

61

ректрисе и имела положительное направление от директрисы к фокусу (рис. 2.18). За начало координат выберем середину перпендикуляра FR , опущенного из фокуса на директрису. В выбранной таким образом системе фокус имеет координаты F( p2; 0) . Уравнение директрисы примет следую-

щий вид: x = − p2 .

Пусть M (x; y) – точка параболы. По определению параболы, расстоя-

ние

MN

точки M (x; y)

от директрисы равно ее расстоянию

MF

от фоку-

са:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

MN

 

=

 

MF

 

.

 

 

= (x p 2)2 + ( y 0)2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MN

 

=

 

NQ

 

+

 

QM

 

=

 

+ x ,

 

 

 

 

 

 

 

 

MF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

p 2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ x =

x

 

 

 

+ y

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Возведя обе части этого уравнения в квадрат, получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

+ px +

p2

= x

2

 

px

+

 

 

p2

+ y

2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или, после упрощений,

 

 

 

 

 

 

 

 

y2 = 2 px .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(7)

Уравнение (7) называется каноническим уравнением параболы.

Т.к. в это уравнение y входит в четной степени, то ось Ox является

осью симметрии параболы. Вся кривая расположена справа от оси ординат, т.к. левая часть уравнения (6) неотрицательна, и, следовательно, x , стоящий в правой части этого уравнения, не может быть отрицательным. При x = 0 y = 0 , следовательно, кривая проходит через начало координат.

Ось симметрии параболы называется фокальной осью. Точка пересечения параболы с осью симметрии называется ее вершиной.

Фокальный радиус MF = r может быть вычислен по формуле

r = x + 2p .

Уравнение директрисы имеет вид x = − 2p .