Слайд 1ТЕМА:
Линии второго порядка,
заданные каноническими уравнениями.
Слайд 24. Гипербола и её каноническое уравнение
Слайд 34. Гипербола и её каноническое уравнение
Гиперболой называется геометрическое место точек,
для каждой из которых абсолютная величина разности расстояний до двух
фиксированных точек плоскости, называемых фокусами, есть данное положительное число 2a меньшее, чем расстояние 2c между фокусами.
Слайд 7По определению |F1М - F2 М | = 2a
2c
Слайд 8По определению |F1М - F2 М | = 2a
2c
|F1 F2 | = 2c
Слайд 9Для вывода канонического уравнения гиперболы
Слайд 10Для вывода канонического уравнения гиперболы
зададим на плоскости прямоугольную систему
координат таким образом,
Слайд 11Для вывода канонического уравнения гиперболы
зададим на плоскости прямоугольную систему
координат таким образом, чтобы ось Ox совпадала с отрезком F1F2
и была ориентирована от точки F1 к F2.
Слайд 12Для вывода канонического уравнения гиперболы
зададим на плоскости прямоугольную систему координат
таким образом, чтобы ось Ox совпадала с отрезком F1F2 и
была ориентирована от точки F1 к F2.
x
Слайд 13Для вывода канонического уравнения эллипса
зададим на плоскости прямоугольную систему
координат таким образом, чтобы ось Ox совпадала с отрезком F1F2
и была ориентирована от точки F1 к F2.
За начало координат примем середину отрезка F1F2.
x
Слайд 14Для вывода канонического уравнения эллипса
зададим на плоскости прямоугольную систему
координат таким образом, чтобы ось Ox совпадала с отрезком F1F2
и была ориентирована от точки F1 к F2.
За начало координат примем середину отрезка F1F2.
x
F1
F2
M
О
Слайд 15Для вывода канонического уравнения эллипса
зададим на плоскости прямоугольную систему
координат таким образом, чтобы ось Ox совпадала с отрезком F1F2
и была ориентирована от точки F1 к F2.
За начало координат примем середину отрезка F1F2.
x
F1
F2
M
О
y
Слайд 17Так как |F1 F2 | = 2c,
значит в выбранной
системе координат фокусы имеют координаты
Слайд 18Так как |F1 F2 | = 2c,
значит в выбранной
системе координат фокусы имеют координаты
F1 (-c; 0), F2
(с; 0)
Слайд 19Так как |F1 F2 | = 2c,
значит в выбранной
системе координат фокусы имеют координаты
F1 (-c; 0), F2
(с; 0)
произвольная точка M(x,y),
тогда
Слайд 20Так как |F1 F2 | = 2c,
значит в выбранной
системе координат фокусы имеют координаты
F1 (-c; 0), F2
(с; 0)
произвольная точка M(x,y),
тогда
Слайд 21По определению |F1М - F2 М | = 2a (1)
Получим
Слайд 22По определению |F1М - F2М | = 2a (1)
Получим
Слайд 23По определению |F1М - F2М | = 2a (1)
Получим
избавимся
от модуля и преобразуем
Слайд 24По определению |F1М - F2М | = 2a (1)
Получим
избавимся
от модуля и преобразуем
Слайд 25По определению |F1М - F2М | = 2a (1)
Получим
избавимся
от модуля и преобразуем
возведём обе части в квадрат
Слайд 26По определению |F1М - F2М | = 2a (1)
Получим
избавимся
от модуля и преобразуем
возведём обе части в квадрат
Слайд 27По определению |F1М - F2М | = 2a (1)
Получим
избавимся
от модуля и преобразуем
возведём обе части в квадрат
Слайд 29
Разделим на 4 и возведём обе части в квадрат
Слайд 30
Разделим на 4 и возведём обе части в квадрат
Слайд 31
Разделим на 4 и возведём обе части в квадрат
Слайд 32
Разделим на 4 и возведём обе части в квадрат
Слайд 34
Так как по определению a < c, обозначим
Слайд 35
Так как по определению a < c, обозначим
Слайд 36
Так как по определению a < c, обозначим
получим выражение
Слайд 37
Так как по определению a < c, обозначим
получим выражение
разделим его
на получим
Слайд 38
Так как по определению a < c, обозначим
получим выражение
разделим его
Слайд 39
Мы доказали, что координаты любой точки гиперболы удовлетворяют уравнению
(2)
Слайд 40
Докажем обратное: если координаты некоторой точки М(x,y) удовлетворяют уравнению (2),
то для этой точки выполнятся равенство |F1М - F2 М
| = 2a (1)
Слайд 41Пусть точка M (x; y) удовлетворяет уравнению (2), тогда выразим
:
подставим
Слайд 42Пусть точка M (x; y) удовлетворяет уравнению (2), тогда выразим
:
подставим
, значит
После замены получим
, значит
После замены получим
, значит
После замены получим
аналогично
, значит
После замены получим
аналогично
Слайд 49Отрезки F1M и F2M назовем фокальными радиусами гиперболы
Слайд 50Отрезки F1M и F2M назовем фокальными радиусами гиперболы
Слайд 51Отрезки F1M и F2M назовем фокальными радиусами гиперболы
Из уравнения
следует, что
Слайд 52Отрезки F1M и F2M назовем фокальными радиусами гиперболы
Из уравнения
следует, что
Если ,
Слайд 53Отрезки F1M и F2M назовем фокальными радиусами гиперболы
Из уравнения
следует, что
Если , то в силу соотношения
будем иметь
Слайд 54Отрезки F1M и F2M назовем фокальными радиусами гиперболы
Из уравнения
следует, что
Если , то в силу соотношения
будем иметь
Слайд 55Отрезки F1M и F2M назовем фокальными радиусами гиперболы
Из уравнения
следует, что
Если , то в силу соотношения
будем иметь
Если
Слайд 56Отрезки F1M и F2M назовем фокальными радиусами гиперболы
Из уравнения
следует, что
Если , то в силу соотношения
будем иметь
Если или
Слайд 57Отрезки F1M и F2M назовем фокальными радиусами гиперболы
Из уравнения
следует, что
Если , то в силу соотношения
будем иметь
Если или , то
Слайд 59Таким образом, получаем
если
если
Слайд 60Таким образом, получаем
если
если
Подставим в равенство
Слайд 61Таким образом, получаем
если
если
Подставим в равенство
(|F1М - F2 М | = 2a)
Слайд 62Таким образом, получаем
если
если
Подставим в равенство
(|F1М - F2 М | = 2a)
если
Слайд 63Таким образом, получаем
если
если
Подставим в равенство
(|F1М - F2 М | = 2a)
если выполняется
Слайд 64Таким образом, получаем
если
если
Подставим в равенство
(|F1М - F2 М | = 2a)
если выполняется
если , то
Слайд 65Таким образом, получаем
если
если
Подставим в равенство
(|F1М - F2 М | = 2a)
если выполняется
если , то
Слайд 66Таким образом, уравнение (2) есть уравнение гиперболы, т.к. доказано, что
координаты любой точки M (x; y) гиперболы, т.е. любой точки,
для которой выполняется выражение (1) удовлетворяет уравнению (2) и обратно, если два числа x и y удовлетворяет уравнению (2), то точка M (x; y) удовлетворяет соотношению (1), т.е. лежит на гиперболе.
Слайд 67каноническое уравнение гиперболы
Слайд 69 5. Исследование формы гиперболы
Т.к. в каноническое уравнение гиперболы координаты x
и y входят во второй степени
Слайд 70 5. Исследование формы гиперболы
Т.к. в каноническое уравнение гиперболы координаты x
и y входят во второй степени => оси Ox и
Oy являются осями симметрии гиперболы, а начало координат центром симметрии.
Слайд 71 5. Исследование формы гиперболы
Из уравнения => что
,т.е. и
Геометрически это означает, что между прямыми x=a и x=-a нет точек гиперболы.
Слайд 72 5. Исследование формы гиперболы
Из уравнения => что
,т.е. и
Геометрически это означает, что между прямыми x=a и x=-a нет точек гиперболы.
Ось симметрии Oy не пересекает гиперболу и называется мнимой осью.
Слайд 73 5. Исследование формы гиперболы
Ось симметрии Ox пересекает гиперболу
в двух точках A1(-a;0) A2(a;0) – вершины гиперболы и называется действительной осью.
Слайд 74 5. Исследование формы гиперболы
Ось симметрии Ox пересекает гиперболу
в двух точках A1(-a;0) A2(a;0) – вершины гиперболы и называется действительной осью.
a и b в уравнении гиперболы называются соответственно действительной и мнимой полуосями гиперболы.
Слайд 75 5. Исследование формы гиперболы
Выразим y из уравнения гиперболы
и возьмем положительное значение
Слайд 76 5. Исследование формы гиперболы
Выразим y из уравнения гиперболы
и возьмем положительное значение
считая, что получим точки гиперболы, лежащие в I четверти.
Слайд 77 5. Исследование формы гиперболы
Выразим y из уравнения гиперболы
и возьмем положительное значение
считая, что получим точки гиперболы, лежащие в I четверти.
Из уравнения (3) => что y в полуинтервале есть возрастающая функция при этом предел
Слайд 78 5. Исследование формы гиперболы
Выразим y из уравнения гиперболы
и возьмем положительное значение
считая, что получим точки гиперболы, лежащие в I четверти.
Из уравнения (3) => что y в полуинтервале есть возрастающая функция при этом предел
Слайд 79 5. Исследование формы гиперболы
Выразим y из уравнения гиперболы
и возьмем положительное значение
считая, что получим точки гиперболы, лежащие в I четверти.
Из уравнения (3) => что y в полуинтервале есть возрастающая функция при этом предел
Слайд 80 5. Исследование формы гиперболы
Всякая прямая пересекает гиперболу не
более чем в двух точках, так как прямая определяется уравнением I степени, а гипербола - II
Слайд 81 5. Исследование формы гиперболы
Рассмотрим уравнение прямой
или
Найдем расстояние d от точки M(x,y), лежащей на дуге гиперболы, определенной уравнением (3), до прямой (4):
Слайд 82 5. Исследование формы гиперболы
Рассмотрим уравнение прямой
или
Найдем расстояние d от точки M(x,y), лежащей на дуге гиперболы, определенной уравнением (3), до прямой (4):
Слайд 83 5. Исследование формы гиперболы
Получили, что на полуинтервале
расстояние d от точки M(x,y) рассматриваемой части гиперболы до прямой (4) есть убывающая функция и
(т.е. расстояние стремиться к 0)
Слайд 84 5. Исследование формы гиперболы
Получили, что на полуинтервале
расстояние d от точки M(x,y) рассматриваемой части гиперболы до прямой (4) есть убывающая функция и
(т.е. расстояние стремиться к 0)
Прямая, определяемая уравнением называется асимптотой гиперболы.
Слайд 90В силу того, что гипербола, заданная каноническим уравнением, симметрична относительно
начала координат, расстояние от точки М(x;y), лежащей на дуге гиперболы,
заданой
уравнением
до прямой
стремится к нулю при
Слайд 91Так как гипербола, заданная каноническим уравнением, симметрична относительно оси Оy,
то она имеет вторую асимптоту
которая обладает свойством аналогичным свойству первой
асимптоты по отношению к дугам гиперболы, расположенной в II и IV четвертях .
Асимптоты являются диагоналями прямоугольника с вершинами Р(а;b), Q(-a;b), S(a;-b), K(-a;-b).
Слайд 99Гипербола, у которой полуоси равны, называется равносторонней
Уравнения её асимптот
Слайд 1006. Эксцентриситет и директрисы гиперболы
Слайд 1016. Эксцентриситет и директрисы гиперболы
Отношение расстояния от центра гиперболы
до фокуса к действительной полуоси гиперболы называется эксцентриситетом гиперболы и
обозначается буквой е
Слайд 1026. Эксцентриситет и директрисы гиперболы
Отношение расстояния от центра гиперболы
до фокуса к действительной полуоси гиперболы называется эксцентриситетом гиперболы и
обозначается буквой е
Слайд 1036. Эксцентриситет и директрисы гиперболы
Отношение расстояния от центра гиперболы
до фокуса к действительной полуоси гиперболы называется эксцентриситетом гиперболы и
обозначается буквой е
Так как для гиперболы 0 < а < с, то е >1
Слайд 104Перепишем формулы для фокальных радиусов
если
если
Слайд 105Перепишем формулы для фокальных радиусов
если
если
Эти четыре формулы можно объединить:
где
Слайд 106Две прямые, перпендикулярные действительной оси гиперболы и отстоящие от центра
гиперболы на расстояние а/е (где a – действительная полуось, е
– эксцентриситет гиперболы), называются директрисами гиперболы
Слайд 107Для гиперболы, заданной каноническим уравнением
уравнения директрис имеют вид
Слайд 108Для гиперболы, заданной каноническим уравнением
уравнения директрис имеют вид
Т.к. e
>1, то директрисы отстоят от центра на расстоянии меньшем действительной
полуоси.
Слайд 111Теорема: Для того чтобы точка лежала на гиперболе, необходимо и
достаточно, чтобы
отношение расстояния от этой точки до фокуса гиперболы
к расстоянию от той же точки до директрисы, соответствующей рассматриваемому фокусу, было равно эксцентриситету гиперболы.
Слайд 115Самостоятельно изучить вопросы по данной теме:
Понятие сопряженной гиперболы
Уравнение касательной к
гиперболе
Оптическое свойство гиперболы