Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ас нап.PDF
Скачиваний:
141
Добавлен:
17.05.2015
Размер:
958.95 Кб
Скачать

Для гиперболы (6) число p =

b2

называется ее фокальным

a

 

 

параметром.

 

Замечание. Гипербола, полуоси

которой равны a = b ,

называется равносторонней. Ее каноническое уравнение имеет вид

x2 y2 = a2 .

Асимптоты

равносторонней

гиперболы

перпендикулярны.

 

 

3. Парабола.

Параболой γ называется множество всех точек плоскости,

расстояние от каждой из которых до данной точки F равно расстоянию до данной прямой d , не проходящей через точку F . Точка F называется фокусом параболы, а прямая d – ее директрисой. Расстояние от фокуса до директрисы называется фокальным параметром параболы и обозначается через p .

d

y

M (x, y)

x

F

Рис. 3

Найдем уравнение параболы в декартовой системе координат Oxy . Пусть O – середина отрезка FD , где D – ортогональная проекция точки F на прямую d . В этой системе координат фокус F

имеет

координаты

F

p

,0

,

а директриса d

уравнение

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x +

p

= 0 . Пусть

M (x, y) γ

– произвольная

точка

параболы.

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расстояния от точки M до фокуса F и директрисы d вычисляются

 

 

 

p 2

 

2

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по формулам:

FM =

x

 

+ y

 

,

ρ(M , d) =

x +

 

 

.

Из

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

определения параболы следует равенство:

 

p 2

 

2

 

p

 

x

 

 

+ y

 

= x +

2

.

 

 

 

2

 

 

 

 

Возводя обе части этого равенства в квадрат, получим следующее уравнение

y2 = 2 px .

(7)

Доказали, что точки параболы удовлетворяют уравнению (7). Как обычно, докажем обратное: точка M , координаты которой удовлетворяют уравнению (7), принадлежит параболе. В самом деле, подставим выражение (7) в формулу расстояния FM , получаем:

FM =

 

p

2

2

=

x

2

px +

p2

+ 2 px =

 

p 2

=

x +

p

x

 

+ y

 

 

4

x +

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

Следовательно, FM = ρ(M , d) , т.е M (x, y) γ . Уравнение (7)

называется каноническим уравнением параболы.

Из уравнения (7) следуют следующие свойства параболы. Все точки параболы принадлежат полуплоскости, определяемой неравенством x 0 . Так как переменная y входит в уравнение (7) во второй степени, то из того, что M (x0 , y0 ) γ следует, что

M (x0 , y0 ) γ . Следовательно, парабола симметрична относительно

оси OF . Точка O пересечения этой оси с параболой называется

вершиной параболы.

По определению считают, что эксцентриситет параболы ε =1.

4. Пара пересекающихся прямых.

Рассмотрим линию второго порядка, заданную уравнением

 

 

 

 

 

 

x2

 

y2

= 0,

(8)

 

 

 

 

 

 

a2

 

b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где a > 0,b > 0 . Уравнение

(8)

равносильно

совокупности:

y

b

x = 0 ,

y +

b

x = 0 . Значит,

 

кривая, заданная

уравнением (8),

 

 

 

 

a

 

a

 

 

 

 

 

распадается на пару пересекающихся прямых (рис. 4). Эти прямые проходят через начало координат. Оси координат являются осями симметрии пары прямых, а начало координат – их центром симметрии.

 

y

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– a

 

a

x

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– b

 

 

 

 

– a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4

 

 

 

Рис. 5

5. Пара параллельных прямых.

 

Рассмотрим линию второго порядка, заданную уравнением

 

 

 

y2 a2

= 0,

(9)

где a > 0.

Уравнение (9)

равносильно совокупности: y a = 0 ,

y + a = 0 .

Следовательно,

кривая,

заданная уравнением

(9),

распадается на пару параллельных прямых (рис. 5). Эти прямые отстоят на одинаковом расстоянии от оси ox , следовательно, ось ox является их осью симметрии.

6. Пара совпавших прямых.

Рассмотрим линию второго порядка, заданную уравнением

y2 = 0 . (10)

Уравнение (10) распадается на пару совпавших прямых y = 0 .

7. Мнимый эллипс.

Кривая второго порядка, которая задается уравнением вида

x2

+

y2

= −1,

(11)

a2

b2

 

 

 

где a > 0,b > 0 , не имеет ни одной вещественной точки и называется

мнимым эллипсом. Этому уравнению удовлетворяют лишь точки с комплексными координатами.