Класс 11

Класс 11Координатная геометрия


Конические сечения


Конические сечения — это кривые, полученные при пересечении двойного конуса с плоскостью. Эти кривые включают окружности, эллипсы, параболы и гиперболы. В координатной геометрии конические сечения изучаются путем изучения их уравнений и графиков. Давайте рассмотрим каждый тип конического сечения подробно.

Окружность

Окружность - это множество точек на плоскости, которые равноудалены от фиксированной точки, называемой центром. Постоянное расстояние от центра до любой точки на окружности называется радиусом.

Уравнение окружности с центром ( (h, k) ) и радиусом ( r ) выглядит следующим образом:

(x - h)^2 + (y - k)^2 = r^2

Когда центр окружности находится в начале координат ( (0, 0) ), уравнение упрощается до:

x^2 + y^2 = r^2
R (H, K)

Эллипс

Эллипс — это множество точек, где сумма расстояний от двух фиксированных точек (называемых фокусами) является постоянной. Главная ось — это самый длинный диаметр эллипса, а малая ось — самый короткий.

Стандартная форма эллипса с центром в ( (h, k) ) и главной осью вдоль оси x выглядит следующим образом:

(frac{(x - h)^2}{a^2} + frac{(y - k)^2}{b^2} = 1)

Где ( a ) — полуось, а ( b ) — полуоснова. Если ( a > b ), то главная ось горизонтальна. Если ( b > a ), то она вертикальна.

A B

Парабола

Парабола — это множество точек, таких что любая точка на параболе равноудалена от фиксированной точки, называемой фокусом, и фиксированной прямой, называемой директрисой.

Стандартная форма параболы с вершиной в ( (h, k) ) может варьироваться в зависимости от ориентации:

  • Вертикальная ось: ( y = a(x - h)^2 + k )
  • Горизонтальная ось: ( x = a(y - k)^2 + h )
Center

Гипербола

Гипербола — это множество точек, где разность расстояний от двух фиксированных точек (называемых фокусами) является постоянной. Она имеет две ветви, каждая из которых направлена в сторону от центра.

Стандартная форма гиперболы с центром в ( (h, k) ) и поперечной осью вдоль оси x выглядит следующим образом:

(frac{(x - h)^2}{a^2} - frac{(y - k)^2}{b^2} = 1)

Если поперечная ось расположена вдоль оси y, то уравнение будет:

(frac{(y - k)^2}{a^2} - frac{(x - h)^2}{b^2} = 1)

Свойства конических сечений

Каждый тип конического сечения имеет следующие характерные особенности:

  • Окружность: нет фокуса, постоянный радиус.
  • Эллипс: два фокуса, центрированные в середине главной оси, постоянная сумма аффинных расстояний.
  • Парабола: один фокус и директриса, равномерно расположенные вершины.
  • Гипербола: две расходящиеся ветви, два фокуса, постоянная разность расстояний.

Применение конических сечений

Конические сечения имеют разнообразные применения в таких областях, как инженерия, физика, астрономия и архитектура. Например:

  • Эллиптические: орбиты планет являются эллиптическими и подчиняются законам Кеплера.
  • Парабола: параболические зеркала и антенны фокусируют волны в точку.
  • Радионавигация и определение местоположений осуществляются с использованием гиперболической теории.

Резюме

Конические сечения — важная часть координатной геометрии. У каждого конуса есть уникальные свойства и он может иметь практическое применение в реальных ситуациях. Понимание уравнений и характеристик этих кривых увеличивает знания об их геометрической природе и применении.


Класс 11 → 7.2


U
username
0%
завершено в Класс 11


комментарии