7. Парабола.
Рис. 10
Парабола
Определение. Параболой называется геометрическое место точек плоскости, для которых расстояние до некоторой фиксированной точки F этой плоскости равно расстоянию до некоторой фиксированной прямой, также расположенной в рассматриваемой плоскости.
Указанная в определении точка F называется фокусом параболы, а фиксированная прямая - директрисой параболы (Слово директриса означает направляющая).
Рис. 11
Для вывода канонического уравнения параболы выберем начало О декартовой системы координат в середине отрезка FD, представляющего собой перпендикуляр, опущенный из фокуса F на директрису (при этом фокус F не лежит на директрисе, ибо в противном случае точки плоскости, для которых были бы выполнены условия определения параболы, располагались на прямой, проходящей через F перпендикулярно директрисе, т. е. парабола выродилась бы в прямую.), а оси Ох и Оу направим так, как указано на рис.6.3.
Пусть длина отрезка FD равна р. Тогда в выбранной системе координат точка F имеет координаты (,0)Пусть М - точка плоскости с координатами (х, у). Обозначим через r расстояние от М до F, а через d - расстояние от М до директрисы (рис. 6.3). Согласно определению параболы равенство r=d(1.12) является необходимым и достаточным условием расположения точки М на-данной параболе. Так как
(1.13)
то, согласно (1.12), соотношение представляет собой необходимое и достаточное условие расположения точки М с координатами х и у на данной параболе. Поэтому соотношение (1.14) можно рассматривать как уравнение параболы. Путем стандартного приема «уничтожения радикалов» это уравнение приводится к виду
у2 = 2рх. (1.15)
Убедимся в том, что уравнение (1.15), полученное путем алгебраических преобразований уравнения (1.14), не приобрело новых корней. Для этого достаточно доказать, что для каждой точки М, координаты x и y которой удовлетворяют уравнению (1.15), величины r и d равны (выполнено соотношение (1.12)).
Из соотношения (1.15) вытекает, что абсциссы х рассматриваемых точек неотрицательны,
т.е. х 0. Для точек с неотрицательными абсциссами
. Найдем теперь выражение для расстояния r от точки М до F. Подставляя у из выражения (1.15) в правую часть выражения для r (1.13) и учитывая, что х
0, найдем, что
. Таким образом, для рассматриваемых точек r=d, т. е. они располагаются на параболе.
Уравнение (1.15) называется каноническим уравнением параболы. Величина р называется параметром параболы.
Свойства параболы
Рис. 12
1°. Парабола имеет только одну ось симметрии (ось параболы), в отличии от эллипса и гиперболы. Точка пересечения параболы с осью называется вершиной параболы. Действительно, в уравнении (1.15) величина у фигурирует в четной степени. Следовательно, если координаты х и у точки М удовлетворяют уравнению (1.15) (т. е. точка М располагается на параболе), то этому уравнению удовлетворяют координаты (х,-у) симметричной ей точки относительно оси Ох (рис. 6.8). Таким образом, если парабола задана своим каноническим уравнением (1.15), то осью этой параболы является ось Ох. Очевидно, вершиной параболы является начало координат.
2°. Вся парабола расположена в правой полуплоскости плоскости Оху. В самом деле, так как р>0, то уравнению (1.15) удовлетворяют координаты точек лишь с неотрицательными абсциссами. Такие точки располагаются в правой полуплоскости.
3°. Из рассуждений вытекает, что директриса параболы, определяемой каноническим уравнением (1.15), имеет уравнение (1.23)
4°. Любые две параболы подобны друг другу. Пусть у2 = 2рх и у2=2р*х - канонические уравнения этих парабол в декартовой системе Оху, y=kx - уравнение произвольной прямой, проходящей через О, а (х, у) и (х*,у*) - координаты точек пересечения этой прямой с параболами. Используя канонические уравнения, получим
Другая информация:
Диагностика психологического климата в коллективе
младших школьников
Цель исследования: проверить эффективность комплекса занятий для младших школьников, разработанного на основе личностно-ориентированного подхода. Задачи исследования: 1. выявить: - особенности работы учителя начальных классов по созданию благоприятного психологического климата в коллективе младших ...
Упражнения для подготовки к единому государственному экзамену
по Бабайцевой В.В
Изучение раздела “Фразеология” представляет для учащихся определенную сложность. Причинами являются: 1) низкая речевая культура учащихся; 2) бедный словарный запас; 3) явление фразеологии само по себе сложное; 4) большое количество фразеологизмов в русском языке (несколько десятков тысяч); 5) на из ...
Опыт работы учителей музыки Ярославской области
Вопросы экологического воспитания волнуют педагогов и воспитателей Ярославской области. Свои разработки уроков и идеи они соединили в методические сборники "Экологическое воспитание средствами искусства" и "Экологическое воспитание средствами музыки", авторы-составители Б.А.Бара ...