Проанализируйте семейство парабол, задаваемых фокусом F и директрисой d, при движении фокуса вдоль прямой, перпендикулярной к фиксированной директрисе: как изменяются параметры параболы (опорная точка, фокусно-директрисное расстояние) и какие геометрические места точек задают вершины и оси симметрии парабол?

19 Ноя в 10:32
4 +1
0
Ответы
1
Пусть фиксированная директриса ddd и прямая перемещения фокуса LLL перпендикулярна ddd. Пусть точка пересечения LLL и ddd взять за начало системы координат, положим d: y=0d:\;y=0d:y=0, L: x=0L:\;x=0L:x=0. Фокус возьмём в положении F(0,s)F(0,s)F(0,s) (параметр sss меняется вдоль LLL). Тогда:
1) Уравнение параболы (равенство расстояний до фокуса и до директрисы, при s>0s>0s>0):
x2+(y−s)2=y⟹x2+(y−s)2=y2 ⟹ x2=2sy−s2. \sqrt{x^2+(y-s)^2}=y\quad\Longrightarrow\quad x^2+(y-s)^2=y^2\;\Longrightarrow\; x^2=2s y-s^2.
x2+(ys)2 =yx2+(ys)2=y2x2=2sys2.
Переходя к координате, отстоящей от вершины, Y=y−s2Y=y-\tfrac{s}{2}Y=y2s , получаем каноническую форму
x2=4p Y,p=s2. x^2=4p\,Y,\qquad p=\frac{s}{2}.
x2=4pY,p=2s .

2) Вершина VVV — середина отрезка между фокусом и его перпендикулярной проекцией на директрису (точкой начала):
V(0,s2). V\bigl(0,\tfrac{s}{2}\bigr).
V(0,2s ).
Значит при смещении фокуса на Δs\Delta sΔs вершина смещается на Δs2\tfrac{\Delta s}{2}2Δs .
3) Фокусно-директрисное расстояние (расстояние между фокусом и прямой ddd) равно
dist⁡(F,d)=∣s∣. \operatorname{dist}(F,d)=|s|.
dist(F,d)=s∣.
Расстояние от вершины до фокуса (обычно обозначаемое ppp) равно
p=∣s∣2, p=\frac{|s|}{2},
p=2s ,
и соответственно расстояние фокус–директриса =2p=2p=2p.
4) Ось симметрии каждой параболы — это прямая, проходящая через фокус и перпендикулярная директрисе; при нашем расположении это всегда
x=0. x=0.
x=0.
Следовательно, для всего семейства оси совпадают и равны линии LLL.
Итоговые геометрические места: вершины всех парабол лежат на той же прямой LLL (в точности в серединах между фокусами и их проекцией на ddd), а оси симметрии всех парабол совпадают с LLL. Параметр «остроты» параболы ppp изменяется линейно с положением фокуса: p=12dist⁡(F,d)p=\tfrac{1}{2}\operatorname{dist}(F,d)p=21 dist(F,d).
19 Ноя в 11:41
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир