Μετάβαση στο περιεχόμενο
Topos Uranos

Χαρακτηρισμός των παραβολών και οι γραφικές τους παραστάσεις

Περίληψη

Ο χαρακτηρισμός μιας παραβολής σημαίνει να συγκεντρώσουμε, με αφετηρία την εξίσωσή της, τα δεδομένα που αρκούν για να τη σχεδιάσουμε: τη φορά προς την οποία ανοίγει, την κορυφή, τον άξονα συμμετρίας, την εστία, τη διευθετούσα και τα σημεία τομής με τους άξονες συντεταγμένων. Το μάθημα αυτό δείχνει πώς προκύπτουν αυτά τα δεδομένα από τη μορφή κορυφής και από την πολυωνυμική μορφή, συνάγει τους γενικούς τύπους της κορυφής, της εστίας και της διευθετούσας συναρτήσει των συντελεστών, συνδέει τα σημεία τομής με τον άξονα xx με τη διακρίνουσα και αξιοποιεί τη συμμετρία της καμπύλης για να συντομεύσει τους υπολογισμούς. Κλείνει με μια οργανωμένη διαδικασία για το σκαρίφημα της γραφικής παράστασης.

Μαθησιακοί στόχοι

  1. Να βρίσκει την κορυφή, την εστία, τη διευθετούσα και τον άξονα μιας παραβολής που δίνεται σε μορφή κορυφής ή σε πολυωνυμική μορφή.
  2. Να συνάγει, με συμπλήρωση τετραγώνου, τους γενικούς τύπους των στοιχείων της παραβολής y=ax2+bx+cy = ax^2 + bx + c.
  3. Να προσδιορίζει τα σημεία τομής με τους άξονες και να κρίνει, μέσω της διακρίνουσας, αν η παραβολή τέμνει τον άξονα xx.
  4. Να χρησιμοποιεί τη συμμετρία ως προς τον άξονα για να βρίσκει την κορυφή και να σχεδιάζει πρόχειρα τη γραφική παράσταση με την πληροφορία που συγκέντρωσε.

Οι δύο μορφές της εξίσωσης

Στο μάθημα για την εξίσωση της παραβολής είδαμε ότι η παραβολή με κατακόρυφο άξονα, κορυφή στο (h,k)(h, k), εστία (h,k+f)(h, k + f) και διευθετούσα y=k−fy = k - f, όπου f≠0f \neq 0, ικανοποιεί την εξίσωση που εδώ θα ονομάζουμε μορφή κορυφής· η απόλυτη τιμή του ff είναι η εστιακή απόσταση, και το πρόσημό του δείχνει προς τα πού ανοίγει η καμπύλη:

(x−h)2=4f(y−k)(x - h)^2 = 4f(y - k)

Αποδείχθηκε επίσης, στο θεώρημα των γραφικών παραστάσεων των τριωνύμων δευτέρου βαθμού, ότι, αν λύσουμε ως προς yy, η εξίσωση αυτή γίνεται δευτεροβάθμιο πολυώνυμο και ότι, αντίστροφα, η γραφική παράσταση κάθε δευτεροβάθμιου πολυωνύμου είναι παραβολή με κατακόρυφο άξονα. Πολυωνυμική μορφή θα ονομάζουμε την εξίσωση

y=ax2+bx+c,a≠0y = ax^2 + bx + c, \quad a \neq 0

Και οι δύο περιγράφουν την ίδια καμπύλη, αλλά δεν δείχνουν την ίδια πληροφορία: η μορφή κορυφής φανερώνει τη γεωμετρία (κορυφή, εστία, διευθετούσα), ενώ η πολυωνυμική μορφή φανερώνει το σημείο τομής με τον άξονα yy, που είναι το (0,c)(0, c), και επιτρέπει τον υπολογισμό των σημείων τομής με τον άξονα xx με την επίλυση μιας δευτεροβάθμιας εξίσωσης. Ο χαρακτηρισμός μιας παραβολής συνίσταται στη συγκέντρωση των εξής δεδομένων, με τα οποία σχεδιάζεται πρόχειρα η γραφική της παράσταση:

  1. Η φορά του ανοίγματος: προς τα πάνω ή προς τα κάτω.
  2. Η κορυφή και ο άξονας συμμετρίας.
  3. Η εστία και η διευθετούσα.
  4. Τα σημεία τομής με τον άξονα xx, αν υπάρχουν, και το σημείο τομής με τον άξονα yy.