Краткое содержание
Этот урок определяет параболу как множество точек, равноудалённых от фиксированной точки, фокуса, и от фиксированной прямой, директрисы, и выводит из этого определения её уравнение. С помощью параллельного переноса графиков он получает уравнение параболы с вершиной в любой точке и показывает, что графики квадратных трёхчленов являются в точности параболами с вертикальной осью: выделение полного квадрата даёт их вершину, фокус и директрису. В конце рассматриваются пересечение парабол с прямыми и касательные.
Цели обучения
- Формулировать определение параболы через фокус и директрису и выводить из него её уравнение.
- Переносить графики, заменяя на и на .
- Находить вершину, фокус и директрису параболы, заданной квадратным трёхчленом.
- Находить пересечение параболы с прямой и касательные с данным угловым коэффициентом.
Две предварительные идеи
Расстояние между двумя точками
Определение параболы основано на расстояниях. Как было показано в уроке об уравнении прямой, расстояние между двумя точками плоскости находится с помощью теоремы Пифагора:
Расстояние от точки до горизонтальной прямой есть длина соединяющего их вертикального отрезка, то есть разность между и , взятая со знаком плюс. Его удобно записывать как корень из квадрата этой разности, который всегда положителен или равен нулю:
Параллельный перенос графиков
Теорема о преобразованиях графика, доказанная в уроке о действиях с функциями, утверждает, что график есть график , сдвинутый на единиц вправо и на вверх. Её доказательство не использует того, что кривая является графиком функции: оно годится для любого уравнения между и , потому что точка удовлетворяет исходному уравнению в точности тогда, когда точка удовлетворяет уравнению, получающемуся заменой на и на . Так будут переноситься уравнения парабол.
Взять график и сдвинуть его на одну единицу вправо и на одну вверх.
Доказательство
Самая низкая точка исходного графика находится в начале координат.
Заменяем на : каждая точка сдвигается на одну единицу вправо, и самая низкая точка переходит в .
Заменяем, кроме того, на : график поднимается на одну единицу, и самая низкая точка переходит в .
Загрузка содержимого…