Giải Toán 10 trang 102 Tập 2 Cánh diều

Bài 1 trang 102 Toán lớp 10 Tập 2: Phương trình nào sau đây là phương trình chính tắc của elip?

a) $\frac{x^2}{64}+\frac{y^2}{64}=1$;

b) $\frac{x^2}{64}-\frac{y^2}{64}=1$;

c) $\frac{x^2}{64}+\frac{y^2}{25}=1$;

d) $\frac{x^2}{25}+\frac{y^2}{64}=1$.

Lời giải:

Phương trình chính tắc của elip có dạng $\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$, trong đó a > b > 0.

Do đó, ta loại ngay đáp án b).

Ở đáp án a, ta thấy a² = b² = 64, do đó không thỏa mãn điều kiện.

Ở đáp án d, ta thấy a² = 25, b² = 64, suy ra a = 5 và b = 8 nên a < b, không thỏa mãn.

Ở đáp án c, ta có a² = 64, b² = 25, suy ra a = 8, b = 5 nên a > b > 0, thỏa mãn.

Vậy trong các phương trình đã cho thì phương trình ở đáp án c) $\frac{x^2}{64}+\frac{y^2}{25}=1$ là phương trình chính tắc của elip.

Bài 2 trang 102 Toán lớp 10 Tập 2: ChoElip (E) có phương trình chính tắc $\frac{x^2}{49}+\frac{y^2}{25}=1.$ Tìm tọa độ các giao điểm của (E) với trục Ox, Oy và tọa độ các tiêu điểm của (E).

Lời giải:

Ta có: $\frac{x^2}{49}+\frac{y^2}{25}=1\iff \frac{x^2}{7^2}+\frac{y^2}{5^2}=1.$

Do a > b > 0 nên elip (E) có a = 7, b = 5.

Ta có: c² = a² – b² = 7² – 5² = 24, suy ra $c=\sqrt{24}=2\sqrt{6}$.

Vậy tọa độ các giao điểm của (E) với trục Ox là A₁(– 7; 0), A₂(7; 0), tọa độ các giao điểm của (E) với trục Oy là B_1­(0; – 5), B₂(0; 5) và tọa độ các tiêu điểm của E là $F_1\left(-2\sqrt{6};0\right),F_2\left(2\sqrt{6};0\right)$.

Bài 3 trang 102 Toán lớp 10 Tập 2: Viếtphương trình chính tắc của elip (E), biết tọa độ hai giao điểm của (E) với Ox và Oy lần lượt là A₁(– 5; 0) và B₂(0; $\sqrt{10}$).

Lời giải:

Phương trình chính tắc của elip (E) có dạng $\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$, trong đó a > b > 0.

Elip (E) cắt trục Ox tại A₁(– 5; 0), thay vào phương trình elip ta được:

$\frac{{\left(-5\right)}^2}{a^2}+\frac{0^2}{b^2}=1\iff a^2={\left(-5\right)}^2\iff a^2=5^2$, suy ra a = 5 (do a > 0).

Elip (E) cắt trục Oy tại $B_2\left(0;\sqrt{10}\right)$, thay vào phương trình elip ta được: $\frac{0^2}{a^2}+\frac{{\left(\sqrt{10}\right)}^2}{b^2}=1\iff b^2={\left(\sqrt{10}\right)}^2\Rightarrow b=\sqrt{10}$ (do b > 0).

Vì 5 > $\sqrt{10}$ nên a > b > 0 (thỏa mãn điều kiện).

Vậy phương trình chính tắc của elip (E) là $\frac{x^2}{5^2}+\frac{y^2}{{\left(\sqrt{10}\right)}^2}=1hay\frac{x^2}{25}+\frac{y^2}{10}=1$.

Bài 4 trang 102 Toán lớp 10 Tập 2: Ta biết rằng Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất theo quỹ đạo là một elip mà Trái Đất là một tiêu điểm. Elip đó có A­₁A₂ = 768 800 km và B₁B­₂ = 767 619 km (Nguồn: Ron Larson (2014), Precalculus Real Mathematics, Real People, Cengage) (Hình 62). Viết phương trình chính tắc của elip đó.

Lời giải:

Phương trình chính tắc của elip trên có dạng $\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$ , trong đó a > b > 0.

Ta có Oy là đường trung trực của A₁A₂ nên O là trung điểm của A₁A­₂ nên OA₂ = $\frac{A_1{A}_2}{2}$$=\frac{768800}{2}=384400$.

Vì điểm A₂ nằm trên trục Ox về phía bên phải điểm O và cách O một khoảng bằng 384 400 nên A₂(384 800; 0).

Elip (E) cắt trục Ox tại A₂(384 800; 0), thay vào phương trình elip ta được:

$\frac{384{800}^2}{a^2}+\frac{0^2}{b^2}=1\iff a^2=384{800}^2\Rightarrow a=384800$ (do a > 0).

Lại có Ox là đường trung trực của B₁B₂ nên O là trung điểm của B₁B­₂ nên OB₂ =$\frac{B_1{B}_2}{2}$$=\frac{767619}{2}=338309,5$ .

Vì điểm B₂ nằm trên trục Oy về phía bên trên điểm O và cách O một khoảng bằng 338309,5 nên B₂(0; 338309,5).

Elip (E) cắt trục Oy tại B₂(0; 338309,5), thay vào phương trình elip ta được:

$\frac{0^2}{a^2}+\frac{338309,5^2}{b^2}=1\iff b^2=338309,5^2\Rightarrow b=338309,5$ (do b > 0).

Vì 384 800 > 338309,5 nên a > b > 0 (thỏa mãn điều kiện).

Vậy phương trình chính tắc của elip (E) là $\frac{x^2}{{384800}^2}+\frac{y^2}{338309,5^2}=1$.

Bài 5 trang 102 Toán lớp 10 Tập 2: Những phương trình nào sau đây là phương trình chính tắc của hypebol?

a) $\frac{x^2}{9}+\frac{y^2}{9}=1$;

b) $\frac{x^2}{9}-\frac{y^2}{9}=1$;

c) $\frac{x^2}{9}-\frac{y^2}{64}=1$;

d) $\frac{x^2}{64}-\frac{y^2}{9}=1$.

Lời giải:

Phương trình chính tắc của hypebol có dạng $\frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}=1$, trong đó a > 0, b > 0.

Do đó, ta loại ngay đáp án a.

Các phương trình ở các đáp án b, c, d đều là phương trình chính tắc của hypebol vì đều có dạng trên và thỏa mãn điều kiện a > 0, b > 0 với:

b) a = b = 3 > 0.

c) a = 3 > 0, b = 8 > 0.

d) a = 8 > 0, b = 3 > 0.

Bài 6 trang 102 Toán lớp 10 Tập 2: Tìm tọa độ các tiêu điểm của đường hypebol trong mỗi trường hợp sau:

a) $\frac{x^2}{9}-\frac{y^2}{16}=1$;

b) $\frac{x^2}{36}-\frac{y^2}{25}=1$.

Lời giải:

a) Ta có: $\frac{x^2}{9}-\frac{y^2}{16}=1\iff \frac{x^2}{3^2}-\frac{y^2}{4^2}=1$.

Do đó hypebol trên có a = 3, b = 4 (do a > 0, b > 0).

Ta có: c² = a² + b² = 3² + 4² = 25 = 5², suy ra c = 5.

Vậy tọa độ các tiêu điểm của hypebol trên là F₁(– 5; 0) và F₂(5; 0).

b) Ta có: $\frac{x^2}{36}-\frac{y^2}{25}=1$

Suy ra a² = 36, b² = 25.

Ta có: c² = a² + b² = 36 + 25 = 61, suy ra $c=\sqrt{61}$.

Vậy tọa độ các tiêu điểm của hypebol trên là F₁(–$\sqrt{61}$ ; 0) và F₂($\sqrt{61}$; 0).

Bài 7 trang 102 Toán lớp 10 Tập 2: Viết phương trình chính tắc của hypebol (H), biết $N\left(\sqrt{10};2\right)$ nằm trên (H) và hoành độ một giao điểm của (H) đối với trục Ox bằng 3.

Lời giải:

Phương trình chính tắc của hypebol (H) có dạng $\frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}=1$, trong đó a > 0, b > 0.

Hoành độ một giao điểm của (H) với trục Ox là 3, do đó tọa độ giao điểm của (H) với trục Ox là (3; 0). Thay tọa độ này vào phương trình hypebol, ta được:

$\frac{3^2}{a^2}-\frac{0^2}{b^2}=1\iff a^2=3^2\Rightarrow a=3$ (do a > 0).

Điểm $N\left(\sqrt{10};2\right)$ nằm trên (H) nên tọa độ điểm N thỏa mãn phương trình (H), khi đó ta có: $\frac{{\left(\sqrt{10}\right)}^2}{3^2}-\frac{2^2}{b^2}=1\iff b^2=36\iff b^2=6^2\Rightarrow b=6$ (do b > 0).

Vậy phương trình chính tắc của hypebol (H) là $\frac{x^2}{3^2}-\frac{y^2}{6^2}=1hay\frac{x^2}{9}-\frac{y^2}{36}=1$.

Bài 8 trang 102 Toán lớp 10 Tập 2: Những phương trình nào sau đây là phương trình chính tắc của parabol?

a) y² = – 2x;

b) y² = 2x;

c) x² = – 2y;

d) $y^2=\sqrt{5}x$.

Lời giải:

Phương trình chính tắc của parabol có dạng y² = 2px (với p > 0).

a) Ta có: y² = – 2x = 2 . (– 1)x, vì (– 1) < 0 nên đây không phải phương trình chính tắc của parabol.

b) Ta có: y² = 2x = 2 . 1 . x, vì 1 > 0 nên đây là phương trình chính tắc của parabol với p = 1.

c) Phương trình x² = – 2y không có dạng phương trình chính tắc của parabol nên đây không phải là phương trình chính tắc của parabol.

d) Ta có: $y^2=\sqrt{5}x=2.\frac{\sqrt{5}}{2}x$, vì $\frac{\sqrt{5}}{2}>0$ nên đây là phương trình chính tắc của parabol với $p=\frac{\sqrt{5}}{2}$.

Bài 9 trang 102 Toán lớp 10 Tập 2: Tìm tọa độ tiêu điểm và viết phương trình đường chuẩn của đường parabol trong mỗi trường hợp sau:

a) $y^2=\frac{5}{2}x$;

b) $y^2=2\sqrt{2}x$.

Lời giải:

a) Ta có: $y^2=\frac{5}{2}x=2.\frac{5}{4}x$.

Do đó parabol trên có p = $\frac{5}{4}$ (thỏa mãn p > 0).

Ta có: $\frac{p}{2}=\frac{\frac{5}{4}}{2}=\frac{5}{8}$.

Vậy tọa độ tiêu điểm của parabol này là $F\left(\frac{5}{8};0\right)$ và phương trình đường chuẩn là $x+\frac{5}{8}=0$.

b) Ta có: $y^2=2\sqrt{2}x=2.\sqrt{2}.x$.

Do đó parabol trên có p = $\sqrt{2}$ (thỏa mãn p > 0).

Ta có: $\frac{p}{2}=\frac{\sqrt{2}}{2}$.

Vậy tọa độ tiêu điểm của parabol này là $F\left(\frac{\sqrt{2}}{2};0\right)$ và phương trình đường chuẩn là $x+\frac{\sqrt{2}}{2}=0$.

Bài 10 trang 102 Toán lớp 10 Tập 2: Viết phương trình chính tắc của đường parabol, biết tiêu điểm là F(6; 0).

Lời giải:

Phương trình chính tắc của parabol có dạng y² = 2px (với p > 0).

Tiêu điểm của parabol là F(6; 0).

Do đó, $\frac{p}{2}=6\iff p=12$.

Vậy phương trình chính tắc của parabol là y² = 2 . 12 x hay y² = 24x.

Bài 11 trang 102 Toán lớp 10 Tập 2: Một chiếc đèn có mặt cắt ngang là hình parabol (Hình 63). Hình parabol có chiều rộng giữa hai mép vành là AB = 40 cm và chiều sâu h = 30 cm (h bằng khoảng cách từ O đến AB). Bóng đèn nằm ở tiêu điểm S. Viết phương trình chính tắc của parabol đó.

Lời giải:

Phương trình chính tắc của parabol có dạng y² = 2px (với p > 0).

Vì AB = 40 và Ox là đường trung trực của đoạn AB nên khoảng cách từ điểm A đến trục Ox là $\frac{40}{2}=20$.

Chiều sâu h bằng khoảng cách từ O đến AB và cũng chính bằng khoảng cách từ điểm A đến trục Oy và bằng 30.

Do đó, parabol đi qua điểm A có hoành độ là 30 (khoảng cách từ A đến trục Oy) và tung độ là 20 (khoảng cách từ A đến trục Ox) hay A(30; 20).

Thay tọa độ điểm A vào phương trình chính tắc của parabol, ta được:

20² = 2p . 30 ⇔ 60p = 400 ⇔ p = $\frac{20}{3}$ (thỏa mãn p > 0).

Xem thêm các bài giải Toán lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Giải Toán 10 trang 93 Tập 2

Giải Toán 10 trang 94 Tập 2

Giải Toán 10 trang 95 Tập 2

Giải Toán 10 trang 96 Tập 2

Giải Toán 10 trang 97 Tập 2

Giải Toán 10 trang 98 Tập 2

Giải Toán 10 trang 99 Tập 2

Giải Toán 10 trang 100 Tập 2