Cho đường tròn (C) tâm F1, bán kính r và một điểm F2 thoả mãn F1F2 = 4r.
a) Chứng tỏ rằng tâm của các đường tròn đi qua F2 và tiếp xúc với (C) nằm trên một đường hypebol (H).
b) Viết phương trình chính tắc và tìm tâm sai của (H).
Hướng dẫn giải
a) Gọi (C'; r') là đường tròn đi qua F2 và tiếp xúc với (C);
I(x; y) là tâm của đường tròn đi qua F2 và tiếp xúc với (C).
Vì F2 nằm ngoài (C) nên (C') tiếp xúc ngoài với (C) hoặc (C') tiếp xúc trong với (C) và (C) nằm trong (C').
+) Nếu (C') tiếp xúc ngoài với (C) thì r' + r = IF1 => IF2 + r = IF1 => IF1 – IF2 = r
+) Nếu (C') tiếp xúc trong với (C) và (C) nằm trong (C') thì r' – r = IF1 => IF2 – r = IF1
=> IF2 – IF1 = r.
Vậy ta luôn có |IF2 – IF1| = r trong cả hai trường hợp
=> I nằm trên hypebol có hai tiêu điểm là F1, F2 và độ dài trục thực là r.
b) Chọn hệ trục toạ độ sao cho gốc toạ độ trùng với trung điểm của F1F2 và F1, F2 đều nằm trên trục Ox.
Giả sử phương trình chính tắc của hypebol này là (a > 0, b > 0).
Khi đó ta có 2a = r, suy ra a = r/2
F1F2 = 4r, suy ra c = 2r, suy ra
Vậy phương trình chính tắc của hypebol này là
Khi bay với vận tốc siêu thanh (tốc độ chuyển động lớn hơn tốc độ âm thanh trong cùng môi trường), một máy bay tạo ra một vùng nhiễu động trên mặt đất dọc theo một nhánh của hypebol (H) (Hình 4). Phần nghe rõ nhất tiếng ồn của vùng nói trên được gọi là thảm nhiễu động. Bề rộng của thảm này gấp khoảng 5 lần cao độ của máy bay. Tính cao độ của máy bay, biết bề rộng của thảm nhiễu động được đo cách phía sau máy bay một khoảng là 40 mile (mile (dặm) là đơn vị đo khoảng cách, 1 mile ≈ 1,6 km ) và (H) có phương trình:
Cho điểm M(x; y) trên hypebol và hai đường thẳng ; (Hình 7).
Gọi d(M; Δ1), d(M; Δ2) lần lượt là khoảng cách từ M đến các đường thẳng Δ1, Δ2.
Ta có: .
Dựa theo cách tính trên, tính .
Trong hoạt động mở đầu bài học, cho biết khoảng cách giữa hai trạm vô tuyến là 600 km, vận tốc sóng vô tuyến là 300000 km/s và thời gian con tàu nhận được tín hiệu từ hai trạm trên bờ biển luôn cách nhau 0,0012 s (hai trạm vô tuyến phát các tín hiệu cùng một thời điểm). Viết phương trình chính tắc của quỹ đạo hypebol (H) của con tàu.
Lập phương trình chính tắc của hypebol có tiêu cự bằng 26 và khoảng cách giữa hai đường chuẩn bằng 288/13.
Một vật thể có quỹ đạo là một nhánh của hypebol (H), nhận tâm Mặt Trời làm tiêu điểm (Hình 6). Cho biết tâm sai của (H) bằng 1,2 và khoảng cách gần nhất giữa vật thể và tâm Mặt Trời là 2 . 108 km.
a) Lập phương trình chính tắc của (H).
b) Lập công thức tính bán kính qua tiêu của vị trí M(x; y) của vật thể trong mặt phẳng toạ độ.
Lập phương trình chính tắc của hypebol có tiêu cự bằng 20 và khoảng cách giữa hai đường chuẩn bằng 36/5.
Cho hypebol .
a) Tìm tâm sai và độ dài hai bán kính qua tiêu của điểm trên (H).
b) Tìm tọa độ hai tiêu điểm và viết phương trình hai đường chuẩn tương ứng.
c) Tìm điểm N(x; y) (H) sao cho NF1 = 2NF2 với F1, F2 là hai tiêu điểm của (H).
Cho điểm M(x; y) nằm trên hypebol .
a) Chứng minh rằng F1M2 – F2M2 = 4cx.
b) Giả sử điểm M(x; y) thuộc nhánh đi qua A1(–a; 0) (Hình 5a). Sử dụng kết quả đã chứng minh được ở câu a) kết hợp với tính chất MF2 – MF1 = 2a đã biết để chứng minh . Từ đó, chứng minh các công thức: ;
b) Giả sử điểm M(x; y) thuộc nhánh đi qua A2(a; 0) (Hình 5 b). Sử dụng kết quả đã chứng minh được ở câu a) kết hợp với tính chất MF1 – MF2 = 2a đã biết để chứng minh . Từ đó, chứng minh các công thức: ;
Tính độ dài hai bán kính qua tiêu của điểm M(x; y) trên hypebol .
Tính độ dài hai bán kính qua tiêu của đỉnh A2(a; 0) trên hypebol (H): .
Cho hypebol (H) với phương trình chính tắc và điểm M(x0; y0) nằm trên (H). Các điểm M1(–x0; y0), M2(x0; –y0), M3(–x0; –y0) có thuộc (H) không?
Tìm toạ độ hai tiêu điểm và viết phương trình hai đường chuẩn tương ứng của các hypebol sau:
a)
b)
c) .
Cho hypebol (H) có tâm sai bằng . Chứng minh trục thực và trục ảo của (H) có độ dài bằng nhau.