ม.ปลาย · 40 นาที

ภาคตัดกรวย (ไฮเพอร์โบลา)

ห้องทดลองไฮเพอร์โบลา ปรับ h k a b ได้ถึง ±99 พิมพ์เศษส่วนและรากที่สองได้ เลือกให้แกนตามขวางขนานแกน X หรือแกน Y ลากจุดศูนย์กลาง จุดยอด และปลายแกนสังยุค ดูโฟกัส เส้นกำกับ ความเยื้องศูนย์กลาง เลตัสเรกตัม เส้นบังคับ ไฮเพอร์โบลาสังยุค จุด P ที่ผลต่างระยะถึงโฟกัสเท่ากับ 2a แปลงสมการทั่วไปเป็นรูปมาตรฐาน ฝึกโจทย์ สร้างชุดข้อสอบ และบันทึกภาพกราฟไปทำข้อสอบ

ปกด้านในบทภาคตัดกรวย (ไฮเพอร์โบลา) ครูยืนด้านขวาผายมือไปทางกรวยคู่ที่ถูกระนาบแนวตั้งตัด และกิ่งโค้งสองข้างของไฮเพอร์โบลาตรงกลางภาพ

ไฮเพอร์โบลาคือเซตของจุดที่ผลต่างระยะจากโฟกัสสองจุดคงที่

ไฮเพอร์โบลาคือเซตของจุดทุกจุดบนระนาบที่ผลต่างของระยะจากจุดคงที่สองจุด เรียกว่า โฟกัส มีค่าสัมบูรณ์คงที่เท่ากับความยาวแกนตามขวาง 2a กราฟมีสองกิ่งแยกจากกัน ในห้องทดลองเปิดแท็บ จุดบนกราฟ แล้วลากจุด P สีส้มไปตามกราฟ สังเกตว่า |d₁ − d₂| เท่ากับ 2a เสมอ

ตัวอย่าง

ไฮเพอร์โบลาที่มีโฟกัส (−5, 0) และ (5, 0) และ 2a = 8 จะได้ a = 4, c = 5 ดังนั้น b² = c² − a² = 25 − 16 = 9 สมการคือ x²16 − y²9 = 1

นิยามไฮเพอร์โบลา |PF₁ − PF₂| = 2a พร้อมกราฟสองกิ่งที่มีโฟกัส F₁, F₂ และระยะ d₁, d₂ และตัวอย่างโฟกัส (−5, 0), (5, 0) กับ 2a = 8 ได้ a = 4, c = 5, b² = 25 − 16 = 9 และสมการ x²/16 − y²/9 = 1
ค่าสัมบูรณ์ของผลต่างระยะจาก P ถึงโฟกัสทั้งสองเท่ากับ 2a เสมอ

สมการมาตรฐานและความหมายของ a b c

ถ้าแกนตามขวางขนานแกน X สมการคือ (x − h)²a² − (y − k)²b² = 1 ถ้าขนานแกน Y สมการคือ (y − k)²a² − (x − h)²b² = 1 โดย (h, k) เป็นจุดศูนย์กลาง และ a ติดกับพจน์บวกเสมอ ค่า c วัดจากศูนย์กลางถึงโฟกัส และ c² = a² + b² (ต่างจากวงรีที่ c² = a² − b²) เปิด แสดงผล แล้วเลือก สามเหลี่ยม a b c เพื่อดูสามเหลี่ยมมุมฉากที่มี c เป็นด้านตรงข้ามมุมฉาก

ตัวอย่าง

y²16 − x²9 = 1 มีพจน์ y² เป็นบวก แกนตามขวางขนานแกน Y a² = 16 จึง a = 4, b = 3, c = 5 จุดยอด (0, ±4) โฟกัส (0, ±5)

สมการมาตรฐานของไฮเพอร์โบลาเมื่อแกนตามขวางขนานแกน X และแกน Y ความหมายของ a, b, c และ c² = a² + b² แสดงเป็นสามเหลี่ยมมุมฉากที่มี c เป็นด้านตรงข้ามมุมฉาก พร้อมตัวอย่าง y²/16 − x²/9 = 1 ได้ a = 4, b = 3, c = 5 จุดยอด (0, ±4) โฟกัส (0, ±5)
a² อยู่ใต้พจน์บวกเสมอ และ c² = a² + b² ต่างจากวงรี

จุดยอด โฟกัส เส้นกำกับ และกรอบสี่เหลี่ยมกลาง

จุดยอดอยู่ห่างจากศูนย์กลาง a หน่วยบนแกนตามขวาง โฟกัสห่าง c หน่วย จุดปลายแกนสังยุคห่าง b หน่วยในแนวตั้งฉาก กรอบสี่เหลี่ยมที่ผ่านจุดยอดและจุดปลายแกนสังยุคมีเส้นทแยงมุมเป็นเส้นกำกับ ถ้าแกนตามขวางขนานแกน X เส้นกำกับคือ y − k = ±(ba)(x − h) ถ้าขนานแกน Y คือ y − k = ±(ab)(x − h) กราฟเข้าใกล้เส้นกำกับเมื่อไปไกลจากศูนย์กลาง แต่ไม่ตัดเส้นกำกับ

ตัวอย่าง

x²16 − y²9 = 1 มีเส้นกำกับ y = ±(34)x ถ้าเปลี่ยน b จาก 3 เป็น 6 ความชันเป็น ±(64) = ±32 กราฟเปิดกว้างขึ้น

ตารางจุดยอด โฟกัส ปลายแกนสังยุค และเส้นกำกับ y − k = ±(b/a)(x − h) หรือ y − k = ±(a/b)(x − h) กรอบสี่เหลี่ยมกลางกว้าง 2a สูง 2b ที่มีเส้นทแยงมุมเป็นเส้นกำกับ และตัวอย่าง x²/16 − y²/9 = 1 มีเส้นกำกับ y = ±(3/4)x เมื่อ b เปลี่ยนเป็น 6 ความชันเป็น ±3/2
เส้นทแยงมุมของกรอบสี่เหลี่ยมกลางคือเส้นกำกับที่กราฟเข้าใกล้แต่ไม่ตัด

ความเยื้องศูนย์กลาง เลตัสเรกตัม และเส้นบังคับ

ความเยื้องศูนย์กลาง e = ca มากกว่า 1 เสมอ ยิ่งมากกราฟยิ่งเปิดกว้าง เลตัสเรกตัมคือเส้นผ่านโฟกัสตั้งฉากกับแกนตามขวางและตัดกราฟทั้งสองด้าน ยาว 2b²a ห้องทดลองนี้เพิ่มเส้นบังคับ (directrix) ซึ่งอยู่ห่างจากศูนย์กลาง a²c หน่วยตามแนวแกนตามขวาง และเพิ่มไฮเพอร์โบลาสังยุคที่สลับบทบาทของ a กับ b โดยใช้เส้นกำกับร่วมกัน

ตัวอย่าง

x²16 − y²9 = 1 มี c = 5 จึง e = 54 เลตัสเรกตัมยาว 2·94 = 92 = 4.5 หน่วย เส้นบังคับ x = ±165

ความเยื้องศูนย์กลาง e = c/a > 1 เลตัสเรกตัมยาว 2b²/a เส้นบังคับ x = h ± a²/c หรือ y = k ± a²/c และไฮเพอร์โบลาสังยุค y²/b² − x²/a² = 1 พร้อมตัวอย่าง x²/16 − y²/9 = 1 ได้ e = 5/4 = 1.25 เลตัสเรกตัม 18/4 = 9/2 = 4.5 หน่วย และเส้นบังคับ x = ±16/5
ตัวอย่าง a = 4, b = 3, c = 5 ใช้หาความเยื้องศูนย์กลาง เลตัสเรกตัม และเส้นบังคับ

หาสมการจากเงื่อนไข และแปลงสมการทั่วไป

หา a, b และ (h, k) ให้ครบแล้วเขียนสมการ ถ้ารู้จุดยอดกับโฟกัสให้ใช้ b² = c² − a² ถ้ารู้ e กับโฟกัสให้ใช้ a = ce สมการทั่วไป Ax² + Cy² + Dx + Ey + F = 0 ที่ A และ C เครื่องหมายต่างกันเป็นไฮเพอร์โบลา จัดกำลังสองสมบูรณ์เพื่อได้รูปมาตรฐาน ในแท็บ สมการทั่วไป พิมพ์ A C D E F แล้วดูวิธีทำทีละขั้น

ตัวอย่าง

9x² − 25y² − 36x − 300y − 1089 = 0 จัดเป็น 9(x − 2)² − 25(y + 6)² = 225 หารด้วย 225 ได้ (x − 2)²25 − (y + 6)²9 = 1 ศูนย์กลาง (2, −6) a = 5, b = 3

สูตร b² = c² − a² และ a = c/e สำหรับหาสมการจากเงื่อนไข และการแปลง 9x² − 25y² − 36x − 300y − 1089 = 0 ด้วยการเติมกำลังสองสมบูรณ์เป็น 9(x − 2)² − 25(y + 6)² = 225 และ (x − 2)²/25 − (y + 6)²/9 = 1 ศูนย์กลาง (2, −6) a = 5, b = 3
จัดกำลังสองสมบูรณ์แล้วหารด้วย 225 เพื่อได้รูปมาตรฐานที่แกนตามขวางขนานแกน X

ฝึกโจทย์ ออกข้อสอบ และบันทึกภาพ

โหมดฝึกโจทย์สุ่มโจทย์ 4 ระดับ ทั้งแบบให้สมการหาองค์ประกอบ และแบบให้กราฟเขียนสมการ ตอบเป็นจำนวนเต็ม ทศนิยม เศษส่วน หรือรากที่สองได้ โหมดออกแบบโจทย์เลือกซ่อน เว้นว่าง หรือแสดงแต่ละค่าบนกระดาน แล้วกด ซ่อนเครื่องมือ + บันทึก PNG ภาพที่ได้ไม่มีแผงเครื่องมือ โหมดชุดข้อสอบสร้างโจทย์ 5–20 ข้อ 5 แบบพร้อมเฉลย แล้วส่งข้อที่ต้องการไปที่กระดาน

ตัวอย่าง

ตั้งหัวโจทย์ จงหาจุดศูนย์กลาง จุดยอด และโฟกัส เลือกจุดยอดและโฟกัสเป็น เว้นว่าง ซ่อนจุดต่าง ๆ บนกราฟ แล้วบันทึกภาพไปวางในใบงาน

ห้องทดลองไฮเพอร์โบลา

สำรวจ ฝึก ออกข้อสอบ และบันทึกภาพกราฟ
xy−10−8−6−4−2246810−6−4−22460PCV₁V₂B₁B₂F₁F₂d₁ = 10.28 d₂ = 2.28|d₁ − d₂| = 8 = 2a = 8

ลากพื้นหลังเพื่อเลื่อน · ล้อเมาส์ซูม · ลากจุดสี (ศูนย์กลาง จุดยอด ปลายแกนสังยุค P) เพื่อเปลี่ยนค่า

ลองคิดด้วยตัวเอง

เช็กความเข้าใจ

ไฮเพอร์โบลา x²/16 − y²/9 = 1 มีโฟกัสที่จุดใด
← กลับไปเลือกบทเรียน