Hur gör man koniska sektioner?
Koniska sektioner är en intressant gren av matematik som involverar kapning av en kon med dubbla nappar. Genom att skära konen på olika sätt kan du skapa en form så enkel som en punkt eller så komplex som en hyperbol.
Del 1 av 5: koniska sektioner: allmän information
- 1Förstå vad som är speciellt med en konisk sektion. Till skillnad från vanliga koordinatekvationer är koniska sektioner allmänna ekvationer och behöver inte nödvändigtvis vara funktioner. Till exempel är x = 5 {\ displaystyle x = 5} , medan en ekvation, inte en funktion.
- 2Lär känna skillnaden mellan ett degenererat fall och en konisk sektion. De degenererade fallen är de där skärplanet passerar genom korsningen, eller toppen av den dubbla nappade konen. Några exempel på degenererade är linjer, korsande linjer och punkter. De fyra koniska sektionerna är cirklar, parabolor, ellipser och hyperboler.
- 3Inse tanken som koniska sektioner är beroende av. En konisk sektion på ett koordinatplan är bara en samling punkter som följer en viss regel som relaterar dem alla till koniens riktning och fokuspunkter.
Del 2 av 5: konisk sektion 1: cirklar
- 1Vet vilken del av konen du tittar på. En cirkel definieras som "samlingen av punkter som ligger lika långt från en fast punkt."
- 2Hitta koordinaterna för cirkelns centrum. För formels skull kommer vi att ringa centrum (h, k) {\ displaystyle (h, k)} som vanligt när man skriver den allmänna ekvationen för en konisk sektion.
- 3Hitta cirkelns radie. Cirkeln definieras som en samling punkter som ligger på samma avstånd från en inställd mittpunkt (h, k) {\ displaystyle (h, k)} . Det avståndet är radien.
- 4Anslut dem till ekvationen för en cirkel. Ekvationsekvationen är en av de lättaste att komma ihåg av alla koniska sektioner. Med tanke på ett centrum av (h, k) {\ displaystyle (h, k)} och en längdradie r {\ displaystyle r} definieras en cirkel av (x − h) 2+ (y − k) 2 {\ displaystyle (xh) ^ {2} + (yk) ^ {2}} . Var noga med att inse att detta inte är en funktion. Om du försöker rita en cirkel på din grafräknare, måste du göra lite algebra för att dela upp den i två ekvationer som kan ritas med hjälp av en räknare eller använda funktionen "Rita".
- 5Grafera cirkeln om det behövs. Om diagrammet inte ges till dig kan diagram hjälpa dig att få en bättre uppfattning om hur cirkeln ska se ut. Plotta mittpunkten, förläng en linje längs radien från varje sida och rita cirkeln.
Del 3 av 5: konisk sektion 2: parabolor
- 1Förstå vad en parabel är. Per definition är en parabel "uppsättningen av alla punkter lika långt från en linje (directrix) och en fast punkt som inte är på linjen (fokus)."
- 2Hitta koordinaterna för toppunkten. Toppunkten, (h, k) {\ displaystyle (h, k)} , är den punkt där grafen har sin symmetriaxel. Att rita denna punkt hjälper dig att plotta parabolen.
- 3Hitta fokus. Ekvationen för fokus är (h, k + p) {\ displaystyle (h, k + p)} , p {\ displaystyle p} är avståndet mellan toppunkten och fokus.
- 4Anslut för att hitta directrix. Directrix har en ekvation av y = k − p {\ displaystyle y = kp} . Genom att använda vertex och fokus för att skapa ett system med två ekvationer, lösa variablerna och anslut dem till directrix-formeln.
- 5Lös för symmetriaxeln. Parabolans symmetriaxel definieras som x = h {\ displaystyle x = h} . Denna linje visar hur parabolen är symmetrisk och ska korsa genom toppunkten.
- 6Hitta ekvationen för parabolen. Formeln för parabollens ekvation är (y − k) = 14p (x − h) 2 {\ displaystyle (yk) = {\ frac {1} {4p}} (xh) ^ {2}} . Anslut variablerna k {\ displaystyle k} , h {\ displaystyle h} och p {\ displaystyle p} för att hitta ekvationen.
- 7Grafera parabolen om diagrammet inte ges till dig. Detta visar hur parabolen ser ut. Plotta punkten för toppunkten och fokusera, och rita riktlinjen och symmetriaxeln. Rita parabolen antingen uppåt eller nedåt, beroende på om p {\ displaystyle p} är positiv respektive negativ.
Del 4 av 5: konisk sektion 3: ellipser
- 1Vet vad en ellips är. En ellips definieras som "uppsättningen av punkter så att summan av avstånden från vilken punkt som helst på ellipsen till två andra fasta punkter är konstant."
- 2Hitta centrum. Ellipsens mitt definieras som (h, k) {\ displaystyle (h, k)} .
- 3Hitta huvudaxeln. Ekvationen för en ellips är (x − h) 2a2 + (y − k) 2b2 = 1 {\ displaystyle {\ frac {(xh) ^ {2}} {a ^ {2}}} + {\ frac {(yk) ^ {2}} {b ^ {2}}} = 1} eller (x − h) 2b2 + (y − k) 2a2 = 1 {\ displaystyle {\ frac {(xh) ^ {2}} {b ^ {2}}} + {\ frac {(yk) ^ {2}} {a ^ {2}}} = 1} , där a> b {\ displaystyle a> b} . Oavsett vilken nämnare som har det största numret, är variabeln i täljarens (antingen x {\ displaystyle x} eller y {\ displaystyle y} ) motsvarande axel huvudaxeln. Den andra är den mindre axeln.
- 4Lös efter hörnpunkterna. En ellips har fyra hörn. För att lösa hörnpunkterna, låt x {\ displaystyle x} och y = 0 {\ displaystyle y = 0} och lösa de två variablerna. Dessa ger dig de punkter på din graf där ellipsen skär varandra.
- 5Grafer ellipsen, om det behövs. Rita upp punkterna på topparna och anslut punkterna för att rita ellipsen. Huvudaxeln ska visas längre än den mindre axeln.
Del 5 av 5: konisk sektion 4: hyperboler
- 1Förstå vad en hyperbol är. Per definition är en hyperbol "uppsättningen av alla punkter så att skillnaden mellan avstånden mellan vilken punkt som helst på hyperbolen och två fasta punkter är konstant." Detta liknar ellipsen; emellertid är hyperbolen skillnaden mellan avstånden, medan ellipsen är summan.
- 2Hitta hyperbolens centrum. Centret definieras som (h, k) {\ displaystyle (h, k)} och kommer att vara punkten mellan de två kurvorna.
- 3Hitta tväraxeln. Ekvationen för en hyperbol är (x − h) 2a2− (y − k) 2b2 = 1 {\ displaystyle {\ frac {(xh) ^ {2}} {a ^ {2}}} - {\ frac {(yk) ^ {2}} {b ^ {2}}} = 1} eller (y − k) 2a2− (x − h) 2b2 = 1 {\ displaystyle {\ frac {(yk) ^ {2}} { a ^ {2}}} - {\ frac {(xh) ^ {2}} {b ^ {2}}} = 1} , där a> b {\ displaystyle a> b} . Oavsett vilken variabel som är först i ekvationen och är större (antingen x {\ displaystyle x} eller y {\ displaystyle y} ) är den tvärgående axeln.
- 4Lös efter hörnpunkterna. Till skillnad från ellipsen har en hyperbol bara två hörnpunkter. För att lösa dem, låt x {\ displaystyle x} och y = 0 {\ displaystyle y = 0} och lösa för de två variablerna. Lösningarna för variabeln som motsvarar tväraxeln ger dig de punkter på din graf där hyperbolen korsar varandra.
- De andra två lösningarna kommer inte att vara reella tal, men att eliminera den imaginära komponenten ( i {\ displaystyle i} ) ger dig två andra koordinater på det verkliga planet. Dessa punkter, som kallas covertices, kan hjälpa dig att grafera hyperbolen.
- 5Hitta asymptoter. Asymptoterna är två rader som hyperbolen aldrig kommer att röra utan ständigt kommer närmare. Du kan helt enkelt använda lutningsformeln ( m = riserun {\ displaystyle m = {\ frac {rise} {run}}} ) eller lösa genom att faktorisera för att hitta asymptoter.
- 6Grafera hyperbolen om den inte ges till dig. Konstruera en ruta med de fyra punkterna (de två hörnpunkterna och de två andra punkterna som hittades) som lådornas hörn. Härifrån, rita asymptoter som kommer ut ur lådans hörn. Sedan drar de två kurvorna som kommer ut ur lådan, röra de två hörn. Radera rutan om du vill.