Гіпербола
Означення. Гіперболою називається множина точок площини, різниця відстаней яких від двох заданих точок, фокусів, є величина стала і дорівнює .
По аналогії з еліпсом фокуси розміщуємо в точках ,
(див. рис. 25-4).
Рис. 25-4.
Оскільки, як видно з рисунка, можуть бути випадки і
, то згідно означення
.
Відомо, що в трикутнику різниця двох сторін менша третьої сторони, тому , наприклад, з маємо
Отже, для гіперболи .
Далі запишемо значення виразів і
через координати точок
Піднесемо до квадрата обидві частини і після подальших перетворень знайдемо
Пропонуємо завершити самостійно
Гіпербола симетрична відносно координатних осей, тому, як і для еліпса, досить побудувати її графік в першій чверті, де . Область визначення для першої чверті
.
При маємо одну із вершин гіперболи
. Друга вершина
. Якщо
, то із (40)
, – дійсних коренів немає. Говорять, що
і
– уявні вершини гіперболи. Із співвідношення
випливає, що при досить великих значеннях
має місце наближена рівність
. Тому пряма
є лінією, відстань між якою і відповідною точкою гіперболи прямує до нуля при
.
Пряма називається асимптотою гіперболи. Згідно з симетрією існує ще одна асимптота
.
Для побудови гіперболи необхідно відкласти на координатних осях відрізки довжиною на
по обидва боки від точки
і аналогічно відкласти
по
.
Рис. 26.
Після цього побудувати прямокутник зі сторонами паралельними координатним осям (див. рис. 26). Діагоналі прямокутника є асимптотами гіперболи. Через вершину в першій чверті проводимо вітку гіперболи, яка асимптотично наближається до прямої
. Інші вітки будуємо симетрично відносно
і
.
Ексцентриситет гіперболи , бо
. Якщо величину
зафіксувати, а
збільшувати, то при цьому збільшується
, тому гіперболи будуть відхилятись від
, гіпербола буде розпрямлятись. При зменшені
буде зменшуватись
, вітки гіперболи будуть наближатись до
. У випадку, коли
, асимптотами будуть бісектриси координатних кутів,
– рівнобічнагіпербола.