Photosynthesis is the process by which plants, algae, and some bacteria convert light energy into chemical energy stored as glucose. Investigating photosynthesis helps us understand how organisms produce oxygen and food, supporting nearly all life on Earth.
Get started for freePour une hyperbole de la forme\[ \frac{(x-h)^2}{a^2} - \frac{(y-k)^2}{b^2} = 1 \] indique les coordonnées de ses sommets.
Pour une hyperbole de la forme\[ \frac{(x-h)^2}{a^2} - \frac{(y-k)^2}{b^2} = 1 \]Quelles sont les coordonnées de ses foyers ?
Quelle est la direction de l'axe transversal d'une hyperbole de la forme\[ \frac{(x-h)^2}{b^2} - \frac{(y-k)^2}{a^2} = 1 ?\]
Quelle est la longueur de l'axe transversal d'une hyperbole ?\[ \frac{(y-k)^2}{a^2} - \frac{(x-h)^2}{b^2} = 1?\]
Quelles sont les directions de la paire de courbes d'une hyperbole ? \[ \frac{(y-k)^2}{a^2} - \frac{(x-h)^2}{b^2} = 1\]ouvrir ?
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Published: 24.06.2024. Last updated: 01.01.1970.
Une hyperbole est un type de section conique composée de deux courbes qui ressemblent à des paraboles (bien qu'elles ne le soient pas). Ces paires de courbes, également appelées branches, peuvent s'ouvrir de haut en bas ou de gauche à droite. En outre, chaque courbe contient un sommet.
Dans cet article, nous allons examiner les propriétés des hyperboles et les équations d'identité qui décrivent ces sections coniquesa>. En nous familiarisant avec ces concepts, nous pourrons finalement représenter graphiquement les hyperboles à partir d'une paire de coordonnées.
Une hyperbole est l'ensemble H de tous les points P d'un plan où la valeur absolue de la différence de distance entre deux points fixes, appelés foyers,F1 etF2, est constante, k, c'est-à-dire
.
Nous examinerons plus en détail les composantes de ce graphique dans la section suivante.
Pour visualiser cela, observe le graphique ci-dessous.
Remarque que contrairement aux autres types de sections coniques, les hyperboles sont constituées de deux branches et non d'une seule.
D'un point de vue géométrique, une hyperbole est produite lorsqu'un plan se coupe parallèlement à l'axe du cône d'un cône à double encoche.
Examinons de plus près une représentation graphique d'une hyperbole. Nous présentons ici d'autres éléments essentiels qui composent une hyperbole.
Toute hyperbole possède deux axes de symétrie : l'axe transversal et l'axe conjugué
L'axe conjugué (l'axe des y) est une ligne perpendiculaire à l'axe transversal et contient les co-vertices.
L'axe transversal (l'axe des x) est une ligne qui passe par le centre de l'hyperbole. Les foyers (foyerF1 et foyerF2) se trouvent sur la ligne transversale. Les sommets sont les points d'intersection des deux branches de l'hyperbole avec la ligne transversale. Les foyers et les sommets sont symétriques par rapport à l'axe conjugué, ce qui implique qu'ils auront la même coordonnée x mais avec des signes opposés.
Le centre est le point médian de l'axe transversal et de l'axe conjugué. C'est l'endroit où les deux lignes se croisent.
Chaque hyperbole a deux asymptotes (lignes pointillées rouges) qui passent par le centre. Lorsqu'une hyperbole s'éloigne de son centre, les branches se rapprochent de ces asymptotes. Par définition, les branches de l'hyperbole ne croiseront jamais ses asymptotes.
Le rectangle central (lignes pointillées orange) est centré sur l'origine. Les côtés passent par chaque sommet et co-vertex.
Il est utile de l'identifier lorsque l'on trace le graphique de l'hyperbole et de ses asymptotes. Pour tracer les asymptotes de l'hyperbole, il suffit de prolonger les diagonales du rectangle central.
Déduisons maintenant l'équation d'une hyperbole centrée sur l'origine.
Soit P = (x, y), et les foyers d'une hyperbole centrée sur l'origine sontF1 = (-c, 0) etF2 = (c, 0).
D'après le graphique ci-dessus, (a, 0) est un sommet de l'hyperbole, et donc la distance de (-c, 0) à est . De même, la distance de (c, 0) à (a, 0) est
La somme des distances entre les foyers et le sommet est Soit P(x, y) un point de l'hyperbole que nous voulons étudier. À partir de là, nous pouvons définir d1 et d2 par :
d1 = distance de (c, 0) à (x, y).
d2 = distance de (-c, 0) à (x, y)
En élevant les deux côtés au carré, on obtient
Développe les binômes et annule les termes semblables,
Maintenant, divise les deux côtés par 4 et élève les deux côtés au carré,
En développant ceci et en annulant à nouveau les termes similaires, on obtient,
Cela se simplifie à
En divisant maintenant les deux côtés par a2b2, l'équation de l'hyperbole devient
comme il se doit ! Tu trouveras ci-dessous un exemple pratique qui illustre l'utilisation de la formule de la distance dans le cas des hyperboles.
Détermine l'équation de l'hyperbole représentée par le graphique ci-dessous.
Solution
L'hyperbole ci-dessous a pour foyers (0 , -5) et (0, 5) tandis que les sommets sont situés à (0, -4) et (0, 4). La distance entre ces deux coordonnées est de 8 unités.
Ainsi, la différence entre la distance entre n'importe quel point (x, y) de l'hyperbole et les foyers est de 8 ou -8 unités, selon l'ordre dans lequel tu fais la soustraction.
En utilisant la formule de la distance, nous obtenons l'équation de l'hyperbole comme suit.
Soit ,
d1 = distance de (0, 5) à (x, y)
d2 = distance de (0, -5) à (x, y)
En divisant l'expression par notre résultat final devient
Passons maintenant aux propriétés des hyperboles. Il y a deux cas à considérer ici :
Propriété | Centre (0,0) | |
Forme standard de l'équation | ||
Tracé général | ||
Ouverture | S'ouvre à gauche et à droite | S'ouvre en haut et en bas |
Direction de l'axe transversal | Horizontal | Vertical |
Foyers | (c, 0), (-c, 0) | (0, c), (0, -c) |
Sommets | (a, 0), (-a, 0) | (0, a), (0, -a) |
Longueur de l'axe transversal | 2a unités | 2a unités |
Longueur de l'axe conjugué | 2b unités | 2b unités |
Équation des asymptotes |
Propriété | Centre (h,k) | |
Forme standard de l'équation | ||
Tracé général | ||
Sommets | (h + a, k), (h - a, k) | (h, k + a), (h, k - a) |
Foyers | (h + c, k), (h - c, k) | (h, k + c), (h, k - c) |
Équation des asymptotes |
Identifie les foyers et les sommets de l'hyperbole .
Solution
L'équation est de la forme
Ainsi, l'axe transversal se trouve sur l'axe des y. Le centre est à l'origine, donc les ordonnées sont les sommets du graphique. Nous pouvons donc trouver les sommets en fixant x = 0 et en résolvant pour y comme ci-dessous.
Les foyers sont situés à et par la relation entre a, b et c établie précédemment, nous obtenons
Ainsi, les sommets sont (0, -7) et (0, 7) tandis que les foyers sont (0, -9) et (0, 9). Le graphique est représenté ci-dessous.
Identifie les foyers et les sommets de l'hyperbole .
Solution
L'équation est de la forme
Ainsi, l'axe transversal se trouve sur l'axe des y. Ici, h = 3 et k = 2, le centre se trouve donc à (3, 2). Pour trouver les sommets, nous allons utiliser la formule ci-dessous.
Les foyers sont situés à et en utilisant comme précédemment, nous obtenons
Ainsi, les sommets sont (3, -1) et (3, 5) tandis que les foyers sont (0, -5,83) et (0, 5,83). Le graphique est représenté ci-dessous.
L'équation des asymptotes peut être trouvée à l'aide de la formule donnée dans le tableau. Essaie-la pour ces exemples ! Il est toujours utile de dessiner d'abord les asymptotes avant de dessiner les deux branches d'une hyperbole.
Exprime l'hyperbole suivante sous forme standard étant donné les foyers et les sommets suivants.
Solution
Remarque que les sommets et les foyers sont situés sur l'axe des x. Par conséquent, l'équation de l'hyperbole prendra la forme suivante
Puisque les sommets sont alors
Puisque les foyers sont alors
En résolvant pour b2, nous obtenons
Maintenant que nous avons trouvé a2 et b2, nous pouvons substituer ce résultat dans la forme standard comme suit
Le graphique est illustré ci-dessous.
Exprime l'hyperbole suivante sous forme standard étant donné les foyers et les sommets suivants.
Solution
Les sommets et les foyers ont les mêmes coordonnées x, l'axe transversal est donc parallèle à l'axe y. L'équation de l'hyperbole prendra donc la forme suivante
Nous devons d'abord identifier le centre à l'aide de la formule du point médian. Le centre se trouve entre les sommets (1, -2) et (1, 8), donc
La longueur de l'axe transversal, 2a, est limitée par les sommets. Pour trouver a2, nous devons évaluer la distance entre les coordonnées y des sommets.
Les coordonnées des foyers sont
En utilisant k + 3 = 16 et en remplaçant k = 3, nous obtenons
Ainsi, nous pouvons résoudre b2 par
Enfin, en substituant ces valeurs dans la forme standard, nous obtenons
Le graphique est illustré ci-dessous.
Dans cette dernière section, nous allons représenter graphiquement des hyperboles en utilisant les concepts introduits tout au long de cette leçon.
Revenons à nos exemples précédents pour ce segment,
Trace le graphique de l'hyperbole
Solution
Comme tu peux le voir, l'hyperbole est déjà sous la forme standard.
Cela signifie que nous avons une paire de courbes qui s'ouvrent à gauche et à droite. Les sommets sont et les foyers sont . Le centre de l'hyperbole est l'origine, (0, 0). Ici ,
L'équation des asymptotes est
Il faut toujours esquisser les asymptotes lorsque l'on fait un graphique d'hyperboles. De cette façon, nous pouvons dessiner avec précision les courbes associées à l'équation.
Le graphique de est illustré ci-dessous.
Dans cette section, il peut être utile de rappeler la méthode des carrés complets pour résoudre de tels problèmes.
Trace le graphique de l'hyperbole ci-dessous.
Solution
Pour résoudre cette expression, nous devons essayer de la réarranger sous la forme standard d'une hyperbole. Pour ce faire, nous complétons le carré comme suit.
Nous devons identifier A et B. Ce faisant, nous obtenons
En divisant les deux côtés par 225, nous obtenons l'équation suivante
Le centre est (2, -1). Nous avons également les valeurs . Nous obtenons donc les valeurs suivantes pour les sommets, les foyers et les asymptotes.
Les sommets
Les foyers
Les asymptotes
Le graphique de est illustré ci-dessous.
L'excentricité d'une section conique décrit à quel point la courbe est proche d'un cercle. L'excentricité est décrite par la variable e .
L'excentricité d'un cercle est nulle, e = 0.
L'excentricité d'une hyperbole est toujours supérieure à 1, e > 1. La formule pour trouver l'excentricité d'une hyperbole est donnée ci-dessous.
Plus l'excentricité est grande, moins la section conique est incurvée.
Trouve l'excentricité de l'hyperbole.
Solution
Ici, a2 = 25 et b2 = 9. Ainsi, l'excentricité de cette hyperbole est donnée par
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Gabriel Freitas is an AI Engineer with a solid experience in software development, machine learning algorithms, and generative AI, including large language models' (LLMs) applications. Graduated in Electrical Engineering at the University of São Paulo, he is currently pursuing an MSc in Computer Engineering at the University of Campinas, specializing in machine learning topics. Gabriel has a strong background in software engineering and has worked on projects involving computer vision, embedded AI, and LLM applications.
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