היפרבולה 3 בניית משוואה

היפרבולה

דף 3: בניית משוואת היפרבולה מנתונים

📐 עקרון הבנייה

כדי לבנות משוואת היפרבולה קנונית צריך למצוא:

  1. את \(a^2\) ואת \(b^2\)
  2. את סוג ההיפרבולה (ציר אופקי או אנכי)

💡 תזכורת הנוסחאות:

  • \(c^2 = a^2 + b^2\)
  • \(e = \frac{c}{a}\)
  • אסימפטוטות (אופקי): \(y = \pm \frac{b}{a}x\)

1️⃣ נתונים: מוקדים וקודקודים

דוגמה 1:

מוקדים: \(F_1(5,0), F_2(-5,0)\)

קודקודים: \(A_1(3,0), A_2(-3,0)\)

מצאו את משוואת ההיפרבולה.

פתרון:

שלב 1: זיהוי סוג

המוקדים והקודקודים על ציר x → ציר ראשי אופקי

שלב 2: מציאת a ו-c

\(c = 5\) (מרחק מהמרכז למוקד)

\(a = 3\) (מרחק מהמרכז לקודקוד)

שלב 3: מציאת b

\(c^2 = a^2 + b^2\)

\(25 = 9 + b^2\)

\(b^2 = 16\)

תשובה: \(\frac{x^2}{9} - \frac{y^2}{16} = 1\)

2️⃣ נתונים: מוקדים ואקסצנטריות

דוגמה 2:

מוקדים: \((0, \pm 10)\)

אקסצנטריות: \(e = 2\)

מצאו את משוואת ההיפרבולה.

פתרון:

שלב 1: זיהוי סוג

המוקדים על ציר y → ציר ראשי אנכי

שלב 2: מציאת c

\(c = 10\)

שלב 3: מציאת a מהאקסצנטריות

\(e = \frac{c}{a}\)

\(2 = \frac{10}{a}\)

\(a = 5\)\(a^2 = 25\)

שלב 4: מציאת b

\(c^2 = a^2 + b^2\)

\(100 = 25 + b^2\)

\(b^2 = 75\)

תשובה: \(\frac{y^2}{25} - \frac{x^2}{75} = 1\)

3️⃣ נתונות: אסימפטוטות ומוקדים

דוגמה 3:

אסימפטוטות: \(y = \pm \frac{3}{4}x\)

מוקדים: \((\pm 5, 0)\)

מצאו את משוואת ההיפרבולה.

פתרון:

שלב 1: זיהוי סוג

המוקדים על ציר x → ציר ראשי אופקי

\(c = 5\)

שלב 2: מהאסימפטוטות

בציר אופקי: \(\frac{b}{a} = \frac{3}{4}\)

נסמן: \(b = 3k, a = 4k\) לאיזה k

שלב 3: משתמשים ב-\(c^2 = a^2 + b^2\)

\(25 = 16k^2 + 9k^2\)

\(25 = 25k^2\)

\(k^2 = 1 \Rightarrow k = 1\)

שלב 4: מציאת a², b²

\(a = 4, b = 3\)

\(a^2 = 16, b^2 = 9\)

תשובה: \(\frac{x^2}{16} - \frac{y^2}{9} = 1\)

4️⃣ נתונות: אסימפטוטות וקודקוד

דוגמה 4:

אסימפטוטות: \(y = \pm 2x\)

קודקוד: \((3, 0)\)

מצאו את משוואת ההיפרבולה.

פתרון:

שלב 1: זיהוי סוג

הקודקוד על ציר x → ציר ראשי אופקי

\(a = 3\)

שלב 2: מהאסימפטוטות

\(\frac{b}{a} = 2\)

\(\frac{b}{3} = 2\)

\(b = 6\)

תשובה: \(\frac{x^2}{9} - \frac{y^2}{36} = 1\)

5️⃣ נתונה: נקודה על ההיפרבולה

דוגמה 5:

היפרבולה עם ציר ראשי אופקי

עוברת דרך הנקודה \((5, \frac{16}{3})\)

אסימפטוטות: \(y = \pm \frac{4}{3}x\)

מצאו את משוואת ההיפרבולה.

פתרון:

שלב 1: מהאסימפטוטות

\(\frac{b}{a} = \frac{4}{3}\)\(b = \frac{4a}{3}\)

שלב 2: המשוואה הכללית

\(\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1\)

שלב 3: מציבים את הנקודה

\(\frac{25}{a^2} - \frac{(\frac{16}{3})^2}{(\frac{4a}{3})^2} = 1\)

\(\frac{25}{a^2} - \frac{\frac{256}{9}}{\frac{16a^2}{9}} = 1\)

\(\frac{25}{a^2} - \frac{256}{16a^2} = 1\)

\(\frac{25}{a^2} - \frac{16}{a^2} = 1\)

\(\frac{9}{a^2} = 1\)

\(a^2 = 9\)

שלב 4: מציאת b²

\(b = \frac{4 \cdot 3}{3} = 4\)\(b^2 = 16\)

תשובה: \(\frac{x^2}{9} - \frac{y^2}{16} = 1\)

6️⃣ נתון: הפרש מרחקים למוקדים

דוגמה 6:

מוקדים: \((\pm 13, 0)\)

הפרש המרחקים מכל נקודה על ההיפרבולה למוקדים: 10

מצאו את משוואת ההיפרבולה.

פתרון:

שלב 1: מהמוקדים

\(c = 13\)

ציר ראשי אופקי (מוקדים על ציר x)

שלב 2: מהפרש המרחקים

\(|PF_1 - PF_2| = 2a = 10\)

\(a = 5\)

שלב 3: מציאת b

\(c^2 = a^2 + b^2\)

\(169 = 25 + b^2\)

\(b^2 = 144\)

תשובה: \(\frac{x^2}{25} - \frac{y^2}{144} = 1\)

🔍 זיהוי פרמטרים ממשוואה

דוגמה 7:

נתונה המשוואה: \(9x^2 - 4y^2 = 36\)

מצאו את כל הפרמטרים.

פתרון:

שלב 1: הופכים לצורה קנונית (מחלקים ב-36)

\(\frac{9x^2}{36} - \frac{4y^2}{36} = 1\)

\(\frac{x^2}{4} - \frac{y^2}{9} = 1\)

שלב 2: זיהוי פרמטרים

x² עם + → ציר אופקי

\(a^2 = 4 \Rightarrow a = 2\)

\(b^2 = 9 \Rightarrow b = 3\)

\(c = \sqrt{4+9} = \sqrt{13}\)

תשובה:

  • קודקודים: \((\pm 2, 0)\)
  • מוקדים: \((\pm \sqrt{13}, 0)\)
  • אסימפטוטות: \(y = \pm \frac{3}{2}x\)
  • אקסצנטריות: \(e = \frac{\sqrt{13}}{2}\)

💡 טיפים לבניית משוואה

ראשית: זהו את סוג הציר הראשי

הפרש מרחקים: = 2a

השתמשו ב: \(c^2 = a^2 + b^2\)

📝 סיכום דף 3

לבניית משוואה צריך: a² ו-b² + סוג הציר

משתמשים ב: \(c^2 = a^2 + b^2\), \(e = \frac{c}{a}\), אסימפטוטות