← Matematika

Kuželosečky

Pozn. k obsahu: Zdrojová prezentace obsahovala funkční úvodní text, ale další snímky byly jen nadpisy s obrázky (model řezu kužele), které se nedochovaly — doplněny standardní definice a rovnice jednotlivých kuželoseček s vlastními grafy.

Kuželosečka je množina bodů v rovině, kterou lze získat jako průnik rotační kuželové plochy a roviny, jež neprochází vrcholem kuželové plochy. Podle úhlu, pod kterým rovina kuželovou plochu protíná, vznikají čtyři různé typy křivek: kružnice, elipsa, parabola a hyperbola.

Kružnice

Řez kuželovou plochou rovinou kolmou na osu kužele. Množina všech bodů roviny se stejnou vzdáleností (poloměrem r) od daného bodu (středu). Podrobný výklad viz Kružnice.

-3-2-1123-3-2-11230
Kružnice: x²+y²=r²

Elipsa

Řez rovinou, která svírá s osou kužele úhel větší než polovina vrcholového úhlu kužele, ale není na osu kolmá. Množina všech bodů, jejichž součet vzdáleností od dvou pevných bodů (ohnisek F1​, F2​) je konstantní. Se středem v počátku a poloosami a (podél osy x), b (podél osy y) má rovnici:

a2x2​+b2y2​=1

-4-3-2-11234-4-3-2-112340
Elipsa: x²/16 + y²/4 = 1 (a=4, b=2)

Parabola

Řez rovinou rovnoběžnou s povrchovou přímkou kužele. Množina všech bodů, které mají stejnou vzdálenost od pevného bodu (ohniska) a pevné přímky (řídicí přímky). V “kuželosečkovém” tvaru s vrcholem v počátku a osou totožnou s osou x:

y2=2px

(Jde o stejnou křivku, jakou znáte jako graf kvadratické funkce y=ax2 — jen pootočenou o 90°, s osou vodorovně místo svisle; viz Kvadratická funkce.)

12345-3-2-11230
Parabola: y²=2x (p=1)

Hyperbola

Řez rovinou, která svírá s osou kužele úhel menší než polovina vrcholového úhlu (protíná tedy obě “poloviny” dvojkužele). Množina všech bodů, jejichž rozdíl vzdáleností od dvou pevných bodů (ohnisek) je v absolutní hodnotě konstantní. Se středem v počátku má rovnici:

a2x2​−b2y2​=1

Na rozdíl od ostatních kuželoseček má hyperbola dvě samostatné větve — graf níže ukazuje jen pravou z nich (levá je jejím zrcadlovým obrazem podle osy y):

5101520-10-55100
Pravá větev hyperboly: x²/9 - y²/4 = 1 (a=3, b=2)

Příklady

1. Určete typ kuželosečky (a její parametry a, b nebo r) podle rovnice 25x2​+9y2​=1.

Výsledek: elipsa; a=5, b=3

2. Určete typ kuželosečky podle rovnice x2+y2=49.

Výsledek: kružnice; r=7

3. Určete typ kuželosečky podle rovnice 4x2​−16y2​=1.

Výsledek: hyperbola; a=2, b=4

Zdroje

KOČANDRLE, Milan, BOČEK, Leo. Matematika pro gymnázia. Analytická geometrie. Praha: Prometheus, 2005.

HUDCOVÁ, Milada, KUBIČÍKOVÁ, Libuše. Sbírka úloh z matematiky pro střední odborné školy, střední odborná učiliště a nástavbové studium. Praha: Prometheus, 2006.

Pracovní plocha

Piš sem myší, prstem nebo perem… Dva prsty posouvají a přibližují, ťuknutí dvěma prsty vrátí krok. Shift = rovná čára.

Zdroj: matematika/TY01_0130_Kuzelosecky.pptx