Home
Education
Classroom
Knowledge
Blog
TV
ธรรมะ
กิจกรรม
โครงการทรูปลูกปัญญา

ไฮเพอร์โบลา

Posted By Plookpedia | 10 ก.ค. 60
11,985 Views

  Favorite

 

ไฮเพอร์โบลา (Hyperbola)

 

มีจุดคงที่หรือจุดโฟกัสสองจุดเช่นเดียวกับวงรี ถ้าเราให้จุดๆ หนึ่งเคลื่อนที่ไปโดยมีผลต่างของระยะทางระหว่างจุดที่เคลื่อนที่ และ จุดคงที่ทั้งสองมีค่าคงที่แล้ว จุดที่เคลื่อนที่ไปนั้นจะขีดรอยเส้นโค้งขึ้นซึ่งเรียกว่า เส้นโค้งไฮเพอร์โบลา และ จะมีเส้นโค้งเช่นนี้ถึงสองส่วนโดยไม่ติดต่อกันเลย 

 

 

 

ตามรูป F และ F' เป็นจุดคงที่สองจุด P เป็นจุดที่กำลังเคลื่อนที่โดยมี คุณสมบัติว่า PF'- PF = ค่าคงที่ = K ทางเดินของจุด P จะเป็นส่วนหนึ่งของเส้นโค้งไฮเพอร์โบลา แต่ถ้าเราให้ P' เป็นจุดที่กำลังเคลื่อนที่โดยมีคุณสมบัติว่า P'F - P'F' = ค่าคงที่ = K ทางเดินของจุด P ก็จะเป็นอีกส่วนหนึ่งของไฮเพอร์โบลาเดียวกัน

ถ้าลากเส้นตรงผ่าน F และ F' เส้นตรงนี้จะตัดส่วนทั้งสองของเส้นโค้ง ไฮเพอร์โบลาที่ A และ A' ซึ่งเราเรียกว่าจุดยอดของเส้นโค้ง เนื่องด้วย A และ A' ต่างก็อยู่บนเส้นโค้ง ดังนั้น AF'- AF = K = A'F - A'F'
จุด A และ A' ต่างก็เป็นจุดที่ และ AF = A'F' ดังนั้น K = AA' เท่ากับระยะห่างระหว่างจุดยอดทั้งสองของไฮเพอร์โบลา แสดงว่าผลต่างของระยะทางจากจุดโฟกัสไปยังจุดบนไฮเพอร์โบลานั้น เท่ากับระยะห่างระหว่างจุดยอดทั้งสองของไฮเพอร์โบลา

เราอาจจะเขียนเส้นโค้งไฮเพอร์โบลาด้วยไม้บรรทัด เส้นด้าย และ ดินสอ ดังนี้ กำหนดจุดคงที่ F และ F' ไว้บนกระดาษ ใช้เส้นด้ายที่มีความยาวน้อยกว่า ความยาวของไม้บรรทัด และ ให้ผลต่างของความยาวของไม้บรรทัด และ เส้นด้ายน้อยกว่าระยะทาง ระหว่าง F และ F' พอสมควร ใช้หมุดตรึงปลายข้างหนึ่งของไม้บรรทัดไว้ที่จุด F' ผูกปลายหนึ่งของเส้นด้ายไว้ที่จุด F และ ผูกอีกปลายหนึ่งไว้ที่ปลายอีกข้างหนึ่ง (ในรูปคือจุด B) ใช้ปลายดินสอดึงเส้นด้ายให้ตึง โดยให้เส้นด้ายส่วนหนึ่ง อยู่ในแนวของไม้บรรทัดที่ค่อยๆ หมุนไป ปลายดินสอก็จะขีดรอยเส้นโค้งไฮเพอร์โบลาส่วนหนึ่งซึ่งอยู่เหนือเส้น FF' การเขียนส่วนโค้งส่วนที่อยู่ใต้ FF' ก็เพียงแต่วางไม้บรรทัดตามเส้นประ (ดังในรูป)

 

 

 

การเขียนส่วนที่สองของเส้นโค้งก็เปลี่ยนเอาปลายไม้บรรทัดอีกปลายหนึ่งให้หมุนรอบจุด F เอาเส้นด้ายผูกปลายไว้ที่ C และ F' และ กระทำเช่นเดียวกันก็จะได้เส้นโค้งส่วนที่สอง

 

 

 

จากรูป PF' - PF = (PF'+ PB) - (PF + PB)
                            = CB - (PF + PB)
                            = ความยาวของไม้บรรทัดความยาวของด้าย 
                            = ความยาวคงที่จำนวนหนึ่ง 
                            = ระยะทางระหว่าง A และ A'

สมการทั่วไปของเส้นโค้งไฮเพอร์โบลามีแบบเป็น  x^2/a^2 - y^2/b^2 = 1 

ถ้าสังเกตให้ดีจะเห็นว่ามีเส้นตรงสองเส้น ลากผ่านจุดกึ่งกลางของ FF' เส้นตรงสองเส้นนี้ จะไปพบเส้นโค้งไฮเพอร์โบลา ที่ระยะอนันต์ เส้นทั้งสองนี้มีลักษณะคล้ายเป็นกรอบของเส้นโค้ง
 
 

 

กราฟของสมการ xy = 1 ก็เป็นไฮเพอร์โบลาอีกแบบหนึ่ง ซึ่งมีแกน x และ แกน y เป็นเส้นกรอบ และ มีเส้นที่ทำมุม 45 องศา กับแกน x เป็นแกนของรูป 
เส้นโค้งทั้งสี่ชนิดที่กล่าวมานี้คือ วงกลม วงรี พาราโบลา และ ไฮเพอร์โบลา เป็นเส้นโค้งที่ได้จากการตัดรูปกรวยมีฐานเป็นวงกลมด้วยพื้นราบ ในลักษณะต่างๆ กันดังนี้
 
 

 

ถ้าตัดด้วยพื้นราบซึ่งขนานกับฐานจะได้รอยตัดเป็น วงกลม แต่ถ้าให้พื้นราบเอียงทำมุมพอสมควรกับฐานจะได้ วงรี เมื่อพื้นราบเอียงจนขนานกับเส้นที่ลาก จากจุดยอดของกรวยไปยังฐาน จะได้รอยตัดเป็นรูป พาราโบลา แต่ถ้าผ่ากรวยออกเป็นสองส่วนเท่าๆ กันโดยผ่านจุดยอดจะได้ เส้นตรงคู่ ถ้าใช้กรวยขนาดเท่ากันสองกรวยวางให้จุดยอดต่อกัน (ดังรูป) แล้วตัดด้วยพื้นราบ ซึ่งตั้งได้ฉากกับฐานของกรวยจะได้รอยตัดเป็นรูป ไฮเพอร์โบลา สองส่วนอยู่บนกรวยแต่ละส่วนเราจึงถือว่า วงกลม วงรี พาราโบลา ไฮเพอร์โบลา และ เส้นตรงคู่ เป็นเส้นโค้งจากภาคตัดของกรวย (conic sections)
เว็บไซต์ทรูปลูกปัญญาดอทคอมเป็นเพียงผู้ให้บริการพื้นที่เผยแพร่ความรู้เพื่อประโยชน์ของสังคม ข้อความและรูปภาพที่ปรากฏในบทความเป็นการเผยแพร่โดยผู้ใช้งาน หากพบเห็นข้อความและรูปภาพที่ไม่เหมาะสมหรือละเมิดลิขสิทธิ์ กรุณาแจ้งผู้ดูแลระบบเพื่อดำเนินการต่อไป
Tags
  • Posted By
  • Plookpedia
  • 15 Followers
  • Follow