Hyperbola
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/85/Hyperbola_%28PSF%29.png/220px-Hyperbola_%28PSF%29.png)
Hyperbola je rovinná křivka, kuželosečka s výstředností větší než 1. Lze ji také definovat jako množinu všech bodů v rovině o daném rozdílu vzdáleností od dvou pevných ohnisek.
Hyperbola také tvoří graf funkce v kartézské soustavě souřadnic.
Tvar hyperboly má dráha tělesa v poli centrální síly (gravitační nebo elektrické pole vytvořené tělesem, které lze aproximovat bodem – tuto aproximaci lze beze ztráty přesnosti udělat pro všechna sféricky symetrická tělesa pro prostor mimo jejich vnitřek), pokud je rychlost tohoto tělesa vyšší, než je úniková rychlost.
Matematická vyjádření
Implicitní vyjádření
Množina všech bodů X v rovině, které mají od dvou různých ohnisek a konstantní (neměnnou) absolutní hodnotu rozdílu vzdáleností.
Kartézský souřadnicový systém
Standardní popis hyperboly:
S[m, n] – Střed hyperboly o souřadnicích m, n
F1, F2 – ohniska hyperboly
A, B – vrcholy hyperboly
o1 – hlavní osa hyperboly
o2 – vedlejší osa hyperboly
p1, p2 – asymptoty hyperboly
– délka hlavní poloosy
– délka vedlejší poloosy
excentricita
– délka hlavní osy
– délka vedlejší osy
X[x, y] – libovolný bod náležící hyperbole
Pokud , pak dostáváme rovnici rovnoosé hyperboly.
Charakteristické rovnice hyperboly dle jejího umístění
- Hlavní osa hyperboly rovnoběžná s osou
- Hlavní osa hyperboly rovnoběžná s osou
- Asymptoty rovnoběžné s osami a
- Středová rovnice:
- Obecná rovnice:
- Rovnice asymptot:
Převedení obecné rovnice na středovou
Uspořádáme členy v rovnici.
Z prvních dvou členů vytkneme dvojku (koeficient) a doplníme je na druhou mocninu dvojčlenu. To samé provedeme i u následujících dvou členů, s tím rozdílem, že vytkneme minus.
Dále upravujeme rovnici tak, aby odpovídala středovému tvaru.
Z výsledné rovnice snadno zjistíme vlastnosti hyperboly.
Jedná se o hyperbolu, jejíž hlavní osa je rovnoběžná s osou .
, , , , ,
Vzájemná poloha hyperboly a přímky
Řešíme soustavu rovnic hyperboly a přímky. Jestliže vyjde lineární rovnice, která popisuje přímku rovnoběžnou s jednou z asymptot – přímka je sečnou hyperboly s jedním průsečíkem. Pakliže lineární rovnice nemá žádné řešení – přímka není sečna. Pokud vyjde kvadratická rovnice a diskriminant je:
- D > 0 dvě řešení – přímka je sečna se dvěma průsečíky
- D = 0 jedno řešení – tečna s bodem dotyku
- D < 0 žádné řešení – přímka je nesečna
Vzájemná poloha hyperboly a bodu
Jestliže převedeme všechny členy rovnice hyperboly na levou stranu (anulujeme rovnici) a dosadíme souřadnice bodu, pak bude platit:
- výsledná hodnota = 0 bod náleží hyperbole
- výsledná hodnota < 0 bod se nachází ve vnější rovině hyperboly
- výsledná hodnota > 0 bod se nachází ve vnitřní rovině hyperboly
Polární souřadnicový systém
Pro hyperbolu se středem S umístěným v počátku platí rovnice:
Pro hyperbolu s ohniskem F umístěným v počátku platí rovnice:
Literatura
- Karel Rektorys a kolektiv: Přehled užité matematiky I, Prometheus, Praha 1995, ISBN 80-85849-92-5, str. 102–103, 118–121 a 179–181
- Šárka Voráčová a kolektiv: Atlas geometrie – Geometrie krásná a užitečná, Academia, Praha 2012, ISBN 978-80-200-1575-4, str. 116–117
Související články
- Geometrický útvar
- Křivka
- Parabola (matematika)
- Elipsa
- Kružnice
- Mocninná křivka
Externí odkazy
Obrázky, zvuky či videa k tématu hyperbola na Wikimedia Commons
- Vyčerpávající popis hyperboly
Média použitá na této stránce
Popis hyperboly v kartézském souřadnicovém systému.
Hyperbola