3.10. ПАРАБОЛЫ

Параболой называется множество точек на плоскости, для каждой из которых расстояние до данной точки (называемой фокусом ) равно расстоянию до данной прямой (называемой директрисой ).Пусть F — фокус, l — директриса параболы, р — расстояние от фокуса F до директрисы l (назовем р параметром параболы). Выведем уравнение параболы.Выберем ось 0 х так, чтобы она проходила через фокус F перпендикулярно l , а начало системы координат расположим в середине перпендикуляра, опущенного из F на l (рис. 3.25). Тогда фокус имеет координаты F (, 0), а директриса описывается уравнением.Пусть М ( х , у ) — произвольная точка параболы, тогда по определению параболы расстояние MN от М до l равно расстоянию MF от М до фокуса ( MN = MF ):

Возведя обе части этого уравнения в квадрат, получим:. После упрощения найдем:

(3.20)

- каноническое уравнение параболы.

По уравнению (3.20) исследуем свойства параболы и начертим ее. Из четности степени у в (3.20) следует, что парабола симметрична относительно оси 0 х . Парабола проходит через начало координат, так как х = 0 и у = 0 удовлетворяют уравнению (3.20). Далее, х 0 (так как р > 0), поэтому парабола лежит правее оси 0 у . В первой четверти парабола задана равенством, откуда видим, что с возрастанием х возрастает и у . Используя симметричность параболы, изображаем её (рис. 3.26).Заметим, что уравнение при отрицательном р также задает параболу, которая будет расположена слева от оси 0 у (рис. 3.27). Уравнение описывает параболу, симметричную относительно оси 0 у , лежащую выше оси 0 х при р > 0 и лежащую ниже оси 0 х при р < 0. Пример 3.10. Найти уравнение параболы, которая симметрична относительно оси 0 х , проходит через начало координат и точку М (1, — 4). Решение. Уравнение этой параболы имеет вид, надо найти только параметр р . Координаты точки М (1, — 4) удовлетворяют этому уравнению, поэтому, откуда. Получаем — уравнение искомой параболы.Рассмотрим общее уравнение второго порядка:

.

Если В = 0, С = 0 и Е 0, то

. (3.21)

Получили квадратичную функцию (квадратный трехчлен), перейдем к обычным обозначениям:. Из школьного курса математики известно, что графиком квадратного трехчлена (3.21) является парабола с вершиной в точке М 0 (,), с осью симметрии, параллельной оси 0 у (выясняется это с помощью выделения полного квадрата).