Parabola i... koleżanki

Data ostatniej modyfikacji:
2010-05-20
Autor: 
Krzysztof Omiljanowski
pracownik IM UWr.
Poziom edukacyjny: 
gimnazjum
szkoła średnia z maturą
szkoła profilowana zawodowa
szkoła wyższa
Dział matematyki: 
geometria syntetyczna
Wszystkie rysunki w tym tekście są dynamiczne:
można przesuwać niektóre punkty lub powiększać/zmniejszać obrazki (kółkiem myszki).
Rysunki utworzone są za pomocą programu C.a.R. Dziękujemy Rene Grothmannowi.
W przypadku, gdy któreś z rysunków nie wyświetlą się, należy 'odświeżyć stronę'. Cierpliwości!

 

Na poniższych rysunkach przypominamy, jakie warunki opisują krzywe: parabolę, elipsę i hiperbolę.
(Punkt X jest zależny od punktu X', zmieniaj położenie X'.)

 

 

W przypadku paraboli symbol odl oznacza odległość punktu od prostej.
Niech ten sam symbol odl(X, A) oznacza ogólnie odległość punktu od figury.
Wtedy o tych samych równaniach można myśleć w szerszym sensie. Zobaczmy.

Oznaczenia. 
Dla figur A, B i liczby c przyjmijmy następujące oznaczenia:

   Par( A, B )   =   figura złożona z takich punktów X, że  odl(A, X)  =  odl(X, B) ,
   Eli( A, B, c )   =   figura złożona z takich punktów X, że  odl(A, X)  +  odl(X, B)  =  c ,
   Hip( A, B, c )   =   figura złożona z takich punktów X, że  odl(A, X)  -  odl(X, B)  =  c .

 
Niemal nic nie trzeba wiedzieć - poza własnościami odległości - by zobaczyć, że zachodzą poniższe wzory:
 
            Par( B, A )   =   Par( A, B ) ,
            Eli( B, A, c )   =   Eli( A, B, c ) ,
            Hip( B, A, c )   =   Hip( A, B, - c ) ,
            Hip( A, B, 0 )   =   Par( A, B ) ,
            jeśli  A = B , to  Par( A, B )   =   wszystko (cała płaszczyzna),
            Eli( A, B, 0 )   =   część wspólna figur A i B (dla figur domkniętych).

 

Zajmijmy się jednak geometrią.

Problem P 
Wyznacz kształt figury Par(A, B), w zależności od A, B, gdzie A, B jest parą figur z kolekcji wszystkich punktów, prostych i okręgów.

Dla niektórych par A, B bardzo łatwo podać odpowiedź, np. gdy A, B są prostymi równoległymi, to Par(A, B) jest prostą równoległą do nich, leżącą w połowie odległości między nimi.
Gdy proste A, B przecinają się, to Par(A, B) jest sumą dwusiecznych kątów, jakie tworzą te proste.

Ciekawsze przypadki (bo trudniejsze) są opisane poniżej.
Przykładowe rozwiązania podajemy w podpunktach a) i b). Podaj sam rozwiązania pozostałych.

 

a)  okrąg, punkt b)  okrąg, punkt
c)  dwa okręgi d)  dwa okręgi
e)  dwa okręgi f*)  prosta i okrąg

 

 

Bardzo podobne rozwiązania mają poniższe problemy. Najciekawsze (bo najtrudniejsze) są przypadki prosta - okrąg. Sprawdź.

Problem E 
Wyznacz kształt figury Eli(A, B, c), w zależności od A, B, c, gdzie A, B jest parą figur z kolekcji wszystkich punktów, prostych i okręgów, a c jest liczbą dodatnią.

Problem H 
Wyznacz kształt figury Hip(A, B, c), w zależności od A, B, c, gdzie A, B jest parą figur z kolekcji wszystkich punktów, prostych i okręgów, a c jest liczbą.

 

 

Powrót na górę strony