Cho hình chữ nhật ABCD với bốn đỉnh A(–4; 3), B(4; 3), C(4; –3), D(–4; –3)

Giải Chuyên đề Toán 10 Cánh diều Bài 4: Ba đường conic

Bài 1 trang 66 Chuyên đề Toán 10:

Cho hình chữ nhật ABCD với bốn đỉnh A(–4; 3), B(4; 3), C(4; –3), D(–4; –3).

a) Viết phương trình chính tắc của elip nhận ABCD là hình chữ nhật cơ sở. Vẽ elip đó.

b) Viết phương trình chính tắc của hypebol nhận ABCD là hình chữ nhật cơ sở. Vẽ hypebol đó.

Lời giải:

Gọi M, N lần lượt là trung điểm của AB, BC.

Toạ độ của M là

$$\begin{gathered} \left(x_M;y_M\right)=\left(\frac{x_A+x_B}{2};\frac{y_A+y_B}{2}\right) \\ =\left(\frac{-4+4}{2};\frac{3+3}{2}\right)=\left(0;3\right). \end{gathered}$$

Toạ độ của N là 

$$\begin{gathered} \left(x_N;y_N\right)=\left(\frac{x_B+x_C}{2};\frac{y_B+y_C}{2}\right) \\ =\left(\frac{4+4}{2};\frac{3+\left(-3\right)}{2}\right)=\left(4;0\right). \end{gathered}$$

a) Gọi phương trình chính tắc của elip cần tìm là $\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$ (a > b > 0).

Vì ABCD là hình chữ nhật cơ sở của elip nên M, N là hai đỉnh của elip.

Lại có: M(0; 3) $\Rightarrow$ b = 3, N(4; 0) $\Rightarrow$ a = 4.

Vậy phương trình chính tắc của elip cần tìm là $\frac{x^2}{16}+\frac{y^2}{9}=1.$ 

+) Vẽ elip:

Ta thấy a = 4, b = 3. Toạ độ các đỉnh của elip là (–4; 0), (5; 0), (0; – 3), (0; 3).

Bước 1. Vẽ hình chữ nhật cơ sở có bốn cạnh thuộc bốn đường thẳng x = –4, x = 4, y = –3, y = 3.

Bước 2. Tìm một số điểm cụ thể thuộc elip, chẳng hạn ta thấy điểm $X\left(\frac{12}{5};\frac{12}{5}\right)$ và điểm $Y\left(\frac{16}{5};\frac{9}{5}\right)$ thuộc (E). Do đó các điểm $X_1\left(\frac{12}{5};-\frac{12}{5}\right),$ $X_2\left(-\frac{12}{5};\frac{12}{5}\right),$$X_3\left(-\frac{12}{5};-\frac{12}{5}\right)$, $Y_1\left(\frac{16}{5};-\frac{9}{5}\right),$ $Y_2\left(-\frac{16}{5};\frac{9}{5}\right),$$Y_3\left(-\frac{16}{5};-\frac{9}{5}\right)$ cũng thuộc $\left(E\right)$.

Bước 3. Vẽ đường elip (E) đi qua các điểm cụ thể trên, nằm ở phía trong hình chữ nhật cơ sở và tiếp xúc với các cạnh của hình chữ nhật cơ sở tại bốn đỉnh của (E) là
(–4; 0), (4; 0), (0; –3), (0; 3).

b)

Gọi phương trình chính tắc của hypebol cần tìm là $\frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}=1$ (a > 0, b > 0).

Vì M(0; 3) và N(4;0) là trung điểm các cạnh của hình chữ nhật cơ sở nên a = 4, b = 3.

Vậy phương trình chính tắc của hypebol cần tìm là $\frac{x^2}{16}-\frac{y^2}{9}=1$ 

+) Vẽ hypebol:

Ta thấy a = 4, b = 3. (H) có các đỉnh là (–4; 0), (4; 0).

Bước 1. Vẽ hình chữ nhật cơ sở có bốn cạnh thuộc bốn đường thẳng x = –4, x = 4, y = –3, y = 3.

Bước 2. Vẽ hai đường chéo của hình chữ nhật cơ sở.

Tim một số điểm cụ thể thuộc hypebol, chẳng hạn ta thấy điểm $X\left(\frac{20}{3};4\right)$ thuộc (H). Do đó các điểm $X_1\left(\frac{20}{3};-4\right),X_2\left(-\frac{20}{3};4\right),X_3\left(-\frac{20}{3};-4\right)$ thuộc (H).

Bước 3. Vẽ đường hypebol bên ngoài hình chữ nhật cơ sở; nhánh bên trái tiếp xúc với cạnh của hình chữ nhật cơ sở tại điểm (–4; 0) và đi qua X₂, X₃; nhánh bên phải tiếp xúc với cạnh của hình chữ nhật cơ sở tại điểm (4; 0) và đi qua X, X₁. Vẽ các điểm thuộc hypebol càng xa gốc toạ độ thì càng sát với đường tiệm cận. Hypebol nhận gốc toạ độ là tâm đối xứng và hai trục toạ độ là hai trục đối xứng.

Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề Toán lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Hoạt động trang 60 Chuyên đề Toán 10: Quan sát Hình 22a, Hình 22b, Hình 22c và nêu tỉ số khoảng cách từ một điểm M...

Bài 2 trang 67 Chuyên đề Toán 10: Các đường conic có phương trình như sau là đường elip hay hypebol? Tìm độ dài các trục...

Bài 3 trang 67 Chuyên đề Toán 10: Cho parabol có phương trình chính tắc y² = 2x. Tìm tiêu điểm, phương trình đường chuẩn...

Bài 4 trang 67 Chuyên đề Toán 10: Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho đường thẳng Δ: x = –5 và điểm F(–4; 0)...

Bài 5 trang 67 Chuyên đề Toán 10: Vệ tinh nhân tạo đầu tiên được Liên Xô (cũ) phóng từ Trái Đất năm 1957...

Bài 6 trang 67 Chuyên đề Toán 10: Sao Diêm Vương chuyển động xung quanh Mặt Trời theo quỹ đạo là một đường elip...

Bài 7 trang 67 Chuyên đề Toán 10: Cho đường thẳng Δ và điểm O sao cho khoảng cách từ O đến Δ là OH = 1 (Hình 39)...

Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề Toán lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài 1: Phương pháp quy nạp toán học

Bài 2: Nhị thức newton

Bài 1: Elip

Bài 2: Hypebol

Bài 3: Parabol