初中直观 · 高中论证拓展 · 解析几何 · 双曲线

到两点的距离差固定,会留下什么轨迹?

a=1,焦点±c,c>a;P=(a cosh u,b sinh u),b=√(c²−a²),显示右支。沿双曲线移动P,分别量到两个焦点的距离。

问题的来处古希腊圆锥曲线 · 双曲线

双曲线双焦点:问题从哪里来?

阿波罗尼奥斯的圆锥曲线传统把椭圆、抛物线与双曲线放在一起研究。距离差固定的轨迹后来也出现在双曲定位与到达时间差测量中。

读一段背景,带着问题动手

阿波罗尼奥斯的圆锥曲线传统把椭圆、抛物线与双曲线放在一起研究。距离差固定的轨迹后来也出现在双曲定位与到达时间差测量中。

本页保留两个焦点,量出距离差。双曲线有两支,绝对差和带符号的差要分清,不能用椭圆的距离和替代。

现在,换你来试沿双曲线移动P,分别量到两个焦点的距离。 固定其他条件,亲手将曲线参数u分别设为-0.8和0.8,各核验一次;距离在变,距离差为什么不变?

双曲线双焦点

M18 / 解析几何
今天的问题

距离在变,距离差为什么不变?

独立探索要做什么?

沿双曲线移动P,分别量到两个焦点的距离。 固定其他条件,亲手将曲线参数u分别设为-0.8和0.8,各核验一次;距离在变,距离差为什么不变?

装置 · 尺寸示意,量值见读数看证据图 ↓
先看一次,再亲手试

从1.5到-1.5 逐步改变曲线参数u;这是条件比较,不是物理时间。暂停后可亲手调整。

尚未开始;也可直接使用装置旁的参数控件。
青线:双曲线金点:两焦点金线:到焦点距离
看这里 · 两焦距绝对差2

两焦距绝对差固定2;双曲线两支在定义中的距离差符号相反。

本题是平面数学构造。三维将同一构造放入空间,便于换角度看;证明仍依据二维关系。

两焦距绝对差
2
到左焦点
3.0297
到右焦点
1.0297

两焦距绝对差固定2;双曲线两支在定义中的距离差符号相反。

证据图 参考解随题设重算 · 不计个人完成

本实验以装置几何与上方读数作为证据。

换个条件,再想一步

改变焦点间距,距离差还能保持2a吗?

先预测,再观察。反例不会替你完成独立任务。

留下两组证据

仅当前页保留最近两组,刷新清除;第三组替换最早一组。保存模型条件与单位;恢复后重算,不恢复任务完成资格。

先留一组,再改变一个条件。

从观察到解释

把证据带回纸上

展开关系与推导

|PF₁−PF₂|=2a;x²/a²−y²/b²=1。

固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。

先预测,再用证据解释

把这次发现,留给下次的自己

距离在变,距离差为什么不变?

换个条件,再试一次

改变焦点间距,距离差还能保持2a吗?

看哪里?

本题是平面数学构造。三维将同一构造放入空间,便于换角度看;证明仍依据二维关系。

回到装置再试 ↑

仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。

尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。

先修与两种探索深度

先认识解析几何 · 双曲线涉及的量与单位:曲线参数u(无量纲)、半焦距c(无量纲)。初中直观 · 高中论证拓展为内容层次提示,未核对具体教材。

先看现象:沿双曲线移动P,分别量到两个焦点的距离。

再做定量:保持其他条件,比较曲线参数u与两焦距绝对差(无量纲),再对照下方关系。

模型、来源与核验边界

|PF₁−PF₂|=2a;x²/a²−y²/b²=1。

对照核验提示:下半支:曲线参数u -0.8 ;上半支:只改变曲线参数u 0.8 。按这些题设自己操作并比较两焦距绝对差,不把参考情景当个人完成。

适用范围:两焦距绝对差固定2;双曲线两支在定义中的距离差符号相反。

Wolfram MathWorld · 相关词条(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗

本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。