双曲线Hyperbola
到两焦点距离之差恒定的双支圆锥曲线,永远贴近它的渐近线。
调节参数
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公式与关键数值
- 直角坐标方程
- 渐近线
- 焦点
- 离心率图中 ≈ 1.329
a 是中心到顶点的距离,b 决定渐近线斜率,c 是中心到焦点的距离。
01 · 定义
什么是双曲线?
双曲线是离心率大于 1 的圆锥曲线:到两焦点距离之差恒为 2a 的点的集合。与椭圆不同,它分成两支;与其他圆锥曲线不同,它自带一对参考线——渐近线 y = ±(b/a)x,曲线无限逼近却永不触碰。
"距离差恒定"正是信号到达时间差所测量的量,因此在 GPS 之前,双曲线是 LORAN 无线电导航的数学基础。同一条曲线还以多种面目出现:y = 1/x 是旋转后的等轴双曲线,日晷针尖影子一天扫过的轨迹是双曲线,电厂冷却塔的侧影也是双曲线。
02 · 性质
关键性质
- 焦点位于 (±c, 0),其中 c² = a² + b²;离心率 e = c/a > 1。
- 到两焦点距离之差恒定:|r₁ − r₂| = 2a。
- 渐近线为 y = ±(b/a)x;a = b 时为等轴双曲线(y = 1/x 旋转 45°)。
- 反射性质:射向一个焦点的光线反射后指向另一个焦点。
- 共轭双曲线交换两条轴的角色。
03 · 问答
关于双曲线的常见问题
- 双曲线的方程是什么?
- 直角坐标方程:(x^2)/(a^2) - (y^2)/(b^2) = 1。a 是中心到顶点的距离,b 决定渐近线斜率,c 是中心到焦点的距离。
04 · 实验
交互实验
05 · 继续探索