Mathematik verstehen 7, Schulbuch

105 5 . 2 Die hyperbel 5 . 2 Die hyperbel Definition der hyperbel Eine hyperbel ist ähnlich definiert wie eine Ellipse, nur betrachtet man anstelle der Summe der Abstände ​ _ FX​und ​ _ F’X​deren Differenz. Eine hyperbel besteht aus zwei Ästen. ƒƒFür alle Punkte X auf dem linken Ast ist ​ _ FX​– ​ _ F’X​konstant (= 2a < ​ _ FF’​). ƒƒFür alle Punkte X auf dem rechten Ast ist ​ _ F’X​– ​ _ FX​konstant (= 2a < ​ _ FF’​). Für jeden Punkt X auf einem der beiden Äste ist ​ † ​ _ FX​– ​ _ F’X​ †​konstant (= 2a < ​ _ FF’​). Definition Eine hyperbel hyp ist die Menge aller Punkte einer Ebene, für die der Unterschied (Betrag der Differenz) der Abstände von zwei gegebenen Punkten F und F’ konstant (= 2a < ​ _ FF’)​ ist. hyp = {X * ​ℝ​ 2 ​‡ †​ _ FX​– ​ _ F’X​ † = 2a} Konstruktion einer hyperbel mit zirkel und lineal Eine hyperbel hyp = {X * ​ ℝ​ 2 ​‡ ​ † ​ _ FX​– ​ _ F’X​ †​= 2a} kann man so konstruieren: ƒƒZeichne die Punkte F und F’! ƒƒZeichne eine hilfsstrecke Uv der Länge 2a! ƒƒWähle auf der verlängerung dieser Strecke einen Punkt T (nicht zu nahe an v)! Man erhält zwei Strecken vT und UT mit den Längen d und 2a + d. ƒƒSchlage diese beiden Längen jeweils von F und von F’ aus mit dem Zirkel ab! Man erhält vier Schnittpunkte X, X’, Y, Y’. Für jeden dieser Schnittpunkte ist der Betrag der Differenz der Abstände von F und F’ gleich ​ † (2a + d) – d †​= 2a. Diese vier Punkte liegen also auf der hyperbel. ƒƒKonstruiere für andere Lagen des Teilungspunkte T analog weitere hyperbelpunkte! Bezeichnungen bei einer hyperbel Wir bezeichnen den Mittelpunkt der Strecke FF’ mit M und setzen ​ _ MF​= ​ _ MF’​= e. Die Punkte auf der Geraden FF’, die von M den Abstand a haben, bezeichnen wir mit A und A’. Die Punkte auf der Normalen zu FF’ durch M, die sowohl von A als auch von A’ den Abstand e haben, bezeichnen wir mit B und B’. Schließlich setzen wir ​ _ MB​= ​ _ MB’​= b. Die Punkte A und A’ liegen auf der hyperbel, denn es gilt: ​ † ​ _ FA​– ​ _ F’A​ † ​ = ​ † (e – a) – (e + a) †​= ​ † – 2a †​= 2a ​ † ​ _ FA’​– ​ _ F’A’​ †​= ​ † (e + a) – (e – a) †​= ​ † 2a † ​ = 2a Die Punkte B und B’ liegen nicht auf der hyperbel, denn es gilt: ​ † ​ _ FB​– ​ _ F’​B​ †​= 0 ≠ 2a und ​ † ​ _ FB’​– ​ _ F​ ’​B’​ †​= 0 ≠ 2a L y x F' F X X L Ó applet 442k9y v T X y X' y' F' A' M A F d 2a + d U d 2a 2a + d L a a e e F' F X x y v u B b b B' A' M A e Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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