v1 · padrão canônico
Lección 25 — Cónicas: elipse, parábola, hipérbola
Las tres cónicas y sus ecuaciones canónicas. Foco-directriz, excentricidad. Aplicaciones en órbitas planetarias y antenas.
Used in: 1.º ano EM (15–16 anos) · Equiv. Math II japonês §II.4 · Equiv. Klasse 11 alemã Analytische Geometrie
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Rigorous notation, full derivation, hypotheses
Ecuaciones canónicas
Elipse
Suma de las distancias a 2 focos es constante:
Donde . Focos en con . Eje mayor , menor . Excentricidad . Cuando , es círculo.
Parábola
Distancia al foco distancia a la directriz:
Foco en , directriz .
Hipérbola
Diferencia de las distancias a 2 focos es constante:
Focos en con . Excentricidad . Asíntotas .
Tabla de las tres cónicas
| Cónica | Ecuación canónica | Excentricidad | Foco(s) | Definición |
|---|---|---|---|---|
| Círculo | centro | dist. al centro | ||
| Elipse | ||||
| Parábola | dist. a la directriz | |||
| Hipérbola |
Forma general de cónica
Discriminante :
- : elipse (o círculo si ).
- : parábola.
- : hipérbola.
Exercise list
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Application 20Modeling 12Challenge 2Proof 1
- Ex. 25.1ApplicationIdentifica la cónica: . (Resp.: elipse.)
- Ex. 25.2ApplicationVértices de la elipse . (Resp.: y .)
- Ex. 25.3ApplicationAnswer keyExcentricidad de la elipse . (Resp.: .)
- Ex. 25.4ApplicationFoco de la parábola . (Resp.: .)
- Ex. 25.5ApplicationDirectriz de .
- Ex. 25.6ApplicationAsíntotas de . (Resp.: .)
- Ex. 25.7ApplicationIdentifica: .
- Ex. 25.8ApplicationEcuación de la elipse con vértices y foco .
- Ex. 25.9ApplicationEcuación de la parábola con vértice en el origen y foco en .
- Ex. 25.10ApplicationEcuación de la hipérbola con vértices y foco .
- Ex. 25.11ApplicationLa elipse : ¿vértices? (Resp.: .)
- Ex. 25.12ApplicationEsboza y marca foco y directriz.
- Ex. 25.13ApplicationAnswer key: ¿qué cónica? (Resp.: círculo .)
- Ex. 25.14ApplicationAnswer keyLa elipse tiene su eje mayor ¿en qué dirección? (Resp.: vertical.)
- Ex. 25.15ApplicationAnswer keyLongitud del eje mayor de la elipse . (Resp.: 10.)
- Ex. 25.16ApplicationVerifica si está sobre la elipse .
- Ex. 25.17ApplicationAnswer key¿Para qué se cumple: tiene excentricidad ? (Resp.: .)
- Ex. 25.18ApplicationLa parábola corta en ¿qué puntos? (Resp.: .)
- Ex. 25.19ApplicationAnswer keyHipérbola : vértices, focos, asíntotas.
- Ex. 25.20ApplicationEsboza .
- Ex. 25.21ModelingÓrbita de la Tierra: semieje mayor km, . ¿Distancia máxima Sol-Tierra (afelio)?
- Ex. 25.22ModelingAnswer keyAntena parabólica de TV satélite: profundidad 30 cm, abertura 60 cm. ¿Dónde está el foco?
- Ex. 25.23ModelingTrayectoria balística: . Forma parabólica: ¿vértice (alcance máximo)?
- Ex. 25.24ModelingEl cometa Halley tiene órbita elíptica con excentricidad . Casi parabólica: explícalo.
- Ex. 25.25ModelingPista de skate de forma elíptica: 20 m × 12 m. Ecuación de la elipse.
- Ex. 25.26ModelingTelescopio reflector: foco a 2 m del espejo parabólico. Ecuación : ¿abertura para 1 m de diámetro?
- Ex. 25.27ModelingCalentador parabólico de cocina: foco en rayo infrarrojo. Distancia foco-vértice 15 cm. Ecuación.
- Ex. 25.28ModelingLORAN (precursor del GPS) usa hipérbolas. Conceptualmente: ¿por qué 2 receptores definen 1 hipérbola?
- Ex. 25.29ModelingEl Capitolio de EE. UU. tiene techo elíptico: un susurro en un foco se oye en el otro. Para una cámara de , ¿distancia entre focos?
- Ex. 25.30ModelingLa sonda Voyager 1 pasó por Júpiter en trayectoria hiperbólica. ¿Qué importancia tiene para el swing-by?
- Ex. 25.31ModelingEn optimización, los contornos de son elipses concéntricas. ¿Dirección del gradiente?
- Ex. 25.32ModelingPremio Nobel de Física 2019 (nobelprize.org): exoplanetas en órbitas elípticas alrededor de otras estrellas. ¿Excentricidad típica?
- Ex. 25.33ChallengeReflexión en una elipse: el rayo del foco 1 llega al foco 2. Úsalo para diseñar una "cámara de susurros".
- Ex. 25.34ChallengeEn una cónica general , el discriminante clasifica: elipse, parábola, hipérbola. Verifícalo para los casos canónicos.
- Ex. 25.35ProofAnswer keyDemuestra la ecuación canónica de la elipse a partir de la definición .
Fuentes
- Algebra and Trigonometry — Jay Abramson et al. (OpenStax) · 2022, 2.ª ed. · EN · CC-BY · §10.1-10.4: cónicas. Fuente primaria.
- Precalculus / College Algebra / Trigonometry — Stitz, Zeager · 2013, v3 · EN · CC-BY-NC-SA · §7: cónicas.
- University Physics (Volume 1) — OpenStax · 2016 · EN · CC-BY · cap. 13: gravitación y órbitas. Fuente del bloque B.
- Premio Nobel de Física 2019 — Mayor, Queloz, Peebles · descubrimiento de exoplanetas y cosmología.