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25강 — 원뿔곡선: 타원, 포물선, 쌍곡선

세 가지 원뿔곡선과 표준방정식. 초점-준선, 이심률. 행성 궤도와 안테나에서의 응용.

Used in: 1.º ano EM (15–16 anos) · Equiv. Math II japonês §II.4 · Equiv. Klasse 11 alemã Analytische Geometrie

x2a2+y2b2=1,y2=4px,x2a2y2b2=1\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1, \qquad y^2 = 4px, \qquad \frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1
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Rigorous notation, full derivation, hypotheses

표준방정식

타원

2개의 초점까지의 거리의 합이 일정: x2a2+y2b2=1\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1

여기서 a>b>0a > b > 0. 초점은 (±c,0)(\pm c, 0), c=a2b2c = \sqrt{a^2 - b^2}. 장축 =2a= 2a, 단축 =2b= 2b. 이심률 e=c/a[0,1)e = c/a \in [0, 1). a=ba = b일 때, 원이다.

포물선

초점까지의 거리 == 준선까지의 거리: y2=4pxy^2 = 4px

초점은 (p,0)(p, 0), 준선은 x=px = -p.

쌍곡선

2개의 초점까지의 거리의 차가 일정: x2a2y2b2=1\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1

초점은 (±c,0)(\pm c, 0), c=a2+b2c = \sqrt{a^2 + b^2}. 이심률 e=c/a>1e = c/a > 1. 점근선 y=±(b/a)xy = \pm (b/a) x.

Exercise list

30 exercises · 7 with worked solution (25%)

Application 20Modeling 8Challenge 2
  1. Ex. 25.1Application
    원뿔곡선 식별: x2/9+y2/4=1x^2/9 + y^2/4 = 1.
  2. Ex. 25.2Application
    타원 x2/25+y2/16=1x^2/25 + y^2/16 = 1의 꼭짓점.
  3. Ex. 25.3Application
    타원 x2/25+y2/9=1x^2/25 + y^2/9 = 1의 이심률.
  4. Ex. 25.4ApplicationAnswer key
    포물선 y2=8xy^2 = 8x의 초점.
  5. Ex. 25.5ApplicationAnswer key
    y2=12xy^2 = 12x의 준선.
  6. Ex. 25.6Application
    x2/4y2/9=1x^2/4 - y^2/9 = 1의 점근선.
  7. Ex. 25.7Application
    식별: x2/16y2/9=1x^2/16 - y^2/9 = 1.
  8. Ex. 25.8Application
    꼭짓점 (±5,0)(\pm 5, 0), 초점 (±3,0)(\pm 3, 0)인 타원의 방정식.
  9. Ex. 25.9Application
    꼭짓점이 원점, 초점이 (2,0)(2, 0)인 포물선의 방정식.
  10. Ex. 25.10ApplicationAnswer key
    꼭짓점 (±4,0)(\pm 4, 0), 초점 (±5,0)(\pm 5, 0)인 쌍곡선의 방정식.
  11. Ex. 25.11Application
    타원 4x2+9y2=364x^2 + 9y^2 = 36 — 꼭짓점?
  12. Ex. 25.12ApplicationAnswer key
    y2=4xy^2 = 4x를 그리고 초점과 준선을 표시하라.
  13. Ex. 25.13Application
    x2/16+y2/16=1x^2/16 + y^2/16 = 1 — 어떤 원뿔곡선?
  14. Ex. 25.14ApplicationAnswer key
    타원 x2/9+y2/16=1x^2/9 + y^2/16 = 1의 장축은 어느 방향?
  15. Ex. 25.15Application
    타원 4x2+25y2=1004x^2 + 25y^2 = 100의 장축 길이.
  16. Ex. 25.16Application
    (3,0)(3, 0)이 타원 x2/9+y2/4=1x^2/9 + y^2/4 = 1 위에 있는지 확인하라.
  17. Ex. 25.17Application
    x2/a2+y2/16=1x^2/a^2 + y^2/16 = 1의 이심률이 0,60{,}6이 되는 aa는? (답: a=5a = 5.)
  18. Ex. 25.18Application
    포물선 y2=4xy^2 = 4xx=4x = 4와 만나는 점은?
  19. Ex. 25.19ApplicationAnswer key
    쌍곡선 x2y2=1x^2 - y^2 = 1 — 꼭짓점, 초점, 점근선.
  20. Ex. 25.20Application
    x2/4+y2=1x^2/4 + y^2 = 1을 그려라.
  21. Ex. 25.21Modeling
    지구의 궤도: 반장축 a1,496×108a \approx 1{,}496 \times 10^8 km, e0,0167e \approx 0{,}0167. 최대 태양-지구 거리 (원일점)?
  22. Ex. 25.22Modeling
    위성 TV 파라볼라 안테나: 깊이 30 cm, 개구 60 cm. 초점은 어디?
  23. Ex. 25.23ModelingAnswer key
    탄도 궤적: h(d)=0,05d2+5dh(d) = -0{,}05 d^2 + 5d. 포물선 형태 — 꼭짓점 (최대 사거리)?
  24. Ex. 25.24Modeling
    핼리 혜성은 이심률 e0,967e \approx 0{,}967의 타원 궤도를 가진다. 거의 포물선 — 설명하라.
  25. Ex. 25.25Modeling
    타원형 스케이트 공원: 20m × 12m. 타원의 방정식.
  26. Ex. 25.26Modeling
    반사망원경: 포물면 거울에서 2 m 떨어진 초점. 방정식 y2=42xy^2 = 4 \cdot 2 \cdot x — 직경 1m의 개구는?
  27. Ex. 25.27Modeling
    포물선 주방 냉각기: 적외선상의 초점. 초점-꼭짓점 거리 15 cm. 방정식.
  28. Ex. 25.28Modeling
    LORAN (GPS의 전신)은 쌍곡선을 사용한다. 개념적으로: 왜 2개의 수신기가 1개의 쌍곡선을 정의하는가?
  29. Ex. 25.29Challenge
    타원 내 반사: 초점 1에서 나온 광선이 초점 2에 도달한다. 이를 사용해 "속삭임의 방"을 설계하라.
  30. Ex. 25.30Challenge
    일반 원뿔곡선 Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F=0Ax^2 + Bxy + Cy^2 + Dx + Ey + F = 0에서 판별식 B24ACB^2 - 4AC가 분류한다: <0< 0 타원, =0= 0 포물선, >0> 0 쌍곡선. 표준 경우에 대해 검증하라.

이 강의의 출처

Updated on 2026-04-29 · Author(s): Clube da Matemática

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