מצבים הדדיים ומקומות גאומטריים של אליפסה
מבוא
מטרות השיעור
- לקבוע את המצב ההדדי בין ישר לאליפסה (חותך / משיק / לא פוגש) באמצעות הצבה ובדיקת המבחין
- לקבוע את המצב ההדדי בין מעגל (שמרכזו על אחד הצירים) לאליפסה
- למצוא נקודות חיתוך מדויקות
- לפתור בעיות מקום גאומטרי שבהן העקומה המתקבלת היא אליפסה
הרעיון המרכזי
שיטת ההצבה ומשמעות המבחין
כדי לבדוק מצב הדדי בין ישר לאליפסה מציבים את משוואת הישר במשוואת האליפסה ומקבלים משוואה ריבועית במשתנה אחד. מספר נקודות החיתוך נקבע לפי המבחין :
- — שני פתרונות ⟸ הישר חותך את האליפסה בשתי נקודות.
- — פתרון יחיד ⟸ הישר משיק לאליפסה (נקודת מגע אחת).
- — אין פתרונות ⟸ הישר אינו פוגש את האליפסה.
חשוב: לכל פתרון x מתאים ערך y יחיד מהישר, ולכן מספר נקודות החיתוך שווה למספר פתרונות ה-x.
מצב הדדי בין מעגל לאליפסה
גם כאן מציבים. אם המעגל הוא והאליפסה , מבודדים למשל ממשוואה אחת ומציבים בשנייה. מתקבלת משוואה ב-; כל ערך חיובי של נותן שני ערכי y (ולכן שתי נקודות סימטריות), ערך אפס נותן נקודה אחת, וערך שלילי נפסל.
בעיות מקום גאומטרי — שיטת העבודה
כשנקודה Q נעה על עקומה ידועה ומחפשים את המקום הגאומטרי של נקודה תלויה M(x,y):
- מבטאים את שיעורי Q באמצעות שיעורי M (ה"חדשים").
- מציבים את הביטויים האלה במשוואה שמקיימת Q.
- מפשטים ומקבלים את משוואת המקום הגאומטרי, ומוסיפים את המשמעות הגאומטרית (איזו עקומה התקבלה).
דוגמאות מפורטות
דוגמה 1: ישר חותך — מציאת נקודות החיתוך
מצאו את נקודות החיתוך של הישר עם האליפסה .
שלב 1 — הצבה
דוגמה 2: בדיקת השקה באמצעות המבחין
קבעו את המצב ההדדי בין לאליפסה .
שלב 1 — הצבה
בכמה נקודות חותך הישר את האליפסה ?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
מהו המצב ההדדי בין הישר לבין האליפסה ?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
דוגמה 3: תנאי השקה כמשוואה בפרמטר
עבור אילו ערכי m הישר משיק לאליפסה ?
שלב 1 — הצבה כללית
עבור אילו ערכי הישר משיק לאליפסה ? מצאו את ערך ה-m החיובי.
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
נקודה Q נעה על האליפסה היא אמצע הקטע שבין ראשית הצירים O לבין Q. מצאו את המשוואה של המקום הגאומטרי של M.
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
דוגמה 4: מקום גאומטרי — אמצע קטע
Q נעה על האליפסה , ו-M אמצע OQ. מצאו את מסלול M.
שלב 1 — קשר בין הנקודות
בדיקה מהירה
טעויות נפוצות
טעות נפוצה: הופכים את משמעות המבחין
טעות: מ- מסיקים "שני חיתוכים".
נכון: פירושו השקה — נקודת מגע אחת.
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: סופרים ערכי במקום ערכי y
מ- מתקבלים שני ערכים — שתי נקודות, לא אחת.
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: במקום גאומטרי לא מבטאים נכון את הנקודה הנעה
לאמצע OQ מתקיים — את אלה מציבים, לא את (x,y) ישירות.
למה זה קורה?
איך מתקנים?
סיכום
מה למדנו?
מצבים הדדיים ומקומות גאומטריים:
- מציבים ⟸ מקבלים משוואה ריבועית; המבחין קובע: חיתוך, השקה, אין מפגש.
- מספר נקודות החיתוך = מספר פתרונות ה-x (כל x נותן y יחיד מהישר).
- תנאי השקה הופך למשוואה בפרמטר של הישר.
- במקום גאומטרי: מבטאים את הנקודה הנעה דרך הנקודה התלויה, מציבים, ומוסיפים משמעות גאומטרית.
בשיעור הבא נעבור להיפרבולה ולמשוואתה הקנונית.
תרגול נוסף
עברו לתרגול כדי להתאמן על מצבים הדדיים ועל בעיות מקום גאומטרי!