Trên bàn bida hình elip có một lỗ thu bi tại một tiêu điểm (H.7.20). Nếu gậy chơi tác động đủ mạnh vào một bi đặt tại tiêu điểm còn lại của bàn, thì sau khi va vào thành bàn, bi sẽ bật lại và chạy về lỗ thu (bỏ qua các tác động phụ). Hỏi độ dài quãng đường bi lăn từ điểm xuất phát tới lỗ thu có phụ thuộc vào đường đi của bi hay không? Vì sao?

Hướng dẫn giải

Elip (E) có dạng: $\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$ với a > b > 0.

+) Vì elip đi qua điểm A(5; 0) nên tọa độ điểm A thỏa mãn phương trình elip, khi đó ta có:  $\frac{5^2}{a^2}+\frac{0^2}{b^2}=1\iff \frac{5^2}{a^2}=1\iff a^2=5^2$.

Suy ra: a = 5 (do a > 0).

+) Elip này có một tiêu điểm F₂(3; 0), nên c = 3 hay $\sqrt{a^2-b^2}=3$.

Thay a² = 25 vào ta được: $\sqrt{25-b^2}=3\Rightarrow 25-b^2=9\iff b^2=16$.

Suy ra b = 4 (do b > 0).

Vậy phương trình chính tắc của elip đi qua điểm A(5; 0) và có một tiêu điểm là F₂(3; 0) là $\frac{x^2}{25}+\frac{y^2}{16}=1$.

Hướng dẫn giải

Chọn hệ trục tọa độ Oxy sao cho A, B nằm trên trục Ox, tia Ox trùng với tia OB, O là trung điểm của AB.

Ta có: AB = 300 nên AO = OB = AB : 2 = 300 : 2 = 150.

Khi đó ta xác định được tọa độ hai điểm A, B là: A(– 150; 0) và B(150; 0).

Gọi vị trí tàu thủy là điểm M nằm trên hypebol có 2 tiêu điểm là A và B.

Tín hiệu từ A đến sớm hơn tín hiệu từ B là 0,0005 s nên ta có:

|MA – MB| = 0,0005 . 292 000 = 146 (km).

Gọi phương trình chính tắc của hypebol cần lập có dạng:

$\frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}=1$ với a, b > 0.

Vì |MA – MB| = 146 = 2a ⇔ a = 73 (thỏa mãn).

Suy ra a² = 73² = 5329.

Do hypebol có hai tiêu điểm là: A(– 150; 0) và B(150; 0) nên c = 150.

Ta có: $\sqrt{a^2+b^2}=c\iff \sqrt{{73}^2+b^2}=150$

$\Rightarrow {73}^2+b^2={150}^2\iff b^2=17171$

Suy ra b = $\sqrt{17171}$ (do b > 0).

Vậy tàu thủy thuộc đường hypebol có hai tiêu điểm là A(– 150; 0), B (150; 0), có tiêu cự 2c = 2 . 150 = 300 và có phương trình chính tắc là: $\frac{x^2}{5329}-\frac{y^2}{17171}=1$.