Khúc cua của một con đường có dạng hình parabol, điểm đầu vào khúc cua là A, điểm cuối là B, khoảng cách AB = 400 m. Đỉnh parabol (P) của khúc của khúc cua cách đường thẳng AB một khoảng 20 m và cách đều A, B (H.7.34).

a) Lập phương trình chính tắc của (P), với 1 đơn vị đo trong mặt phẳng tọa độ tương ứng 1 m trên thực tế.

b) Lập phương trình chính tắc của (P), với 1 đơn vị đo trong mặt phẳng tọa độ tương ứng 1 km trên thực tế.

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: $\frac{x^2}{5329}-\frac{y^2}{17171}=1$.