Помогите с решением. Заранее благодарю за подробный ответ!
Вычислить площадь треугольника, две вершины которого лежат в фокусах гиперболы 9x2−y2=144, а третья - на одной из асимптот на расстоянии 10 ед. от точки пересечения асимптот. Построить гиперболу и искомый треугольник.
Математика 11 класс Геометрия площадь треугольника гипербола асимптоты фокусы математика 11 класс решение задачи геометрия координаты расстояние построение треугольника
Для решения задачи сначала определим фокусы гиперболы и асимптоты, а затем найдем координаты третьей вершины треугольника и вычислим его площадь.
Шаг 1: Найдем фокусы гиперболы.
Гипербола задана уравнением:
9x² - y² = 144.
Приведем это уравнение к стандартному виду гиперболы:
x²/16 - y²/144 = 1.
Теперь мы видим, что a² = 16 и b² = 144. Значит, a = 4 и b = 12.
Фокусы гиперболы находятся на расстоянии c от центра, где c = √(a² + b²):
c = √(16 + 144) = √160 = 4√10.
Центр гиперболы находится в точке (0, 0), следовательно, фокусы находятся в точках:
Шаг 2: Найдем асимптоты гиперболы.
Асимптоты гиперболы имеют уравнения:
Подставим значения a и b:
Таким образом, уравнения асимптот: y = 3x и y = -3x.
Шаг 3: Найдем третью вершину треугольника.
Точка пересечения асимптот находится в начале координат (0, 0). Нам нужно найти точку на одной из асимптот, которая находится на расстоянии 10 единиц от этой точки.
Рассмотрим асимптоту y = 3x. Найдем координаты точки (x, y) на этой прямой, которая находится на расстоянии 10 от начала координат:
Сначала выразим y через x:
y = 3x.
Теперь используем формулу расстояния:
√(x² + y²) = 10.
Подставим y:
√(x² + (3x)²) = 10.
Это уравнение можно упростить:
√(x² + 9x²) = 10,
√(10x²) = 10.
Квадрат обеих сторон:
10x² = 100.
x² = 10.
x = ±√10.
Теперь найдем соответствующие значения y:
Таким образом, у нас есть две возможные точки для третьей вершины треугольника: (√10, 3√10) и (-√10, -3√10).
Шаг 4: Вычислим площадь треугольника.
Используем формулу для вычисления площади треугольника по координатам его вершин (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3):
Площадь = 1/2 * |x1(y2 - y3) + x2(y3 - y1) + x3(y1 - y2)|.
Подставим координаты вершин:
Теперь подставляем в формулу:
Площадь = 1/2 * |(4√10)(0 - 3√10) + (-4√10)(3√10 - 0) + (√10)(0 - 0)|.
Площадь = 1/2 * |(4√10)(-3√10) + (-4√10)(3√10)|.
Площадь = 1/2 * | -12 * 10 - 12 * 10 | = 1/2 * | -240 | = 120.
Ответ: Площадь треугольника равна 120 квадратных единиц.