6. Analytické vyjadrenie kužeľosečiek

6.1. Stredová a vrcholová rovnica kužeľosečky

Elipsa 𝔈 je množina všetkých bodov M roviny 𝜌,
ktorých súčet vzdialeností od dvoch pevných bodov (ohnísk) F_1, F_2 je stály a rovný 2a
, pričom konštanta 2𝑎 > |F_1F_2|:
𝔈 = \{∀M∈𝜌; |MF_1| + |MF_2| = 2𝑎\} .

Počiatok karteziánskej sústave súradníc (KSS) stotožníme so stredom elipsy, hlavná a vedľajšia os elipsy je totožná s osami KSS
a vzdialenosť ohnísk od stredu označíme e (lineárna excentricita). Potom pre súradnice týchto bodov platí:
S[0; 0], F_1[-e; 0], F_2[e; 0].
Podľa definície leží bod M[x; y
] na elipse 𝔈 práve vtedy, keď platí:
|MF _1| + |MF_2| = \sqrt{(x+e)^2 +y^2} + \sqrt{(x-e)^2 +y^2} = 2a
Ďalším umocňovaním a úpravami dostaneme:
 \frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{a^2-e^2}=1 .
Ak stred elipsy je bod S[m; n] a ohniská ležia na rovnobežke s osou x prechádzajúcou bodom S, potom stredová rovnica elipsy:
 \frac{(x-m)^2}{a^2} + \frac{(y-n)^2}{b^2} =1 .
Hyperbola ℌ je množina všetkých bodov M roviny 𝜌,
ktorých rozdiel vzdialeností od dvoch pevných bodov (ohnísk) F_1, F_2 je stály a rovný 2a
, pričom konštanta 2𝑎 < |F_1F_2|:
ℌ = \{∀M∈𝜌; ||MF_1| − |MF_2|| = 2𝑎\} .


Počiatok karteziánskej sústave súradníc (KSS) stotožníme so stredom hyperboly, hlavná a vedľajšia os elipsy je totožná s osami KSS
a vzdialenosť ohnísk od stredu označíme e (lineárna excentricita). Potom pre súradnice týchto bodov platí:
S[0; 0], F_1[-e; 0], F_2[e; 0].
Podľa definície leží bod M[x; y] na hyperbole 𝔈 práve vtedy, keď platí:
||MF_1| − |MF_2|| =| \sqrt{(x+e)^2 +y^2} - \sqrt{(x-e)^2 +y^2}| = 2a
Ďalším umocňovaním a úpravami dostaneme:
 \frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{e^2-a^2}=1 .
Ak stred hyperboly je bod S[m; n] a ohniská ležia na rovnobežke s osou x prechádzajúcou bodom S, potom stredová rovnica hyperboly:
 \frac{(x-m)^2}{a^2} - \frac{(y-n)^2}{b^2} =1 .

Parabola 𝔓 je množina všetkých bodov M roviny 𝜌,
ktoré majú rovnakú vzdialenosť od pevného bodu (ohnisko) F a pevnej (riadiacej) priamky d:
𝔓 = \{∀M∈𝜌; |MF| = |M𝑑|\} .

Parabolu v KSS umiestnime tak, aby vrchol V ležal na jej počiatku. Riadiacu priamku paraboly d
vieme popísať rovnicou
 d: x= -\frac{p}{2}  .
Ohnisko má súradnice F[𝑝/2; 0]. Podľa definície leží bod M[x; y] na parabole 𝔓 práve vtedy, keď platí:
|MF| = |M𝑑|.
 \sqrt{(x- \frac{p}{2})^2+y^2 }=x+ \frac{p}{2} .
Ďalším umocňovaním a úpravami dostaneme:
𝑦^2 = 2𝑝𝑥.
Ak vrchol paraboly je bod V[m; n] a ohnisko leží na rovnobežke s osou x prechádzajúcou bodom V, potom vrcholová rovnica paraboly:
(𝑦 − 𝑛)^2 = 2𝑝(𝑥 − 𝑚).

\( .\)