Калькулятор параболы

Рассчитайте вершину, фокус, директрису, ось симметрии, фокусное расстояние и направление ветвей вертикальной параболы.

Анализ параболы
Введите коэффициенты в общей или вершинной форме для расчета геометрических свойств параболы.

Используйте y = ax² + bx + c.

О параболах

Парабола — это множество точек плоскости, равноудаленных от фиксированной точки, называемой фокусом, и фиксированной прямой, называемой директрисой. Это геометрическое определение дает привычную U-образную кривую квадратичной функции. У каждой вертикальной параболы есть вертикальная ось симметрии, проходящая через вершину. При положительном старшем коэффициенте ветви направлены вверх, при отрицательном — вниз. Общая форма записывает функцию как y = ax² + bx + c, где a не может равняться нулю. Координата x вершины равна -b, деленному на 2a; подстановка этой координаты в уравнение дает координату y. Калькулятор использует равносильное выражение k = c - b²/(4a). В общей форме сразу виден отрезок c на оси y, а знак и величина a определяют направление и ширину кривой. Вершинная форма записывает то же семейство как y = a(x - h)² + k. Вершина сразу видна в точке (h, k), а ось симметрии имеет уравнение x = h. Эта форма особенно удобна после выделения полного квадрата или переноса графика y = x². Большой модуль a дает более узкий график, а модуль между нулем и единицей — более широкий. Смена знака отражает кривую относительно горизонтальной прямой через вершину. Фокус и директриса зависят от используемого здесь фокусного параметра p, который для вертикальной параболы-функции равен 1, деленной на 4a. Фокус находится в точке (h, k + p), а директриса — горизонтальная прямая y = k - p. Модуль p является фокусным расстоянием: расстоянием от вершины до фокуса или директрисы. У узкой параболы фокусное расстояние короче, у широкой — длиннее. Параболы возникают там, где действуют квадратичные зависимости или свойства отражения. Траектории брошенных тел приблизительно параболические, если пренебречь сопротивлением воздуха. Спутниковые тарелки, радиоантенны, зеркала телескопов, автомобильные фары и солнечные концентраторы используют параболические отражатели, поскольку лучи, параллельные оси, отражаются к фокусу. В аналитической геометрии вершина, ось, фокус и директриса полностью описывают положение и форму кривой. Калькулятор обрабатывает вертикальные параболы, представленные функциями от x. У параболы с боковым направлением ветвей x выражается как функция от y; ей нужны горизонтальная ось, вертикальная директриса и иначе расположенный фокус. Для поддерживаемых форм введите ненулевое a и остальные коэффициенты. Результат содержит все основные геометрические свойства с округленными десятичными значениями, удобными для построения графика и проверки.

Примеры парабол

УравнениеОсновные свойстваПояснение
y = x² - 4x + 3Вершина (2,-1), фокус (2,-0.75)Положительный старший коэффициент направляет ветви параболы вверх.
y = -0.25(x - 3)² + 2Вершина (3,2), фокус (3,1)Здесь p = -1, поэтому директриса имеет вид y = 3.
y = 2x² + 8x + 5Вершина (-2,-3), фокус (-2,-2.875)Ось симметрии x = -2, а фокусное расстояние равно 0.125.

Как пользоваться калькулятором параболы

  1. Выберите общую форму для y = ax² + bx + c или вершинную форму для y = a(x - h)² + k.
  2. Введите коэффициент a и два остальных значения для выбранной формы.
  3. Убедитесь, что a не равно нулю, иначе уравнение описывает прямую, а не параболу.
  4. Нажмите «Проанализировать параболу», чтобы увидеть вершину, фокус, директрису, ось, фокусное расстояние и направление ветвей.

Частые вопросы о параболах

Как найти вершину по общей форме?

Вычислите h как -b, деленное на 2a, затем найдите значение функции при h, чтобы получить k. Вершина — упорядоченная пара (h, k).

От чего зависит направление ветвей параболы?

Направление определяется знаком коэффициента a. При положительном a ветви направлены вверх, при отрицательном — вниз.

Как рассчитываются фокус и директриса?

Сначала вычислите p как 1, деленную на 4a. Для вершины (h, k) фокус равен (h, k + p), а директриса задается уравнением y = k - p.

Почему коэффициент a не может быть нулевым?

Если a равно нулю, квадратный член исчезает и уравнение становится линейным. У прямой нет вершины, фокуса или директрисы параболы.

Поддерживаются ли параболы с боковым направлением ветвей?

Нет, калькулятор анализирует вертикальные параболы, где y является функцией x. Для боковых парабол нужны формы с x как зависимой переменной; их ось симметрии горизонтальна.