這個計算機能做什麼
本工具專門分析以標準式表示的水平雙曲線,也就是 \(\frac{(x-h)^2}{a^2}-\frac{(y-k)^2}{b^2}=1\)。只要輸入中心座標 (h, k) 以及兩個半軸 a 與 b,就能一次算出所有重要特徵:中心、兩個頂點、兩個焦點、焦距 c、漸近線斜率,以及離心率。無論是代數、微積分先修課程,還是解析幾何作業,都能派上用場。
使用方法
先輸入中心座標 h 與 k,再填入正值 a(半貫軸,位於 x 項下方)與 b(半共軛軸,位於 y 項下方),按下計算就能看到所有推導出的性質。如果你的方程式以原點為中心,只要把 h 和 k 都填 0 即可。
公式說明
水平雙曲線的貫軸是水平方向。兩個頂點位於中心左右各 a 個單位處,也就是 \((h \pm a, k)\)。焦點則距離中心 c 個單位,其中 $$c = \sqrt{a^2 + b^2}$$ 因此焦點座標為 \((h \pm c, k)\)。兩條漸近線通過中心,斜率為 \(\pm\frac{b}{a}\),方程式即 $$y = k \pm \frac{b}{a}(x - h)$$ 雙曲線的離心率 \(e = \frac{c}{a}\) 永遠大於 1。
實際範例
假設 a = 3、b = 4,中心在 (0, 0)。那麼 $$c = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5$$ 兩個頂點為 (3, 0) 與 (−3, 0);兩個焦點為 (5, 0) 與 (−5, 0)。漸近線斜率為 \(\frac{4}{3} \approx 1.333\),離心率 \(e = \frac{5}{3} \approx 1.667\)。
常見問題
可以算垂直雙曲線嗎?本計算機預設使用水平標準式(x 項為正)。若是垂直雙曲線,請把 x 與 y 的角色對調即可。
為什麼離心率會大於 1?因為對雙曲線而言,c 永遠比 a 大,所以 \(e = \frac{c}{a}\) 必定超過 1——這正是讓曲線向外開展的關鍵。
a 和 b 各代表什麼?a 是中心到每個頂點的距離;b 則決定共軛軸,並與 a 一起決定漸近線斜率 \(\frac{b}{a}\)。